Сколько океана изучено: Пятая часть дна Мирового океана изучена — ученые: 22 июня 2020, 16:14

Содержание

Океаны и изменение климата | МАГАТЭ

Подкисление океана

Поскольку океан поглощает диоксид углерода (CO2), который выделяется в атмосферу в результате человеческой деятельности, карбонатный состав и кислотность морской воды меняются; этот процесс называют подкислением океана. Это, с одной стороны, снижает уровень диоксида углерода в атмосфере и существенно сдерживает процесс изменения климата, а с другой, подкисление океана — иногда его называют «другой проблемой с CO2» — в последнее десятилетие превратилось в существенный глобальный фактор, который может оказать негативное воздействие на морские организмы и биогеохимические циклы.

В исследованиях подкисления океана используются ядерные и изотопные методы, которые в значительной мере способствовали пониманию этого явления благодаря изучению прошлых изменений кислотности океана и влияния его подкисления на морские организмы, в том числе благодаря исследованию таких биологических процессов, как кальцификация.

Снижение показателя pH («водородного показателя» – меры кислотности или щелочности) на поверхности океана уже заметно, однако оценить влияние подкисления океана на морскую биоту в полном объеме непросто. Как показывают исследования, спектр возможных последствий, как положительных, так и отрицательных, довольно велик, а разные виды демонстрируют различные уровни сопротивляемости и приспособляемости.

При падении рН и соответствующей концентрации соединений углерода ниже определенного уровня начинается разрушение карбоната кальция, который входит в состав раковин и скелетов многих организмов. Некоторые кораллы, птероподы, двустворчатые моллюски и кальцифицирующий фитопланктон могут быть особенно чувствительны к изменениям в химическом составе морской воды. Энергозатраты на сопротивление повышающейся кислотности могут уменьшить объем энергии, необходимой для физиологических процессов, таких как размножение и рост. Ученые из Лабораторий окружающей среды МАГАТЭ с помощью изотопных методов изучают воздействие подкисления океана и его взаимосвязь с другими экологическими стрессорами.

Несмотря на успехи в космосе, человечество еще очень мало знает о Земле

Несмотря на успехи в космосе, человечество еще очень мало знает о Земле — Мировой океан изучен лишь на 2%.

50 лет космической эры обернулись колоссальным успехом не только практического использования технологий космоса, но и исследований далеких миров. На «связь с небом» можно выйти с помощью приемника GPS в любом автомобиле, а технологии обзора звездного неба со времен телескопа Галилео Галилея сделали потрясающий рывок. Беспилотные аппараты «приземляются» на далеких планетах и их спутниках, напрямую изучают их грунт и атмосферу. Сложные телескопы – на Земле и на орбите – позволяют «видеть» на миллионы световых лет, причем не только в диапазоне видимого света, но и в радио- и ИК-диапазоне.

Таким образом, получается не только видимое «изображение»: можно узнать температуру объекта, спектральные характеристики позволяют определить состав, а радиотелескопы видят сквозь любой космический «туман». Все это сделало возможным наблюдения сверхдалеких небольших объектов – экзопланет, то есть планет, лежащих за пределами солнечной системы. На основе этих наблюдений мы можем строить заключения о природных условиях в далеких мирах и о потенциальной возможности существования внеземной жизни.

Среди последних «новинок» — наблюдение планеты, лежащей вне нашей галактики – Млечного Пути.

На очереди разгадки тайн темной материи и темной энергии.

Весь этот комплекс знаний и исследований находится в разительном противоречии с успехами в изучении нашей собственной планеты. 71% поверхности Земли покрыты водой. Вместе с тем сейчас Мировой океан детально изучен не более чем на 2%, считает Анатолий Сагалевич, заведующий лабораторией глубоководных обитаемых аппаратов Института океанологии РАН (самые известные ГОА – «Мир-1» и «Мир-2», погружавшиеся в течение трех лет на дно Байкала).

«Океан находится здесь, рядом, это невероятные ресурсы – и энергетические, и минеральные, и биологические, а мы океану должного внимания не уделяем»,

— считает Сагалевич.

Для сравнения, бюджет одного только американского космического агентства NASA за 2009 год составил около $20 млрд, а бюджет самого масштабного за последние годы морского проекта Census of Marine Life составил всего около $1 млрд за 10 лет. Тысячи астрономов-любителей по всему миру работают над опубликованными данными астрономических наблюдений и помогают ученым делать настоящие открытия. Океанологов-любителей, способных проводить собственные исследования, крайне мало.

Эта победа «высоты» над «глубиной», кстати, не всегда была очевидна – фантасты с одинаковым жаром писали как про капитана Немо и Ихтиандра, так и про далекие планеты.

Но затем импульс исследованию космоса придала «холодная война», и даже сегодня, когда конкуренция в космосе приняла уже преимущественно коммерческий характер, в общественном сознании он все еще остается главным вызовом человечеству.

В каком-то смысле космос имеет лучшее «паблисити» — его легче «продавать» общественному мнению. Эмоциональный подъем, вызванный полетом Гагарина, был сравним разве что с Днем Победы, вспоминают очевидцы.

Читая об астрономических открытиях, люди чувствуют гордость и уверенность в своих силах – если мы способны изучать миры, находящиеся за сотни световых лет, и обсуждать данные о происхождении Вселенной, значит, могущество человечества несомненно.

Тот факт, что мы до сих пор часто бессильны перед мощью океана, часто проще замолчать. Пропавший два года назад над Атлантикой Airbus авиакомпании Air France открыл многим глаза на нелестную реальность: океан, над которым каждый день пролетают сотни самолетов, способен поглотить машину без следа. Компания Airbus и Air France за два года потратили около 30 млн евро на расследование причин катастрофы, однако только сейчас удалось обнаружить на дне океана обломки хвостовой части самолета и, возможно, бортовые самописцы.

В конечном счете, похоже, что направление исследовательской и коммерческой экспансии человечества диктуется набором случайных факторов – интеллектуальной и общественной модой, политической конъюнктурой, лоббистскими усилиями корпораций.

Наука в ближайшее время будет все больше и больше концентрироваться на изучении далеких звезд и поиске внеземных цивилизаций – таков общественный запрос, за которым следуют финансовые потоки. Океану – источнику угроз вроде цунами, а также пищевых и энергетических ресурсов, — придется подождать очередного витка моды, чтобы стать новым фронтиром.

Правда, что мировой океан изучен хуже космоса?

Наверняка вам приходилось слышать, что человечество изучило космос гораздо лучше, чем океан, который находится прямо у нас под носом. Чтобы выяснить, так это или нет, можно рассуждать с двух разных направлений.

Самым простым и быстрым решением данного вопроса будет заявление о том, что мы даже не знаем, насколько далеко простирается наша вселенная, конечна она или бесконечна, а так же по каким физическим законам она живет. Поэтому, конечно же, ни о каком преимуществе в изучении космоса перед океаном и речи не идет.

Но попробуем посмотреть на проблему под другим углом и взять за объект изучения не дальний космос с расстояниями в десятки и сотни тысяч световых лет, а нашу Солнечную систему и ее окрестности. Вспомним тот факт, что на Луне успело побывать больше десяти человек, космические аппараты облетели и сфотографировали практически все здешние планеты и даже успели пристыковаться к комете, а некоторые рукотворные объекты уже успели покинуть пределы Солнечной системы.

Мощные радары пронзают радиоволнами космическую пустоту, фиксируя мельчайшие объекты вокруг нашей планеты, расстояния до ближайших небесных тел измерены с точностью до метра, а космические телескопы заглядывают в такие глубины космоса, о которых мы не могли и представить.

В то же время, на дне самой глубокой в точки Земли — Марианской впадине — за всю историю побывало всего три человека, карты океанического дна за редким исключением составлены с точностью до 5 км, а ученые регулярно продолжают открывать все новые биологические виды, обитающие в глубинах.

Что ж, вполне возможно, космос человек действительно знает лучше, чем собственный океан. Но почему планеты и звезды манят к себе гораздо больше, чем глубины мирового океана, в котором, ни у кого нет сомнений, находится немало полезным ископаемых? Возможно, ответ на этот вопрос стоит искать в особой природе человека, который всегда стремился подняться как можно выше: ведь мысли о полетах в космос, где ты становишься ближе к звездам, вдохновляют намного больше, чем мысли о погружении в темную бездну океана.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

comments powered by HyperComments

7 фактов, которые вы могли не знать о воде.

1) Вода покрывает 70% поверхности Земли, и при этом составляет всего лишь 1/1000 ее объема.

На этом изображении продемонстрировано, что произойдет, если всю воду Земли — от океанов до морей, от ледяныех шапок до озер и атмосферных паров — убрать с поверхности и объеденить в единую сферу.

По объему Земля составляет около 1000 млрд кубических километров. Всей воды на Земле в тысячу раз меньше, всего 1,4 миллиарда кубических километров — или около 1400 километров в диаметре. Это примерно длина Мадагаскара.


2) 97,5% воды в мире является соленой водой, и только 2,5% приходится на пресную воду.
 
Из 1400 миллионов кубических километров воды на Земле, пресная вода составляет всего лишь 35 млн кубов — или около 2,5% от общего объема. Лишь около 0,3% от этой пресной воды легко доступны для использования людьми. Остальная вода либо заморожена, либо находится под землей.

Таким образом, для людей остается около 100 000 кубических километров пресной воды.


3) На каждого человека приходится около 6 олимпийских бассейнов доступной пресной воды.

Если общий запасов доступной пресной воды составляет около 100 000 кубических километров, то на каждого из 7 миллиардов человек на Земле приходится приблизительно 15 000 кубических метров воды — или 6 олимпийских бассейнов.


4) В Латинской Америке запасов пресной воды в 5 раз больше, чем в Восточной Азии.

Хотя в среднем по миру на каждого человека приходится 15 000 кубических метров пресной воды, очевидно, что эта вода распределена неравномерно.

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации (FAO), Латинская Америка имеет самый высокий объем пресной воды на душу населения — почти в 5 раз больше, чем в странах к югу от Сахары или в Восточной Азии. Или в 20 раз больше, чем в Южной Азии и на Ближнем Востоке.

(Разумеется, что численность населения в Восточной Азии очень велика — так что подушевые цифры выглядят действительно столь низкими. Однако если вы оцените только лишь объем воды, то станет ясно, что в Латинской Америке действительно ее много.)


5) Менее половины сельского населения Африки южнее Сахары имеет доступ к улучшенным источникам воды.

Мы уже знаем, что пресная вода распределена по всему миру неравномерно. Но и здесь есть различия.

«Улучшенным источником воды» является либо водопровод, либо общая колонка, либо защищенные скважины или колодецы, действующие и летом, и зимой. «Неулучшенные источники» включают в себя коммерческую продажу воды, автоцистерны и незащищенные колодцы и родники. «Разумным доступом» к воде считается наличие не менее 20 литров на человека в день от источника в одном километре от жилья.

