Unterrichtsziele

• Beschreiben Sie die Hindernisse für das Studium des Meeresbodens und die Methoden dafür.
• Beschreiben Sie die Eigenschaften des Meeresbodens.

Der antike Mythos besagt, dass Atlantis eine mächtige Unterwasserstadt war, deren Krieger viele Teile Europas eroberten. Es gibt wenig Beweise dafür, dass eine solche Stadt existierte, aber die menschliche Faszination für die Welt unter den Ozeanen besteht sicherlich seit Jahrhunderten. Über die aphotische Zone des Ozeans war nicht viel bekannt, bis Wissenschaftler ein System entwickelten, das der Art und Weise nachempfunden ist, wie Fledermäuse und Delfine die Echoortung nutzen, um im Dunkeln zu navigieren (Abbildung 14.19). Angeregt durch die Notwendigkeit, U-Boote während des Zweiten Weltkriegs zu finden, lernten Wissenschaftler, Schallwellen durch den Ozean zu prallen, um Unterwasserobjekte zu erkennen. Die Schallwellen prallen wie ein Echo von jedem Objekt im Ozean ab. Die Entfernung des Objekts kann basierend auf der Zeit berechnet werden, die die Schallwellen benötigen, um zurückzukehren. Schließlich konnten Wissenschaftler den Meeresboden kartieren.

Drei Haupthindernisse haben uns davon abgehalten, die Tiefen des Ozeans zu studieren: Abwesenheit von Licht, sehr kalte Temperaturen und hoher Druck. Wie Sie wissen, dringt Licht nur in die oberen 200 Meter des Ozeans ein; Die Tiefen des Ozeans können bis zu 11.000 Meter tief sein. Die meisten Orte im Ozean sind völlig dunkel, was es für den Menschen unmöglich macht, sie zu erkunden, ohne eine Lichtquelle mitzubringen. Zweitens ist der Ozean sehr kalt; kälter als 0 ° C (32 ° F) an vielen Orten. Solche kalten Temperaturen stellen erhebliche Hindernisse für die Erforschung der Ozeane durch den Menschen dar. Schließlich steigt der Druck im Ozean enorm an, wenn Sie tiefer gehen. Taucher können aufgrund des Drucks selten tiefer als 40 Meter gehen. Der Druck auf einen Taucher bei 40 Metern würde 4 Kilogramm / Quadratzentimeter (60 lbs / sq in) betragen. Obwohl wir nicht darüber nachdenken, hat die Luft in unserer Atmosphäre Gewicht. Es drückt auf uns mit einer Kraft von etwa 1 Kilogramm pro Quadratzentimeter (14,7 lbs / sq in). Im Ozean steigt der Druck pro 10 Meter Tiefe um fast 1 Atmosphäre! Stellen Sie sich den Druck bei 10.000 Metern vor; Das wären 1.000 Kilogramm pro Quadratzentimeter (14.700 lbs / sq in). Heutige U-Boote tauchen in der Regel nur etwa 500 Meter; Um tiefer zu gehen, müssen sie speziell für größere Tiefen ausgelegt sein (Abbildung 14.20).

Im 19.Jahrhundert kartierten Entdecker den Meeresboden, indem sie sorgfältig eine Linie über die Seite eines Schiffes fallen ließen, um die Meerestiefen zu messen, einen winzigen Punkt nach dem anderen. SONAR, was für Sound Navigation And Ranging steht, hat es modernen Forschern ermöglicht, den Meeresboden viel schneller und einfacher zu kartieren. Die Forscher senden einen Schallpuls auf den Meeresboden und berechnen die Tiefe basierend darauf, wie lange es dauert, bis der Schall zurückkehrt. Natürlich müssen einige wissenschaftliche Forschungen tatsächlich auf den Grund des Ozeans reisen, um Proben zu sammeln oder den Meeresboden direkt zu beobachten, aber dies ist teurer und kann gefährlich sein.In den späten 1950er Jahren war die Bathyscaphe (Deep Boat) Trieste das erste bemannte Fahrzeug, das sich in die tiefsten Teile des Ozeans wagte, eine Region des Marianengrabens namens Challenger Deep. Es wurde gebaut, um zu widerstehen 1.2 Tonnen pro Quadratzentimeter und stürzte in eine Tiefe von 10.900 Metern. Kein Fahrzeug hat Menschen wieder in diese Tiefe befördert, obwohl Roboter-U-Boote zurückgekehrt sind, um Sedimentproben aus der Challenger-Tiefe zu sammeln. Alvin ist ein Tauchboot, das von den Vereinigten Staaten für eine große Anzahl von Studien verwendet wird; Es kann bis zu 4.500 Meter unter der Meeresoberfläche tauchen (Abbildung 14.21).Um die Kosten, Gefahren und Einschränkungen menschlicher Missionen unter Wasser zu vermeiden, können Wissenschaftler mit ferngesteuerten Fahrzeugen oder ROVs die Tiefen des Ozeans untersuchen, indem sie Fahrzeuge mit Kameras und speziellen Messgeräten senden. Wissenschaftler steuern sie elektronisch mit ausgeklügelten Betriebssystemen (Abbildung 14.22).

