Abyssalská planina - Abyssal plain

Schematický průřez oceánskou pánví , ukazující vztah propastné planiny k kontinentálnímu vzestupu a oceánskému příkopu

Znázornění propastné zóny ve vztahu k ostatním významným oceánským zónám

Hlubinná rovina je podvodní plain v hlubokém mořském dně , obvykle nacházejí v hloubce mezi 3,000 metrů (9,800 ft) a 6000 m (20,000 ft). Propastné roviny ležící obecně mezi úpatím kontinentálního vzestupu a středooceánským hřbetem pokrývají více než 50% zemského povrchu. Patří mezi nejplošší, nejhladší a nejméně prozkoumávané oblasti na Zemi. Propastové pláně jsou klíčovými geologickými prvky oceánských pánví (dalšími prvky jsou vyvýšený středooceánský hřbet a lemující propastné kopce ).

Vytvoření propastné planiny je výsledkem šíření mořského dna (desková tektonika) a tání spodní oceánské kůry . Magma stoupá nad astenosféru (vrstva horního pláště ), a jak se tento čedičový materiál dostává na povrch ve středooceánských hřebenech, vytváří novou oceánskou kůru, která je neustále tažena do strany šířením mořského dna. Abyssalské roviny jsou výsledkem zakrytí původně nerovného povrchu oceánské kůry jemnozrnnými sedimenty , hlavně jílem a bahnem . Velká část tohoto sedimentu je ukládána zákalovými proudy , které byly směrovány z kontinentálních okrajů podél podmořských kaňonů do hlubší vody. Zbytek je složen převážně z pelagických sedimentů . V některých oblastech rovin jsou běžné kovové uzlíky s různou koncentrací kovů, včetně manganu , železa , niklu , kobaltu a mědi . Existuje také množství uhlíku, dusíku, fosforu a křemíku v důsledku materiálu, který klesá a rozkládá se.

Částečně kvůli své obrovské velikosti jsou propastní pláně považovány za hlavní rezervoár biologické rozmanitosti . Rovněž mají významný vliv na oceánské cyklování uhlíku , rozpouštění uhličitanu vápenatého a atmosférické koncentrace CO ₂ v časových měřítcích sto až tisíc let. Struktura propastných ekosystémů je silně ovlivněna rychlostí toku potravin do mořského dna a složením materiálu, který se usazuje. Faktory, jako jsou změna klimatu , rybolovné postupy a hnojení oceánů, mají podstatný vliv na vzorce primární produkce v eufotické zóně . Zvířata absorbují rozpuštěný kyslík z vod chudých na kyslík. Hodně rozpuštěného kyslíku v propastných pláních pocházelo z polárních oblastí, které už dávno roztály. Kvůli nedostatku kyslíku jsou propastné pláně nehostinné pro organismy, které by vzkvétaly ve vodách obohacených kyslíkem výše. Hlubinné korálové útesy se nacházejí hlavně v hloubkách 3000 metrů a hlouběji v propastných a hadálních zónách.

Abyssalské pláně nebyly rozpoznány jako zřetelné fyziografické rysy mořského dna až do konce čtyřicátých let a donedávna nebyly žádné systematicky studovány. V sedimentárním záznamu jsou špatně zachovány , protože bývají spotřebovány procesem subdukce. Kvůli temnotě a tlaku vody, který může dosáhnout asi 75násobku atmosférického tlaku (76 megapascalů), nejsou propastní pláně dobře prozkoumány.

Oceánské zóny

Pelagické zóny

Oceán lze pojmout jako zóny v závislosti na hloubce a přítomnosti nebo nepřítomnosti slunečního světla . Téměř všechny formy života v oceánu závisí na fotosyntetických aktivitách fytoplanktonu a dalších mořských rostlin při přeměně oxidu uhličitého na organický uhlík , který je základním stavebním kamenem organické hmoty . Fotosyntéza zase vyžaduje energii ze slunečního světla k pohonu chemických reakcí, které produkují organické uhlík.

Vrstva vodního sloupce nejblíže povrchu oceánu ( hladina moře ) se označuje jako fotonická zóna . Fotickou zónu lze rozdělit na dvě různé vertikální oblasti. Nejvyšší část fototické zóny, kde je dostatek světla na podporu fotosyntézy fytoplanktonem a rostlinami, se označuje jako eufotická zóna (také označovaná jako epipelagická zóna nebo povrchová zóna ). Spodní část fototické zóny, kde je intenzita světla nedostatečná pro fotosyntézu, se nazývá dysfotická zóna (v řečtině znamená slovo dysfotická „špatně osvětlená“). Dysfotická zóna je také označována jako mezopelagická zóna nebo zóna soumraku . Jeho nejspodnější hranice je na termoklině 12 ° C (54 ° F), což v tropech obecně leží mezi 200 a 1 000 metry.