В 2000 году менее 50% людей, живущих в сельской Африке южнее Сахары имели доступ к улучшенным источникам воды. В городской местности этот показатель составляет более 80%.


6) 70% от используемых мировых запасов пресной воды расходуется в сельском хозяйстве

В 2011 году весь мир израсходовал свыше 3900 кубических километров пресной воды. 70% этого объема ушло на сельскохозяйственные нужды (скот и орошение), 20% было использовано в промышленных целях, а 10% пришлось на долю бытового водопользования.

7) Недостаточное водоснабжение и проблемы с канализацией ежегодно приводит к убыткам в размере 260 млрд. долл.


 

 

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

В недрах Земли содержится огромное количество воды, в несколько раз превышающее объем Мирового океана. Как она туда попала, непонятно, а о ее роли в формировании и современной внутренней динамике планеты можно только строить догадки. Хотя в 2016 году ученые уже уверены в существовании, по крайней мере в прошлом, подповерхностного океана на Плутоне, об обилии воды в мантии Земли достоверно узнали только в 2014 году. Подробнее о неожиданных открытиях, совершенных в том числе с участием российских геофизиков, рассказывает «Лента. ру».

Материалы по теме:

О внутреннем строении Земли ученые знают не так много, как может показаться. Прямые исследования недр планеты исключительно затруднены. Распределение плотности внутри Земли можно оценить, например, наблюдая распространение сейсмических волн — на глубине в несколько десятков километров, на так называемой границе Мохоровичича, их скорость резко увеличивается с 7 до 8 километров в секунду. Это означает, что возмущение вещества перешло из менее плотной среды в более плотную — из коры в верхнюю мантию. В мантии волны тоже распространяются с разной скоростью — на глубине порядка 600 километров происходит замедление, возмущение переходит в зону нижней мантии и затем, на глубине около 2,9 тысячи километров достигает ядра.

Кроме того, помогает изучение минералов, которые когда-то находились в недрах планеты. Именно так и обнаружили подземную воду. В 2014 году международный коллектив геофизиков сообщил в журнале Nature, что в переходном слое между верхней и нижней мантией, на глубине 410-660 километров, имеются обширные запасы воды. Ученые провели рентгеноструктурный, рамановский и инфракрасный анализ образцов оливина, найденных близ реки Сан-Луис в современной Бразилии, и выявили в минерале содержащие воду включения рингвудита.

Материалы по теме:

Вода могла попасть туда только из переходной зоны мантии — на такую возможность ранее указывали теоретические расчеты и эксперименты. Согласно этим данным, оливин при высоких температурах и давлениях, характерных для мантии на глубине 410-660 километров, преобразуется в рингвудит и еще один минерал, вадслеит. Рингвудит и вадслеит поглощают на порядки больше воды, чем оливин — примерно до 2,5 процента их общей массы. В исследованном учеными образце содержалось до 1,5 процента рингвудита. Геофизики сделали вывод, что по крайней мере локально, то есть там, где из оливина возник рингвудит, мантия примерно на один процент по массе состоит из воды. Простые оценки показывают, что в недрах Земли воды хватит как минимум на несколько Мировых океанов.

Внутреннее строение Земли

Изображение: serc. carleton.edu

Это подтвердила другая группа ученых, куда входили и российские специалисты. В 2015 году в журнале Nature они опубликовали статью с результатами исследования рингвудита, найденного в зеленокаменном поясе Абитиби на Канадском щите Северо-Американской платформы. Этот пояс представляет собой один из самых распространенных комплексов пород среднего и позднего архея. В глубину такие комплексы могут достигать 20 километров, в ширину — 200 километров, в длину — тысячу километров. В Канадском щите их шесть. Зеленокаменные пояса формировались на Земле 2,5-3,5 миллиарда лет назад — это указывает на возраст исследованного рингвудита и подземного океана, заключенного в минералы.

Материалы по теме:

Изучая включения в оливине, геофизики выявили повышенное содержание воды в первичных расплавах коматиитов — продуктов вулканических извержений возрастом 2,7 миллиарда лет из пояса Абитиби. Коматииты, скорее всего, образовались в глубинной мантийной струе с потенциальной температурой плюс 1725 градусов Цельсия. Вода в мантийном источнике коматиитов была захвачена из промежуточной мантийной зоны на глубине 620-410 километров. При выполнении этой научной работы российские ученые из Института геохимии и аналитической химии имени Владимира Вернадского Российской академии наук разработали уникальный метод электронно-зондового микроанализа оливина с точностью определения примесных элементов в пять грамм на тонну, первыми в России запустив высокотемпературную (до плюс 1700 градусов Цельсия) экспериментальную установку с контролируемой летучестью кислорода.

Оливин

Фото: geo.web.ru

Выводы ученых подтвердились. Британские и американские геофизики, проведя множество компьютерных квантово-механических расчетов, показали, что множество гидратированных, то есть включающих в себя воду, минералов, в частности брусит, при высоких давлениях и температурах, таких, как в недрах Земли на глубине 400-600 километров, являются термодинамически устойчивыми. Об этом сообщается в статье, опубликованной в 2016 году в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Материалы по теме:

Другой международный коллектив геофизиков проанализировал алмаз, выброшенный примерно 90 миллионов лет назад при извержении вулкана на поверхность Земли близ бразильской реки Сан-Луис. Инфракрасная микроскопия выявила в минерале включения, возникшие при его формировании и связанные с наличием гидроксильных ионов, которые, скорее всего, попали в минерал вместе с водой. Оказалось, что эти включения состоят главным образом из феррипериклаза (магнезиовюстита) — на него приходится примерно пятая часть минеральной фазы нижней, то есть расположенной на глубине 660-2900 километров мантии Земли. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Lithos.

Феррипериклаз состоит из оксидов железа и магния, а также может, при сверхвысоких давлениях и температурах, характерных для нижней мантии, поглощать хром, алюминий и титан. Между тем эти дополнительные включения в минерале не были обнаружены, значит, алмаз возник на глубине около тысячи километров. Таким образом, заключенная в минералы подземная вода находится не только на глубине 600-400 километров, но и в более глубоких слоях мантии.

Вода способна влиять на электропроводность мантии и ее подвижность. Ученые пока не могут точно сказать, почему ее так много в недрах Земли и как она туда попала. Ранее геофизики полагали, что вода внутрь планеты проникает из Мирового океана в результате субдукции — погружения одной литосферной плиты под другую. Аномально высокую концентрацию воды в исследованных минералах таким механизмом не объяснить. Вероятнее всего, подземная вода образовалась при формировании планеты. Прояснить ситуацию ученые попробуют, проанализировав коллекцию коматиитов, собранных в африканской провинции Барбертон. Возраст этих затвердевших древних лав оценивается в 3,3 миллиарда лет.

10 наименее изученных мест на Земле — Look At Me

Текст

Артём Лучко

 Большинство людей склонны думать, что если современные технологии позволили нам начать исследовать Луну и Марс, отправлять космические аппараты к Юпитеру, Сатурну и другим планетам, то на Земле уже изучать особо и нечего.
На самом деле это не совсем так. На глобусе и сегодня довольно много областей, которые остаются по тем или иным причинам малоизученными.

Намибия является одной из самых малонаселённых стран в мире (на площади в 824 тыс. квадратных километров проживают всего 2,3 млн человек). Она находится на юге африканского континента и получила своё название благодаря пустыне Намиб, которая является домом для четверти всех гепардов в мире (их насчитывается около 2,5 тысяч). Пустынная земля известна гигантскими дюнами, древними наскальными рисунками, метеоритными кратерами и водопадами, а ландшафт Намибии является одним из самых нетронутых в Африке. Это место является идеальным приютом для браконьеров, поэтому в конституции страны прописана программа по защите уникального природного заповедника, включающего многие тысячи километров неизведанной пустыни (в том числе знаменитой Калахари).

Гренландский ледяной щит

Гренландия имеет второй по размеру ледяной щит мира (после Антарктического), и остров используется в качестве полигона для фундаментального исследования ледников: гляциологи здесь изучают динамику ледника, микробиологи — древнюю жизнь, скованную во льдах. Однако самым значимым аспектом остаётся изучение палеоклиматических аспектов исследований, так как лёд имеет воздушные включения, которые могут дать информацию об атмосфере прошлого. Всего в Гренландии пробурены шесть глубоких скважин, а самое малоизученное место — это Северный край Гренландии, море Линкольна и другие окружающие его ледовитые воды. За всю их историю здесь побывало считанное число кораблей, среди них были наши атомные ледоколы. Но вся эта ледяная пустыня постепенно тает, и при сохранении нынешних темпов щит исчезнет через 2 000 лет.

Тристан-да-Кунья

Тристан-да-Кунья — это архипелаг из четырёх островов в южной части Атлантического океана, входящий в состав Британской заморской территории острова Святой Елены. Наряду с островом Пасхи и островами Питкэрн является одним из самых удалённых населённых мест на Земле. До ближайшего берега материка — то есть до ЮАР — плыть 2 816 км, а до Южной Америки — аж 3 360 км. На островах нет млекопитающих (за исключением тюленей на берегу и завезённых человеком мышей), рептилий, бабочек, но множество растений-эндемиков. Главное достояние острова — самая маленькая нелетающая птица на Земле — «пастушок острова Неприступного» или «тристанский пастушок». Согласно переписи 2008 года, население самого крупного острова Тристан-да-Кунья составляют 264 человека. Три других острова — Гоф, Найтингейл и Неприступный являются заповедниками.

Марианская впадина

Почти всё дно Мирового океана можно назвать самым малоизученным пространством на нашей планете. Однако самая таинственная известная точка — это океанический глубоководный жёлоб на западе Тихого океана. Названа впадина по находящимся рядом Марианским островам, а её самая глубокая точка «Бездна Челленджера» находится в юго-западной части. По замерам 2011 года её глубина составляет 10 994 ± 40 м ниже уровня моря. В этом месте побывало только 3 человека: Жак Пикард и Дональд Уолш на батискафе Trieste в 1960-м и Джеймс Кэмерон в батискафе Deepsea Challenger в 2012 году. Давление на такой глубине в 1 106 раз превышает давление на уровне моря, однако на дне «Бездны Челленджера» было обнаружено 20 тысяч микроорганизмов. Среди собранной фауны были изоподы и шесть видов креветкообразных амфиподов. Дальнейшее исследование впадины, по мнению учёных, может рассказать нам больше об адаптации организмов к высокому давлению и, возможно, даже раскрыть тайну происхождения жизни.

Материк Антарктида, покрытый толстым слоем льда, — тоже одна из самых малоизученных частей нашей планеты. Исследованиям препятствует суровый климат, но в будущем при потеплении её освоение вполне возможно. В Антарктиде и на прилегающих островах существует много заброшенных поселений, военных и китобойных баз. В настоящее время в Антарктиде нет постоянного населения, но расположены около 45 круглогодичных научных станций, на которых в зависимости от сезона живут от 1 тысячи человек зимой и до 4 тысяч человек летом. Изучение ледникового покрова, в котором «записаны» данные о климате и составе атмосферы на протяжении сотен тысяч лет, проливает свет на прошлое и будущее Земли. Самый малоизученный участок материка примыкает к морю Уэддела (Западная Антарктида). Недавно выяснилось, что там скрыт бассейн размером с небольшую европейскую страну (площадью около 20 тысяч квадратных километров), а его глубина местами составляет до двух километров.

