Fundul mării - Seabed

Diferite funduri marine în oceanele lumii (de sus): fundul de pietriș în Italia, fundul de nisip alb în Mexic, fundul de nisip în Grecia și gurile de aerisire hidrotermale.

Fundul mării ( de asemenea , cunoscut sub numele de fundul mării , fundul mării , fundul oceanului , și fundul oceanului ) este partea de jos a oceanului . Toate podelele oceanului sunt cunoscute sub numele de „funduri marine”.

Structura fundului mării oceanului global este guvernată de tectonica plăcilor . Cea mai mare parte a oceanului este foarte adâncă, unde fundul mării este cunoscut sub numele de câmpie abisală . Răspândirea fundului mării creează coamele mijlocului oceanului de-a lungul liniei centrale a bazinelor oceanice majore, unde fundul mării este puțin mai superficial decât câmpia abisală înconjurătoare. Din câmpia abisală, fundul mării se înclină în sus către continente și devine, în ordine de la adânc la superficial, ascensiunea , panta și raftul continental . Adâncimea în interiorul fundului mării, cum ar fi adâncimea în jos printr-un miez de sedimente , este cunoscută sub numele de „adâncimea de sub fundul mării”. Mediul ecologic al fundului mării și cele mai adânci ape sunt cunoscute în mod colectiv, ca habitat pentru creaturi, ca „ bentos ”.

Cea mai mare parte a fundului mării din oceanele lumii este acoperită de straturi de sedimente . Clasificate în funcție de unde provin materialele sau compoziția acestora, aceste sedimente sunt clasificate fie ca: de pe uscat ( terigen ), de la organisme biologice (biogene), de la reacții chimice (hidrogen) și din spațiu (cosmogen). Clasificate în funcție de mărime, aceste sedimente variază de la particule foarte mici numite argile și nămoluri , cunoscute sub numele de noroi, la particule mai mari de la nisip la bolovani .

Caracteristicile fundului mării sunt guvernate de fizica transportului sedimentelor și de biologia creaturilor care trăiesc în fundul mării și în apele oceanului de deasupra. Din punct de vedere fizic, sedimentele din fundul mării provin adesea din eroziunea materialului de pe uscat și din alte surse mai rare, cum ar fi cenușa vulcanică . Curenții marini transportă sedimentele, în special în apele puțin adânci, unde energia mareelor și energia valurilor provoacă resuspendarea sedimentelor din fundul mării. Din punct de vedere biologic, microorganismele care trăiesc în sedimentele din fundul mării schimbă chimia fundului mării. Organismele marine creează sedimente, atât în ​​fundul mării, cât și în apa de deasupra. De exemplu, fitoplanctonul cu coji de silicat sau carbonat de calciu crește din abundență în oceanul superior și, atunci când mor, cojile lor se scufundă pe fundul mării pentru a deveni sedimente de pe fundul mării.

Impacturile umane asupra fundului mării sunt diverse. Exemple de efecte umane asupra fundului mării includ explorarea, poluarea cu plastic și exploatarea prin operațiuni miniere și de dragare . Pentru cartografierea fundului mării, navele folosesc tehnologia acustică pentru a cartografia adâncimile apei din întreaga lume. Vehiculele submersibile îi ajută pe cercetători să studieze ecosistemele unice ale fundului mării, precum orificiile hidrotermale . Poluarea cu plastic este un fenomen global și, deoarece oceanul este destinația finală pentru căile navigabile globale, o mare parte din plasticul din lume ajunge în ocean și unele se scufundă pe fundul mării. Exploatarea fundului mării implică extragerea de minerale valoroase din zăcămintele de sulfuri prin exploatarea în adâncime, precum și dragarea nisipului din medii puțin adânci pentru construcții și hrănirea plajelor .

Structura

Harta care prezintă topografia subacvatică ( batimetria ) fundului oceanului. La fel ca terenul terestru, fundul oceanului are munți, inclusiv vulcani, creste, văi și câmpii.