Eufotická zóna je poněkud libovolně definována jako sahající od povrchu do hloubky, kde je intenzita světla přibližně 0,1–1% slunečního záření povrchu , v závislosti na ročním období , zeměpisné šířce a stupni zákalu vody . V nejčistší oceánské vodě se eufotická zóna může rozprostírat do hloubky asi 150 metrů, nebo zřídka až do 200 metrů. Rozpuštěné látky a pevné částice absorbují a rozptylují světlo a v pobřežních oblastech způsobuje vysoká koncentrace těchto látek rychlé hloubkové zeslabení světla. V takových oblastech může být eufotická zóna hluboká jen několik desítek metrů nebo méně. Difotická zóna, kde je intenzita světla podstatně menší než 1% povrchového ozáření, se rozprostírá od základny eufotické zóny do přibližně 1 000 metrů. Od dna fototické zóny dolů k mořskému dnu se rozprostírá afotická zóna , oblast věčné temnoty.

Protože průměrná hloubka oceánu je asi 4300 metrů, představuje fotonická zóna jen malý zlomek celkového objemu oceánu. Díky své schopnosti fotosyntézy má však fototická zóna největší biologickou rozmanitost a biomasu ze všech oceánských zón. Zde probíhá téměř veškerá primární produkce v oceánu. Formy života, které obývají aphotickou zónu, jsou často schopné pohybu nahoru vodním sloupcem do fotonické zóny pro krmení. V opačném případě se musí spoléhat na materiál klesající shora nebo najít jiný zdroj energie a výživy, jako je tomu v chemosyntetických archeach nacházejících se poblíž hydrotermálních průduchů a studených prosaků .

Aphotickou zónu lze rozdělit do tří různých vertikálních oblastí na základě hloubky a teploty. První je bathyální zóna , která se rozprostírá od hloubky 1 000 metrů až do 3 000 metrů, přičemž teplota vody klesá se zvyšující se hloubkou z 12 ° C (54 ° F) na 4 ° C (39 ° F). Další je propastná zóna , sahající od hloubky 3 000 metrů až po 6 000 metrů. Konečná zóna zahrnuje hluboké oceánské příkopy a je známá jako hadální zóna . Tato nejhlubší oceánská zóna se rozprostírá od hloubky 6000 metrů až do přibližně 11 034 metrů, na samém dně Mariánského příkopu, nejhlubšího bodu planety Země. Propastové pláně jsou obvykle v propastné zóně, v hloubkách od 3 000 do 6 000 metrů.

Níže uvedená tabulka ilustruje klasifikaci oceánských zón:

Formace

Oceánská kůra se tvoří na středooceánském hřbetu , zatímco litosféra je subdukována zpět do astenosféry v oceánských příkopech

Věk oceánské kůry (červená je nejmladší a modrá nejstarší)

Oceánská kůra, která tvoří podloží propastných plání, se nepřetržitě vytváří na středooceánských hřebenech (typ divergentní hranice ) procesem známým jako dekompresní tání . Plume příbuzné dekomprese tavení pevného pláště je zodpovědný za vytváření oceán ostrovy jako na Havajských ostrovech , stejně jako oceánské kůry na mid-vyvýšeniny oceánu. Tento jev je také nejčastějším vysvětlením pro záplavové čediče a oceánské plošiny (dva typy velkých vyvřelých provincií ). Dekompresní tavení dochází, když je horní plášť je částečně roztaví do magma , jak se pohybuje směrem vzhůru v polovině vyvýšeniny oceánu. Toto vzhůru rostoucí magma pak ochlazuje a tuhne vedením a konvekcí tepla za vzniku nové oceánské kůry . Akrece nastává, když se k rostoucím okrajům tektonické desky přidává plášť , obvykle spojený s šířením mořského dna . Stáří oceánské kůry je proto funkcí vzdálenosti od hřebene středního oceánu. Nejmladší oceánská kůra se nachází na středooceánských hřebenech a postupně migruje ven ze středooceánských hřebenů v rámci procesu zvaného plášťová konvekce .

