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segunda-feira, 30 de dezembro de 2019

Parte mais profunda do oceano

O Challenger Deep na Fossa das Marianas é o local mais profundo conhecido nos oceanos da Terra.


Mapa de localização de Mariana Trench
Mapa da Fossa das Marianas: Mapa mostrando a localização geográfica da Fossa das Marianas no Oceano Pacífico. Imagem do CIA Factbook.

Medindo a maior profundidade do oceano

O Desafiador Profundo na Fossa das Marianas é o ponto mais profundo conhecido nos oceanos da Terra.  

Em 2010, o Centro de Mapeamento Costeiro e Oceânico dos Estados Unidos mediu a profundidade do Challenger Deep a 10.994 metros (36.070 pés) abaixo do nível do mar, com uma precisão vertical estimada de ± 40 metros. Se o Monte Everest, a montanha mais alta da Terra , fosse colocada nesse local, seria coberta por mais de um quilômetro e meio de água.
 
As primeiras medições de profundidade na Fossa das Marianas foram feitas pelo navio de pesquisa britânico HMS Challenger, usado pela Marinha Real em 1875 para conduzir pesquisas na trincheira. A maior profundidade que eles registraram na época foi 8.184 metros (26.850 pés).
 
Em 1951, outro navio da Marinha Real, também chamado de "HMS Challenger", retornou à área para medições adicionais. Eles descobriram uma localização ainda mais profunda, com uma profundidade de 10.900 metros (35.760 pés) determinada pelo eco.

 O Challenger Deep recebeu o nome da embarcação da Marinha Real que fez essas medições.
 
Em 2009, o mapeamento do sonar feito por pesquisadores a bordo do RV Kilo Moana, operado pela Universidade do Havaí, determinou que a profundidade fosse de 10.971 metros (35.994 pés), com um erro potencial de ± 22 metros. A medida mais recente, realizada em 2010, é a profundidade de 10.994 metros (± 40 metros de precisão) relatada na parte superior deste artigo, medida pelo Centro de Mapeamento Costeiro e Oceânico dos Estados Unidos.
Mapa do Desafiador Profundo
Mapa Challenger Deep: Mapa mostrando a localização do Challenger Deep no extremo sul da Fossa das Marianas, ao sul de Guam. Imagem NOAA modificada por Kmusser e usada aqui sob uma Licença GNU Free Document .

Explorando o Desafiador Profundo

O Challenger Deep foi explorado pela primeira vez por humanos quando Jacques Piccard e Don Walsh desceram no batiscafo de Trieste em 1960 . Atingiram uma profundidade de 10.916 metros (35.814 pés).
 
Em 2009, pesquisadores da Woods Hole Oceanographic Institution completaram o mergulho mais profundo de um veículo robótico não tripulado no Challenger Deep. O veículo robótico Nereus alcançou uma profundidade de 10.902 metros.
trincheira do oceano

Por que o oceano é tão profundo aqui?

A Fossa das Marianas está localizada em um limite de placa convergente.  

Aqui, duas placas convergentes da litosfera oceânica colidem umas com as outras. Nesse ponto de colisão, uma das placas desce para o manto. Na linha de contato entre as duas placas, a flexão descendente forma uma calha conhecida como vala oceânica. Um exemplo de trincheira oceânica é mostrado no diagrama. As trincheiras oceânicas formam alguns dos locais mais profundos dos oceanos da Terra.
mapa do movimento das placas para formar a Fossa das Marianas
Terremoto de Mariana Trench: Mapa mostrando a localização do Challenger Deep, o epicentro de um terremoto de abril de 2016 e as direções relativas de movimento das placas do Pacífico e das Filipinas. Mapa USGS com anotações de Geology.com.
ventilação vulcânica subaquática
Abertura vulcânica subaquática: À medida que a placa do Pacífico é empurrada para o manto e aquecida, a água no sedimento é volatilizada e os gases são liberados à medida que o basalto da placa derrete. Esses gases migram para a superfície para formar uma série de respiradouros vulcânicos no fundo do oceano. Esta foto mostra gases escapando e bolhas se movendo em direção à superfície, expandindo-se à medida que sobem. Imagem NOAA.

Terremotos na Fossa das Marianas

A Fossa das Marianas ocorre ao longo de um limite de placas entre a Placa das Filipinas e a Placa do Pacífico. A placa do Pacífico está no lado leste e sul deste limite, e a placa das Filipinas está no lado oeste e norte desse limite.
 