Principalele divizii oceanice

Majoritatea oceanelor au o structură comună, creată de fenomene fizice comune, în principal din mișcare tectonică, și sedimente din diverse surse. Structura oceanelor, începând cu continentele, începe de obicei cu un platou continental , continuă spre versantul continental - care este o coborâre abruptă în ocean, până la atingerea câmpiei abisale - o câmpie topografică , începutul fundului mării și zona sa principală. Granița dintre versantul continental și câmpia abisală are, de obicei, o coborâre mai graduală și se numește ascensiune continentală , care este cauzată de sedimentele în cascadă pe versantul continental.

Dorsalei oceanului , așa cum sugerează și numele, este o creștere muntos la mijlocul tuturor oceanelor, între continente. De obicei, o ruptură se întinde de-a lungul marginii acestei creste. De-a lungul marginilor plăcii tectonice există în mod tipic șanțuri oceanice - văi adânci, create de mișcarea de circulație a mantalei de la creasta montană din mijlocul oceanului până la șanțul oceanic.

Crestele insulare vulcanice Hotspot sunt create de activitatea vulcanică, erupând periodic, pe măsură ce plăcile tectonice trec peste un hotspot. În zonele cu activitate vulcanică și în tranșeele oceanice există orificii hidrotermale - eliberând presiune ridicată și apă extrem de caldă și substanțe chimice în apa tipic înghețată din jurul său.

Apa profundă a oceanului este împărțită în straturi sau zone, fiecare cu trăsături tipice de salinitate, presiune, temperatură și viață marină , în funcție de adâncimea lor. Zonă de -a lungul vârfului câmpiei abisale este zona abisală , a cărei limită inferioară se află la aproximativ 6.000 m (20.000 ft). Zona hadală - care include tranșeele oceanice, se află între 6.000–11.000 metri (20.000–36.000 ft) și este cea mai adâncă zonă oceanică.

Adâncimea sub fundul mării

Adâncimea sub fundul mării este o coordonată verticală utilizată în geologie, paleontologie , oceanografie și petrologie (vezi foraj oceanic ). Acronimul „mbsf“ (adica „metri sub fundul mării“) este o convenție comună utilizată pentru adâncimi sub fundul mării.

Sedimente

Grosimea totală a sedimentelor oceanelor din lume și marginile continentale în metri.

Sedimentele din fundul mării variază ca origine, de la materialele terestre erodate transportate în ocean de râuri sau fluxul vântului, deșeurile și descompunerile creaturilor marine și precipitarea substanțelor chimice în apa mării, inclusiv unele din spațiul cosmic. Există patru tipuri de bază de sedimente ale fundului mării:

1. Terigenul (de asemenea litogen ) descrie sedimentele de pe continentele erodate de ploaie, râuri și ghețari, precum și sedimentele suflate în ocean de vânt, precum praful și cenușa vulcanică.
2. Materialul biogen este sedimentul format din părțile dure ale creaturilor marine, în principal fitoplanctonul , care se acumulează pe fundul oceanului.
3. Sedimentul hidrogen este material care precipită în ocean atunci când condițiile oceanice se schimbă sau material creat în sistemele de aerisire hidrotermală .
4. Sedimentul cosmogen provine din surse extraterestre.

Terigen și biogen

Imagine prin satelit a prafului mineral suflat de vânt peste Atlantic. Praful poate deveni sediment terigen pe fundul mării.

Fitoplanctonul crește cochilii care ulterior se scufundă pe fundul mării pentru a deveni sedimente biogene. De exemplu, diatomeele produc cochilii de silicat , care devin izvoare silicioase.

