Marianengraben

Koordinaten: 11°21’N 142°12’E / 11.350°N 142.200°E

Lage des Marianengrabens

Der Marianengraben oder Marianengraben befindet sich im westlichen Pazifik etwa 200 Kilometer (124 Meilen) östlich der Marianen; Es ist der tiefste ozeanische Graben der Erde. Es ist halbmondförmig und misst etwa 2.550 km (1.580 Meilen) in der Länge und 69 km (43 Meilen) in der Breite. Die maximale bekannte Tiefe beträgt 10.984 Meter (36.037 ft) (± 25 Meter) (6,825 Meilen) am südlichen Ende eines kleinen schlitzförmigen Tals in seinem Boden, das als Challenger Deep bekannt ist.Bei einigen nicht wiederholten Messungen liegt der tiefste Teil jedoch bei 11.034 Metern (36.201 Fuß). Wenn der Mount Everest an dieser Stelle hypothetisch in den Graben gelegt würde, wäre sein Gipfel immer noch mehr als zwei Kilometer (1,2 Meilen) unter Wasser.

Am Boden des Grabens übt die Wassersäule darüber einen Druck von 1.086 bar (15.750 psi) aus, mehr als das 1.071-fache des normalen atmosphärischen Drucks auf Meereshöhe. Bei diesem Druck erhöht sich die Dichte des Wassers um 4,96%. Die Temperatur am Boden beträgt 1 bis 4 ° C (34 bis 39 ° F).

Im Jahr 2009 wurde der Marianengraben als US-nationales Denkmal errichtet. Monothalameen wurden im Graben von Forschern der Scripps Institution of Oceanography in einer Rekordtiefe von 10,6 Kilometern (6,6 Meilen) unter der Meeresoberfläche gefunden. Die Daten deuten auch darauf hin, dass mikrobielle Lebensformen im Graben gedeihen.

Etymologie

Der Marianengraben ist nach den nahe gelegenen Marianen benannt, die zu Ehren der spanischen Königin Mariana von Österreich, Witwe Philipps IV. Die Inseln sind Teil des Inselbogens, der auf einer überfahrenen Platte, der Marianenplatte (auch nach den Inseln benannt), auf der Westseite des Grabens gebildet wird.

Geologie

Die pazifische Platte wird unter der Marianenplatte subduziert, wodurch der Marianengraben und (weiter) der Bogen der Marianen entsteht, da in der Platte eingeschlossenes Wasser freigesetzt wird und nach oben explodiert, um Inselvulkane und Erdbeben zu bilden.

Der Marianengraben ist Teil des Izu–Bonin-Mariana-Subduktionssystems, das die Grenze zwischen zwei tektonischen Platten bildet. In diesem System wird der westliche Rand einer Platte, der Pazifischen Platte, unter die kleinere Mariana-Platte, die im Westen liegt, subduziert (d. H. geschoben). Krustenmaterial am westlichen Rand der Pazifischen Platte ist eine der ältesten ozeanischen Krusten auf der Erde (bis zu 170 Millionen Jahre alt) und ist daher kühler und dichter; daher sein großer Höhenunterschied relativ zur höhergelegenen (und jüngeren) Mariana-Platte. Der tiefste Bereich an der Plattengrenze ist der eigentliche Marianengraben.

Die Bewegung der Pazifik- und Marianenplatten ist auch indirekt für die Bildung der Marianen verantwortlich. Diese vulkanischen Inseln werden durch das Schmelzen des oberen Mantels aufgrund der Freisetzung von Wasser verursacht, das in Mineralien des subduzierten Teils der Pazifischen Platte eingeschlossen ist.

Forschungsgeschichte

Meeresgräben im westlichen Pazifik

Der Graben wurde erstmals 1875 während der Challenger-Expedition mit einem gewichteten Seil erkundet, das eine Tiefe von 4.475 Faden (8.184 Meter; 26.850 Fuß) aufzeichnete. 1877 veröffentlichte Petermann eine Karte mit dem Titel Tiefenkarte des Großen Ozeans („Tiefenkarte des Großen Ozeans“), die einen Challenger Tief („Challenger deep“) an der Stelle dieses Ozeans zeigte. Im Jahr 1899 verzeichnete die USS Nero, ein umgebauter Collier, eine Tiefe von 5.269 Faden (9.636 Meter; 31.614 Fuß).

