В то время, как на самой высокой точке планеты, Эвересте, побывали тысячи человек, на дно Марианской впадины спустились лишь трое. Это самое малоизученное место на Земле, вокруг него существует множество загадок. На прошлой неделе геологи выяснили, что за миллион лет через разлом на дне впадины в недра Земли проникло 79 млн т воды.

Что произошло с ней после этого, неизвестно. «Хайтек» рассказывает о геологическом строении самой низкой точки планеты и о странных процессах, которые происходят на ее дне.

Без солнечных лучей и под колоссальным давлением

Марианская впадина — не вертикальная бездна. Это желоб в форме полумесяца, растянувшийся на 2,5 тыс. км к востоку от Филиппин и к западу от Гуаме, США. Самая глубокая точка впадины, бездна Челленджера, находится на расстоянии 11 км от поверхности Тихого океана. Эвересту, окажись он на дне впадины, до уровня моря не хватило бы 2,1 км.

Карта Марианской впадины.

Марианский желоб (как еще принято называть впадину) — часть глобальной сети прогибов, пересекающих морское дно и образовавшихся в результате древних геологических событий. Они возникают при столкновении двух тектонических плит, когда один пласт погружается под другой и уходит в мантию Земли.

Подводную траншею обнаружил британский исследовательский корабль «Челленджер» во время первой глобальной океанографической экспедиции. В 1875 году ученые попытались измерить глубину диплотом — веревкой с привязанным к ней грузом и метровой разметкой. Веревки хватило только на 4 475 морских саженей (8 367 м). Спустя почти сто лет судно «Челленджер II» вернулось к Марианской впадине с эхолотом и установило нынешнее значение глубины — 10 994 м.

Дно Марианской впадины скрыто в вечной темноте — солнечные лучи не проникают на такую глубину. Температура всего на несколько градусов выше нуля — и близка к точке замерзания. Давление в бездне Челленджера составляет 108,6 МПа, что примерно в 1 072 раза больше нормального атмосферного давления на уровне Мирового океана. Это в пять раз больше давления, которое создается при ударе пули о пуленепробиваемый объект и примерно равно давлению внутри реактора для синтеза полиэтилена. Но люди нашли способ добраться до дна.

Человек на глубине

Первыми людьми, побывавшими в бездне Челленджера, стали американские военные Жак Пиккар и Дон Уолш. В 1960 году на батискафе «Триест» они за пять часов спустились на 10 918 м. На этой отметке исследователи провели 20 минут и почти ничего не увидели из-за облаков ила, поднятых аппаратом. Кроме рыбы из вида камбалообразных, на которую попал луч прожектора. Наличие жизни под таким высоким давлением стало главным открытием миссии.

До Пиккара и Уолша ученые считали, что в Марианском желобе не могут жить рыбы. Давление в нем настолько велико, что кальций может существовать только в жидком виде. Это значит, что кости позвоночных должны буквально растворяться. Нет костей, нет и рыб. Но природа показала ученым, что они ошибаются: живые организмы способны адаптироваться даже к таким невыносимым условиям.

Множество живых организмов в бездне Челленджера обнаружил батискаф Deepsea Challenger, на котором в 2012 году на дно Марианской впадины в одиночку спустился режиссер Джеймс Кэмерон. В образцах грунта, взятых аппаратом, ученые нашли 200 видов беспозвоночных, а на дне впадины — странных полупрозрачных креветок и крабов.

На глубине 8 тыс. м батискаф обнаружил самую глубоководную рыбу — нового представителя вида липаровых или морских слизней. Голова рыбы напоминает собачью, а ее тело очень тонкое и эластичное — во время движения она напоминает полупрозрачную салфетку, которую несет течением.

На несколько сотен метров ниже живут гигантские десятисантиметровые амебы, называемые ксенофиофоры. Эти организмы демонстрируют удивительную устойчивость к нескольким элементам и химическим веществам, таким как ртуть, уран и свинец, которые убили бы других животных или человека за несколько минут.

Ученые считают, что на глубине существует еще множество видов, ожидающих открытия. Кроме того, до сих пор не ясно, как такие микроорганизмы — экстремофилы — могут выживать в столь экстремальных условиях.

Ответ на этот вопрос приведет к прорыву в биомедицине и биотехнологиях и поможет понять, как зародилась жизнь на Земле. Например, исследователи из Университета Гавайев полагают, что грязевые термальные вулканы вблизи впадины могли обеспечить условия для выживания первых организмов на планете.

Вулканы на дне Марианской впадины.

Что за разлом?

Впадина обязана своей глубиной разлому двух тектонический плит — тихоокеанский пласт уходит под филлипинский, образуя глубокий желоб. Регионы, в которых произошли такие геологические события, называют зоной субдукции.

Толщина каждой плиты составляет почти 100 км, а глубина разлома — по меньшей мере 700 км от самой нижней точки бездны Челленджера. «Это айсберг. Человек даже не был на вершине — 11 ничто по сравнению с 700, скрывающимися на глубине. Марианская траншея — это граница между пределами человеческих знаний и реальностью, которая недоступна человеку», — рассказывает геофизик Роберт Стерн из Техасского университета.