Гангкхар Пуенсум

Гангкхар Пуенсум — самая высокая из непокорённых вершин мира. Находится гора на спорной территории между Бутаном и Китаем и достигает в высоту 7570 метров. Гора была впервые описана в 1922 году, однако первые попытки её покорения начались только после 1983 года, когда в Бутане был разрешён альпинизм. В 1985 и 1986 годах были предприняты четыре неудачные попытки, однако в 1994 году Бутан снова запретил восхождение на горы высотой более 6000 метров из уважения к местной вере, а в 2003 году альпинизм был полностью запрещён. Японская экспедиция 1998 года решила взойти на вершину с китайской стороны, однако в конечном итоге альпинисты смогли лишь подняться на соседнюю Лианканг Кангри.

Дождевые леса Амазонии

С каждым днём площадь лесов Амазонки катастрофически уменьшается. Но, несмотря на вырубку, здесь ещё остались нетронутые участки, где не ступала нога человека и сохранились флора и фауна в первозданном виде. В Амазонии и сегодня есть племена, нетронутые современной цивилизацией. Дождевые леса расположены на обширной равнине, охватывающей почти весь бассейн реки Амазонки. Эти джунгли составляют половину от оставшихся тропических лесов в мире. Исследовать их трудно, прежде всего из-за плотнейших зарослей и множества опасных животных. Здесь обитают ягуары, кайманы, анаконды, ядовитые пауки, паразиты и переносчики инфекционных заболеваний, а в местных реках водятся электрические скаты, пираньи и канеру.

Северные Анды

Трудно сказать, насколько хорошо исследован северный район колумбийских Анд, потому что партизаны и наркобароны не ведут официальных записей. Этот район известен тем, что там скрываются преступники всех мастей. Ведь неизведанные горные хребты, поросшие лесами и окутанные туманом, подходят для этого лучше всего. Большая часть мирных жителей близлежащих районов — местные племена. Каждый раз, когда в северные горы Колумбии отправляется научная экспедиция, она обнаруживает там ранее неизвестные растения и животных. В 2006 году был обнаружен новый вид птиц яригская атлапета, а в 2010 году был обнаружен новый подвид птицы Lachrymose Mountain-Tanager.

Джунгли Новой Гвинеи

Новая Гвинея — последний из малоизученных крупных островов. Здесь проживают более тысячи различных этнических групп и сотни самых разных племён, некоторые из которых полностью изолированы от влияния современного мира. На склонах гор Фоджа в западной части Новой Гвинеи в 2005 году группа американских исследователей обнаружила место, названное ими «Эдемским садом». Территория около 300 тысяч гектаров оказалась изолирована от воздействия окружающего мира, и там было обнаружено более 20 ранее неизвестных видов лягушек, несколько видов бабочек, древесные кенгуру, шестипёрые «райские» птицы (которые ранее считались вымершими), а также неизвестные науке виды пальм и множество других растений. При этом многие животные не боялись человека и даже позволяли учёным брать себя в руки.

Северо-восточная Сибирь

Северо-Восточная часть Сибири, располагающаяся к северо-востоку от реки Лены, известна суровой природой и климатом. Зимы здесь долгие, с жестокими морозами, а лето очень и очень прохладное. Именно здесь расположен «полюс холода» — Оймякон. Северо-Восточная Сибирь имеет сложный рельеф из складчато-глыбовых областей и хребтов. Также на территории распространена вечная мерзлота. Земледелие в этом регионе в открытом грунте невозможно, а освоение природных богатств затруднено из-за климатических условий, отдалённости района, отсутствия широкой сети транспортных путей (прежде всего железных дорог). Эта территория является самой малонаселённой частью Евразии, и большая часть человеческого присутствия здесь связана с постоянными поисками полезных ископаемых.

изображения via Joachim Huber/Flickr, Terry Feuerborn/Flickr, Michael Clarke/Flickr, Shutterstock, Liam Quinn/Flickr, Steynard/Flickr, Dallas Krentzel/Flickr, David Wise/Flickr, Luke Casey/Flickr, Anna Soboleva/Flickr

«Счастливы страны, владеющие холодноводными морями» – Огонек № 35 (5580) от 09.

09.2019

Глубины морей, еще вчера недоступные для человека, становятся местом неожиданных столкновений. И речь не только о схватках кашалотов с гигантскими кальмарами, но и о противоречиях между государствами. Почему именно сейчас ученые разных стран стали активно исследовать морские пучины, «Огоньку» рассказал профессор Владимир Малахов.

Беседовала Елена Кудрявцева

Владимир Малахов — зоолог, морфолог и эмбриолог. Доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, профессор, завкафедрой зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ и завлабораторией биологии морских беспозвоночных Дальневосточного федерального университета ДО РАН

— Владимир Васильевич, в последние дни героем публикаций многих СМИ стала глубоководная пиявка, которую обнаружили на Дальнем Востоке. Почему она наделала столько шума? В чем важность открытия и как оно состоялось?

— Открытие сделали участники международного морского проекта KuramBio, в котором участвует Россия. В экспедиции ученые собрали большое количество глубоководных образцов — они теперь обрабатываются научными группами в разных странах. Пиявка, о которой идет речь, добыта в районе Курило-Камчатского желоба немецким исследовательским судном Sonne.

Она представитель так называемых рыбьих пиявок (они питаются кровью рыб и крупных ракообразных) и относится к новому для науки виду Johanssonia extrema. Длина ее тела — 58 миллиметров, что очень много, потому что обычно размеры подобных пиявок колеблются от 10 до 25 миллиметров. Пиявка и рыба черный макрурус, на котором она питается, были найдены на очень большой глубине — почти 9 километров. Это само по себе интересно, но в данном случае еще важнее тот факт, что этот проект — один из серии масштабных глубоководных экспедиций, которые в последнее время активно проводят в мире.

— Почему для работы был выбран именно Курило-Камчатский желоб?

— Курило-Камчатский желоб — часть большой системы желобов, которая проходит по западной границе Тихого океана. Здесь из глубин земли поднимается поток лавы, которая формирует молодую земную кору на дне океана. Толщина молодой океанической коры всего 5–7 километров, а толщина материковой коры — 35 километров. При столкновении с краем массивной материковой литосферной плиты тонкая океаническая плита погружается под нее. В этих местах и формируются желоба — глубокие ущелья на дне океана. Если глубина ложа океана — 4–6 километров, то в желобах глубина океана достигает 10–11 километров. Курило-Камчатский желоб имеет максимальную глубину чуть меньше 10 километров, а Марианский желоб (он входит в ту же систему желобов на западе Тихого океана) — 11 километров. Это самые большие глубины на Земле.

— В какой мере мы знаем, что представляют собой эти глубины?

— Можно сказать, что мы только начинаем освоение этого пространства. Знаете, сколько человек побывало в космосе? Несколько сотен. А на дне глубочайших впадин в океане? Несколько человек. Так где же находятся неизведанные миры?

Исследования больших глубин Мирового океана начались не так давно. Первая экспедиция, в которой были проведены глубоководные траления, это рейс знаменитого судна «Челленджер» в конце ХIХ века. Тогда исследователи вообще ничего не знали о глубоководном океане. Одни считали, что там нет никакой жизни из-за большого давления и отсутствия кислорода, другие предполагали, что там обитают «живые ископаемые», то есть организмы, которые давно исчезли на малых глубинах, и рассчитывали поймать живых трилобитов. Трилобитов они не поймали, зато привезли огромное число новых видов и, главное, показали, что на многокилометровой глубине есть жизнь.

А когда в России приступили к изучению морских глубин?

— В 1930-е профессор К.М. Дерюгин организовал экспедиции по исследованию Дальневосточных морей СССР и провел глубоководные траления в Японском море, обнаружив там интересную и богатую фауну. После Великой Отечественной СССР получил в качестве репарации от Германии госпитальный пароход «Марс», который был переоборудован в морское исследовательское судно, получил название «Витязь» и выполнил 65 рейсов под флагом Академии наук СССР. Именно «Витязь» первым в мире поднял живых существ с глубины 11 километров. Позднее к нему присоединились несколько специально построенных советских исследовательских судов. Можно сказать, что во второй половине ХХ века СССР был одной из лидирующих держав в области изучения Мирового океана.

Одну из основных задач советской океанологии ведущий океанолог страны, заведующий нашей кафедрой и один из создателей Института океанологии АН СССР, академик Лев Зенкевич формулировал как исследование биологической структуры Мирового океана. В ходе этих исследований, в частности, выяснилось, что биологические ресурсы Мирового океана вовсе не так уж неисчерпаемы.

Океан оказался не столь густо населен?

— До того как были проведены эти широкомасштабные исследования, энтузиасты от науки умножали биомассу, объем которой был известен в прибрежных районах Северной Атлантики, на всю площадь Мирового океана и получали колоссальную величину. Из таких расчетов делали вывод, что Мировой океан неисчерпаем и сможет прокормить многие десятки миллиардов людей. Но оказалось, что это не так. Я много раз бывал в рейсах, когда судно шло из Петропавловска-Камчатского в Веллингтон, в Новую Зеландию почти по меридиану, и видел такую картину. Когда берешь пробу планктона в Охотском море у острова Сахалин, сетка буквально рвется от настоящей морской «каши» из живых организмов. Но когда двигаешься к югу, картина меняется. После 40-го градуса толща воды пустеет. Сетка проходит 100 метров и не приносит почти ничего. Да и внешне океан пустеет, ни летучих рыб, ни черепах, ни птиц. Потом что-то появляется в районе экватора, а затем опять пустые широты, и только при приближении к высоким широтам в южном полушарии, у берегов Новой Зеландии и дальше к Антарктиде снова появляется богатый планктон, рыбы, птицы и киты. Выяснилось, например, что огромная часть Индийского океана, который мог бы кормить густонаселенные страны по его берегам,— это океанская пустыня.

С чем это связано?

— Это очень просто — там нет зимы. В полярных морях и морях умеренной зоны весной и летом в верхних слоях воды, куда проникает солнечный свет, происходит буквально взрыв жизни. Микроскопические водоросли (так называемый фитопланктон) разрастаются, поглощая биогенные элементы — азот и фосфор. Водоросли потребляются мелкими рачками (зоопланктоном), их едят рыбы, рыб ловят тюлени, китообразные, ну и человек со своими орудиями лова включается в эту цепочку. Зимой вода охлаждается, тяжелеет и уходит в глубину, а на смену ей приходит глубинная вода, богатая азотом и фосфором. И весной поверхностные воды оказываются удобренными, снова начинается бурное развитие фитопланктона и т.д. В тропических морях вода теплая, а значит, и легкая круглый год, зимнего перемешивания там не происходит. Поэтому там, в поверхностных слоях воды тропического океана, азот и фосфор давно исчерпаны, водоросли развиваться не могут, а значит нет рачков, рыб и т.д. Мы с вами привыкли к картам в Меркаторской проекции (как в географических атласах.«О»), а на них полярные области выглядят очень обширными. На самом деле это не так. Вот посмотрите на глобус: вы видите, что тропические районы Мирового океана занимают огромную площадь, а холодноводные моря полярных областей вовсе не так велики. И счастливы те страны, которые владеют холодноводными морями.