Merkmale des Meeresbodens

Bevor Wissenschaftler das Sonar erfanden, glaubten viele Menschen, der Meeresboden sei eine völlig ebene Oberfläche. Jetzt wissen wir, dass der Meeresboden alles andere als flach ist. Tatsächlich befinden sich die höchsten Berge und tiefsten Schluchten auf dem Meeresboden; weit höher und tiefer als alle Landformen auf den Kontinenten. Die gleichen tektonischen Kräfte, die geografische Merkmale wie Vulkane und Berge an Land erzeugen, erzeugen ähnliche Merkmale am Grund der Ozeane.

Siehe Abbildung 14.23. Wenn Sie dem Meeresboden vom Strand oben links folgen, fällt der Meeresboden sanft entlang des Festlandsockels ab. Der Meeresboden fällt dann steil entlang des Kontinentalhangs ab, dem wahren Rand des Kontinents. Die glatten, flachen Regionen, die 40% des Meeresbodens ausmachen, sind die Abgrundebene. Durch alle Weltmeere verläuft eine durchgehende Bergkette, die als mittelozeanischer Rücken(„U-Boot-Rücken“ in Abbildung 14.23) bezeichnet wird. Der mittelozeanische Rücken entsteht dort, wo sich tektonische Platten voneinander entfernen, So dass Magma in dem Raum versickern kann, in dem die Platten auseinandergezogen werden. Das mittelozeanische Kammsystem ist 80.000 Kilometer lang und mit Ausnahme einiger Orte wie Island größtenteils unter Wasser. Andere Unterwasserberge sind unterseeische Vulkane (Seamounts genannt), die sich mehr als 1.000 Meter über dem Meeresboden erheben können. Diejenigen, die die Oberfläche erreichen, werden zu vulkanischen Inseln wie den Hawaii-Inseln. Tiefe ozeanische Gräben entstehen, wenn eine tektonische Platte unter eine andere Platte taucht (subduziert).

Zusammenfassung der Lektion

• Bis zur Entwicklung von Sonar wussten wir sehr wenig über den Meeresboden.
• Der tiefe Ozean ist dunkel, sehr kalt und hat enormen Druck vom darüber liegenden Wasser.
• Taucher können nur etwa 40 Meter erkunden, während die meisten U-Boote nur etwa 500 Meter tauchen. Wissenschaftliche Forschung Tauchboote haben die tiefsten Gräben des Ozeans erkundet, aber die meisten sind so konzipiert, dass sie nur den Meeresboden erreichen.
• Heute geschieht ein Großteil unserer Erforschung der Ozeane mit Sonar und ferngesteuerten Fahrzeugen.
• Zu den Merkmalen des Ozeans gehören der Festlandsockel, die Neigung und der Anstieg. Der Meeresboden wird als Abgrundebene bezeichnet. Unterhalb des Meeresbodens gibt es einige kleine tiefere Bereiche, die als Ozeangräben bezeichnet werden. Zu den Merkmalen, die sich vom Meeresboden erheben, gehören Seeberge, Vulkaninseln und die mittelozeanischen Grate und Erhebungen.

Überprüfungsfragen

1. Was sind drei Hindernisse für die Untersuchung des Meeresbodens?
2. Der atmosphärische Druck beträgt etwa 1 Kilogramm pro Quadratzentimeter (14,7 Pfund pro Quadratzoll oder 1 Atmosphäre) auf Meereshöhe. Über was ist der Druck, wenn Sie 100 Meter tief im Ozean sind?
3. Welche Erfindung gab den Menschen die Möglichkeit, den Meeresboden zu kartieren?
4. In welchen Teilen des Meeresbodens würden Sie erwarten, dass es die größte Menge an lebenden Organismen gibt?
5. Wie viel tiefer tauchte die Trieste unter als Alvin?
6. Vergleichen und kontrastieren Sie den Festlandsockel und die Abgrundebene.
7. Warum denken Sie, dass die Kartierung des Meeresbodens für die Marine wichtig ist? Erklären.
8. Wenn der mittelozeanische Rücken dort entsteht, wo sich die tektonischen Platten trennen, warum bildet sich dort eine Bergkette?

Vocabulary

abyssal plain Der flache Boden des Meeresbodens; der tiefe Meeresboden. kontinentalschelf Der flache, allmählich abfallende Meeresboden am Rande eines Kontinents. Normalerweise weniger als 200 Meter in der Tiefe. Der Festlandsockel kann als der untergetauchte Rand eines Kontinents betrachtet werden. kontinentalhang Der geneigte Meeresboden, der sich vom Festlandsockel bis zum Tiefseeboden erstreckt. mid Ocean Ridge Bergkette auf dem Meeresboden, wo Magma aufsteigt und neuer Meeresboden gebildet wird. seamount Ein Berg, der sich vom Meeresboden erhebt und nicht über die Wasseroberfläche reicht. Normalerweise aus Vulkanen gebildet. die tiefsten Bereiche des Ozeans; gefunden, wo Subduktion stattfindet.