Плиты на дне Марианской впадины.

Ученые предполагают, что через зону субдукции в мантию Земли попадает вода в больших объемах — скалы на границах разломов действуют, как губки, поглощая воду, и транспортируют ее в недры планеты. В результате вещество оказывается на глубине от 20 до 100 км ниже морского дна.

Геологи из Университета Вашингтона выяснили, что за последний миллион лет через стык в недра земли попало более 79 млн т воды — это в 4,3 раза больше предыдущих оценок.

Главный вопрос — что происходит с водой в недрах. Считается, что водный цикл замыкают вулканы, возвращая воду в атмосферу в виде водяного пара во время извержений. Эта теория подтверждалась предыдущими измерениями объемов воды, проникающих в мантию. Вулканы выбрасывали в атмосферу примерно равный поглощенному объем.

Новое исследование опровергает эту теорию — подсчеты свидетельствуют о том, что Земля поглощает больше воды, чем возвращает. И это действительно странно — при условии, что уровень Мирового океана за последние несколько сотен лет не только не уменьшился, но и вырос на несколько сантиметров.

Возможное решение — отказ от теории равных пропускных возможностей всех зон субдукции на Земле. Вероятно, условия в Марианском желобе более экстремальные, чем в других частях планеты, а через разлом в бездне Челленджера в недра проникает больше воды.

«Зависит ли количество воды от особенностей строения зоны субдукции, например, от угла изгиба плит? Мы предполагаем, что аналогичные разломы существуют на Аляске и в Латинской Америке, но пока человеку не удалось обнаружить более глубокой структуры, чем Марианская впадина», — добавил ведущий автор исследования Даг Винес.

Вода, скрывающаяся в недрах Земли, — не единственная загадка Марианской впадины. Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) называет регион парком развлечений для геологов.

Это единственное место на планете, где углекислый газ существует в жидкой форме. Он выбрасывается несколькими подводными вулканами, расположенными за пределами Окинавского прогиба вблизи Тайваня.

На глубине 414 м в Марианской впадине находится вулкан Дайкоку, который представляет собой озеро чистой серы в жидкой форме, которая постоянно кипит при температуре 187 °С. На 6 км ниже располагаются геотермальные источники, выбрасывающие воду при температуре 450 °С. Но эта вода не кипит — процессу мешает давление, оказываемое 6,5-километровым водным столбом.

Океаническое дно на сегодня изучено человеком меньше, чем Луна. Вероятно, ученым удастся обнаружить разломы глубже Марианской впадины или, по меньшей мере, исследовать ее строение и особенности.

ß

Астрономы объяснили загадку необычных гравитационных волн

Нейтронная звезда.

Астрономы Калифорнийского университета в Санта-Круз (США) объяснили, каким образом возникают тяжелые нейтронные звезды. Это позволяет раскрыть загадку необычной массы двух нейтронных звезд, чье слияние было зафиксировано в 2019 году.

Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters.

Известно, что в Млечном Пути встречаются двойные нейтронные звезды, один из компонентов которых является пульсаром. При этом массы пульсаров идентичны, то есть среди них не встречаются тяжелые нейтронные звезды. Однако коллаборация LIGO обнаружила гравитационные волны, появившиеся при слиянии пары тяжелых нейтронных звезд, что предполагает, что такие двойные звезды должны встречаться повсеместно. До сих пор ученые не могли объяснить, почему тогда тяжелые нейтронные звезды не наблюдаются в популяции пульсаров.

Исследователи проанализировали сверхновые, возникающие в двойных системах и приводящие к появлению компактных объектов, таких как две нейтронные звезды, либо пара нейтронная звезда-черная дыра. Ученые смоделировали взрыв массивных звезд, которые были лишены водородной оболочки из-за взаимодействия с компаньоном. Оказалось, что, когда такая звезда превращается в сверхновую, некоторые из внешних слоев быстро выбрасываются из системы, однако внутренние сначала выбрасываются, а потом падают обратно на сформированный компактный объект.

Звезда с массой в десять Солнц, если энергия взрыва мала, образует черную дыру; если энергия большая, звезда сформирует нейтронную звезду. Эти результаты не только объясняют образование двойных систем тяжелых нейтронных звезд, но также предсказывают формирование двойных систем нейтронной звезды и легких черных дыр.

Так есть ли глобальное потепление и о каком научном консенсусе идёт речь?

После публикации новости о выходе отчёта Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) и личные сообщения, и почта буквально разрываются от желающих подискутировать на эту тему. Думаю, для начала надо задать тон этой дискуссии. Сейчас, по большому счёту, есть две противоположных точки зрения: из-за деятельности человека происходит глобальное изменение климата и глобальное изменение климата — выдуманная концепция, лоббируемая определёнными кругами в личных интересах. Понятно, что есть вариации, но глобально картина именно такая. Предлагаю попробовать разобраться в вопросе так, чтобы обозначить направления для его более детального изучения...