Так что моря РФ — это морская житница, которая имеет огромное экономическое значение. Кстати, одним из самых продуктивных морей является Охотское море.

И когда заходит разговор о том, что японцы хотят получить южные Курильские острова, нужно понимать, что речь не столько о земле, сколько о море. Пока острова наши, Охотское море остается внутренним морем России, и мы имеем право на все его биологические, минеральные и нефтегазовые ресурсы. Кстати, в свое время США в одностороннем порядке признали Мексиканский залив своими внутренними водами.

— А что происходит с объемом биоресурсов?

— Вот уже 50 лет вылов рыбы в мировом океане не меняется: он составляет порядка 80 млн тонн рыбы в год и примерно 10 млн тонн нерыбных ресурсов (креветок, водорослей и др. ). Цифра эта колеблется от года к году, но не сильно. Поверхностный океан больше дать и не может. В 1960 году население Земли было около 3 млрд, а сейчас — без малого 8 млрд. А океан продолжает стабильно давать прежний объем рыбной продукции. Вот почему растет цена на морскую рыбу.

В наши дни основным источником прироста рыбной продукции является аквакультура — искусственное разведение рыбы, в основном пресноводной, но и морской тоже.

Лидером этого рынка уже много лет является Китай. Но по качеству рыбу, выращенную искусственно, нельзя сравнить с дикой. В аквакультуре используются гормоны роста, искусственные корма и антибиотики. Поэтому сейчас перед учеными во всем мире где-то уже явно, а где-то подспудно стоит задача — заглянуть в глубину. Есть надежда, что в Мировом океане могут оказаться области, богатые неосвоенными биологическими ресурсами.

Кто живет в глубинах океана

Что мы знаем сегодня о глубоководной фауне? И насколько наши знания позволяют ее использовать?

— Традиционно мы считаем, что глубоководный океан бедно населен. Дело в том, что практически все органическое вещество создается в самом верхнем слое воды — около 50 метров, а ведь средняя глубина Мирового океана около 4 километров. Так что «население глубин» питается тем, что падает сверху, а перепадает им не много. Теоретически, на больших глубинах не должно быть много рыбы или других животных.

Но есть некоторые противоречащие теории наблюдения. Вы знаете, что есть усатые киты и есть зубатые киты. Усатые киты питаются мелкими организмами планктона. Так, например, усатые киты в Антарктике поедают криль, мелких рачков-эуфаузиид, длиной 4–5 сантиметров. Когда усатых китов почти всех перебили, возникла идея добывать криль, которым питались эти гиганты. Но оказалось, что если сложить стоимость оборудования, сетей и горючего, которое нужно потратить на добычу криля, то он становится золотым. Сейчас в магазинах можно увидеть баночки с китовым лакомством, но стоят они отнюдь не дешево. И кстати, криль не слишком полезен, так как панцири рачков содержат избыток фтора. Киты с фтором справляются, они давно этим делом занимаются и уже адаптировались. Разок в неделю баночку криля можно скушать, но если есть его каждый день, возникнут проблемы со здоровьем.

Зубатые киты — хищники. Маленькие зубатые киты — дельфины, а большие — это кашалоты. У них большая квадратная голова с очень узкой нижней челюстью.

Во время охоты кашалот ныряет на глубину примерно километра. Кого он там ловит? Добычей кашалотов становятся гигантские кальмары Архитейтисы. Это настоящие морские чудовища, их длина порядка 15–18 метров.

Не знаю, удалось ли когда-нибудь такому кальмару поймать человека, но вот человеку поймать этого гиганта до сих пор не удалось. В руки человека попадали только мертвые кальмары, чаще всего их обрывки, извергнутые умирающими в судорогах подстреленными кашалотами. Там, на глубине 1 километр, в почти полной темноте, гигантский кальмар прекрасно видит и чувствует наши неуклюжие тралы и ловушки и спокойно уходит от них. Но ведь кашалотов били целые флотилии, то есть их было очень много, значит и организмов, которыми кашалоты питаются, должно быть много, по теории, не менее чем в 10 раз больше.

Кальмар, в свою очередь, тоже кого-то ловит…

— Да, водорослей там нет, значит есть довольно много живности. Несколько лет назад начался промысел антарктической рыбы-клыкача. Эта очень крупная рыба длиной порядка двух метров живет на километровой глубине и тоже составляет объект охоты кашалота. У нее великолепное бело-кремовое мясо, которое уже прозвали белым золотом Южного океана. На мировом рынке килограмм мяса клыкача стоит примерно 50–60 долларов (в Москве, кстати, он стоит дешевле). Ловить клыкача не просто: приходится использовать ярусы — это длинная прочная леска, длиной в десятки километров, к которой на стальных поводках привязаны крючки с наживкой. Леска с грузами опускается на большую глубину, а затем ярус вынимается на борт судна с пойманными рыбами. Лов клыкача — очень трудное и опасное занятие, так как он происходит у самой кромки антарктических льдов.

Какие еще биологические ресурсы реально извлечь из океана?

— В наши дни исследователи обращают внимание на так называемые звукорассеивающие слои. Это очень интересное явление, которое в свое время интересовало военных. В океане на глубине примерно от 200 до 500 метров есть слои, от которых отражаются лучи эхолотов. Что же отражает звуковые лучи? Это крошечные плавательные пузыри планктонных рыб — светящихся анчоусов-миктофид. Эти небольшие рыбки (всего 10 сантиметров длиной) образуют огромные плотные скопления. Днем миктофиды находятся на глубине порядка 500 метров, а ночью поднимаются на 300–200 метров. Как известно, именно на этих глубинах «обитают» и атомные подводные лодки, что теоретически позволяет их спрятать под звукорассеивающими слоями. А сегодня организмы из этих слоев стали интересны как потенциальный источник белка. Тут встает много проблем по организации лова, но если эти проблемы будут решены, то только за счет светящихся анчоусов человечество получит до 90 млн тонн дополнительной рыбной продукции.

Иными словами, изучение биологических ресурсов глубоководного океана вполне оправданно. Численность населения Земли увеличивается, спрос на рыбную продукцию и ее цена растет, поэтому растет интерес ученых к изучению новых ресурсов Мирового океана.

— Глубоководные обитатели имеют целый ряд интересных свойств. Например, часть из них отличается гигантскими размерами, что подтверждает и найденная пиявка. С чем это связано и как они вообще выживают при таком давлении?

— Таких групп животных, которые бы встречались только на больших глубинах, практически нет. Обитатели больших глубин имеют близких родственников среди мелководной фауны. В некоторых случаях мы сталкиваемся с примерами так называемого глубоководного гигантизма. На малых глубинах рачки-изоподы имеют размеры 5–6 сантиметров, а на глубине в несколько километров обитает гигантская изопода, внешне напоминающая обыкновенную мокрицу, но размером 30 сантиметров. Рачки-бокоплавы обычно не превышают 2–3 сантиметров, но на глубине 7 километров живут бокоплавы до 34 сантиметров длиной. Гигантский глубоководный кальмар — тоже пример глубоководного гигантизма. Чем объяснить их необычные размеры? Глубоководные животные обитают при низких температурах (на больших глубинах не только темно, но и холодно — около 2 градусов выше нуля, причем даже под экватором) и в условиях недостатка пищи. Они редко питаются. Например, бокоплавы и рачки-изоподы поедают трупы крупных рыб и китов, оказавшиеся на морском дне, а это случается нечасто. Им приходится запасать питательные вещества, а это легче делать крупному организму.

Большие размеры нужны и для того, чтобы обеспечить успех размножения, ведь яйца надо снабдить огромным запасом желтка, чтобы молодь была сразу большой и способной питаться так же, как взрослые. Для этого надо не только иметь крупные размеры, но еще и долго жить, чтобы много раз размножаться в надежде, что хоть когда-нибудь потомство выживет.

Кстати, многие морские обитатели — настоящие долгожители, и не только глубоководные. Морской окунь, которого мы привыкли видеть на прилавках, доживает до 205 лет — это тоже глубоководная рыба, которую промышляют на глубинах от 150 до 500 метров. Морской еж из Красного моря со звучным названием Стронгилоцентротус францисканус живет до 200 лет. А морской двустворчатый моллюск, широко распространенный в российских арктических морях, Арктика исландика живет более 400 лет.

Возраст самого старого экземпляра этого моллюска составляет 507 лет. Он вылупился из яйца в 1499 году, в период правления китайской династии Мин и вскоре после открытия Америки Колумбом, а попал в руки исследователей, определивших его возраст (и, увы, лишивших его жизни) в 2006-м!

Не удивительно, что этому моллюску, героически принесшему свою долгую жизнь на алтарь науки, присвоили (посмертно) собственное имя — Мин.

Впрочем, изучение морских глубин сегодня актуально далеко не только с точки зрения биоресурсов. Интересы многих стран устремлены в наши дни к минеральным ресурсам морского дна — нефти, газу, рудам ценных металлов.

Время собирать камни

— Это как-то связано с особенностями залегания?

— В глубоководных условиях, при холоде и большом давлении, марганцевые и железистые бактерии могут создавать конкреции — это такие продолговатые желваки или бляшки размером 5–20 сантиметров. Внутри них обычно находится ядро, на котором поселяются бактерии. Очень часто это акулий зуб. И кстати, я не раз находил внутри крупных конкреций зубы гигантской вымершей акулы-мегалодона. Это треугольные, зазубренные по краю, блестящие треугольные пластины черного цвета высотой около 10 сантиметров, настолько острые (хотя акула вымерла около 1 млн лет назад), что, выковыривая зуб из конкреции, я сильно порезался. Бактерии откладывают вокруг ядра концентрические слои окислов металлов: железа, марганца, кобальта, меди, золота и др. Оказалось, дно Мирового океана буквально усыпано такими конкрециями. Недавно я был с научным визитом в Институте глубоководных исследований Академии наук Китая на острове Хайнань. Китайские коллеги разработали целый парк глубоководных тракторов и бульдозеров. Это подводные роботы, которые предназначены для сбора конкреций на океанском дне. Подводные роботы — сейчас это одно из главных направлений исследований в области морских технологий. У нас в России этим активно занимаются на Дальнем Востоке в Институте проблем морских технологий ДВО РАН, Национальном научном центре морской биологии им. А.В. Жирмунского и других институтах.

