HÀO ĐẠI DƯƠNG LÀ GÌ? - MÔI TRƯỜNG - 2025

Các rãnh đại dương là độ sâu dưới đáy biển được hình thành do hoạt động của các mảng kiến ​​tạo của Trái đất, mảng này bị đẩy mảng này hội tụ xuống phía dưới mảng kia.

Những chỗ lõm hình chữ V dài và hẹp này là những phần sâu nhất của đại dương và được tìm thấy trên khắp thế giới với độ sâu khoảng 10 km dưới mực nước biển.

Các rãnh sâu nhất được tìm thấy ở Thái Bình Dương và là một phần của cái gọi là "Vành đai lửa" bao gồm các núi lửa đang hoạt động và các khu vực động đất.

Các rãnh đại dương sâu nhất là Mariana Trench nằm gần quần đảo Biển với chiều dài hơn 1.580 dặm hoặc 2.542 km, 5 lần dài hơn Grand Canyon ở Colorado, Hoa Kỳ và trung bình nó chỉ là 43 dặm ( Rộng 69 km.

Ở đó, Vực thẳm Challenger nằm ở độ cao 10.911 mét, là phần sâu nhất của đại dương. Tương tự như vậy, các ngôi mộ Tonga, Kuril, Kermadec và Philippine sâu hơn 10.000 mét.

Để so sánh, đỉnh Everest cao 8.848 mét trên mực nước biển, có nghĩa là rãnh Mariana ở điểm sâu nhất của nó sâu hơn 2.000 mét.

Các rãnh đại dương chiếm lớp sâu nhất của đại dương. Áp suất cao, thiếu ánh sáng mặt trời và nhiệt độ lạnh giá của nơi này khiến nó trở thành một trong những môi trường sống độc đáo nhất trên Trái đất.

Các rãnh đại dương được hình thành như thế nào?

Các hố được hình thành do hút chìm, một quá trình địa vật lý trong đó hai hoặc nhiều mảng kiến ​​tạo của Trái đất hội tụ và mảng lâu đời nhất và dày đặc nhất bị đẩy xuống bên dưới mảng nhẹ hơn khiến đáy đại dương và lớp vỏ ngoài (thạch quyển) bị cong và tạo thành dốc, chỗ lõm hình chữ V.

Vùng phụ

Nói cách khác, khi rìa của mảng kiến ​​tạo dày đặc gặp mép của mảng kiến ​​tạo ít dày đặc hơn, mảng dày đặc hơn sẽ cong xuống. Loại ranh giới giữa các lớp của thạch quyển được gọi là hội tụ. Nơi mà mảng dày đặc nhất chìm xuống được gọi là vùng hút chìm.

Quá trình hút chìm làm cho các rãnh trở thành các yếu tố địa chất động, chịu trách nhiệm cho một phần đáng kể hoạt động địa chấn của Trái đất và chúng thường là tâm chấn của các trận động đất lớn, bao gồm một số trận động đất lớn nhất đã được ghi nhận.

Một số rãnh đại dương được hình thành do sự hút chìm giữa một mảng mang lớp vỏ lục địa và một mảng mang lớp vỏ đại dương. Lớp vỏ lục địa luôn nổi nhiều hơn lớp vỏ đại dương và lớp vỏ sau sẽ luôn chìm xuống.

Các rãnh đại dương được biết đến nhiều nhất là kết quả của ranh giới này giữa các mảng hội tụ. Rãnh Peru-Chile ngoài khơi bờ biển phía tây Nam Mỹ được hình thành bởi lớp vỏ đại dương của mảng Nazca nằm khuất dưới lớp vỏ lục địa của mảng Nam Mỹ.

Rãnh Ryukyu, kéo dài từ miền nam Nhật Bản, được hình thành theo cách mà lớp vỏ đại dương của mảng Philippine bị chìm xuống dưới lớp vỏ lục địa của mảng Á-Âu.

Các rãnh đại dương hiếm khi có thể hình thành khi hai mảng mang vỏ lục địa gặp nhau. Rãnh Mariana ở Nam Thái Bình Dương, hình thành khi mảng Thái Bình Dương hùng mạnh chìm xuống dưới mảng nhỏ hơn và ít dày đặc hơn của Philippines.