Ambas as placas estão se movendo na direção noroeste, mas a placa do Pacífico está se movendo mais rápido que a placa das Filipinas. O movimento dessas placas produz um limite convergente de placas, porque a maior velocidade da placa do Pacífico está fazendo com que colida na placa das Filipinas. Essa colisão produz uma zona de subducção na Fossa das Marianas, quando a placa do Pacífico desce para o manto e sob a placa das Filipinas.
 
Essa colisão ocorre em velocidades variáveis ​​ao longo do limite de curvatura das placas, mas o movimento relativo médio está na faixa de dezenas de milímetros por ano. Terremotos recorrentes ocorrem ao longo deste limite de placas porque a descida da placa do Pacífico para o manto não é suave e uniforme. Em vez disso, as placas geralmente ficam presas com a acumulação de pressão, mas com deslizamentos repentinos quando as placas se movem alguns milímetros a alguns metros de cada vez. Quando as placas escorregam, as vibrações são produzidas e essas vibrações viajam através da crosta terrestre como ondas de terremoto.
 
À medida que a placa do Pacífico desce para o manto, é aquecida pelo atrito e pelo gradiente geotérmico. A uma profundidade de aproximadamente 160 quilômetros, as rochas foram aquecidas a um ponto em que alguns minerais começam a derreter. Essa fusão produz magma que se eleva em direção à superfície devido à sua menor densidade. À medida que o magma atinge a superfície, são produzidas erupções vulcânicas . Essas erupções formaram o Arco da Ilha Mariana.

domingo, 13 de outubro de 2019

Fossa das Marianas: o ponto mais profundo da Terra


 
A Fossa das Marianas é um vale em forma de arco que se estende aproximadamente de nordeste a sudoeste por 2.550 km; sua largura ultrapassa 50 km. Enquanto milhares de alpinistas escalaram com sucesso o Monte Everest, o ponto mais alto da Terra, apenas três pessoas desceram ao ponto mais profundo da Fossa das Marianas conhecido por “Challenger Deep”, a leste das 14 ilhas Marianas e 340 km a sudoeste de Guam, no Oceano Pacífico.

O ponto mais profundo da Fossa das Marianas é também o ponto mais profundo da Terra, com cerca de 11.000 m (as estimativas variam). Foi nomeado após o navio de exploração britânico HMS Challenger II, medir a profundidade da fossa utilizando um ecobatímetro, em 1951.

Figura 01: Localização da Fossa das Marianas (Mariana Trench).

A primeira vez que humanos desceram ao “Challenger Deep” foi mais de 50 anos atrás. Em 1960, Jacques Piccard e o tenente da marinha Don Walsh chegaram ao local em um submersível da Marinha dos EUA, um batiscafo chamado Trieste. Após uma descida de cinco horas, os dois passaram apenas 20 minutos no fundo e não puderam tirar nenhuma fotografia devido às nuvens de limo provocadas pela passagem.

Formação

A fossa das Marianas não é realmente o sulco profundo e estreito que a palavra “fossa” implica. Em vez disso, o abismo marca a localização de uma zona de subducção oceano-oceano. Zonas de subducção desse tipo ocorrem onde uma parte do fundo do mar – neste caso, a placa do Pacífico – mergulha abaixo de outra –no caso, a placa Filipina. Embora as forças tectônicas acabem por deformar a placa do Pacífico de modo que ela faça um mergulho quase vertical no interior da Terra, no nível do leito marinho a placa mergulha em um ângulo relativamente suave.
Figura 2: Seção transversal geológica mostrando a Placa do Pacífico (à direita) sendo subduzida sob a Placa Filipina (esquerda) na Fossa das Marianas. Isso provoca o derretimento que gera magma para o arco vulcânico de Mariana. Figura modificada de Hussong e Fryer, 1981.
“Uma placa tectônica é um enorme pedaço de rocha, com 97 km ou mais de espessura. Para que isso afunde na terra, ele tem que se inclinar para baixo, e essas são curvas muito suaves”.
Uma razão pela qual a Fossa das Marianas é tão profunda, ele acrescentou, é porque o Pacífico ocidental é o lar de alguns dos mais antigos fundos marinhos do mundo, cerca de 180 milhões de anos – Robert Stern, geofísico da Universidade do Texas, em Dallas.
___________________________________________________________________________________________________________
A Fossa das Marianas é um ambiente muito frio e altamente pressurizado – a pressão é mais de 1.000 vezes maior que a pressão que sentimos ao nível do mar. Apesar destas condições inóspitas do fundo do mar, é o lar de milhares de espécies de invertebrados e peixes incomuns. Estes incluem espécies mais comuns, como solha e linguado, bem como o bizarro peixe-pescador, que usa uma protusão bioluminescente (luz produzida por um organismo vivo) para atrair sua presa.
Figura 03: Peixe-Pescador.