Sedimentul terigen este cel mai abundent sediment găsit pe fundul mării. Sedimentele terigene provin de pe continente. Aceste materiale sunt erodate de pe continente și transportate de vânt și apă către ocean. Sedimentele fluviale sunt transportate de pe uscat de râuri și ghețari, cum ar fi argila, nămolul, noroiul și făina glaciară. Sedimentele eoliene sunt transportate de vânt, precum praful și cenușa vulcanică.

Sedimentul biogen este următorul material cel mai abundent de pe fundul mării. Sedimentele biogene sunt produse biologic de creaturile vii. Sedimentele alcătuite din cel puțin 30% material biogen se numesc „stropi”. Există două tipuri de rase: rase calcaroase și rase silicioase. Planctonul crește în apele oceanului și creează materialele care devin strălucitoare pe fundul mării. Reziduurile calcaroase sunt compuse în principal din coji de calciu găsite în fitoplancton, cum ar fi coccolithophores și zooplankton, cum ar fi foraminiferanii. Aceste reziduuri calcaroase nu se găsesc niciodată mai adânci de aproximativ 4.000 până la 5.000 de metri, deoarece la adâncimi suplimentare se dizolvă calciu. În mod similar, reziduurile silicioase sunt dominate de cochiliile silicioase ale fitoplanctonului, cum ar fi diatomeele și zooplanctonul, cum ar fi radiolarii. În funcție de productivitatea acestor organisme planctonice, materialul învelișului care se colectează atunci când aceste organisme mor se poate acumula cu o rată de la 1 mm la 1 cm la fiecare 1000 de ani.

Hidrogen și cosmogen

Fluidele de ventilație hidrotermală provoacă reacții chimice care precipită mineralele care formează sedimente pe fundul mării înconjurător.

Sedimentele hidrogene sunt mai puțin frecvente. Ele apar doar cu modificări ale condițiilor oceanice, cum ar fi temperatura și presiunea. Mai rare sunt încă sedimente cosmogene. Sedimentele hidrogenate se formează din substanțe chimice dizolvate care precipită din apa oceanului sau, de-a lungul crestelor oceanului mijlociu, se pot forma prin elemente metalice care se leagă de roci care au în jurul lor apă de peste 300 ° C. Când aceste elemente se amestecă cu apa rece de mare, acestea precipită din apa de răcire. Cunoscuți sub numele de noduli de mangan , sunt compuși din straturi de metale diferite, cum ar fi manganul, fierul, nichelul, cobaltul și cuprul și se găsesc întotdeauna pe suprafața fundului oceanului.

Sedimentele cosmogene sunt rămășițele resturilor spațiale, cum ar fi cometele și asteroizii, alcătuite din silicați și diverse metale care au afectat Pământul.

Clasificarea mărimii

Tipuri de sedimente din Oceanul de Sud, care prezintă numeroase mărimi de cereale diferite: A) pietriș și nisip, B) pietriș, C) noroi și nisip bioturbat și D) argile și mătase laminate.

Un alt mod în care sunt descrise sedimentele este prin clasificarea descriptivă a acestora. Aceste sedimente variază în mărime, de la 1/4096 de mm la mai mult de 256 mm. Diferitele tipuri sunt: ​​bolovan, pietricele, pietricele, granule, nisip, nămol și lut, fiecare tip devenind mai fin în cereale. Dimensiunea bobului indică tipul de sediment și mediul în care a fost creat. Boabele mai mari se scufundă mai repede și pot fi împinse doar de apă care curge rapid (mediu cu energie ridicată), în timp ce boabele mici se scufundă foarte încet și pot fi suspendate printr-o ușoară mișcare a apei, acumulându-se în condiții în care apa nu se mișcă atât de repede. Aceasta înseamnă că boabele mai mari de sediment se pot uni în condiții de energie mai ridicate și boabele mai mici în condiții de energie mai mică.