Litosféry , která jezdí na vrcholu astenosféry , je rozdělena do několika tektonických desek, které se neustále vznikají a spotřebovaných na jejich protilehlé desky hranic . Oceánská kůra a tektonické desky se tvoří a pohybují od sebe na středooceánských hřebenech. Propastové kopce vznikají roztažením oceánské litosféry. Ke spotřebě nebo zničení oceánské litosféry dochází v oceánských příkopech (typ konvergentní hranice , také známý jako hranice destruktivní desky) procesem známým jako subdukce . Oceánské příkopy se nacházejí v místech, kde se stýkají oceánské litosférické desky dvou různých desek, a hustší (starší) deska začíná sestupovat zpět do pláště. Na hraně spotřeby desky (oceánský příkop) se oceánská litosféra tepelně smrštila, aby se stala poměrně hustou, a v procesu subdukce klesá vlastní vahou. Subdukční proces spotřebovává starší oceánskou litosféru, takže oceánská kůra je zřídka stará více než 200 milionů let. Celkový proces opakovaných cyklů vytváření a ničení oceánské kůry je znám jako cyklus superkontinentu , který poprvé navrhl kanadský geofyzik a geolog John Tuzo Wilson .

Nová oceánská kůra, nejblíže středooceánským hřebenům, je na mělkých úrovních většinou čedičová a má drsnou topografii . Drsnost této topografie je funkcí rychlosti šíření hřebene středního oceánu (rychlost šíření). Velikosti rychlostí rozmetání se poměrně výrazně liší. Typické hodnoty pro rychle se šířící hřebeny jsou větší než 100 mm/rok, zatímco pomalu se šířící hřebeny jsou obvykle menší než 20 mm/rok. Studie ukázaly, že čím pomalejší je šíření, tím drsnější bude nová oceánská kůra a naopak. Předpokládá se, že tento jev je způsoben poruchami na středooceánském hřbetu, když vznikla nová oceánská kůra. Tyto chyby prostupující oceánskou kůrou spolu s jejich ohraničujícími propastnými kopci jsou nejběžnějšími tektonickými a topografickými rysy na povrchu Země. Proces šíření mořského dna pomáhá vysvětlit koncept kontinentálního driftu v teorii deskové tektoniky.

Plochý vzhled zralých propastných plání vyplývá z přikrytí tohoto původně nerovného povrchu oceánské kůry jemnozrnnými sedimenty, hlavně jílem a bahnem. Velká část tohoto sedimentu je uložena v zákalových proudech, které byly směrovány z kontinentálních okrajů podél podmořských kaňonů dolů do hlubší vody. Zbytek sedimentu obsahuje převážně prach (částice jílu) vyfukovaný do moře z pevniny a zbytky malých mořských rostlin a živočichů, které se potápí z horní vrstvy oceánu, známé jako pelagické sedimenty . Celková míra ukládání sedimentů v odlehlých oblastech se odhaduje na dva až tři centimetry za tisíc let. Usazené propastné pláně jsou v Tichém oceánu méně časté než v jiných velkých oceánských pánvích, protože sedimenty z turbidních proudů jsou uvězněny v oceánských příkopech, které hraničí s Tichým oceánem.

Abyssalské pláně jsou typicky pokryty hlubokým mořem, ale během části mesinské krize slanosti byla velká část propastní planiny Středozemního moře vystavena vzduchu jako prázdný hluboký horký suchý dřez se slanou podlahou.

Objev

Umístění Challengeru hluboko v Mariánském příkopu

Významná vědecká expedice (prosinec 1872 - květen 1876) průzkumné lodi britského královského námořnictva HMS Challenger přinesla ohromné ​​množství batymetrických dat, z nichž velká část byla potvrzena následnými výzkumníky. Batymetrická data získaná během expedice Challenger umožnila vědcům kreslit mapy, které poskytovaly hrubý obrys určitých hlavních rysů podmořského terénu, jako je okraj kontinentálních šelfů a středoatlantický hřbet . Tato nesouvislá sada datových bodů byla získána jednoduchou technikou přijímání sond snížením dlouhých řad z lodi na mořské dno.

Po expedici Challenger následovala v letech 1879–1881 expedice Jeannette vedená poručíkem námořnictva Spojených států Georgem Washingtonem DeLongem . Tým se plavil přes Čukotské moře a kromě snímání mořského dna zaznamenával meteorologická a astronomická data. Loď uvízla v ledovém balíčku poblíž ostrova Wrangel v září 1879 a nakonec byla rozdrcena a potopena v červnu 1881.

