Articles

Earth Science

cele lekcji

  • opisują przeszkody w badaniu dna morskiego i metody, aby to zrobić.
  • opisz cechy dna morskiego.

starożytny mit mówi, że Atlantyda była potężnym podwodnym miastem, którego wojownicy podbili wiele części Europy. Nie ma dowodów na to, że takie miasto istniało, ale ludzka fascynacja światem pod oceanami z pewnością istnieje od wieków. Niewiele wiadomo o strefie afotycznej Oceanu, dopóki naukowcy nie opracowali systemu wzorowanego na sposobie, w jaki nietoperze i delfiny używają echolokacji do nawigacji w ciemności (rysunek 14.19). Zainspirowani potrzebą znalezienia okrętów podwodnych podczas II wojny światowej naukowcy nauczyli się odbijać fale dźwiękowe przez ocean, aby wykryć podwodne obiekty. Fale dźwiękowe odbijają się jak echo od jakiegokolwiek obiektu w oceanie. Odległość obiektu można obliczyć na podstawie czasu, jaki potrzebuje na powrót fal dźwiękowych. Wreszcie naukowcy byli w stanie zmapować dno oceanu.

rysunek 14.19: delfiny i wieloryby używają echolokacji, naturalnego systemu sonarowego, do nawigacji po oceanie.

trzy główne przeszkody powstrzymały nas od badania głębin oceanu: brak światła, bardzo niskie temperatury i wysokie ciśnienie. Jak wiecie, światło przenika tylko przez górne 200 metrów Oceanu; głębia oceanu może mieć nawet 11 000 metrów głębokości. Większość miejsc w oceanie jest całkowicie ciemna, co uniemożliwia ludziom eksplorację bez przyniesienia ze sobą Źródła światła. Po drugie, ocean jest bardzo zimny; w wielu miejscach jest zimniejszy niż 0°C (32°F). Takie niskie temperatury stwarzają znaczne przeszkody dla ludzkiej eksploracji oceanów. Wreszcie, ciśnienie w oceanie zwiększa się ogromnie, gdy wchodzi się głębiej. Nurkowie rzadko mogą zejść głębiej niż 40 metrów ze względu na ciśnienie. Ciśnienie na nurka na 40 metrach wynosi 4 kilogramy / centymetr kwadratowy (60 funtów/sq in). Nawet jeśli o tym nie myślimy, powietrze w naszej atmosferze ma wagę. Naciska na nas z siłą około 1 kilograma na centymetr kwadratowy (14,7 lbs/ sq in). W oceanie, na każde 10 metrów głębokości, ciśnienie wzrasta o prawie 1 atmosferę! Wyobraź sobie ciśnienie na 10 000 metrów; to byłoby 1000 kilogramów na centymetr kwadratowy (14 700 funtów/sq in). Dzisiejsze okręty podwodne Zwykle nurkują tylko do około 500 metrów; aby zejść głębiej, muszą być specjalnie zaprojektowane dla większej głębokości (rysunek 14.20).

rysunek 14.20: okręty podwodne są zbudowane tak, aby wytrzymać duże ciśnienie pod wodą, do 680 atmosfer ciśnienia (10 000 funtów na cal kwadratowy). Nadal rzadko nurkują poniżej 400 metrów.

rysunek 14.21: Alvin pozwala na dziewięciogodzinne nurkowanie dla maksymalnie dwóch osób i pilota. Został oddany do użytku w latach 60.XX wieku.

w XIX wieku odkrywcy mapowali dno oceanu, upuszczając starannie linię nad burtą statku, aby zmierzyć głębokość oceanu, po jednym małym miejscu na raz. SONAR, który oznacza nawigację dźwiękową i zasięg, umożliwił współczesnym badaczom znacznie szybsze i łatwiejsze mapowanie dna oceanu. Naukowcy wysyłają impuls dźwiękowy na dno oceanu i obliczają głębokość w oparciu o czas powrotu dźwięku. Oczywiście niektóre badania naukowe wymagają faktycznie podróży na dno oceanu, aby pobrać próbki lub bezpośrednio obserwować dno oceanu, ale jest to droższe i może być niebezpieczne.

pod koniec lat 50.batyskaf (głęboka Łódź) Triest był pierwszym załogowym pojazdem, który wyruszył w najgłębsze części oceanu, w rejon Rowu Mariańskiego o nazwie Challenger Deep. Został zbudowany w celu wytrzymania 1.2 ton metrycznych na centymetr kwadratowy i zanurzył się na głębokość 10 900 metrów. Żaden pojazd nie wywiózł ponownie ludzi na tę głębokość, jednak roboty podwodne powróciły, aby pobrać próbki osadów z głębin Challengera. Alvin jest okrętem podwodnym używanym przez Stany Zjednoczone do wielu badań; może nurkować do 4500 metrów pod powierzchnią oceanu (rysunek 14.21).

aby uniknąć kosztów, niebezpieczeństw i ograniczeń ludzkich misji pod morzem, zdalnie sterowanych pojazdów lub Rov-ów, pozwól naukowcom badać głębiny oceanu, wysyłając pojazdy z kamerami i specjalnymi urządzeniami pomiarowymi. Naukowcy kontrolują je elektronicznie za pomocą zaawansowanych systemów operacyjnych (rysunek 14.22).