Trong vùng hút chìm, một phần của vật chất nóng chảy, trước đây là đáy đại dương, thường được nâng lên thông qua núi lửa nằm gần hố. Núi lửa thường xuyên tạo ra vòm núi lửa, một chuỗi đảo núi nằm song song với rãnh.

Rãnh Aleutian được hình thành nơi mảng Thái Bình Dương chìm xuống dưới mảng Bắc Mỹ ở vùng Bắc Cực giữa bang Alaska của Hoa Kỳ và vùng Siberia của Nga. Quần đảo Aleutian tạo thành một vòng cung núi lửa chạy ra ngoài bán đảo Alaska và ngay phía bắc của Rãnh Aleutian.

Không phải tất cả các rãnh đại dương đều ở Thái Bình Dương. Rãnh Puerto Rico là một trũng kiến ​​tạo phức tạp được hình thành một phần bởi đới hút chìm của Tiểu Antilles. Tại đây, lớp vỏ đại dương của mảng Bắc Mỹ khổng lồ bị khuất phục dưới lớp vỏ đại dương của mảng Caribe nhỏ hơn.

Tại sao các rãnh đại dương lại quan trọng?

Kiến thức về các rãnh đại dương bị hạn chế do độ sâu và xa của chúng, nhưng các nhà khoa học biết rằng chúng đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống của chúng ta trên đất liền.

Phần lớn các hoạt động địa chấn trên thế giới diễn ra trong các vùng hút chìm, có thể có tác động tàn phá đối với các cộng đồng ven biển và thậm chí nhiều hơn đối với nền kinh tế toàn cầu.

Các trận động đất dưới đáy biển được tạo ra trong các vùng hút chìm là nguyên nhân gây ra sóng thần ở Ấn Độ Dương năm 2004 và trận động đất và sóng thần Tohoku ở Nhật Bản vào năm 2011.

Bằng cách nghiên cứu các rãnh đại dương, các nhà khoa học có thể hiểu được quá trình hút chìm vật lý và nguyên nhân của những thảm họa thiên nhiên tàn khốc này.

Nghiên cứu về các rãnh cũng giúp các nhà nghiên cứu hiểu được những hình thức thích nghi mới lạ và đa dạng của các sinh vật từ biển sâu với môi trường của chúng, vốn có thể là chìa khóa cho những tiến bộ sinh học và y sinh.

Nghiên cứu cách các sinh vật biển sâu thích nghi với cuộc sống trong môi trường khắc nghiệt của chúng có thể giúp nâng cao hiểu biết trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu đa dạng, từ phương pháp điều trị bệnh tiểu đường đến chất tẩy rửa cải tiến.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những vi sinh vật sống trong các miệng phun thủy nhiệt ở biển sâu có tiềm năng như một dạng kháng sinh và thuốc điều trị ung thư mới.

Sự thích nghi như vậy cũng có thể nắm giữ chìa khóa để hiểu nguồn gốc của sự sống trong đại dương, khi các nhà khoa học kiểm tra di truyền của những sinh vật này để ghép lại câu đố về câu chuyện làm thế nào sự sống mở rộng giữa các hệ sinh thái biệt lập và cuối cùng thông qua đại dương trên thế giới.

Nghiên cứu gần đây cũng đã tiết lộ một lượng lớn và bất ngờ vật chất carbon tích tụ trong các hố, điều này có thể cho thấy rằng những khu vực này đóng một vai trò quan trọng trong khí hậu Trái đất.

Carbon này được thu giữ trong lớp phủ của Trái đất thông qua quá trình hút chìm hoặc tiêu thụ bởi vi khuẩn từ hố.

Khám phá này mang đến cơ hội để nghiên cứu sâu hơn về vai trò của các rãnh như một nguồn (thông qua núi lửa và các quá trình khác) và như một chất lắng đọng trong chu trình carbon của hành tinh có thể ảnh hưởng đến cách các nhà khoa học cuối cùng hiểu và dự đoán. tác động của khí nhà kính do con người tạo ra và biến đổi khí hậu.

Sự phát triển của công nghệ biển sâu mới, từ tàu lặn đến máy ảnh, cảm biến và thiết bị lấy mẫu, sẽ mang lại cơ hội tuyệt vời cho các nhà khoa học để điều tra một cách có hệ thống các hệ sinh thái rãnh trong thời gian dài.