Jeannette expedice následovala 1893-1896 arktické expedice z norský cestovatel Fridtjof Nansen palubě Fram , který dokázal, že Severní ledový oceán byla hluboká oceánská pánev, nepřerušená žádným významným pevnin severní části euroasijského kontinentu.

Začátek v roce 1916, kanadský fyzik Robert William Boyle a další vědci z Anti-Submarine Detection Investigation Committee ( ASDIC ) provedli výzkum, který nakonec vedl k vývoji sonarové technologie. Bylo vyvinuto zařízení pro akustické sondování, které bylo možné provozovat mnohem rychleji než sondážní linky, což umožnilo německé expedici meteorů na palubu německého výzkumného plavidla Meteor (1925–27) provádět časté sondování východo-západních atlantických transektů. Mapy vytvořené z těchto technik ukazují hlavní atlantické pánve, ale hloubková přesnost těchto raných nástrojů nebyla dostatečná k odhalení plochých nevýrazných propastných plání.

Jak se technologie zlepšovala, měření hloubky, zeměpisné šířky a délky se zpřesňovalo a bylo možné shromažďovat více či méně souvislé sady datových bodů. To vědcům umožnilo nakreslit přesné a podrobné mapy velkých oblastí oceánského dna. Použití kontinuálního záznamového měřiče otřesů umožnilo společnosti Tolstoy & Ewing v létě 1947 identifikovat a popsat první propastnou pláň. Tato planina, jižně od Newfoundlandu , je nyní známá jako Sohm Abyssal Plain . Po tomto objevu bylo ve všech oceánech nalezeno mnoho dalších příkladů.

Challenger hluboce je nejhlubší dotazovaných bod ze všech oceánů na Zemi; je na jižním konci Mariánského příkopu poblíž skupiny Mariánských ostrovů . Deprese je pojmenována po HMS Challenger , jehož výzkumníci provedli první záznamy o její hloubce 23. března 1875 na stanici 225 . Hlášená hloubka byla 4 475 sáhů (8 184 metrů) na základě dvou oddělených sond. Dne 1. června 2009, sonar mapování Challenger hluboce podle Simrad EM120 multibeam sonar batymetrie systému na palubě R / V Kilo Moana uvedeno maximální hloubku 10971 metrů (6,82 mil). Sonarový systém využívá detekci dna fáze a amplitudy s přesností lepší než 0,2% hloubky vody (v této hloubce jde o chybu asi 22 metrů).

Vlastnosti terénu

Hydrotermální průduchy

V tomto fázovém diagramu zelená tečkovaná čára ukazuje anomální chování vody . Plná zelená čára označuje bod tání a modrá bod varu , což ukazuje, jak se mění s tlakem.

Vzácným, ale důležitým terénním rysem, který se nachází v zónách batyálu, propasti a hadalu, je hydrotermální průduch. Na rozdíl od teploty okolní vody přibližně 2 ° C v těchto hloubkách vychází voda z těchto průduchů při teplotách od 60 ° C až do 464 ° C. Vzhledem k vysokému barometrickému tlaku v těchto hloubkách může voda při takových teplotách existovat buď v kapalné formě, nebo jako superkritická tekutina .

Při barometrickém tlaku 218 atmosfér je kritický bod vody 375 ° C. V hloubce 3 000 metrů je barometrický tlak mořské vody více než 300 atmosfér (protože slaná voda je hustší než sladká voda). V této hloubce a tlaku se mořská voda stává superkritickou při teplotě 407 ° C ( viz obrázek ). Zvýšení slanosti v této hloubce však tlačí vodu blíže ke kritickému bodu. Voda vycházející z nejžhavějších částí některých hydrotermálních průduchů, černých kuřáků a podmořských sopek může být superkritickou tekutinou , která má fyzikální vlastnosti mezi vlastnostmi plynu a kapaliny .

