VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Загадки планеты Земля: неизведанные пугающие глубины

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Бобровская  В.А. 1Бондаренко П.А. 1

---

1МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОДИНЦОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 5

Манжос О.В. 1Боева Е.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Одинцовская средняя общеобразовательная школа № 5

Работа в формате PDF

2.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

I. Введение.

Безусловно, планеты и звёзды таят в себе немало загадок. Мир огромен и порой непостижим. Но ведь и наша Земля такая в сущности небольшая, по сравнению с вселенскими масштабами, густонаселённая и обжитая, на самом деле не изучена до конца. Есть на нашей планете удивительные места, где не действуют обычные законы. Там случаются загадочные происшествия. Люди избегают этих мест. И лишь неутомимые смельчаки пытаются проникнуть в тайну аномальных зон... Именно таким загадочным местом нашей планеты и является Марианская впадина. Мы узнали о ней совсем недавно. Нам стало интересно и захотелось узнать больше подробностей об этом необычайном и полном загадок месте.

Актуальность темы исследования подтверждают данные, полученные нами в ходе опроса среди сверстников. Многие ребята имеют слабые знания о малоизученных местах на планете. На мой вопрос: « Знаете ли вы где находится самое глубокое место на планете?», каждый отвечал по – разному. «В океане»-10 человек 33%, «в Тихом океане»-7 человек 23%, «под землёй»-7 человек 23%, «на Северном полюсе»-6 человек 20%. (Приложение 1)

Отсутствие знаний по этой теме является проблемой нашего исследования: каждый из нас в школе твердо усвоил, что самая высокая точка земли – Эверест, а какая самая глубокая?

Гипотеза исследования - возможна ли жизнь в самой глубокой точке планеты?

Объект исследования:  Марианская впадина.

Предметом исследования является изучение невероятности жизни в самой глубокой точке Земли.

Все это побудило нас начать работу. Мы определили продолжительность работы, поставили цель: раскрыть некоторые тайны этого неизвестного и неисследованного в полном объеме места, приведя сравнительные характеристики по отношению к более исследованным местам на нашей планете.

Исходя из цели проекта, определили задачи:

- изучить научную и популярную литературу, интернет источники;

- провести анализ исследований учёнными и сделать выводы из изученного материала.

-развивать навыки исследовательской работы в области географии

Мы пользовались следующими методами исследовательской работы:

-изучение научной литературы и интернет ресурсов

-сравнение, анализ, обобщение, классификация

-моделирование.

Практическая значимость работы заключается в том, что затрагивая данную тему на уроках Окружающего мира заинтересовать одноклассников, чтобы каждый понимал значимость проводимых исследований Марианской впадины, так как именно там можно найти ответы на самые распространенные вопросы человечества. Воспитывать любовь к природе, необходимости защищать ее, бережно к ней относится, так как мы являемся частью природы.

Глава 1. Самые низкие точки на земле.

Есть много мест на планете, где Вы стоите на сухой земле, в то время как уровень мирового океана говорит о том, что Вы фактически погружены под воду. Начнём с Мёртвого моря в Азии. Его также называют Солёным морем, расположено оно между Палестиной, Израилем и Иорданией. Его берега и поверхность расположены на уровне 422 метра ниже уровня моря. Это самый низкий участок суши на Земле.

Далее следует озеро Ассаль в Африке, находится оно в Джибути, Эфиопия. Озеро лежит на 155 метров ниже уровня моря в низменности Афар. Это самый низкий участок суши в Африке и второй на Земле после Мёртвого моря. Вода здесь одна из самых солёных в мире — 34.8 % концентрации соли, что превышает концентрацию в Мёртвом море и в десять раз превышает уровень солёности в океане.

В Антарктике есть место под названием Вестфолд-Хиллз, которое находится на глубине 50 метров ниже уровня моря. К вашему сведению, самое глубокое место на Земле, не покрытое жидкой водой — впадина Бентли в Антарктике с глубиной 2555 метров ниже уровня мирового океана. Впадина покрыта огромным слоем льда. Самое глубокое место на Земле, покрытое водой в жидком состоянии — Марианская впадина.