Другое важное направление — новые месторождения углеводородов. Оказывается, существуют организмы, которые могут быть индикаторами подводных месторождений нефти и газа. Это открытие имеет свою историю. Еще в начале ХХ века были найдены удивительные морские черви зибоглиниды, которые не имели рта и кишечника. В нашей стране изучением этих загадочных червей занимался известный зоолог академик Артемий Иванов. Он участвовал в экспедициях на том самом «Витязе», нашел и описал более 100 видов зибоглинид, подробно изучил их строение, но тайна питания зибоглинид оставалась нераскрытой до 1980-х.

Разгадка пришла с неожиданной стороны. В 1960–1970 годы военные разработали глубоководные обитаемые аппараты — миниатюрные подводные лодки, способные опускаться на глубины в несколько километров. Предназначены они были для изучения аварий атомных подводных лодок и иных вовсе не мирных задач. Так, созданный американскими батискаф «Альвин» нашел на глубине 800 метров водородную бомбу, которую в 1966-м потерял у берегов Испании американский бомбардировщик.

А в конце 1970-х «Альвин» послужил науке — геологи использовали его в исследованиях зоны подводного вулканизма в районе Галапагосских островов в Тихом океане на глубине около 3 километров. Никто не предполагал, что в зоне активного вулканизма, где со дна океана бьют струи нагретой до 400 градусов воды, обогащенной сероводородом и солями тяжелых металлов, может найтись что-нибудь живое. Каково же было удивление ученых, когда на глубине около 3 километров через иллюминаторы подводного аппарата они увидели скопления гигантских червей, обитавших в белых трубках с торчащими из них алыми щупальцами. Вокруг ползали крабы, плавали рыбы, словом был подводный райский сад. Ошеломленные исследователи так и назвали это местонахождение Райским садом, и так оно фигурирует до сих пор в научных изданиях.

Российские ученые из Института океанологии Российской академии наук использовали для изучения районов подводного вулканизма свои глубоководные аппараты «Мир» и «Пайсис». Как оказалось, эти черви — тоже зибоглиниды, и они тоже не имеют ни рта, ни кишечника. А внутри этих червей обнаружился крупный орган — трофосома, в клетках которого обитали сероводород-окисляющие бактерии. Они окисляли сероводород и за счет полученной энергии синтезировали органическое вещество. Точно так же поступают зеленые растения, но они используют для этого энергию солнечных лучей, а все другие организмы используют органическое вещество, созданное растениями. Вся жизнь на Земле зависит от Солнца. А вот черви-зибоглиниды живут в полной темноте, и поселяющиеся в них бактерии используют совсем другой источник энергии — вулканическую энергию Земли.

Ученые открыли не просто новых червей, они открыли новый тип живых сообществ, они открыли «жизнь без Солнца».

Ну и, конечно, вспомнили, что русский зоолог Артемий Иванов тоже описывал у своих тоненьких червей какой-то странный орган — медианный целомический канал. Как оказалось, в этом органе обитают бактерии, но окисляют они не сероводород, а метан. А где на морском дне могут быть просачивания метана? Ну ясно где — в районах подводных залежей нефти и газа!

— То есть черви — это индикаторы нефти и газа?

— Так и есть! Одно из направлений работы нашей кафедры сейчас — создание карты распространения зибоглинид в Мировом океане, но прежде всего — в наших российских морях. Мы уже сделали такую работу для Охотского моря, получив явные совпадения с уже известными залежами, будем пытаться создать такую карту для морей Ледовитого океана. Меня очень вдохновляет этот проект, ведь судя по распространению зибоглинид, у человечества есть еще немалые ресурсы нефти и газа на больших глубинах Мирового океана. Дно Мирового океана еще очень мало изучено. Если собрать и сложить вместе все пробы, собранные орудиями лова за всю историю изучения глубоководных районов Мирового океана, мы получим площадь, приблизительно равную одному футбольному полю. Словом, нас ждет еще много открытий.

Какую часть океана и космоса мы исследовали?

Ответ кажется очевидным. Космос бесконечен и недосягаем, а океаны конечны и ограничены нашей планетой. Мы веками бороздим океаны, а освоению космоса меньше века.

Мы должны знать больше об океанах, верно? Как в наших океанах может быть больше загадок, чем в открытом космосе?

По правде говоря, ответ сложен. Хотя мы путешествуем по океанам гораздо дольше, большая часть океана остается неизведанной, неизведанной и невидимой для человеческого глаза.На самом деле, процент океанов, которые были исследованы, просто может вас шокировать.

Какую часть океана мы открыли?

Морские исследования так же стары, как и человечество. В Библии упоминаются моряки и морские торговцы, а морские путешествия и торговля были обычным явлением в древний период, когда и римляне, и греки отправлялись в море для исследования.

И сегодня мы по-прежнему привержены морским путешествиям. От мировой судоходной отрасли до чартера роскошных яхт — каждый день по всему миру преодолеваются сотни тысяч морских миль. Тем не менее, несмотря на то, что наши океаны перегружены больше, чем когда-либо, они по большей части остаются загадкой.

Итак, какая часть океана уже исследована? По данным Национальной океанической службы, это шокирующе малый процент. Только 5 процентов океанов Земли были исследованы и нанесены на карту, особенно океан под поверхностью. Остальное остается в основном неоткрытым и невидимым для людей.

Не похоже, чтобы это было правдой. Океаны составляют 70 процентов поверхности Земли. Другими словами, люди еще не исследовали и не открыли около 65 процентов площади поверхности Земли.А учитывая исследования, которые проводились в космосе за последние десятилетия — подробные изображения Луны, Меркурия и Марса — кажется, что исследования космоса продвигаются быстрее, чем исследования океана.

Какую часть океана мы исследовали?

Почему мы так мало знаем об океанах? И почему ученые не исследовали 95 процентов из них?

Есть две причины, по которым исследование океана так сложно. Во-первых, технология, используемая для картографирования океанов и океанского дна, является относительно новой.Океанические спутники, научные буи, глубоководные подводные лодки и современные гидролокаторы использовались для исследования океана только в течение последних 50 с лишним лет. И по мере совершенствования этой технологии ученые смогли открыть больше океанов и нанести на карту больший процент океанского дна.

Тем не менее, даже несмотря на совершенствование технологий, все еще остается серьезная проблема, заключающаяся в том, что океан так огромен. Подумайте вот о чем: в самом глубоком месте океан имеет глубину 7 миль. Эта пропасть расположена недалеко от Гуама, известной как Марианская впадина, недалеко от многих популярных мест для чартера яхт.

Другими словами, под поверхностью океана находится около 99 процентов пригодного для жизни пространства на планете. И именно об этой области под поверхностью ученые знают очень мало. Так почему же исследование подводного океана так сложно?

Во-первых, спутниковые изображения можно использовать только для изучения поверхности океана. Мы можем отображать температуру воды, цвет (индикатор жизни растений) и уровень воды. Но под поверхностью наши спутники не приносят особой пользы.

Эта неспособность «видеть» океаны — вот что отличает исследование космоса от исследования океана.Благодаря исследованию космоса ученые могут видеть все, что находится перед ними, с помощью телескопов. С исследованием океана мы не можем видеть очень далеко. Свет не проникает глубоко в открытую воду. После 200 метров — так называемой зоны солнечного света — свет начинает значительно снижаться, что значительно усложняет съемку.

Кроме того, условия океана превращают исследования в экстремальную битву. В самой глубокой части океана давление значительно — это эквивалентно тому, что над вами летят 50 авиалайнеров.А это значительно большее давление, чем может выдержать организм. Кроме того, глубины океана очень холодные и темные, что затрудняет путешествие туда для ученых. На самом деле легче отправить человека в космос, чем на дно самой глубокой части океана.

Короче говоря, мы исследовали только 5 процентов океанов, потому что исследовать глубины так коварно и сложно.

Сколько космоса мы исследовали?

Исследование космоса началось намного раньше, но кажется, что ученые добились большего прогресса.В космосе мы можем видеть на большие расстояния, а с помощью мощных телескопов ученые могут делать открытия об огромной вселенной вокруг наших солнечных систем.

На сегодняшний день ученые исследовали около 4 процентов видимой части Вселенной. Он состоит из планет, звезд и галактик, которые могут видеть астрономы. Тем не менее, есть большая часть — остальные 96 процентов — которые ученые не могут увидеть. Многие ученые называют эту область темной материей, и они только начинают изучать эту материю, которая составляет лишь большой процент видимой части Вселенной.

Но даже не зная, что такое темная материя, процент открытой Вселенной близок к проценту исследованного океана. Ты можешь в это поверить?

Как далеко мы можем заглянуть в космос с Земли?

Видимая вселенная представляет собой части космоса, которые мы можем видеть с помощью телескопов. Тем не менее ученые верят, что Вселенная может быть больше видимой.

В настоящее время мы можем видеть очень глубоко в космосе. На самом деле, в 2003 году телескоп Хаббл зафиксировал некоторые из самых удаленных от нас галактик.Дальний находился на расстоянии 13,2 миллиарда световых лет, то есть потребовалось 13 миллиардов лет, чтобы свет, созданный галактикой, достиг нашего собственного.

Верно. 13 миллиардов световых лет ! Другими словами, Вселенная кажется бесконечной. Но с передовой технологией визуализации астрономы могут быстрее делать открытия. И хотя может пройти еще 1000 лет, прежде чем мы сможем начать исследовать эти далекие планеты, поскольку мы можем их видеть, мы знаем, что они существуют.

***
Теперь вы знаете, сколько океанов мы открыли, и насколько тесно это связано с нашими знаниями о космосе.Мы очень мало знаем об этих двух мирах, и они оба загадочны и неизведаны.

Так что в следующий раз, когда вы окажетесь на воде — может быть, на чартерной яхте на Багамах или в Средиземном море — вы будете знать, что, возможно, вы плывете по неизведанным глубинам.

Сколько океанов мы исследовали? Американские океаны

С тех пор, как Христофор Колумб и его флот пересекли Атлантику в 1492 году (и до Колумба), люди исследовали и заселили почти всю сушу, существующую на поверхности Земли.

А как насчет подводной среды? Видели ли мы все это, когда дело доходит до этих больших голубых резервуаров? Сколько океанов мы исследовали?

Исследование океана: неизведанная территория

Несмотря на то, что вы могли подумать (и что вы, возможно, узнали об Эпохе Великих географических открытий, империализме и других эпохах в истории, связанных со значительными путешествиями по океану), на самом деле мы исследовали очень мало обширного океана Земли.

Фактически, более восьмидесяти процентов наших океанов остаются незамеченными и не нанесенными на карту.

Учитывая достижения в области технологий за последние несколько десятилетий и, конечно, за столетия, это, безусловно, стало неожиданностью.

Учитывая, что океан составляет более семидесяти процентов состава Земли, этот факт еще более шокирует.

Морские путешествия долгое время были неотъемлемой частью человеческого общества, что, как можно было бы предположить, означает, что мы видели все, что можно увидеть, когда дело доходит до океана.

Однако это просто неправда. Мы только поцарапали поверхность.