Điều này cuối cùng sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về động đất và các quá trình địa vật lý, xem xét cách các nhà khoa học hiểu chu trình carbon toàn cầu, cung cấp các con đường cho nghiên cứu y sinh và có khả năng đóng góp vào những hiểu biết mới về sự tiến hóa của sự sống trên Trái đất.

Những tiến bộ công nghệ tương tự này sẽ tạo ra những khả năng mới cho các nhà khoa học trong việc nghiên cứu tổng thể đại dương, từ các bờ biển xa xôi đến Bắc Băng Dương bao phủ.

Cuộc sống trong rãnh đại dương

Các rãnh đại dương là một số môi trường sống thù địch nhất trên trái đất. Áp suất gấp hơn 1.000 lần bề mặt và nhiệt độ nước trên mức đóng băng một chút. Có lẽ quan trọng hơn, ánh sáng mặt trời không xuyên qua các rãnh sâu nhất của đại dương, khiến quá trình quang hợp không thể thực hiện được.

Các sinh vật sống trong các rãnh đại dương đã tiến hóa với những cách thích nghi khác thường để phát triển mạnh trong những hẻm núi tối và lạnh giá này.

Hành vi của chúng là một bài kiểm tra về cái gọi là "giả thuyết tương tác trực quan" nói rằng khả năng hiển thị của một sinh vật càng lớn thì năng lượng mà nó phải tiêu hao để săn con mồi hoặc đẩy lùi kẻ thù càng lớn. Nhìn chung, cuộc sống trong các rãnh đại dương tăm tối là cô lập và diễn biến chậm chạp.

Sức ép

Áp suất ở đáy của Vực thẳm Challenger, nơi sâu nhất trên trái đất, là 703 kilôgam trên mét vuông (8 tấn trên inch vuông). Các loài động vật biển lớn như cá mập và cá voi không thể sống ở độ sâu nghiền nát này.

Nhiều sinh vật phát triển mạnh trong môi trường áp suất cao này không có các cơ quan chứa đầy khí, chẳng hạn như phổi. Những sinh vật này, nhiều sinh vật liên quan đến sao biển hoặc sứa, hầu hết được tạo ra từ nước và vật chất giống như sứa không thể nghiền nát dễ dàng như phổi hoặc xương.

Nhiều sinh vật trong số này điều hướng độ sâu đủ tốt để thực hiện một cuộc di cư thẳng đứng hơn 1.000 mét từ đáy rãnh mỗi ngày.

Ngay cả cá trong hố sâu cũng giống như thạch. Ví dụ, nhiều loài ốc sên đầu củ sống ở đáy Rãnh Mariana. Cơ thể của những con cá này đã được so sánh với các mô dùng một lần.

Tối và sâu

Các rãnh đại dương nông có ít áp suất hơn, nhưng vẫn có thể nằm ngoài vùng ánh sáng mặt trời, nơi ánh sáng xuyên qua nước.

Nhiều loài cá đã thích nghi với cuộc sống trong những rãnh đại dương tối tăm này. Một số sử dụng phát quang sinh học, nghĩa là chúng tự tạo ra ánh sáng để sống nhằm thu hút con mồi, tìm bạn tình hoặc xua đuổi kẻ thù.

Lưới thức ăn

Nếu không có quá trình quang hợp, các cộng đồng biển phụ thuộc chủ yếu vào hai nguồn dinh dưỡng khác thường.

Đầu tiên là "tuyết biển." Tuyết biển là sự rơi liên tục của vật chất hữu cơ từ độ cao trong cột nước. Tuyết biển chủ yếu là chất thải, bao gồm phân và tàn tích của các sinh vật chết như cá hoặc rong biển. Vùng biển tuyết giàu chất dinh dưỡng này làm thức ăn cho các loài động vật như hải sâm hoặc mực ma cà rồng.

Một nguồn dinh dưỡng khác cho lưới thức ăn của các rãnh đại dương không đến từ quang hợp mà là từ quá trình tổng hợp. Hóa tổng hợp là quá trình trong đó các sinh vật trong rãnh đại dương, chẳng hạn như vi khuẩn, chuyển đổi các hợp chất hóa học thành các chất dinh dưỡng hữu cơ.