1951 untersuchte Challenger II den Graben mit Echolot, einer viel präziseren und wesentlich einfacheren Methode zur Tiefenmessung als die bei der ursprünglichen Expedition verwendeten Sondierungsgeräte und Schleppleinen. Während dieser Untersuchung wurde der tiefste Teil des Grabens aufgezeichnet, als der Challenger II eine Tiefe von 5.960 Faden (10.900 Meter; 35.760 Fuß) bei 11 ° 19’N 142 ° 15’E / 11,317 ° N 142,250 ° E, bekannt als Challenger Deep, maß.

1957 meldete das sowjetische Schiff Vityaz eine Tiefe von 11.034 Metern (36.201 ft) an einem Ort namens Mariana Hollow.

Im Jahr 1962 verzeichnete das Oberflächenschiff M.V. Spencer F. Baird eine maximale Tiefe von 10.915 Metern (35.810 ft) mit Präzisions-Tiefenmessgeräten.

1984 sammelte das japanische Vermessungsschiff Takuyō (拓洋) Daten aus dem Marianengraben mit einem schmalen Mehrstrahl-Echolot; Es meldete eine maximale Tiefe von 10.924 Metern (35.840 ft), auch als 10.920 Meter (35.830 ft) ± 10 m (33 ft). Ferngesteuertes Fahrzeug KAIKO erreichte den tiefsten Bereich des Marianengrabens und machte den tiefsten Tauchrekord von 10.911 Metern (35.797 ft) am 24.März 1995.

Bei Untersuchungen, die zwischen 1997 und 2001 durchgeführt wurden, wurde entlang des Marianengrabens eine Stelle gefunden, die eine ähnliche Tiefe wie die Challenger-Tiefe hatte, möglicherweise sogar noch tiefer. Es wurde entdeckt, als Wissenschaftler des Hawaii Institute of Geophysics and Planetology eine Umfrage rund um Guam durchführten; Sie verwendeten ein Sonar-Kartierungssystem, das hinter dem Forschungsschiff geschleppt wurde, um die Umfrage durchzuführen. Dieser neue Ort wurde nach der Gruppe von Wissenschaftlern, die ihn entdeckt haben, HMRG (Hawaii Mapping Research Group) Deep genannt.

Am 1. Juni 2009 zeigte die Kartierung an Bord der RV Kilo Moana (Mutterschiff des Nereus-Fahrzeugs) einen Punkt mit einer Tiefe von 10.971 Metern (35.994 ft) an. Die Sonarkartierung der Challenger Deep wurde durch das Simrad EM120 Sonar Multibeam Bathymetry System für tiefes Wasser ermöglicht. Das Sonarsystem verwendet Phasen- und Amplitudenbodenerkennung mit einer Genauigkeit von besser als 0,2% der Wassertiefe über den gesamten Schwad (was bedeutet, dass die Tiefenzahl auf ± 22 Meter (72 ft) genau ist).

Im Jahr 2011 wurde auf dem Herbsttreffen der American Geophysical Union bekannt gegeben, dass ein mit einem Multibeam-Echolot ausgestattetes hydrographisches Schiff der US Navy eine Vermessung durchführte, bei der der gesamte Graben mit einer Auflösung von 100 Metern (330 Fuß) kartiert wurde. Die Kartierung ergab die Existenz von vier Felsvorsprüngen, von denen angenommen wurde, dass sie ehemalige Seeberge sind.

Der Marianengraben wurde 2012 von Forschern der Washington University und der Woods Hole Oceanographic Institution für eine seismische Untersuchung ausgewählt, um den unterirdischen Wasserkreislauf zu untersuchen. Mit Hilfe von Seismometern und Hydrophonen am Meeresboden können die Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Tiefe von 97 Kilometern (60 Meilen) unter der Oberfläche kartieren.

Abfahrten

Dieser Abschnitt muss aktualisiert werden. Bitte helfen Sie mit, diesen Artikel zu aktualisieren, um die jüngsten Ereignisse oder neu verfügbaren Informationen widerzuspiegeln. (Juni 2020)

Die Bathyscaphe Trieste (entworfen von Auguste Piccard), das erste bemannte Fahrzeug, das den Grund des Marianengrabens erreichte.