Sister Peak (Comfortless Cove Hydrothermal Field, 4 ° 48'S 12 ° 22'W / 4,800 ° S 12,367 ° W / -4 800; -12,367 , elevation -2996 m), Shrimp Farm and Mephisto (Red Lion Hydrothermal Field, 4 ° 48 'S 12 ° / 4,800 ° S 12,383 ° W / -4 800; -12,383 23'W, elevation −3047 m ), jsou tři hydrotermální průduchy kategorie černých kuřáků na středoatlantickém hřbetu poblíž ostrova Ascension . Předpokládá se, že byly aktivní, protože oblast zasáhlo v roce 2002 zemětřesení. Bylo pozorováno, že tyto průduchy odvádějí fázově oddělené kapaliny parního typu. V roce 2008 byly v jednom z těchto průduchů zaznamenány trvalé výstupní teploty až 407 ° C, přičemž nejvyšší zaznamenaná teplota byla až 464 ° C. Tyto termodynamické podmínky překračují kritický bod mořské vody a jsou to dosud nejvyšší teploty zaznamenané z mořského dna. Toto je první hlášený důkaz přímé magmaticko - hydrotermální interakce na pomalu se šířícím středooceánském hřbetu. Počáteční fáze odvětrávacího komína začínají ukládáním minerálního anhydritu. Sulfidy mědi, železa a zinku se pak vysrážejí v komínových mezerách, čímž se v průběhu času stávají méně porézními. Byly zaznamenány růsty větracích otvorů řádově 30 cm (1 stopa) za den. [11] Průzkum hlubinných průduchů u pobřeží Fidži v dubnu 2007 zjistil, že tyto průduchy jsou významným zdrojem rozpuštěného železa (viz cyklus železa).

Hydrotermální průduchy v hlubokém oceánu se obvykle vytvářejí podél středooceánských hřebenů, jako je East Pacific Rise a Mid-Atlantic Ridge. Jsou to místa, kde se rozcházejí dvě tektonické desky a vytváří se nová kůra.

Chlad prosakuje

Tubeworms a měkké korály na studeném prosakují 3000 metrů hluboko na Florida Escarpment . Eelpouts , je galatheid krab , a alvinocarid krevety se živí chemosynthetic mytilid mušle .

Další neobvyklou vlastností nalezenou v propastných a hadálních zónách je studený prosak , někdy nazývaný studený průduch . Jedná se o oblast mořského dna, kde dochází k prosakování sirovodíku , metanu a další kapaliny bohaté na uhlovodíky , často ve formě hlubinného bazénu solanky . První chladné prosaky byly objeveny v roce 1983, v hloubce 3200 metrů v Mexickém zálivu . Od té doby byly studené průsaky objeveny v mnoha dalších oblastech světového oceánu , včetně Monterey Submarine Canyon nedaleko Monterey Bay , Kalifornie, Japonského moře , u tichomořského pobřeží Kostariky , u atlantického pobřeží Afriky, mimo pobřeží Aljašky a pod ledovým šelfem na Antarktidě .

Biodiverzita

Ačkoli se o pláních kdysi předpokládalo, že jsou rozsáhlými, pouštními biotopy, výzkumy za posledních zhruba deset let ukazují, že se hemží širokou škálou mikrobiálního života. Struktura a funkce ekosystému na hlubinném mořském dně však byla historicky špatně studována kvůli velikosti a odlehlosti propasti. Nedávné oceánografické expedice prováděné mezinárodní skupinou vědců ze Census of Diversity of Abyssal Marine Life (CeDAMar) nalezly extrémně vysokou úroveň biodiverzity na propastných pláních, kde je až 2000 druhů bakterií, 250 druhů prvoků a 500 druhů z bezobratlých ( červů , korýšů a měkkýšů ), obvykle nalézt v jednotlivých hlubinných místech. Nové druhy tvoří více než 80% z tisíců druhů bezobratlých mořského dna shromážděných na jakékoli propastné stanici, což zdůrazňuje naše dosud špatné chápání propastné rozmanitosti a evoluce. Bohatší biodiverzita je spojena s oblastmi známého vstupu fytodetritu a vyšším tokem organického uhlíku.

Abyssobrotula galatheae , druh kýlu v rodině Ophidiidae , patří mezi nejhlubší žijící druhy ryb. V roce 1970 byl jeden vzorek vlečen z hloubky 8370 metrů v portorickém příkopu . Po příjezdu na povrch však bylo zvíře mrtvé. V roce 2008 byl hadí hlemýžď ( Pseudoliparis amblystomopsis ) pozorován a zaznamenán v hloubce 7 700 metrů v japonském příkopu . Jedná se o dosud nejhlubší žijící rybu, jaká kdy byla zaznamenána. Mezi další ryby hlubinné zóny patří ryby z čeledi Ipnopidae , které zahrnují pavouka hlubinného ( Bathypterois longipes ), trojnožce ( Bathypterois grallator ), rybu tykavou ( Bathypterois longifilis ) a ještěrku černou (Bathysauropsis gracilis ). Někteří členové této rodiny byli zaznamenáni z hloubek více než 6000 metrů.