Các hợp chất hóa học được sử dụng trong quá trình tổng hợp hóa học là khí mê-tan hoặc carbon dioxide được thải ra từ các miệng phun thủy nhiệt giải phóng các khí và chất lỏng nóng và độc hại của chúng vào nước biển lạnh giá. Một loài động vật phổ biến sống dựa vào vi khuẩn tổng hợp để làm thức ăn là giun ống khổng lồ.

Khám phá những ngôi mộ

Các rãnh đại dương vẫn là một trong những sinh cảnh biển khó nắm bắt nhất và ít được biết đến. Cho đến năm 1950, nhiều nhà hải dương học cho rằng những rãnh này là môi trường không thay đổi gần như không có sự sống. Ngay cả ngày nay, phần lớn các nghiên cứu trong các rãnh đại dương đều dựa trên các mẫu đáy đại dương và các cuộc thám hiểm bằng ảnh.

Điều đó đang dần thay đổi khi các nhà thám hiểm đào sâu theo nghĩa đen. Sâu Thách thức, ở dưới cùng của Rãnh Mariana, nằm sâu trong Thái Bình Dương gần đảo Guam.

Chỉ có ba người đã đến thăm Challenger Abyss, rãnh đại dương sâu nhất thế giới: một phi hành đoàn chung Pháp-Mỹ (Jacques Piccard và Don Walsh) vào năm 1960 đạt độ sâu 10.916 mét và nhà thám hiểm tại National Geographic James Cameron vào năm 2012 đạt 10,984 mét (Hai cuộc thám hiểm không người lái khác cũng đã khám phá Thách thức Abyss).

Kỹ thuật tàu lặn để khám phá các rãnh đại dương đưa ra một loạt các thách thức độc đáo.

Tàu lặn phải cực kỳ mạnh mẽ và chắc chắn để chống lại các dòng hải lưu mạnh, tầm nhìn bằng không và áp suất cao từ Rãnh Mariana.

Phát triển kỹ thuật vận chuyển con người một cách an toàn, cũng như các thiết bị tinh vi, là một thách thức lớn hơn nữa. Chiếc tàu ngầm đưa Piccard và Walsh đến Challenger Deep, chiếc Trieste phi thường, là một con tàu khác thường được gọi là bathyscaphe (tàu ngầm để khám phá độ sâu của đại dương).

Tàu lặn của Cameron, Deepsea Challenger, đã giải quyết thành công các thách thức kỹ thuật theo những cách sáng tạo. Để chống lại các dòng hải lưu sâu, tàu ngầm được thiết kế để quay chậm trong khi hạ xuống.

Đèn trên tàu ngầm không được làm bằng bóng đèn sợi đốt hay bóng đèn huỳnh quang mà là sự sắp xếp của các đèn LED nhỏ chiếu sáng một khu vực khoảng 100 feet.

Có lẽ đáng ngạc nhiên hơn, bản thân Deepsea Challenger được thiết kế để nén. Cameron và nhóm của ông đã tạo ra một loại bọt tổng hợp làm từ thủy tinh cho phép phương tiện này nén lại dưới áp lực của đại dương. Deepsea Challenger quay trở lại bề mặt nhỏ hơn 7,6 cm so với khi nó đi xuống.

Người giới thiệu

1. ndTrenches. Viện Hải dương học Woods Hole. Truy cập ngày 9 tháng 1 năm 2017.
2. (2015, ngày 13 tháng 7). Rãnh đại dương. Hội Địa lý Quốc gia. Truy cập ngày 9 tháng 1 năm 2017.
3. nd Rãnh đại dương. Khoa học hàng ngày. Truy cập ngày 9 tháng 1 năm 2017.
4. (2016, tháng 7). TRENCH ĐẠI DƯƠNG. Địa chất Trái đất. Truy cập ngày 9 tháng 1 năm 2017.
5. nd Phần sâu nhất của Đại dương. Địa chất.com. Truy cập ngày 9 tháng 1 năm 2017.
6. Oskin, B. (2014, ngày 8 tháng 10). Rãnh Mariana: Độ sâu nhất. Khoa học trực tiếp. Truy cập ngày 9 tháng 1 năm 2017.
7. ndOcean hào. Bách khoa toàn thư.com. Truy cập ngày 9 tháng 1 năm 2017.