Vier bemannte Abfahrten und drei unbemannte Abfahrten wurden erreicht. Der erste war der bemannte Abstieg von Swiss-designed, Italienisch gebaut, Bathyscaphe Trieste im Besitz der United States Navy, das erreichte den Boden bei 1:06 Uhr am 23. Januar 1960, mit Don Walsh und Jacques Piccard an Bord. Eisenschrot wurde für Ballast verwendet, mit Benzin für Auftrieb. Die Bordsysteme zeigten eine Tiefe von 11.521 Metern (37.800 ft) an, die jedoch später auf 10.916 Meter (35.814 ft) revidiert wurde. Die Tiefe wurde aus einer Umrechnung des gemessenen Drucks und Berechnungen basierend auf der Wasserdichte von der Meeresoberfläche auf den Meeresboden geschätzt.

Es folgten 1996 die unbemannten ROVs Kaikō und 2009 Nereus. Die ersten drei Expeditionen direkt gemessen sehr ähnliche Tiefen von 10.902 bis 10.916 m (35.768 bis 35.814 ft). Der vierte Film wurde vom kanadischen Regisseur James Cameron am 26.März 2012 gedreht. Er erreichte den Grund des Marianengrabens im Tauchschiff Deepsea Challenger und tauchte bis zu einer Tiefe von 10.908 Metern (35.787 ft).

Im Juli 2015 tauchten Mitglieder der National Oceanic and Atmospheric Administration, der Oregon State University und der Küstenwache ein Hydrophon in den tiefsten Teil des Marianengrabens, die Challenger Deep, ein, ohne zuvor eine Meile hinter sich gelassen zu haben. Das mit Titan beschichtete Hydrophon wurde entwickelt, um dem immensen Druck von 7 Meilen darunter standzuhalten. Obwohl die Forscher das Hydrophon bis November nicht abrufen konnten, war die Datenkapazität innerhalb der ersten 23 Tage voll. Nach monatelanger Analyse der Geräusche waren die Experten überrascht, natürliche Geräusche wie Erdbeben, Taifune, Bartenwale und maschinell hergestellte Geräusche wie Boote aufzunehmen. Aufgrund des Erfolgs der Mission kündigten die Forscher an, 2017 für einen längeren Zeitraum ein zweites Hydrophon einzusetzen.

Victor Vescovo erreichte am 28. April 2019 einen neuen Rekordabstieg auf 10.928 Meter (35.853 ft) mit dem DSV-Begrenzungsfaktor, einem Triton 36000/2-Modell, das von Triton Submarines aus Florida hergestellt wurde. Er tauchte zwischen dem 28. April und dem 5. Mai 2019 viermal und war damit der erste Mensch, der mehr als einmal in die Challenger-Tiefe tauchte.

Am 8. Mai 2020 versenkte ein gemeinsames Projekt der russischen Schiffbauer, wissenschaftlicher Teams der Russischen Akademie der Wissenschaften mit Unterstützung der Russischen Stiftung für fortgeschrittene Forschungsprojekte und der Pazifikflotte das autonome Unterwasserfahrzeug Vityaz-D auf den Grund des Marianengrabens in einer Tiefe von 10.028 Metern (32.900 ft). Vityaz-D ist das erste Unterwasserfahrzeug, das in den extremen Tiefen des Marianengrabens autonom operiert. Die Dauer der Mission, ohne Tauchen und Auftauchen, betrug mehr als 3 Stunden.

Am 10.November 2020 erreichte das chinesische Tauchboot Fendouzhe den Grund des Marianengrabens in einer Tiefe von 10.909 Metern (35.791 ft).

Geplante Abfahrten

Dieser Abschnitt muss aktualisiert werden. Bitte helfen Sie mit, diesen Artikel zu aktualisieren, um die jüngsten Ereignisse oder neu verfügbaren Informationen widerzuspiegeln. (Dezember 2019)

Im April 2011 enthüllte Richard Branson ein neues Ein-Personen-U-Boot, das in den nächsten zwei Jahren auf den Grund des Marianengrabens gehen soll.

Ab Februar 2012 plante mindestens ein anderes Team ein pilotiertes U-Boot, um den Grund des Marianengrabens zu erreichen.

Leben

Die 1960 durchgeführte Expedition behauptete, mit großer Überraschung wegen des hohen Drucks große Kreaturen beobachtet zu haben, die am Boden leben, wie ein etwa 30 cm (12 Zoll) langer Plattfisch und Garnelen. Laut Piccard „erschien der Boden leicht und klar, eine Verschwendung von festem Kieselgur“. Viele Meeresbiologen sind jetzt skeptisch gegenüber der angeblichen Sichtung des Plattfisches, und es wird vermutet, dass die Kreatur stattdessen eine Seegurke gewesen sein könnte. Während der zweiten Expedition sammelte das unbemannte Fahrzeug Kaikō Schlammproben vom Meeresboden. In diesen Proben lebten winzige Organismen.