Почему исследовано так мало океанов?

Честно говоря, ответ сложный и многогранный.

Во-первых, исследовать глубины нашего океана довольно дорого и сложно, даже с разработанными нами технологиями.

Использование таких устройств, как гидролокатор, для создания карт морского дна, эти карты могут быть настолько эффективными только сами по себе. В общей сложности на их долю приходится менее 10 процентов мировых океанов, которые были нанесены на карту (из двадцати процентов общего числа).

В Соединенных Штатах гидролокатор нанес на карту около 35 процентов прибрежных вод.

Мы использовали морские карты и диаграммы, чтобы дать приблизительную оценку суши океана, которая находится за пределами нашей компетенции, но они также подлежат некоторой проверке, поскольку они не могут выявить важные особенности, такие как кораблекрушения и подводные горы, которые могут помочь в измерениях. .

Разработка надлежащих подводных аппаратов, позволяющих исследовать большие участки океана, также оказалась сложной задачей для ученых на протяжении многих лет.

Не говоря уже о том, что атмосферное давление тем выше, чем глубже вы спускаетесь под океан. Подумайте о том, как бы вы себя чувствовали, если бы над вами было 50 самолетов. Примерно столько давления воздуха находится под нашими океанами, намного больше, чем может выдержать человеческое тело.

Чтобы дать вам еще один пример того, как сложно исследовать океан, было бы проще отправить кого-то в космос, где меньше давления и больше видимости. И отправить людей в космос не всегда легко!

В тандеме с более слабым солнечным светом по мере увеличения вашей подводной глубины эти факторы представляют собой серьезные препятствия для исследования океана, которые даже современные технологии не придумали, как смягчить.

Что мы знаем о подводной среде?

Мы мало что знаем.

Используя современные технологии, ученые могут составлять карты температуры, цвета и уровня моря. Однако это только поверхностные измерения.

Глубоководные гидрокостюмы оборудованы только для того, чтобы выдерживать глубину около 2000 футов, что меркнет по сравнению с некоторыми из самых глубоких частей океана, такими как Марианская впадина посреди Тихого океана, которая составляет почти семь миль. глубокий!

Это сильно ограничивает нашу способность полностью наблюдать и исследовать дно океана и виды жизни, которые там обитают.

Исследуем ли мы когда-нибудь весь океан?

С каждым годом мы узнаем больше об океане и о том, что лежит под ним.

По данным NOAA, на этом фронте на самом деле наблюдается прогресс, тем более, что мы обнаружили новые особенности, существ, прошлые индикаторы топографии океана и другие ресурсы, которые помогли этим достижениям в исследованиях океана.

Мы можем подсчитать количество видов, обитающих под водой (от 700 000 до миллиона, и почти 2 000 новых видов, принимаемых в научный оборот каждый год), и какую часть мирового морского дна мы нанесли на карту (и какую часть нам еще предстоит осталось нанести на карту), но мы никогда не узнаем точно, сколько осталось исследовать.

Это связано с тем, что океаны Земли расширяются и меняются каждый день быстрее, чем люди могут физически отслеживать.

Наша неспособность достичь дна океана (на данный момент) — это то, что в конечном итоге сдержит нас. Атмосферное давление и отсутствие солнечного света создают два законных препятствия для настоящего, безудержного исследования океана.

До тех пор, пока технология не будет развита до такой степени, что этих препятствий можно будет избежать или сделать менее серьезной, большая часть наших океанов останется неисследованной.

Исследование океана: последние мысли

Когда дело доходит до океана и его исследования, важно различать уровень поверхности и дно океана.

На протяжении многих лет мы плавали по поверхности нашего океана и использовали наши обширные водные резервуары, чтобы исследовать и заселять новые земли.

Однако многое еще предстоит узнать о наших океанах, особенно о том, что лежит под поверхностью.

Технологии развиваются, и можно сделать некоторые оценки, но нам предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы сможем по-настоящему реализовать весь потенциал океана и всех экосистем, которые называют эти большие водоемы своим домом.

Человечество освоило исследование суши и моря. Возможно, нам следует работать над открытием новой Эры Исследований, сосредоточив внимание на морском дне.

 

 

 

Почему мы до сих пор не исследовали океан?

Глобальная топография океана через GEOSAT. Изображение: NOAA

В зависимости от того, кого вы спросите, существует не один, а два последних рубежа открытия. Глубокий космос давно пленил наше воображение, но глубокий океан прямо здесь, на Земле, остается одним из самых малоизученных мест, известных людям.

Топографически изображено только пять процентов морского дна, что оставляет 65 процентов всей планеты (не считая суши) относительно неизвестными. Тем не менее, с самого начала освоения космоса НАСА тщательно нанесло на карту Меркурий, карликовую планету Церера, почти всю Венеру и даже Красную планету, находящуюся примерно в 140 миллионах миль от нас. И не забывайте о потрясающе подробных спутниковых снимках каждого уголка и закоулка Луны.

Топографическая карта Марса высокого разрешения. Изображение: NASA/JPL/USGS

Но теперь международная группа морских экспертов из Генеральной батиметрической карты океанов (GEBCO), океанографической организации, основанной в 1903 году, говорит, что не хочет ничего, кроме как видеть будущие морские исследования на равных. с космической гонкой.

На этой неделе на Форуме картографирования будущего океана — симпозиуме, на котором ученые, океанографы, правительственные чиновники и неправительственные организации собрались для обсуждения глобальных проблем океана — некоммерческая организация объявила о своих намерениях провести миссию масштаба НАСА, чтобы увидеть каждый последний дюйм морского дна. нанесены на карту в цифровом виде.

«С 1991 года мы знаем о топографии Марса больше, чем о земном морском дне, и океаны, безусловно, оказывают гораздо более прямое влияние на нашу повседневную жизнь, чем поверхность Марса», — вице-адмирал Шин Тани, председатель GEBCO. руководящий комитет, говорится в заявлении ранее в этом месяце.

Чувства вице-адмирала Тани перекликаются с давним соперничеством между НАСА и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (НОАА). В течение многих лет космическое агентство опережало NOAA с точки зрения финансирования, освещения в прессе, инноваций в частном секторе и просто старого энтузиазма.

«Основная причина в том, что дальний космос — излюбленная территория НАСА — является далеким, враждебным и бесплодным местом, изучение которого дает мало крупных открытий и обилие преувеличенных заявлений», — писал социолог Амитай Этциони о явном отсутствии паритет по Вопросы науки и техники .«Напротив, океаны находятся поблизости, и их изучение является потенциальным источником открытий, которые могут оказаться полезными для решения широкого круга национальных проблем, от изменения климата до болезней».

В бюджетной наценке на 2017 год комитет Сената по ассигнованиям выделил NOAA 5,7 миллиарда долларов, что почти на 33,5 миллиона долларов больше, чем агентство получило в бюджете этого года. НАСА, с другой стороны, получило только дополнительно 21 миллион долларов, но в общей сложности ему было предоставлено 19,3 миллиарда долларов на поддержку его программ 2017 года.

«Это вопрос приверженности», — сказал Ларри Майер, директор Центра морской науки и прибрежной инженерии в Университете Нью-Гэмпшира, BBC . «Мы могли бы нанести на карту все глубокие океаны за 3 миллиарда долларов — не больше, чем за одну миссию на Марс».

Технически большая часть дна океана уже нанесена на карту, но с разрешением всего в пять километров, что в лучшем случае дает приблизительное представление о подводных желобах и подводных горах. По сравнению с марсианскими картами НАСА с беспрецедентным 20-метровым разрешением, почти все, что создается с помощью батиметрии, кажется, отстает на световые годы.

Батиметрия района поиска Mh470. Изображение: YouTube/Geoscience Australia

В отличие от лун и планет, морское дно не может быть нанесено на карту с помощью радара, поскольку океанская вода имеет тенденцию блокировать радиоволны спутника. Чтобы получить изображения дна океана с высоким разрешением, экспертам потребуется использовать ряд сложных гидролокационных технологий, которые могут отображать небольшой участок морского дна с разрешением около 100 метров.

Гидролокационные системы использовались для обнаружения пропавшего самолета Malaysia Airlines в 2014 году, в результате чего были обнаружены потухшие подводные вулканы, хребты и впадины, ранее неизвестные исследователям.

«Недавно полученные данные батиметрии с высоким разрешением (подводная съемка) впервые выявили многие из этих особенностей морского дна», — говорится в заявлении Австралийского бюро безопасности на транспорте. «Он также выявляет более мелкие особенности морского дна, которые не были видны в предыдущих спутниковых батиметрических данных с низким разрешением».

Прямо сейчас такие амбициозные проекты, как Shell Ocean Discovery Xprize Challenge, пытаются использовать изобретательность людей во всем мире для картографирования дна океана.Даже голливудский Джеймс Кэмерон вложил время, деньги и пропаганду в поиск лучших глубоководных технологий.

Станет ли подводное исследование более приоритетным, в настоящее время остается таким же неизвестным, как и сами части океана.

Глубоководные исследования откроют огромный неизведанный мир — прямо сейчас. Powered by Northrop Grumman

Несмотря на то, что на Земле осталось немного неизведанной твердой земли, искателям приключений пока не следует обращаться к компасам.

Пять мировых океанов практически не исследованы. Поскольку океаны покрывают 71% поверхности планеты, это означает, что большая часть Земли еще не исследована людьми. С пилотируемыми и беспилотными подводными аппаратами и другими подводными технологиями, ускоряющими темп, грядущие годы должны стать отличительной чертой эры глубоководных исследований.

Ожидайте узнать больше об океанских средах обитания, которые до сих пор ускользали от наблюдения, и ожидайте быть пораженными подводными открытиями невиданных ранее существ и других водных обитателей, которые, несомненно, проиллюстрируют работу глубокого синего моря и то, как это в значительной степени неизвестная среда формирует планету.

Огромный подводный мир для изучения

Часто говорят, что 95% дна земного океана не исследовано. Национальная ассоциация океанических и атмосферных исследований (NOAA) оценивает этот показатель более чем в 80%. Профессор морской экологии из Университета Саутгемптона в Великобритании утверждает, что, хотя спутниковые технологии позволили нанести на карту около 100 % дна океана с определенным разрешением, менее 0,05 % было нанесено на карту с максимально возможным разрешением, а еще меньше земли было нанесено на карту. действительно были исследованы.

Как бы вы ни погружались в это, значительный участок моря до сих пор не видел экспедиции под руководством человека. Хотя их относительно немного, прошлые открытия намекают на красоту и чудеса, ожидающие исследователей. В то время как другие шли до него, Жак Кусто, несомненно, вызвал интерес поколений исследователей, задокументировав свои глубоководные путешествия на пленку. Кусто представил изучение океана как мечтательное занятие, которым мог заниматься почти каждый, у кого есть подходящее оборудование. И благодаря ему у них было нужное оборудование: он изобрел автономный подводный дыхательный аппарат (более известный как АКВАЛУН).

