Мұхит түбінде не болады?

Біздің планетамыз құрлыққа қарағанда су астында көбірек құпия сақтайды, өйткені оның бетінің жетпіс пайыздан астамы мұхиттармен жабылған. Адамзат Жердің ең терең шұңқырларына қарағанда Айды жақсырақ зерттеп үлгерді. Қысым, қараңғылық және төмен температура теңіз түбін табиғаттың ең қатал әлемдерінің біріне айналдырады. Соған қарамастан онда өмір қайнап жатыр, геологиялық үдерістер өтеді және таңғажайып сұлулықтағы ландшафттар қалыптасады. Осы тақырыпқа үңілу ана планета туралы түсінікті мүлдем өзгертуге қабілетті жаңалықтар қабатын ашады. Төменде әдеттегі бақылаушының көзінен жасырын негізгі үдерістер мен құбылыстар қарастырылған.

Теңіз түбінің бедері

Мұхит түбі бірінші қарағанда көрінуі мүмкін жалпақ жазықтық емес. Онда мыңдаған шақырымға созылған тау жоталары, терең шұңқырлар және жанартаулар тізбегі кездеседі. Мысалы, Мариан ойпаты он шақырымнан асатын тереңдікке кетеді, бұл көрсеткіш бойынша Эверест биіктігінен де асып түседі.

Бедердің негізгі түрлерін мына тізіммен көрсетуге болады:

• жаңа жер қыртысы қалыптасатын мұхит арасындағы жоталар;
• теңіз түбінің көп бөлігін жабатын абиссалды жазықтар;
• плиталардың субдукция аймақтарында пайда болатын терең сулы шұңқырлар;
• біразы су бетіне жақын дейін көтерілетін су асты таулары;
• құрлықтарға жапсарлас орналасқан және ресурстарға бай шельф аймақтары.

Аталған құрылымдардың әрқайсысы жер қыртысын үнемі қайта құрастыратын тектоникалық күштердің әсерінен пайда болады. Ғалымдар осы бедердің жекелеген учаскелерін әлі күнге дейін карталайды, себебі тікелей бақылау айтарлықтай қиынға соғады. Спутниктік технологиялар мен сонарлар олқылықтарды толтыруға көмектеседі, дегенмен егжей-тегжейлі түсіру орасан зор ресурстарды қажет етеді.

Тереңдіктегі геологиялық үдерістер

Түпте бүкіл планетаның бейнесін қалыптастыратын үдерістер үздіксіз жүріп жатады. Дәл сол жерде, мұхит арасындағы жоталарда, ескі қыртысты ысыра шығаратын жаңа қабат туады. Бұл механизм спрединг деп аталады және континенттердің қозғалысының басты қозғаушысы қызметін атқарады.

Негізгі геологиялық құбылыстарға мыналар жатады:

1. Жанартаулық белсенділік «қара шылым шегушілер» деп аталатын гидротермалды қайнарларды тудырады.
2. Тектоникалық плиталар баяу алшақтайды немесе соқтығысады, жер сілкінісі мен цунами тудырады.
3. Шөгінді жыныстар қабат-қабат жиналып, миллиондаған жыл бойғы климаттық өзгерістердің шежіресін қалыптастырады.
4. Метан сорғылары шығу тегінен газ бөліп шығарады, шыққан жер маңында бірегей экожүйелерді қолдайды.
5. Су асты көшкіндері бірнеше минут ішінде миллиардтаған тонна топырақты жылжытуға қабілетті.

Гидротермалды қайнарлар бөлек назарға лайық, себебі ондағы су қыртыс астындағы магмалық белсенділіктің арқасында бірнеше жүз градусқа дейін қызады. Экстремалды жағдайларға қарамастан, мұндай қайнарлардың айналасына тұтас организмдер отарлары қоныстанады. Ғалымдардың пікірінше, осыған ұқсас жағдайлар ерте Жерде де болған және тіпті өмірдің бесігіне айналған болуы мүмкін.

Күн сәулесіз экожүйелер

Жарық мың метрден терең жерге дерлік өтпейді, сондықтан онда фотосинтез мүмкін емес. Дегенмен өмір энергия алудың басқа жолын тапты — химиялық қосылыстарды қайта өңдеуге негізделген хемосинтез. Бактериялар күкіртсутекті немесе метанды тотықтырады, ал алынған энергияны органикалық заттарды синтездеу үшін пайдаланады.