Подобные места есть и в Северной Америке. Долина Смерти — пустыня, расположенная на юго-западе США. Расположенная в пределах Пустыни Мохаве межгорная впадина является самым низким, самым сухим, и самые горячим местом в Америке. Участок под названием Badwater в Долине Смерти — самое низкое место в США, на 86 метров ниже уровня моря. Удивительно, но эта точка находится всего в 76 милях к востоку от Горы Уитни, самого высокого пункта высотой в 4422 метров. Долина Смерти также считается местом, где была зафиксирована одна из самых высоких температур на Земле, 13 июля 1913 года в FurnaceCreek температура поднялась до 56,7 °C. Выше только мировой рекорд в 58 °С, зарегистрированный в Ливии 13 сентября 1922 года.

В Южной Америке находится LagunaDelCarbon с глубиной в 105 метров ниже уровня моря. Лагуна дель Карбон (Угольная Лагуна) является соленым озером и расположена в Аргентине. Это самая низкая точка в Западном в Южном полушариях и седьмой самый низкий пункт на Земле. Обратите внимание на качество дорожного покрытия в Аргентинской пустынной местности…

Самая низкая точка Европы — Каспийское море. Площадь его бассейна составляет 371 000 км. кв., что составляет около 10 процентов от мировой территории закрытых водных бассейнов.  Древние жители считали Каспийское море океаном, вероятно из-за его солености и кажущейся безмерности. Море представляет собой бессточное озеро, и вода в нём солёная, со средней солёностью 1.2 %.  Это самое низкое место в Европе с глубиной в 28 метров ниже уровня.

На сегодняшний день идентифицированы как минимум 22 впадины, но далеко не все из них имеют названия. В это число входит 18 впадин в Тихом океане, три – в Атлантическом и одна в Индийском.

          Небезынтересно будет сравнить средние глубины всех океанов. 

Северный Ледовитый.......................1038 м

Индийский...............................3872 м

Атлантический............................3873 м

Тихий....................................4188 м

    В каждом океане замеры самых глубоких точек дали следующие результаты: 

Евразийский бассейн Северного Ледовитого океана.........5450 м

Индийский океан, Яванская впадина.......................7725 м

Атлантический океан, впадина Пуэрто-Рико................8648 м

Тихий океан, Марианская впадина.........................11033 м

 Для того, чтобы более наглядно представить масштаб глубины самой глубокой точки на Земле, можно представить следующую картину. Если Гору Эверест, вершина которой является самой высокой точкой земной поверхности, условно срезать и поставить на глубину Марианской впадины, то над вершиной Эвереста будет еще 2183 метра водной толщи.[3]

Таким образом, мы пришли к выводу, что самой глубокой точкой на Земле является Марианская впадина, находящаяся в Тихом океане. (Приложение 1)

Глава 2. Марианская впадина. Геология.

Марианская впадина, или Марианский жёлоб — океаническая впадина на западе Тихого океана, являющаяся глубочайшим из известных на Земле географических объектов.
Названа по находящимся рядом Марианским островам. Впадина протянулась вдоль Марианских островов на 1500 км; она имеет V-образный профиль, крутые (7—9°) склоны, плоское дно шириной 1—5 км, которое разделено порогами на несколько замкнутых депрессий. 
У дна давление воды достигает 108,6 МПа, что более чем в 1100 раз больше нормального атмосферного давления на уровне Мирового океана. Впадина находится на границе стыковки двух тектонических плит, в зоне движения по разломам, где Тихоокеанская плита уходит под Филиппинскую плиту.(Приложение2)
Самую загадочную и недоступную точку нашей планеты – Марианскую впадину – называют «четвертым полюсом Земли» (Северный и Южный – географические полюсы, Эверест и Марианская впадина – геоморфологические). Первые данные о глубине получены английским судном «Челленджер» в 1951 году, которая, согласно отчёту была 10 863 м.По результатам измерений, проведённых в 1957 году во время 25-го рейса советского НИС «Витязь», максимальная глубина впадины — 11 022 м (уточнённые данные, первоначально сообщалась глубина 11 034 м). 
Трудность измерения состоит в том, что скорость звука в воде зависит от её свойств, которые различны на разных глубинах, поэтому эти свойства также должны быть определены на нескольких горизонтах специальными приборами (такими, как батометр и термометр), и в значение глубины, показанное эхолотом, внесена поправка.
Исследования 1995 года показали, что глубина впадины составляет около 10 920 м, а исследования 2009 года — что 10 971 м. Таким образом, глубочайшая точка впадины, именуемая «Бездной Челленджера» (англ. ChallengerDeep) находится дальше от уровня моря, чем гора Джомолунгма — над ним.[1]

Из выше сказанного можно сделать вывод, что с полной точностью определить глубину Мариинской впадины еще не удалось, так как для этого необходимо более подробное изучение дна впадины. Для таких исследований нужны колоссальные финансовые вложения и новейшие технологии в сфере конструкторских изобретений.