Bentos

Această secțiune este un extras din Benthos . [ edit ]

Alge marine și doi chitoni într-un bazin de maree

Benthos (din greaca veche βένθος (bénthos)  „adâncurile (mării)”), cunoscută și sub numele de benthon, este comunitatea de organisme care trăiesc pe, în sau în apropierea fundului unei mări, râuri , lacuri sau pâraie , cunoscută și sub numele de zona bentonică . Această comunitate trăiește în sau în apropierea mediilor sedimentare marine sau de apă dulce , de la bazinele de maree de -a lungul țărmului , până la platoul continental și apoi până la adâncurile abisale .

Multe organisme adaptate la presiunea apelor adânci nu pot supraviețui în părțile superioare ale coloanei de apă . Diferența de presiune poate fi foarte semnificativă (aproximativ o atmosferă pentru fiecare 10 metri adâncime a apei).

Deoarece lumina este absorbită înainte ca aceasta să poată ajunge la apa oceanului adânc, sursa de energie pentru ecosistemele bentice adânci este adesea materia organică de sus în coloana de apă care se îndreaptă până în adâncuri. Această materie moartă și în descompunere susține lanțul alimentar bentonic ; majoritatea organismelor din zona bentonică sunt captatori sau detritivores .

Termenul benthos , inventat de Haeckel în 1891, provine de la substantivul grecesc βένθος „adâncimea mării”. Benthos este utilizat în biologia apei dulci pentru a se referi la organismele de la fundul corpurilor de apă dulce , cum ar fi lacurile, râurile și cursurile de apă. Există, de asemenea, un sinonim redundant, benton .

Caracteristici

Straturi ale zonei pelagice

Fiecare zonă a fundului mării are caracteristici tipice, cum ar fi compoziția comună a sedimentelor, topografia tipică, salinitatea straturilor de apă de deasupra acesteia, viața marină, direcția magnetică a rocilor și sedimentarea . Unele caracteristici ale fundului mării includ câmpiile abisale plate, crestele din mijlocul oceanului, tranșeele adânci și orificiile hidrotermale.

Topografia fundului mării este plană, în care straturile de sedimente acoperă trăsăturile tectonice. De exemplu, regiunile de câmpie abisală ale oceanului sunt relativ plane și acoperite în multe straturi de sedimente. Sedimentele din aceste zone plate provin din diverse surse, incluzând, dar nelimitându-se la: sedimente de eroziune terestră din râuri, sedimente precipitate chimic din gurile de ventilare hidrotermale, activitatea microorganismelor , curenții marini care erodează fundul mării și transportul sedimentelor către oceanul mai adânc și materialele de coajă de fitoplancton .

Acolo unde fundul mării se răspândește în mod activ și sedimentarea este relativ ușoară, cum ar fi în nordul și estul Oceanului Atlantic , activitatea tectonică originală poate fi văzută în mod clar ca linii drepte „fisuri” sau „guri de aerisire” lungi de mii de kilometri. Aceste lanțuri montane subacvatice sunt cunoscute sub denumirea de creste oceanice medii .

Alte medii de pe fundul mării includ orificii hidrotermale, scurgeri reci și zone puțin adânci. Viața marină este abundentă în marea adâncă în jurul orificiilor hidrotermale . Au fost descoperite comunități mari de viață marină de mare adânc în jurul fumătorilor albi și negri - guri de aerisire care emit substanțe chimice toxice pentru oameni și majoritatea vertebratelor . Această viață marină primește energia atât din diferența de temperatură extreme ( de obicei , o picătură de 150 de grade) și de la chemosynthesis de bacterii . Piscinele cu saramură sunt o altă caracteristică a fundului mării, de obicei conectate la scurgeri reci . În zonele puțin adânci, fundul mării poate găzdui sedimente create de viața marină, cum ar fi corali, pești, alge, crabi, plante marine și alte organisme.

Impactul uman

Explorare

Redați conținut media

Un videoclip care descrie funcționarea și utilizarea unui lander autonom în cercetarea în adâncime.