Vědci CeDAMar prokázali, že některé propastné a hadální druhy mají kosmopolitní distribuci. Jedním z příkladů by mohli být prvoki foraminiferans , jejichž určité druhy jsou distribuovány z Arktidy do Antarktidy. Jiné faunální skupiny, jako jsou polychaete červi a stejnojmenní korýši, se zdají být endemické pro určité specifické pláně a pánve. Mnozí zřejmě jedinečné taxony z hlístic červů byly také nedávno objevil na hlubinných plání. To naznačuje, že hluboký oceán podporuje adaptivní záření . Taxonomické složení nematodové fauny v propastném Pacifiku je podobné, ale ne totožné se severním Atlantikem. Seznam některých druhů, které byly objeveny nebo přepsány společností CeDAMar, naleznete zde .

Jedenáct z 31 popsaných druhů Monoplacophora (a class of měkkýšů ) žije pod 2000 metrů. Z těchto 11 druhů žijí dva výhradně v hadální zóně. Největší počet monoplacophoranů pochází z východního Tichého oceánu podél oceánských příkopů. V západním Pacifiku však zatím nebyl nalezen žádný propastný monoplakophoran a v Indickém oceánu byl identifikován pouze jeden propastný druh. Z 922 známých druhů chitonů (ze třídy měkkýšů Polyplacophora ) je hlášeno, že 22 druhů (2,4%) žije pod 2 000 metrů a dva z nich jsou omezeny na propastnou rovinu. Ačkoli chybí genetické studie, nejméně šest z těchto druhů je považováno za eurybatické (schopné žít v širokém spektru hloubek), přičemž se uvádí, že se vyskytují od sublittorálních až po propastné hloubky. Velké množství polyplakophoranů z velkých hloubek je býložravých nebo xylofágních , což by mohlo vysvětlit rozdíl mezi distribucí monoplakophoranů a polyplakophoranů ve světových oceánech.

O perakaridových korýších, včetně stejnonožců, je známo, že tvoří významnou část makrobentické komunity, která je zodpovědná za úklid velkých potravních pádů na mořské dno. V roce 2000 vědci z rozmanitosti hlubokých bentos Atlantiku (DIVA 1) expedice (cruise M48 / 1 německého výzkumného plavidla RV Meteor III ) objevil a shromažďují tři nové druhy na Asellota podřádu z bentických stejnonožci z hlubinných rovinách Angola Basin v jižním Atlantském oceánu . V roce 2003 De Broyer a kol. nasbíralo asi 68 000 perakaridních korýšů od 62 druhů z nastražených pastí rozmístěných ve Weddellově moři , Skotském moři a mimo Jižní Shetlandské ostrovy . Zjistili, že asi 98% vzorků patřila k amphipod nadčeleď Lysianassoidea a 2% na stejnonožec rodině Cirolanidae . Polovina těchto druhů byla shromážděna z hloubek větších než 1000 metrů.

V roce 2005 Japonská agentura pro vědu a technologii Marine-Earth (JAMSTEC) na dálkové ovládání, KAIKO , shromáždila jádro sedimentu z Challenger Deep. Ve vzorcích sedimentů bylo identifikováno 432 živých exemplářů měkkých stěn foraminifer. Foraminifera jsou jednobuněčné protisty, které konstruují skořápky. Odhaduje se, že existuje 4 000 druhů živých foraminifer. Ze 432 sebraných organismů drtivou většinu vzorku tvořily jednoduché foraminifery s měkkými skořápkami, přičemž jiné představovaly druhy komplexních, vícekomorových rodů Leptohalysis a Reophax . Celkově 85% vzorků tvořily alogromidy s měkkou skořápkou . To je neobvyklé ve srovnání se vzorky organismů žijících v sedimentech z jiných hlubinných prostředí, kde se procento organicky vyzděných foraminifér pohybuje od 5% do 20% z celkového počtu. Malé organismy s tvrdými vápenatými lasturami mají problém růst v extrémních hloubkách, protože voda v této hloubce zásadně postrádá uhličitan vápenatý. Obří (5–20 cm) foraminifery známé jako xenofenofory se vyskytují pouze v hloubkách 500–10 000 metrů, kde se mohou vyskytovat ve velkém počtu a výrazně zvyšují rozmanitost zvířat díky jejich bioturbaci a zajištění živého prostředí pro malá zvířata.