Im Juli 2011 setzte eine Forschungsexpedition ungebundene Lander, sogenannte Dropcams, ein, die mit digitalen Videokameras und Lichtern ausgestattet waren, um diese Tiefseeregion zu erkunden.

Unter vielen anderen lebenden Organismen wurden einige gigantische einzellige Amöben mit einer Größe von mehr als 10 cm (4 in) beobachtet, die zur Klasse der Monothalameen gehören. Monothalameen sind bemerkenswert für ihre Größe, ihre extreme Häufigkeit auf dem Meeresboden und ihre Rolle als Wirte für eine Vielzahl von Organismen.

Im Dezember 2014 wurde eine neue Art von Schneckenfischen in einer Tiefe von 8.145 m (26.722 ft) entdeckt und brach damit den bisherigen Rekord für den tiefsten lebenden Fisch, der auf Video zu sehen ist.

Während der Expedition 2014 wurden mehrere neue Arten gefilmt, darunter riesige Amphipoden, die als Überriesen bekannt sind. Tiefsee-Gigantismus ist der Prozess, bei dem Arten größer werden als ihre Flachwasserverwandten.

Im Mai 2017 wurde eine nicht identifizierte Art von Schneckenfischen in einer Tiefe von 8.178 Metern (26.800 ft) gefilmt.

Im Jahr 2016 untersuchte eine Forschungsexpedition die chemische Zusammensetzung von Krebstierfängern, die aus dem Bereich von 7.841 bis 10.250 Metern im Graben gesammelt wurden. In diesen Organismen fanden die Forscher extrem erhöhte Konzentrationen von PCB, einem chemischen Toxin, das in den 1970er Jahren wegen seiner Umweltschäden verboten wurde und in allen Tiefen des Sediments des Grabens konzentriert war. Weitere Untersuchungen haben ergeben, dass Amphipoden auch Mikroplastik aufnehmen, wobei 100% der Amphipoden mindestens ein Stück synthetisches Material im Magen haben.

Im Jahr 2019 berichtete Victor Vescovo, am Boden des Grabens eine Plastiktüte und Bonbonpapier gefunden zu haben. In diesem Jahr berichtete Scientific American auch, dass Kohlenstoff-14 aus Atombombentests in den Körpern von Wassertieren gefunden wurde, die im Graben gefunden wurden.

Mögliche Endlagerstätte für nukleare Abfälle

Wie andere ozeanische Gräben wurde auch der Marianengraben 1972 als Standort für die Entsorgung nuklearer Abfälle vorgeschlagen, in der Hoffnung, dass die dort auftretende Subduktion der tektonischen Platten den Atommüll schließlich tief in den Erdmantel, die zweite Erdschicht, drücken könnte. Die Deponierung von Atommüll im Meer ist jedoch völkerrechtlich verboten. Darüber hinaus sind Plattensubduktionszonen mit sehr großen Megathrust-Erdbeben verbunden, deren Auswirkungen für die Sicherheit der langfristigen Entsorgung nuklearer Abfälle im hadopelagischen Ökosystem unvorhersehbar sind.

Siehe auch

• Marianas Trench Marine National Monument, United States National Monument am Graben. Dieses Nationaldenkmal schützt 246.610 Quadratkilometer (95.216 Quadratmeilen) untergetauchtes Land und Gewässer des Marianen-Archipels. Es umfasst einen Teil des Marianengrabens, aber nicht den tiefsten Teil, den Challenger Deep, der etwas außerhalb des Denkmalbereichs liegt.

Anmerkungen

Wikimedia Commons hat Medien im Zusammenhang mit Marianengraben.

• Marianengrabentauchgang (25. März 2012) – Deepsea Challenger
• Marianengrabentauchgang (23.Januar 1960) – Triest (Wochenschau)
• Marianengrabentauchgang (50. Jahrestag) – Triest – Capt Don Walsh
• Marianengraben – Karten (Google)
• NOAA – Ocean Explorer (Ofc Ocean Exploration & Rsch)
• NOAA – Ozeanforscher – Multimedia – Mariana Arc (Podcast)
• NOAA – Ozeanforscher – Video–Wiedergabeliste – Ring des Feuers (2004-2006)