Fundul mării a fost explorat de submersibile precum Alvin și, într-o anumită măsură, scafandri cu echipamente speciale. Aerisirile hidrotermale au fost descoperite de către o platformă de cameră subacvatică de către cercetători în 1977. În ultimii ani măsurătorile prin satelit ale topografiei suprafeței oceanelor arată hărți foarte clare ale fundului mării , iar aceste hărți derivate din satelit sunt utilizate pe scară largă în studiul și explorarea fundului oceanului.

Poluarea cu plastic

În 2020, oamenii de știință au creat ceea ce ar putea fi prima estimare științifică a cantității de microplastic care se află în prezent pe fundul mării , după ce au investigat șase zone cu o adâncime de ~ 3 km ~ 300 km în largul coastei australiene. Au descoperit că numărul variabil al microplasticelor este proporțional cu plasticul de la suprafață și unghiul pantei fundului mării. Prin media masei microplasticului pe cm ³ , au estimat că fundul mării conține ~ 14 milioane de tone de microplastic - aproximativ dublu față de cantitatea estimată pe baza datelor din studiile anterioare - în ciuda faptului că ambele estimări sunt „conservatoare”, deoarece se știe că zonele de coastă conțin mult mai multă poluare microplastică . Aceste estimări sunt de aproximativ o dată de două ori cantitatea de plastic considerat - conform Jambeck și colab., 2015 - pentru a intra în prezent în oceane anual.

Exploatare

Această secțiune este un extras din mineritul în adâncime . [ edit ]

Exploatarea în adâncime

Exploatarea în adâncime este un subdomeniu în creștere al exploatării experimentale a fundului mării, care implică recuperarea mineralelor și a depozitelor de pe fundul oceanului, aflate la adâncimi de 200 de metri sau mai mult. Începând cu 2021, majoritatea eforturilor miniere marine sunt limitate doar la apele de coastă puțin adânci, unde nisipul, staniul și diamantele sunt mai ușor accesibile. Există trei tipuri de minerit în adâncime care au generat un mare interes: extracția nodulilor polimetalici, extracția sulfurilor polimetalice și extracția crustelor de feromanganez bogate în cobalt . Majoritatea siturilor miniere de adâncime propuse se află în apropierea nodulilor polimetalici sau a orificiilor hidrotermale active și dispărute la 1.400-3.700 metri (4.600-12.100 ft) sub suprafața oceanului. Ventilatoarele creează depozite de sulfuri globulare sau masive , care conțin metale valoroase precum argintul , aurul , cuprul , manganul , cobaltul și zincul . Zăcămintele sunt exploatate folosind fie pompe hidraulice, fie sisteme de cupe care duc minereul la suprafață pentru a fi prelucrate.

Mineralele marine includ minerale dragate și de fundul mării. Mineralele dragate de mare sunt extrase în mod normal prin operațiuni de dragare în zonele de coastă, până la adâncimi maxime de aproximativ 200 m. Mineralele extrase în mod normal din aceste adâncimi includ nisip, nămol și noroi pentru construcții , nisipuri bogate în minerale , cum ar fi ilmenitul și diamantele.