Глава3. Исследования.

3.1. Первое погружение. Дон Уолш¹ и Жак Пикар².
Первое погружение человека на дно Марсианского жёлоба было совершено 23 января1960 года лейтенантом ВМС США Доном Уолшем и исследователем Жаком Пикаром на батискафе «Триест». Приборы зафиксировали рекордную глубину — 11 521 метр (скорректированная величина — 10 918 м). На дне исследователи неожиданно встретили плоских рыб размером до 30 см, похожих на камбалу.(приложение 5)

Японский зонд Кайко, который был спущен в район максимальной глубины впадины 24 марта1995 года, зафиксировал глубину 10 911,4 метра. Во взятых зондом пробах ила были найдены живые организмы — фораминиферы³. (Приложение 9)

31 мая 2009 года на дно Марианской впадины погрузился автоматический подводный аппарат Nereus («Нерей»). Аппарат опустился на глубину 10 902 метра, где снимал видео, сделал несколько фотографий, а также собрал образцы отложений на дне.[2] (Приложение 10)

3.2. Исследование Марианской впадины Джеймсом Кэмероном⁴.

26 марта2012 года режиссёр Джеймс Кэмерон стал третьим человеком в истории, достигшим самой глубокой точки Мирового океана на одноместном аппарате Deepsea Challenger, оборудованном всем необходимым для фото- и видеосъёмки, киносъёмка велась в формате 3D, для этого батискаф был оснащён специальным световым оборудованием. Кэмерон добрался до «Бездны Челленджера» — участка впадины на глубине 10 898 метров. Кэмерон взял образцы пород, живых организмов и провёл киносъёмку, используя 3D-камеры. Отснятые им кадры лягут в основу научно-документального фильма.

Марианская впадина не раз пугала исследователей таящимися в её глубинах монстрами. Первый раз с непознанным столкнулась экспедиция американского научно-исследовательского судна “Гломар Челленджер”. Через некоторое время после начала спуска аппарата, регистрирующий звуки прибор стал передавать на поверхность какой-то металлический скрежет, напоминающий звук распиливаемого металла. В это время на мониторе появились какие-то неясные тени, похожие на гигантских сказочных драконов с несколькими головами и хвостами. Так что было принято решение немедленно поднять аппарат на борт корабля. Телекамеру и эхолот подняли на палубу “Гломар Челленджера”. Исследователи пришли в ужас, когда увидели, насколько были деформированы прочнейшие стальные балки конструкции, что же касается стального 20-сантиметрового троса, на котором опускали аппарат, то учёные не ошиблись в природе передаваемых из водной пучины звуков — трос был наполовину перепилен. (Приложение 3)

31 мая 2009 на дно Марианской впадины погрузился автоматический подводный аппарат Nereus. Согласно замерам, он опустился на 10 902 метра ниже уровня Мирового океана, где снял видео, сделал несколько фотографий и даже собрал образцы отложений на дне. Благодаря современным технологиям, исследователям удалось запечатлеть немного представителей Марианской впадины. Возможно не так много времени осталось до момента, когда технологии позволят в полной мере познакомиться с обитателями Марианской впадины и других океанских глубин, но пока имеем что имеем.

Ключ к разгадке происхождения жизни на Земле, а вероятно, и за ее пределами может таиться в самом глубоком месте на планете - Марианской впадине, считают ученые.

Изучив уникальные видеокадры и образцы, добытые в ходе мартовской глубоководной миссии голливудского режиссера Джеймса Кэмерона, ученые обнаружили причудливые формы жизни. Например, на глубине почти 11 тысяч метров дно буквально выстлано "ковром" микроорганизмов.[4]

По словам ученых эта так называемая, "подстилка" состоит из нитевидных "кустов" на подводных скалах, которые, судя по всему, поставляют этим микроорганизмам "химическую" пищу.

Исследователи полагают, что здесь следует искать корни метаболизма - нечто подобное могло вызвать химические процессы, которые привели к зарождению земной, и, возможно, инопланетной жизни, причем в пределах Солнечной системы.

Кроме того, из Марианской впадины были подняты на поверхность около 20 тысяч микроорганизмов - их подвергнут генетическому анализу, - а также бессчетное число гигантских амеб - простейших организмов, которые являются одними из самых крупных одноклеточных.