rysunek 14.22: zdalnie sterowane pojazdy takie jak ten umożliwiają naukowcom badanie dna morskiego.

cechy dna morskiego

zanim naukowcy wynaleźli sonar, Wiele osób wierzyło, że dno oceanu jest całkowicie płaską powierzchnią. Teraz wiemy, że dno morskie jest daleko od płaskiego. W rzeczywistości najwyższe góry i najgłębsze kaniony znajdują się na dnie oceanu; znacznie wyższe i głębsze niż jakiekolwiek formy lądowe znalezione na kontynentach. Te same siły tektoniczne, które tworzą cechy geograficzne, takie jak wulkany i góry na lądzie, tworzą podobne cechy na dnie oceanów.

spójrz na rysunek 14.23. Jeśli podążasz za dnem oceanu od plaży w lewym górnym rogu, dno morskie łagodnie opada wzdłuż szelfu kontynentalnego. Następnie dno morskie opada stromo wzdłuż stoku kontynentalnego, prawdziwego krańca kontynentu. Gładkie, płaskie regiony, które stanowią 40% dna oceanu, to równina abisyńska. Biegnący przez wszystkie oceany świata jest ciągłym pasmem górskim, zwanym grzbietem śródoceanicznym („submarine ridge” na rysunku 14.23). Grzbiet śródoceaniczny powstaje, gdy płyty tektoniczne poruszają się od siebie, umożliwiając magmie przedostanie się do przestrzeni, w której Płyty się rozrywają. System grzbietów śródoceanicznych ma całkowitą długość 80 000 kilometrów i jest w większości podwodny, z wyjątkiem kilku miejsc, takich jak Islandia. Inne podwodne góry to podwodne wulkany (zwane seamounts), które mogą wznieść się ponad 1000 metrów nad dno oceanu. Te, które docierają na powierzchnię, stają się wyspami wulkanicznymi, takimi jak Wyspy Hawajskie. Głębokie rowy oceaniczne powstają, gdy płyta tektoniczna nurkuje pod (subduktami) inną płytą.

rysunek 14.23: dno morskie jest tak zróżnicowane jak krajobraz kontynentów.

podsumowanie lekcji

  • do czasu opracowania sonaru niewiele wiedzieliśmy o dnie oceanu.
  • głęboki ocean jest ciemny, bardzo zimny i ma ogromne ciśnienie od wody leżącej nad nim.
  • nurkowie mogą eksplorować tylko do około 40 metrów, podczas gdy większość okrętów podwodnych nurkuje tylko do około 500 metrów. Podwodne statki badawcze zbadały najgłębsze Rowy oceanu, ale większość z nich ma dotrzeć tylko do dna oceanu.
  • dzisiaj większość naszych eksploracji oceanów odbywa się za pomocą sonaru i zdalnie sterowanych pojazdów.
  • cechy Oceanu obejmują szelf kontynentalny, nachylenie i wzrost. Dno oceanu nazywane jest równiną abisyńską. Poniżej dna oceanu znajduje się kilka małych głębszych obszarów zwanych rowami oceanicznymi. Cechy wznoszące się z dna oceanu obejmują góry morskie, wyspy wulkaniczne oraz grzbiety i wzniesienia śródoceaniczne.

Pytania kontrolne

  1. jakie są trzy przeszkody w badaniu dna morskiego?
  2. ciśnienie atmosferyczne wynosi około 1 kilograma na centymetr kwadratowy (14,7 funta na cal kwadratowy lub 1 atmosferę) na poziomie morza. Co to jest ciśnienie, jeśli jesteś 100 metrów głębokości w oceanie?
  3. jaki wynalazek dał ludziom możliwość mapowania dna oceanu?
  4. w jakich częściach dna oceanicznego można się spodziewać największej ilości żywych organizmów?
  5. ile głębiej zanurzył się Triest niż Alvin?
  6. Porównaj i kontrastuj szelf kontynentalny i równinę abisyńską.
  7. dlaczego uważasz, że mapowanie dna morskiego jest ważne dla Marynarki Wojennej? Wyjaśnij.
  8. jeśli powstaje grzbiet śródoceaniczny, w którym oddzielają się płyty tektoniczne, to dlaczego powstaje tam pasmo górskie?

słownictwo

Równina abisyczna płaskie dno dna oceanu; Głębokie dno oceanu. szelf kontynentalny płytkie, stopniowo opadające dno morskie wokół krawędzi kontynentu. Zwykle mniej niż 200 metrów głębokości. Szelf kontynentalny może być uważany za zanurzoną krawędź kontynentu. nachylenie kontynentalne nachylone dno oceanu, które rozciąga się od szelfu kontynentalnego w dół do głębokiego dna oceanu. mid ocean ridge pasmo górskie na dnie oceanu, gdzie powstaje Magma i nowe dno oceanu. seamount-Góra wznosząca się z dna morskiego, która nie sięga ponad powierzchnię wody. Powstaje zwykle z wulkanów. rów najgłębsze obszary Oceanu; znalezione, gdzie ma miejsce subdukcja.