В 2012 году режиссер Джеймс Кэмерон совершил знаменитое одиночное погружение на подводной лодке почти на семь миль в долину Тихого океана, известную как Бездна Челленджера, самое глубокое исследованное место на Земле, которое до этого посещали только один раз, но с двухместным подводным аппаратом. (Рекорд Кэмерона в этом году был побит на 52 фута.)

В глубоком синем море есть жизнь

Другим подводным исследователям не удалось сравниться с наследием Кусто (кто мог?) или получить такое же широкое освещение в СМИ, как это удалось Кэмерону, но многие из них сделали важные научные подводные открытия. Рассмотрим работу, которая ведется прямо сейчас.

NOAA и несколько правительственных агентств недавно изучили глубоководные места обитания у побережья Средней и Южной Атлантики США в рамках проекта под названием «Глубокий поиск 2019». Исследователи сделали первое наблюдение трубчатых червей в этой части океана, открытие, которое расскажет больше о существе, которое использует хемосинтез для преобразования сероводорода в пищу.

Еще одна инициатива NOAA, «Windows in the Deep 2019», способствовала многолетнему изучению просачивания метана с морского дна в северной части США.С. разрез Атлантического океана. Наблюдая за шлейфами метана, исследователи надеются узнать, как динамика газовых гидратов влияет на экологию океана.

Тем временем у юго-восточного тихоокеанского побережья Чили и Перу на глубине 7500 метров под поверхностью были обнаружены три новых вида рыб. Временно называемая «розовая, синяя и фиолетовая рыба-улитка Атакама», рыба обитает в траншеях Хадала, одном из самых глубоких мест на Земле, где сталкиваются тектонические плиты.

Более крупные инициативы, такие как Международная программа исследования океана, объединяют исследователей со всего мира для изучения горных пород и отложений морского дна, чтобы понять историю Земли.

Знания для охраны природы

Эти и многие другие путешествия не состоялись бы без технологий, способных выдержать давление экстремальных глубин океана и воздействие коррозии морской воды. Исследователи полагаются на подводные аппараты, такие как дистанционно управляемые аппараты (ROV), которые представляют собой привязанных к кораблю роботов, способных достигать больших глубин. Они также используют автономные подводные аппараты (AUV), которые представляют собой предварительно запрограммированных роботов, которые также глубоко погружаются. Транспортные средства, занятые людьми (HOV), доставляют людей на дно океана и оснащены роботизированными руками, которые собирают существ и отложения.

Технологии и неутолимое, объективное любопытство морских исследователей будут продолжать подталкивать к исследованию глубоководных районов в то время, когда такие исследования помогут нам понять, как Земля может справиться с изменением климата. Поскольку кораллы и другие виды океанов находятся под угрозой исчезновения из-за потепления воды, исследователям необходимо знать больше, чтобы они — и мы — могли лучше защитить и без того хрупкие подводные экосистемы.

Как мало мы знаем о дне океана?

Следующее эссе перепечатано с разрешения The Conversation, интернет-издания, посвященного последним исследованиям.

Поскольку на этой неделе корабли возобновляют поиск пропавшего рейса Mh470 Malaysia Airlines в глубинах Индийского океана, мы часто слышим, что океаны «на 95% не исследованы» и что мы знаем больше о поверхности Луны или Марса, чем об океане. пол. Но так ли это, и что мы на самом деле подразумеваем под «исследованием»?

Все дно океана теперь нанесено на карту с максимальным разрешением около 5 км, что означает, что мы можем видеть на этих картах большинство объектов размером более 5 км.Это разрешение новой глобальной карты морского дна , недавно опубликованной Дэвидом Сэндвеллом из Института океанографии Скриппса в Сан-Диего и его коллегами, которые использовали несколько изящных трюков со спутниками, чтобы оценить ландшафт морского дна и даже выявить некоторые особенности Земли. земная кора, скрывающаяся под морскими отложениями.

В отличие от картографирования суши, мы не можем измерить ландшафт морского дна непосредственно со спутников с помощью радара, потому что морская вода блокирует эти радиоволны.Но спутники могут использовать радар для очень точного измерения высоты морской поверхности. И если есть достаточно измерений, чтобы вычесть эффекты волн и приливов, спутники могут фактически измерять неровности и провалы на поверхности моря, которые возникают из-за подстилающего ландшафта дна океана.

Например, там, где есть большая подводная гора или хребет, крошечное локальное увеличение гравитации, возникающее из-за его массы, притягивает морскую воду к небольшому выступу над ним. Если вместо этого есть океанская впадина, более слабая локальная гравитация вызывает относительное падение поверхности океана.

Чтение этих неровностей и провалов на поверхности моря — это поразительный подвиг точных измерений, включающий лазеры для отслеживания траектории измерительного спутника и неизбежно много математических операций для обработки данных. Новая карта использует данные со спутников Cryosat-2 и Jason-1 и показывает особенности, которых не было на более ранних картах с использованием данных со старых спутников. Предыдущая глобальная карта дна океана, созданная с использованием тех же методов и опубликованная в 1997 году, имела разрешение около 20 км.

Итак, у нас действительно есть карта 100% дна океана с разрешением около 5 км. Из этого мы можем увидеть основные особенности его скрытого ландшафта, такие как срединно-океанические хребты и океанские впадины, и в этом смысле дно океана, безусловно, не является «95% неисследованным». Но эта глобальная карта дна океана, по общему признанию, менее детализирована, чем карты Марса, Луны или Венеры, из-за водной завесы нашей планеты.

Космический корабль НАСА «Магеллан» нанес на карту 98% поверхности Венеры с разрешением около 100 метров.Вся марсианская поверхность также была нанесена на карту с этим разрешением, и чуть более 60% Красной планеты теперь нанесено на карту с разрешением около 20 м. Тем временем селенографы нанесли на карту всю лунную поверхность с разрешением около 100 метров, а теперь даже с разрешением семь метров.

Чтобы более детально нанести на карту дно океана дома, мы должны использовать гидролокатор вместо спутников. Современные гидролокаторы на борту кораблей могут отображать дно океана с разрешением около 100 метров по узкой полосе под кораблем.Эти более подробные карты теперь охватывают около 10-15% океанов, площадь которых примерно равна размеру Африки.

Картографирование с кораблей с уровнем детализации, достижимым с помощью корабельных гидролокаторов, по-прежнему преподносит множество сюрпризов. На первом этапе поиска рейса Mh470 Malaysia Airlines в Индийском океане, который включал картографирование с кораблей для планирования будущих съемок с помощью подводных аппаратов, были обнаружены подводные горы и другие особенности, которые не были показаны на спутниковых картах этого района.

Но если мы хотим обнаружить объекты размером всего в несколько метров на дне океана, такие как обломки пропавшего самолета или минеральные шпили подводных вулканических жерл , которые исследует моя команда, нам нужно перенести наши гидролокаторы гораздо ближе к морского дна с помощью подводных аппаратов или буксируемых приборов. На сегодняшний день менее 0,05% дна океана было нанесено на карту с таким высоким уровнем детализации с помощью сонара, что по размеру примерно эквивалентно Тасмании.

И, конечно же, на самом деле увидеть морское дно с помощью камер или собственных глаз означает стать еще ближе, используя дистанционно управляемые аппараты или обитаемые подводные аппараты.

Таким образом, мем «95% неизведанных» на самом деле не рассказывает всей истории нашего исследования океанов. Когда дело доходит до крупномасштабной карты, океанское дно, возможно, не такое неизведанное, как мы могли бы подумать, со 100% покрытием при разрешении 5 км и 10%-15% при разрешении около 100 м.Эти 10%-15% аналогичны по разрешению текущим глобальным картам Марса и Венеры.

Но наше исследование океанов зависит от того, что мы хотим знать о них. Если наши вопросы таковы: «Как это выглядит там внизу?» или: «Что там происходит?», то область, которая была «исследована», возможно, даже меньше, чем 0,05%, нанесенные на карту до сих пор при самом высоком разрешении сонара.

С философской точки зрения, когда дело доходит до исследования любого места в нашем динамичном мире, как и когда мы решаем, что какое-то место «было исследовано»? Объявляем ли мы «миссию выполненной» после того, как увидели локацию в первый раз? Местные леса, где я выгуливаю свою собаку, зимой выглядят совсем по-другому, чем летом, и в разное время цветут разные виды.Должен ли я считать их «исследованными» после моего первого визита всего за один сезон? Изучение нашего мира начинается с картирования, но, возможно, на самом деле не имеет конца.

Джон Копли получает финансирование от Совета по исследованию окружающей среды.

Первоначально эта статья была опубликована в The Conversation. Прочитайте оригинальную статью.

Какая часть океана уже исследована?

Океан покрывает около 70% поверхности Земли.Это самый пригодный для жизни район на Земле, в водах которого обитает больше жизни, чем в любом другом месте на Земле.

Взгляните на размеры океана. Его площадь составляет примерно 139 миллионов квадратных миль (360 миллионов квадратных километров), в среднем 12 080 футов (3682 метра).

В начале 2022 года всего 20% морского дна земного шара было размечено с помощью новейших технологий. Это включало высокое разрешение (технология многолучевого гидролокатора), обычно устанавливаемое на корабли, которое обеспечивало более подробное изображение разрешения морского дна.

Несмотря на то, что более половины морского дна под водами США нанесено на карту в соответствии с последними стандартами, не нанесенное на карту морское дно превышает площади суши, охватывающие все пятьдесят штатов, округ Колумбия и пять территорий США. Таким образом, предстоит нанести на карту огромное количество морского дна.

Исследование океана NOAA

Большую часть информации в этой статье было бы очень трудно собрать и сопоставить, если бы не существовало этой бесценной услуги.Итак, вот мальчики и девочки из программы NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований ) и благодарность нашему федеральному правительству за их финансирование.

Единственной федеральной программой, посвященной изучению наших океанов, является программа NOAA Ocean Exploration. Он призван заполнить огромные пробелы в наших знаниях об океанских водах Америки и морском дне глубоко под ними. Программа исследования океана NOAA предоставит необходимые данные об океане для улучшения безопасности, здоровья и экономики нашей страны.

Как NOAA исследует океан

Используя самые современные инструменты и технологии, NOAA Ocean Exploration исследует неизведанные или недостаточно изученные районы нашего глубокого океана. Он делает открытия, имеющие как научную, так и экономическую и культурную ценность.

Посредством потоковой передачи данных, видео и онлайн-трансляций, образовательных возможностей и мероприятий NOAA предоставляет исследователям, менеджерам ресурсов, студентам, широкой общественности и другим людям опыт исследования океана.

Это позволяет более активно участвовать в науке, воспитывает и поощряет будущее поколение исследователей океана и вовлекает широкую общественность в исследовательскую деятельность.

Океанические факты и цифры

Несмотря на свое значение, подавляющее большинство наших океанов в основном не исследовано. Благодаря исследованиям мы узнаем больше о его химических, биологических, физических, геологических и археологических аспектах.