I když je známo, že podobné formy života existují v mělčích oceánských příkopech (> 7 000 m) a na propastné rovině, formy života objevené v hloubce Challenger mohou představovat nezávislé taxony z těchto mělčích ekosystémů. Tato převaha měkkých skořápkových organismů v Challenger Deep může být výsledkem selekčního tlaku. Před miliony let byl Challenger Deep mělčí než nyní. Za posledních šest až devět milionů let, kdy Challenger Deep rostl do své současné hloubky, se mnoho druhů přítomných v sedimentu této starověké biosféry nedokázalo přizpůsobit rostoucímu tlaku vody a měnícímu se prostředí. Ty druhy, které se dokázaly přizpůsobit, mohly být předky organismů, které jsou v současné době endemické v Challenger Deep.

Polychaety se vyskytují v celém zemském oceánu ve všech hloubkách, od forem, které žijí jako plankton poblíž povrchu, až po nejhlubší oceánské příkopy. Robotická oceánská sonda Nereus pozorovala 31. května 2009 na dně Challenger Deep 2–3 cm vzorek (dosud nezařazený) mnohoštětinatců. Existuje více než 10 000 popsaných druhů mnohoštětinatců; lze je nalézt téměř v každém mořském prostředí. Některé druhy žijí v nejchladnějších oceánských teplotách hadální zóny, zatímco jiné lze nalézt v extrémně horkých vodách sousedících s hydrotermálními průduchy.

V rámci propastných a hadálních zón mají oblasti kolem podmořských hydrotermálních průduchů a chladných prosaků zdaleka největší biomasu a biodiverzitu na jednotku plochy. Tyto oblasti, poháněné chemikáliemi rozpuštěnými ve odvzdušňovacích tekutinách, jsou často domovem velkých a různorodých společenstev teplomilných , halofilních a jiných extremofilních prokaryotických mikroorganismů (jako jsou například bakterie rodu Beggiatoa oxidujících sulfidy ), často uspořádaných ve velkých bakteriálních rohožích blízko chladu prosakuje. V těchto místech tvoří chemosyntetické archea a bakterie obvykle základ potravinového řetězce. Ačkoli je proces chemosyntézy zcela mikrobiální, tyto chemosyntetické mikroorganismy často podporují rozsáhlé ekosystémy sestávající ze složitých mnohobuněčných organismů prostřednictvím symbiózy . Tyto komunity jsou charakterizovány druhy, například vesicomyid škeble , mytilid mušle , kuželnatky , stejnonožci, obří trubice červy , měkkých korálů , eelpouts , galatheid krabů a alvinocarid krevety . Dosud objevená nejhlubší prosakující komunita se nachází v japonském příkopu v hloubce 7 700 metrů.

Pravděpodobně nejdůležitější ekologickou charakteristikou propastných ekosystémů je energetické omezení. Abyssalská společenství mořského dna jsou považována za omezená na potraviny, protože produkce bentických látek závisí na vstupu detritálního organického materiálu produkovaného v eufotické zóně, tisíce metrů výše. Většina organického toku přichází jako oslabený déšť malých částic (typicky pouze 0,5–2% čisté primární produkce v eufotické zóně), který se nepřímo snižuje s hloubkou vody. Tok malých částic může být zvýšen pádem větších těl a transportem organického materiálu po svahu poblíž kontinentálních okrajů.

Využívání zdrojů

Kromě vysoké biologické rozmanitosti mají propastné pláně velký současný i budoucí obchodní a strategický význam. Mohou být například použity pro legální a nelegální likvidaci velkých staveb, jako jsou lodě a ropné plošiny , radioaktivní odpad a další nebezpečný odpad , jako je munice . Mohou to být také atraktivní místa pro hlubinný rybolov a těžbu ropy a plynu a dalších nerostů . Mezi budoucí činnosti v oblasti hlubinného odstraňování odpadu, které by mohly být významné do roku 2025, patří vypouštění odpadních vod a kalů , sekvestrace uhlíku a likvidace hlušinové drtě .