Ca și în cazul tuturor operațiunilor miniere, mineritul în adâncuri ridică întrebări cu privire la potențialul său impact asupra mediului. Există o dezbatere în creștere cu privire la faptul dacă ar trebui permisă sau nu exploatarea în adâncime. Grupuri de apărare a mediului, cum ar fi Greenpeace și Campania de exploatare a apelor adânci, au susținut că exploatarea minieră a fundului mării nu ar trebui permisă în majoritatea oceanelor lumii, din cauza potențialului de deteriorare a ecosistemelor de adâncime și a poluării de către penele încărcate de metale grele. De asemenea, activiști de mediu și lideri de stat au solicitat moratorii sau interdicții totale datorită potențialului impact asupra mediului. Unii susțin că ar trebui să existe o interzicere totală a exploatării fondurilor marine. Unele campanii miniere anti-fundul mării au câștigat sprijinul industriilor mari, cum ar fi unii dintre giganții tehnologiei și ale marilor companii de automobile. Cu toate acestea, aceleași companii vor depinde din ce în ce mai mult de metalele pe care le pot furniza mineralele din fundul mării. Unii oameni de știință susțin că mineritul de pe fundul mării nu ar trebui să continue, deoarece știm o cantitate relativ mică despre biodiversitatea mediului oceanului adânc. Țările individuale cu depozite semnificative de minerale din fundul mării în zonele mari ale ZEE își iau propriile decizii în ceea ce privește exploatarea fundului mării, explorând modalități de a întreprinde exploatarea fundului mării fără a provoca prea multe daune mediului adânc al oceanului sau decid să nu dezvolte minele de pe fundul mării.

În prezent (2021) nu există minerit comercial de minerale din fundul mării. Autoritatea internațională pentru fundul mării a acordat numeroase licențe de explorare pentru companiile de explorare minieră care operează, de exemplu, în zona Clarion Clipperton. Există potențialul de minerit la o gamă largă de scări în oceane, de la mic la foarte mare. Tehnologiile implicate în exploatarea mineralelor de pe fundul mării vor fi extrem de tehnologice și implică o serie de mașini de exploatare robotizate, precum și nave de suprafață și rafinării metalice în diferite locații din întreaga lume. Lumea post-combustibililor fosili se va baza pe parcurile eoliene, energia solară, mașinile electrice și tehnologiile îmbunătățite ale bateriilor: acestea utilizează un volum mare și o gamă largă de produse metalice, inclusiv metale „verzi” sau „critice”, multe dintre acestea fiind relativ scurte aprovizionare . Exploatarea din fundul mării ar putea oferi o soluție pe termen lung pentru furnizarea multor dintre aceste metale.

În artă și cultură

Unele melodii de joacă pentru copii includ elemente precum „Există o gaură la fundul mării” sau „Un marinar s-a dus la mare ... dar tot ce a putut vedea a fost fundul mării albastre adânci”.

Pe și sub fundul mării se află situri arheologice de interes istoric, cum ar fi naufragii și orașe scufundate. Acest patrimoniu cultural subacvatic este protejat de Convenția UNESCO privind protecția patrimoniului cultural subacvatic . Convenția are ca scop prevenirea jafului și distrugerea sau pierderea informațiilor istorice și culturale, oferind un cadru juridic internațional.

Vezi si

Referințe

Lecturi suplimentare

• Roger Hekinian: Explorarea fundului mării: Aventuri științifice Scufundarea în abis. Springer, 2014. ISBN  978-3-319-03202-3 (tipărit); ISBN  978-3-319-03203-0 (carte electronică)
• Stéphane Sainson: Înregistrarea electromagnetică a fundului mării. Un nou instrument pentru geologi. Springer, 2016. ISBN  978-3-319-45353-8 (tipărit); ISBN  978-3-319-45355-2 (carte electronică)

linkuri externe

• Înțelegerea prezentării pe fundul mării de la Cosee - Centrul pentru excelența educațională a științelor oceanului.
• Ocean Explorer (www.oceanexplorer.noaa.gov) - Site de informare publică pentru explorări sponsorizat de Office of Ocean Exploration.
• NOAA, Ocean Explorer Gallery , Submarine Ring of Fire 2006 Gallery , Submarine Ring of Fire 2004 Gallery - O bogată colecție de imagini, video, audio și podcast .
• NOAA, Canalul YouTube Ocean Explorer
• Submarine Ring of Fire, Mariana Arc - Explorează vulcanii din Mariana Arc, Submarine Ring of Fire.
• Centrul Național de Date Geofizice Age of the Ocean Floor
• Uimitoare viață marină adâncă pe TED (conferință)