Сторонники первого варианта, как правило, ссылаются на довольно политизированную науку, где исследования ведутся в достаточно узком направлении (частенько ещё и вообще подстроены). Ну а представители второго лагеря считают, что речь о естественном тренде потепления, который, возможно, даже прекратился.

Начнём с того, что степень чувствительности климата к действиям человечества достоверно не установлена. При этом, установлен факт его непосредственного влияния на климат с начала индустриальной эпохи. Так что за научный консенсус в вопросе глобального изменения климата, на который ссылаются представители лагеря антропогенного влияния? Могу предположить, что их устраивает само словосочетание, но сути они не улавливают.

Консенсус — это не когда условное большинство проголосовало «за». Речь о том, что было проведено огромное количество разносторонних рецензируемых исследований, авторы которых пытались ответить на вопросы о том, что это и в каком направлении движется.

Ни одна научная работа не сможет вместить в себя все ответы. Именно поэтому в разных работах могут делаться противоположные выводы, но все работы являются кусочками единого пазла.

Одна группа учёных изучила ледники в Гренландии, другая исследовала керны, взятые из ледяных шапок в Антарктике, следующая вообще изучала миграционные паттерны отдельно взятого вида насекомых. Итоговый пазл собирается из биологии, химии, геологии, метеорологии. И вот здесь большинство фактов указывает на одно направление. Это и называется научным консенсусом. Речь об объёме фактов, полученных в результате научных исследований, а не о мнениях отдельно взятых людей.

Так вот результаты большинства научных исследований говорят о том, что именно человечество в основном ответственно за происходящие в последние примерно 100 лет климатические изменения, а этот период довольно резко выделяется на фоне остальных.

Люди это отрицают (как правило, довольно агрессивно), вероятнее всего, лишь потому, что этот факт идёт в разрез с их культурными или политическими предпочтениями. Как по мне, нет в этом никакой проблемы. Мы можем пообсуждать это в Дзене, покидать друг другу десятки ссылок на различные научные работы в самых разных журналах, которые будут подтверждать мнение каждого из нас. Это вопрос того, насколько отдельно взятый человек готов погружаться в тему.

Проблемой это становится, когда человек, опирающийся исключительно на личные предпочтения, обременён властью и может выпускать законы. И касается это представителей обоих основных лагерей. Первые пугают весь мир катастрофическими последствиями и апокалипсисом, а вторые предлагают ничего не делать.

Как по мне, за экстремальным вариантом упускается спектр самых вероятных. И именно практически стопроцентная нереальность экстремального варианта позволяет спекулировать на его нереальности тем, кто выступает за отсутствие глобального потепления как такового.

Ну а в спектр самых вероятных входит тот, в котором, если ничего не делать, мы, как минимум, постепенно начнём терять береговые линии, на которых расположено большинство важнейших для существования современной цивилизации городов. Это только один пример. В конце концов, во времена динозавров льда на планете не было вовсе, а в нынешней Сибири был тропический климат. Звучит ведь неплохо. Но мы не динозавры. У них не было цивилизации со сложной системой взаимодействий, логистики и технологий, построенных, с учётом текущих географии планеты и её климата.

Никогда не будет так, что все учёные друг с другом согласятся — в этом случае остановится прогресс в науке. Да, многие исследования, построенные на определённой выборке, говорят либо об отсутствии влияния человека на глобальный климат, либо даже о том, что это может быть очень даже неплохо в определённых аспектах. Тем не менее, абсолютное большинство результатов говорят нам о том, что стоило бы задуматься над тем, как перестать вредить планете и, как следствие, самим себе.

ß

Корабли-призраки замечены у берегов Сан-Франциско

 

Этот загадочный феномен был замечен Бьорном Бергманом, сотрудником сторожевых компаний, которые отслеживают движение коммерческих судов по всему океану. Бергман опознал сигналы девяти кораблей, которые двигались по кругу чуть севернее Сан-Франциско, а некоторые из них даже пересекали сушу. Однако ни один из кораблей, излучавших сигналы из этого района, не был даже близко к калифорнийскому побережью.

Согласно Newsweek, эти сигналы поступали с кораблей, которые недавно были замечены в Норвегии, Малайзии, Нигерии, Азовском море и Суэцком канале. Почти все суда по закону обязаны использовать автоматические идентификационные системы (АИС) для отслеживания своего местоположения, чтобы избежать столкновений с другими кораблями и обеспечить соблюдение международных законов.

Существует целый ряд возможных объяснений, но нет четкого ответа на то, что является причиной этого странного явления. Бергман предположил, что это может быть связано с участком береговой охраны в Пойнт-Рейесе: «Суть в том, что это участок служит нулевым местоположением из-за важности места для развития морских навигационных систем. Если прием корабля заблокирован — он появляется в этом месте». Однако более вероятное объяснение дал Тодд Хамфрис — адъюнкт-профессор аэрокосмической техники и инженерной механики. Он сказал, что корабли могут использовать устройства GPS-спуфинга, чтобы обмануть систему АИС и замаскировать свое реальное местоположение.