Исследование приводит нас к новым поверхностным открытиям, но нам нужно нарисовать карту, прежде чем проводить детальное исследование.

Картографирование океана

Хотя все морское дно записывается с использованием спутниковых данных, эти данные дают лишь широкий обзор морского дна. На этих картах не хватает деталей, а это означает, что наиболее важные особенности географии (например, подводные горы) и объекты (например, затонувшие корабли) невидимы.

Картирование морского дна дает представление о том, что находится под поверхностью океана, и помогает нам принимать решения о том, какие районы исследовать дальше (например, с помощью подводных аппаратов, таких как дистанционно управляемые аппараты).

Информации о дне океана больше, чем о видах, обитающих в океане. Карты морского дна дают информацию о потенциальных местах обитания, но не показывают виды, обитающие на морском дне или в толще воды.

Они также не дают информации о том, как они взаимодействуют друг с другом и окружающей средой.

По оценкам ученых, может существовать от 700 000 до 1 миллиона видов морских обитателей (исключая большинство микроорганизмов, число которых может исчисляться многими миллионами).Около двух третей видов, а возможно, и больше, еще предстоит идентифицировать или официально описать, и каждый год ученые принимают около 2000 новых видов.

Проблемы, с которыми мы сталкиваемся при составлении карты океана

Хотя мы можем оценить, какая часть морского дна была исследована и какие виды были обнаружены и описаны, трудно точно определить, какая часть океана, включая морское дно и толщу воды, была изучена.

Нам предстоит еще многое узнать о наших океанах и их обитателях. Тем не менее, мы делаем успехи. С каждым годом мы учимся большему. Мы продолжаем открывать новых существ и особенности, которые дают ключ к разгадке нашей истории и ресурсов, которые могут улучшить нашу жизнь в будущем.

Тем не менее, мы должны быть реалистами. Океан никогда не будет изучен в полной мере. Земля постоянно меняется, и очень важно понимать эти изменения, учитывая значение океана в нашей повседневной жизни.

Какой смысл исследовать океан?

Поиск необычных вещей

Весь процесс исследования океана заключается в поиске новых и выявлении уникальных и удивительных вещей.Изучение океана — это то, как мы собираем данные, необходимые как для удовлетворения требований управления, так и для новых и текущих исследований.

Exploration гарантирует, что океанские ресурсы не просто управляются, а управляются устойчиво, и гарантирует, что эти ресурсы будут доступны следующему поколению.

Исследование исключительной экономической зоны США может иметь жизненно важное значение для национальной безопасности. Это позволяет нам определять границы, защищать интересы Америки и использовать ресурсы океана.

Данные исследования океана могут помочь нам понять, как мы влияем и подвергаемся влиянию изменений в окружающей среде Земли, включая изменения погоды и климата. Понимание секретов океанских экосистем может предоставить новые источники лечения и вакцин для болезней, продуктов питания, энергии и многого другого.

Это также может привести к изобретению продуктов, имитирующих характеристики глубоководных млекопитающих.

Информация, полученная в результате исследования океана, может помочь нам понять, как мы можем реагировать на цунами, землетрясения и другие риски.

Вождение новых технологий

Трудности, возникшие при исследовании океана, могут стать катализатором разработки инновационных технологий и инженерных разработок, которые можно будет использовать в других сценариях. Например, это позволяет нам быть более эффективными, когда мы сталкиваемся с любой океанской катастрофой, такой как утечка нефти.

Кроме того, исследование океана может повысить уровень грамотности в вопросах океана и мотивировать молодежь на выбор карьеры в области инженерии, естественных наук, технологий и математики.

Подводные лодки

Подсчитано, что глубина океана в среднем превышает 2,23 мили (три тысячи метров), и ученым требуется специальное оборудование, способное исследовать эти области сильного холода и полной тьмы. За последние несколько лет технологии подводных аппаратов совершенствовались и развивались, что позволяет нам видеть океан, брать его пробы, а затем исследовать глубоководные места обитания на нашей планете.

Подводные аппараты — это подводные дистанционно управляемые аппараты, перевозимые на кораблях для сбора и записи данных со дна океана и толщи воды для научного анализа.Существует три основных типа подводных аппаратов, таких как дистанционно управляемые аппараты, аппараты для людей и автономные подводные аппараты.

ROV (дистанционно управляемые транспортные средства)

Эти подводные роботы охраняются и используются для разведки, исследований и сбора изображений в толще воды и под морским дном. Дистанционно управляемые транспортные средства привязаны к кораблю, что позволяет бортовым контроллерам беспрепятственно управлять подводными транспортными средствами в режиме реального времени.

Большое количество ROV также может извлекать образцы с помощью манипулятора руки, управляемого пилотом. Более позднее изучение этих образцов может дать больше информации о море.

HOV (транспортные средства, в которых находятся люди)

Небольшая группа пилотов и ученых отправляется прямо на дно океана на короткое время. HOV, как и другие подводные аппараты, оснащены инструментами для сбора, манипуляторами, датчиками света и камерами.

Тем не менее, HOV выдающиеся в своей способности предоставить ученым возможность увидеть вещи своими глазами и поделиться своим опытом на глубине тысяч футов под водой, чтобы наблюдать, исследовать, брать образцы, наблюдать и проводить исследования лично.

АНПА (автономные подводные аппараты)

Эти роботы запрограммированы так, чтобы планировать, нырять или дрейфовать по морю без участия человека. AUV собирают данные датчиков с высоким разрешением и предоставляют исследователям точную информацию.

После установки АНПА работают самостоятельно по запланированному маршруту, что позволяет исследователям проводить собственные исследования, пока автономный подводный аппарат изучает поверхность или глубину океана.

Использование сонара для исследования океана

Сонар

, или So и N авигация a nd R anging, полезен для картографирования и исследования океана, поскольку волны сонара распространяются в воде дальше, чем радиолокационные или световые волны.Ученые NOAA в основном используют гидролокатор для разработки морских карт.

Они также используют гидролокатор для обнаружения подводных опасностей, для навигации, а также для определения местоположения и нанесения на карту объектов на морском дне, таких как обломки кораблей.

Есть два вида сонара: пассивный и активный.

Активный сонар

Этот тип посылает звуковые (акустические) волны в воду. Когда объект попадает на пути исходящих звуковых волн, акустическая волна отражается и возвращает сигнал в виде «эха».

Если датчик оснащен возможностью приема сигналов, он будет измерять интенсивность этого звукового сигнала. Измеряя продолжительность между излучением звукового сигнала и временем его получения, преобразователь может определить направление и расстояние до цели.

Пассивный сонар

Эти системы используются для обнаружения звуков морских объектов, таких как корабли, подводные лодки или морских млекопитающих, таких как киты. В отличие от активных гидролокаторов, которые излучают звуковые волны, пассивные гидролокаторы не производят собственных сигналов.

Это выгодно военным кораблям, которые не хотят, чтобы их отслеживали, и исследовательским миссиям, сосредоточенным на молчаливом «слушании» океана.

Пассивный гидролокатор идентифицирует только акустические волны, которые направляются к нему. Пассивные гидролокаторы не могут определить расстояние до объекта, если он не используется вместе с другими устройствами для пассивного прослушивания.

Однако многие пассивные гидролокаторы, работая вместе, могут триангулировать и определять местонахождение источника звука.

Многолучевые эхолоты (МБЭС)

Подобно другим системам на основе сонара, МЛЭ излучают акустические волны, а затем оценивают любые отраженные сигналы (эхо), которые отражаются от подводных объектов или морского дна.Гидролокаторы с несколькими лучами испускают звуковые волны из-под корпуса корабля, создавая веерообразный сигнал, покрывающий большую площадь морского дна.

Они измеряют и отслеживают количество времени, которое требуется звуковой волне для передачи преобразователем ко дну океана (или объекту), а затем обратно к принимающему устройству.

Многолучевые гидролокаторы

создают «полосу» зондирования для полного охвата области. Площадь покрытия морского дна определяется его глубиной в воде, которая обычно в два-четыре раза превышает глубину воды.

Другое интеллектуальное оборудование, используемое для картографирования океана

Лидар (световое обнаружение и дальномер)

Эта технология определяет глубину объекта, изучая отражение на нем лазерного луча. Лидарные съемки обычно устанавливаются на самолетах и ​​обеспечивают непрерывное непрерывное покрытие океана и суши.

Топографические лазерные сканеры

Находит и измеряет такие характеристики, как небольшие острова, островки и скалы.Лазерная головка генерирует 16 лазерных лучей, которые отражаются от объекта и перенаправляются обратно к головке лазера.

Затем компьютер использует эту информацию в сочетании с информацией о точном местоположении и положении (крен и тангаж, а также рыскание) для определения размера и местоположения предмета.

Океан: разве мы его еще не нанесли на карту?

мар. 12 2013

Все мы видели различные карты мира на стенах библиотек, школ и конференц-залов.Некоторые из них отображают форму земной поверхности — иногда даже под водой.
На этом изображении, полученном Смитом и Сэндвеллом, показана топография морского дна, набор данных, на основе которого планируется проведение многих картографических съемок в районах с небольшим количеством многолучевых данных или без них. NOAA, Smith and Sandwell

. и тысячи подводных гор. Конечно, с этой точки зрения — как если бы мы смотрели из космоса — кажется, что мы уже нанесли на карту всю планету.Однако, если мы посмотрим поближе, например, с наземной точки зрения или, еще лучше, с точки зрения судна, мы даже близко не приблизимся к тому, чтобы полностью нанести на карту морское дно.

Карты часто отображают вид Земли со спутника. Хотя многие особенности океанов могут быть видны, в основном они имеют низкое разрешение. Представьте, что вы ходите по дому в дедушкиных очках. Возможно, удастся разобрать некоторые объекты, но глубина восприятия и детализация будут весьма ограничены.Часто спутниковые карты не отображают вулканические кратеры, подводные каналы или затонувшие корабли. Вот почему мы делаем карту. Только около 5% морского дна в мире было нанесено на карту с той или иной степенью детализации. Поскольку океан занимает примерно 70 % земной поверхности, примерно 65 % земного шара (исключая сушу) остаются неисследованными. Это довольно много Земли осталось исследовать!

Большая часть тщательно нанесенного на карту морского дна находится близко к берегу. Благодаря всем гидрографам, которые постоянно исследуют береговые линии мира, у нас теперь есть навигационные карты (специализированные карты), которые используются для безопасного управления судами.Прибрежные районы хорошо обследуются и часто обследуются повторно, поскольку условия морского дна постоянно меняются, особенно вблизи берега. Гидрографы следят за тем, чтобы суда располагали информацией, необходимой им для безопасного плавания, обнаруживая и сообщая о новых опасностях для судоходства при каждом обновлении карты.

На этой странице показаны доступные данные картографирования морского дна по всему миру. При уменьшении масштаба может показаться, что большая часть океана скрыта, но увеличьте масштаб и осмотритесь. Обратите внимание, что многие из картографических путей проходят между обычными торговыми портами и вдоль загруженных береговых линий.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.