Напомним, что в минувшем году американские ученые получили новые, более подробные данные о самой глубокой части мирового океана. По их данным, Марианская впадина, лежащая в западной части Тихого океана, имеет длину примерно в 2500 км и глубину до 10994 м.

Эти параметры самой глубокой точки впадины, так называемой Бездны Челленджер, утверждают специалисты, являются самыми точными.

Миссия Кэмерона подбросила много новой информации биологам, геологам и химикам, которые надеются, что это погружение - далеко не последнее. У самого Кэмерона, да и у других исследователей пока нет планов предпринять новое путешествие, но режиссер говорит, что и сам батискаф, и прочее оборудование исправны и хранятся в сарае его дома в Санта-Барбаре, Калифорния. Так что весь вопрос - в финансировании.(Приложение 6)

Возможно, создателю многих фантастических блокбастеров удастся не только увидеть, но и, наконец, заснять чудовищ Марианской впадины, тем более что профессия обязывает. В одном знаменитый режиссер прав: за все годы исследований эти невероятные глубины открыли нам слишком мало.

Сложностей, связанных с исследованием и постижением существ, обитающих на этих невообразимых глубинах, достаточно, но изобретательность человека не знает границ. Долгое время океанологи считали безумием гипотезу о том, что на глубинах более 6000 м в непроницаемом мраке, под чудовищным давлением и при температурах, близких к нулю, может существовать жизнь. Однако результаты исследований ученых в Тихом океане показали, что и в этих глубинах, намного ниже 6000-метровой отметки, существуют огромные колонии живых организмов.

Совместно с The National Geographic⁵ талантливый режиссер создал документальный фильм «Вызов бездне». В своем рассказе о погружении он назвал дно впадины «границей жизни». Пустота, тишина, и – ничего, ни малейшего движения или волнения воды. Ни солнечного света, ни моллюсков, ни водорослей, ни тем более чудищ морских. Но это только на первый взгляд. В пробах грунта дна, которые взял Кэмерон, обнаружено свыше двадцати тысяч различных микроорганизмов. Огромное количество. Как они выживают под таким невероятным давлением воды? До сих пор загадка. Среди обитателей впадины обнаружен также креветкообразный амфипод⁶, производящий уникальное химическое вещество, которое тестируется учеными как вакцина от болезни Альцгеймера.

Во время пребывания в самой глубокой точке не только мирового океана, но и всей Земли Джеймс Кэмерон не встретил ни страшных монстров, ни представителей вымерших видов животных, ни базы инопланетян, не говоря уже о каких-то невероятных чудесах. Ощущение, что он здесь совершенно один, повергло в настоящий шок. Океанское дно казалось пустынным и, как говорил сам режиссер, «лунным… одиноким». Ощущение полной изоляции от всего человечества было таким, что не передать словами. Однако он все же постарался это сделать в своем документальном фильме. Ну, а тому, что Марианская впадина безмолвствует и шокирует своей пустынностью, не стоит, наверное, удивляться. Ведь она просто свято хранит тайну происхождения всего живого на Земле. [6]

Наряду с множеством легенд, связанных с Марианской впадиной, имеют место и невероятные факты, подтвержденные неопровержимыми доказательствами.

В 1918 году австралийские ловцы омаров рассказывали о прозрачно-белой рыбине около 30 метров в длину, увиденной ими в море. По описанию она похожа на древнюю акулу вида Carcharodon megalodon, обитавшую в морях 2 миллиона лет назад. Ученые из уцелевших останков смогли воссоздать облик акулы – чудовищного создания длиной 25 метров, весом 100 тонн и внушительной двухметровой пастью с зубами по 10 см каждый. Можете представить себе такие «зубики»! И именно они недавно были найдены океанологами на дне Тихого океана! Самому «молодому» из обнаруженных артефактов… «всего» 11 тысяч лет!