Vzhledem k tomu, že se populace ryb v horním oceánu zmenšuje, je stále více cílem těžby hlubinný rybolov . Vzhledem k tomu, že hlubinné ryby mají dlouhou životnost a pomalu rostou, nepředpokládá se při současných postupech řízení tento hlubinný rybolov z dlouhodobého hlediska jako udržitelný. Očekává se, že změny v primární produkci ve fototické zóně změní stojaté zásoby v apotické zóně omezené na potraviny.

Průzkum uhlovodíků v hlubokých vodách má příležitostně za následek významnou degradaci životního prostředí, která je důsledkem zejména hromadění kontaminovaných vrtných vrtů , ale také úniků ropy . Přestože výbuch ropy spojený s únikem ropy Deepwater Horizon v Mexickém zálivu pochází z vrtu pouze 1500 metrů pod hladinou oceánu, přesto ilustruje druh ekologické katastrofy, která může být důsledkem nehod způsobených těžbou ropy a zemního plynu na moři .

Sedimenty určitých propastných plání obsahují bohaté nerostné zdroje, zejména polymetalické uzlíky . Tyto konkrece manganu, železa, niklu, kobaltu a mědi o velikosti brambor , distribuované na mořském dně v hloubkách větších než 4000 metrů, jsou významným obchodním zájmem. Oblast maximálního obchodního zájmu pro těžbu polymetalických uzlů (nazývaná provincie Pacific nodule ) leží v mezinárodních vodách Tichého oceánu, táhne se od 118 ° –157 ° a od 9 ° –16 ° severní šířky, což je oblast více než 3 miliony km². Hlubinných Clarion-Clipperton Fracture Zone (CCFZ) je oblast, ve uzlin provincii Pacifiku, která je v současné době předmětem zkoumání svými minerálními potenciál.

Osm komerčních dodavatelů je v současné době licencováno Mezinárodním úřadem pro mořské dno ( mezivládní organizace zřízená za účelem organizace a kontroly všech činností souvisejících s nerosty v oblasti mezinárodního mořského dna za hranicemi národní jurisdikce ) k průzkumu zdrojů uzlů a testování technik těžby v osmi oblastech nároků , každý pokrývá 150 000 km². Když těžba nakonec začne, předpokládá se, že každá těžba přímo naruší 300–800 km² mořského dna za rok a naruší bentickou faunu na ploše 5–10krát větší v důsledku opětovného uložení suspendovaných sedimentů. Během 15 let předpokládaného trvání jedné těžební operace by tedy těžba nodulů mohla vážně poškodit propastná společenství mořského dna v oblastech o rozloze 20 000 až 45 000 km² (zóna minimálně o velikosti Massachusetts ).

Omezené znalosti o taxonomii , biogeografie a přírodopisu z hlubinných komunit brání přesné posouzení rizika druhů vymírání z těžby ve velkém měřítku. Data získaná z propastného severního Pacifiku a severního Atlantiku naznačují, že hlubinné ekosystémy mohou být nepříznivě ovlivněny těžebními operacemi v dekadických časových měřítcích. V roce 1978 provedl drapák na palubě Hughes Glomar Explorer provozovaného americkým těžebním konsorciem Ocean Minerals Company (OMCO) důlní dráhu v hloubce 5 000 metrů v uzlových polích CCFZ. V roce 2004 provedl Francouzský výzkumný ústav pro těžbu moře ( IFREMER ) expedici Nodinaut na tuto těžařskou dráhu (která je stále viditelná na mořském dně), aby prozkoumala dlouhodobé účinky této fyzické poruchy na sediment a jeho bentickou faunu . Vzorky odebrané z povrchového sedimentu odhalily, že jeho fyzikální a chemické vlastnosti nevykazovaly žádné zotavení od narušení způsobeného před 26 lety. Na druhou stranu, biologická aktivita měří ve stopě nástroji na palubě posádkou ponorného batyskaf Nautile se nelišila od nedaleké unperturbed místě. Tato data naznačují, že se bentická fauna a toky živin na rozhraní voda -sediment plně obnovily.

Seznam propastných plání

Viz také

• Seznam oceánských reliéfů
• Seznam topografických rysů ponorky
• Oceánská pánev
• Oceánská plošina
• Oceánský hřbet
• Oceánský příkop
• Fyzická oceánografie
• Aphotická zóna

Reference

Bibliografie

externí odkazy

• Monterey Bay Aquarium Research Institute (3. listopadu 2009). „Hlubinné ekosystémy ovlivněné změnou klimatu“ . ScienceDaily . Citováno 18. června 2010 .