Осындай тереңдіктердің тұрғындары арасында мына организмдер ерекшеленеді:

• ас қорыту жүйесінен айырылған және симбиотикалық бактерияларға тәуелді алып түтікше құрттар;
• орасан зор қысымға және толық қараңғылыққа бейімделген су асты шаяндары;
• олжаны тарту үшін биолюминесценцияны пайдаланатын жарық шығаратын балықтар;
• метан сорғыларының жанында мекендейтін және хемосинтез өнімдерімен қоректенетін ұлулар;
• оттегі дерлік енбейтін тереңдіктерде тіршілік ете алатын медузалар.

Мұндай қауымдастықтар күн энергиясынан тәуелсіз жұмыс істейді, бұл ұзақ уақыт бойы биосфера үшін мүмкін емес деп есептелген. 1977 жылы Галапагос аралдары маңынан осындай экожүйелердің табылуы биологтардың өмірдің шекаралары туралы түсінігін мүлдем өзгертті. Содан бері зерттеушілер осыған ұқсас оазистерді Атлантикадан Тынық мұхиты жағалауына дейін мұхиттың көптеген аймақтарынан табуда.

Химиялық үдерістер мен заттар айналымы

Теңіз түбі жоғарыдан түсетін органикалық қалдықтардың орасан зор жинақтаушысы рөлін атқарады. Бұл үдерісті «теңіз қары» деп атайды — планктон қалдықтарын, балықтардың нәжісін және минералды бөлшектерді қамтитын үздіксіз бөлшектер ағыны. Біртіндеп жинала отырып, мұндай материал жүздеген метр қалыңдықтағы шөгінді қабаттарды қалыптастырады.

Осы шөгінділерде көмілген көміртегі атмосфералық айналымнан ұзақ уақытқа шығарылады. Осы механизмнің арқасында мұхит парниктік газдардың едәуір бөлігін сіңіріп, климаттың табиғи реттеушісі қызметін атқарады. Сонымен қатар түпте клатраттардан — қысым астында газды ұстап тұратын мұзды құрылымдардан — метанды босататын реакциялар жүреді. Ғалымдар мұндай қорлардың тұрақтылығын мұқият бақылап отырады, себебі олардың бұзылуы жылынуды күрт жеделдетуге қабілетті.

Тереңдіктерді заманауи технологиялармен зерттеу

Ұзақ уақыт бойы түп судың орасан зор қысымына байланысты тікелей бақылау үшін іс жүзінде қолжетімсіз болды. Бүгінде жағдайды экипажсыз экстремалды тереңдіктерге түсуге қабілетті автономды су асты аппараттары өзгертуде. «Триест» батискафы алғаш рет 1960 жылы Мариан ойпатының түбіне жетіп, осындай экспедициялардың принципті мүмкіндігін дәлелдеді.

Заманауи зерттеулер бірнеше негізгі құралдарға сүйенеді:

• камералар мен манипуляторлармен жабдықталған қашықтан басқарылатын аппараттар;
• оператордың қатысуынсыз бедерді дербес карталайтын автономды роботтар;
• теңіз түбінің үш өлшемді моделін құратын гидроакустикалық сонарлар;
• зертханалық талдау үшін жыныс үлгілерін алатын бұрғылау қондырғылары;
• су асты құрылымдарының үстінде судың деңгейінің шамалы тербелістерін тіркейтін спутниктік альтиметрия.

Аталған әдістердің әрқайсысы қалғандарын толықтырып, су асты әлемінің бара-бара нақтырақ бейнесін жасайды. Дегенмен мамандар адамзат мұхит түбінің тек аз бөлігін ғана егжей-тегжейлі зерттегенін мойындайды. Болашақ жаңалықтар өмірдің пайда болуы мен планета құрылымы туралы қолданыстағы теорияларды сөзсіз өзгертеді.

Теңіздердің тереңдігі ана планетаның шынымен де әлі зерттелмеген соңғы кеңістіктерінің бірі болып қала береді. Әрбір жаңа түсу климат, эволюция және Жер геологиясы туралы түсінікті түзетуге қабілетті деректер әкеледі. Мүмкін, дәл сол жерде ғылым әлі тұжырымдамаған сұрақтардың жауаптары жасырын шығар. Технологиялардың одан әрі дамуы бүгінде қолжетімсіз болып қалатын өңірлерге жол ашады. Су асты әлемін игеру адамзат үшін атмосфера шегінен тыс ұшулардан кем емес маңызды жетістікке айналуы мүмкін.