Эта находка позволяет быть уверенным, что не все мегалодоны вымерли два миллиона лет назад. Быть может, воды Марианской впадины скрывают от глаз людских этих невероятных хищников? Исследования продолжаются, глубины еще таят в себе много нераскрытых тайн. (Приложение 11)

Еще одна невероятная загадка глубоководного объекта – гидротермальный источник «Шампань», названный так в честь знаменитого французского (и не только) алкогольного напитка. Все дело в пузырьках, которые «бурлят» в водах источника. Конечно же, это отнюдь не пузырьки шампанского – это жидкий углекислый газ. Таким образом, единственный во всем мире подводный источник жидкого углекислого газа находится именно в Марианской впадине. Такие источники зовутся «белыми курильщиками», их температура ниже температуры окружающей среды, и вокруг них всегда присутствуют испарения, похожие на белый дым. Благодаря этим источникам и родились гипотезы о зарождении всего живого на земле именно в воде. Низкая температура, обилие химических веществ, колоссальная энергия – всё это создавало отличные условия для древних представителей флоры и фауны.[5]

Сколько еще загадок и невероятных чудес таит в себе это невероятное место? Множество. На глубине 414 метров тут расположен вулкан Дайкоку⁷, послуживший еще одним доказательством того, что жизнь зарождалась именно здесь, в самой глубокой точке земного шара. В кратере вулкана, под водой, расположено озеро чистейшей расплавленной серы. В этом «котле» сера бурлит при температуре 187 градусов по Цельсию. Единственный известный аналог такого озера находится на спутнике Юпитера – Ио. На Земле больше ничего подобного нет. Только в космосе. Немудрено, что большинство гипотез о происхождении жизни из воды связаны именно с этим загадочным глубоководным объектом на просторах Тихого океана.

Изучая исследования ученых, мы пришли к выводу, что Марианская впадина не является «безжизненной глубиной» несмотря на огромное давление и полную темноту, и даже в таких условиях существует жизнь, которую еще предстоит изучить.

Заключение.

Человек никогда не мог устоять перед стремлением исследовать непознанное, а стремительно развивающийся мир технического прогресса позволяет все глубже проникать в тайный мир самой негостеприимной и непокорной в мире среде - Мирового океана. Предметов для исследований в Марианской впадине хватит еще на долгие годы, учитывая то, что самая недоступная и загадочная точка нашей планеты, в отличие от Эвереста (высота над уровнем моря 8848 м), была покорена лишь однажды.

Несмотря на то, что ученые сделали огромный шаг в исследованиях Марианской впадины, вопросов не уменьшилось, появились новые загадки, которые еще предстоит разгадать. А океанская бездна умеет хранить свои тайны. Удастся ли людям в ближайшее время раскрыть их?

В дальнейшем хочется изучить эту тему более глубоко и подробно.

Исходя из выводов учёных, можно увидеть предварительные результаты исследований, что впадины в Мировом океане служат в качестве приемника («сточной ямы») для углерода. Если это так, то их роль в регулировании химии Земли и климата намного больше, чем считалась ранее.

На следующем этапе исследований ученые приступят к количественной оценке своих результатов. Будет точно определено, насколько больше углерода хранится в океанских впадинах по сравнению с другими частями моря, и сколько углерода производят глубоководные бактерии. А мы будем наблюдать за новыми фактами в исследованиях ученых и рассказывать тем, кого так же интересует эта тема.

Список используемой литературы:

1. Марианская впадина

ttp://primpogoda.ru/articles/morya_okeany/tajny_marianskoj_vpadiny/

2. “Живая планета” - сетевой журнал о человеке, природе и мире вокруг нас

3. Википедия [электронный ресурс]. – http://ru.wikipedia.org

4. Старкова М.Н.( океанолог ) «Неизведанный океан» [ электронный ресурс] 

5. Мак-КормикГ., АлленТ., ЯнгВ.. Тени в море. –

http://shnurok14.narod.ru/Animals/TeniVMore/9.htm [электронный ресурс]

6. Центр новостей ООН [электронный ресурс] ― http://www.un.org/russian/news/story.asp?

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1.

Опрос одноклассников

Марианская впадина

Приложение 2

Марианский желоб

Приложение 3.

Судно «Челленджер» (1951 г.)

Приложение 4.

НИС «Витязь»

Приложение 5.

Дон Уолш и Жак Пикар

Приложение 6.

Джеймс Кэмерон

Приложение 7.

Аппарат DeepseaChallenger

Приложение 8.

Погружение аппарата DeepseaChallenger

Приложение 9.

Зонд Кайко

Приложение 10

Автоматический подводный аппарат «Нерей»

Приложение 11.

Глубоководные обитатели Марианской впадины

Глубоководные обитатели Марианской впадины

Глубоководные обитатели Марианской впадины

Глубоководные обитатели Марианской впадины

Глубоководные обитатели Марианской впадины