Os habitantes microscópicos da Fossa das Marianas podem até mesmo lançar luz sobre o surgimento da vida na Terra. Alguns pesquisadores, como Patricia Fryer, da Universidade do Havaí, especularam que amostras de serpentina localizadas perto de fossas oceânicas, em vulcões de lama,  poderiam ter fornecido as condições adequadas para as primeiras formas de vida de nosso planeta. Além disso, estudar rochas do local pode levar a uma melhor compreensão dos terremotos que criam os tsunamis poderosos e devastadores vistos ao redor do Pacífico, dizem geólogos.

Se o Monte Everest, o ponto mais alto da Terra, com 8.850 m de altitude, fosse colocado na Fossa das Marianas, ainda restariam mais de 2.000 m de água acima dele.
Figura 04: Ilustração da descida colossal de 2 horas e 36 minutos até ao fundo, que vai além dos últimos vestígios de luz solar a 1000 m, além do nível de profundidade do local onde o Titanic “descansa”, a aproximadamente 3800 m e além da altura do Everest (8850 m).

Em 1984, japoneses enviaram uma embarcação de pesquisa altamente especializada para a Fossa das Marianas e coletaram alguns dados usando um equipamento chamado de ecobatímetro estreito de múltiplos feixes.

O que um ecobatímetro faz é enviar ondas sonoras de alta frequência (fora do alcance da audição humana) através da água até o fundo do oceano. As ondas sonoras viajam através da água, ainda mais rapidamente do que viajam pelo ar, e saltam de objetos sólidos, como o fundo do oceano. 

O ecobatímetro mede precisamente quanto tempo leva para as ondas sonoras retornarem à superfície e determina a profundidade com base na taxa de retorno. Essas sondagens são plotadas em um gráfico por um computador para fazer um “mapa de eco” do fundo do oceano. A medida mais profunda do “Challenger Deep” atualmente disponível foi tomada pelos japoneses e foi de 10.923 m.
Figura 05: Uma ilustração que descreve a capacidade de mapeamento subaquático do USNS Bowditch (T-AGS 62) e outros navios de sua classe. Existem 5 navios nesta classe. Ilustração gráfica da Marinha dos EUA.

Em 25 de março de 2012, James Cameron, conhecido como diretor de filmes como “Titanic” e “Avatar”, se tornou a terceira pessoa – e o único a viajar sozinho – a visitar o “Challenger Deep”, a 11 km abaixo da superfície do Oceano Pacífico. Com a ajuda do Acheron Project, sediado na Austrália, o diretor projetou o Deepsea Challenger, um submersível de descida vertical única, equipado com câmeras HD 3D [1], ferramentas para coletar amostras científicas [2] e, especialmente, baterias projetadas, alojadas em caixas plásticas, preenchidas com óleo de silicone [3]. Em vez de construir o submarino de aço e usar espuma para torná-lo neutro e flutuante, a Acheron criou uma nova espuma sintética – resina epóxi contendo microesferas de vidro oco – que serve como principal material estrutural [4]. Cameron sentou-se em uma esfera de aço com 2,5 polegadas de espessura e 43 polegadas de diâmetro  [5], onde ele controlava o submarino com joysticks.

O Deepsea Challenger chegou ao fundo em 2,5 horas com a ajuda de mais de 453 kg de aço [6]. Cameron teve que ressurgir após 3 horas no fundo do mar por causa de um vazamento hidráulico – ele acionou um interruptor para descartar os pesos e subiu em 70 minutos – mas, de modo geral, o submarino funcionou conforme o planejado.
Figura 06: Mapa da descida de James Cameron ao “Challenger Deep”. LANA BRAGINA/DOGO

REFERÊNCIAS

BILL CHADWICK, Oregon State University and NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory. Disponível em: <https://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/14fire/background/seamounts/seamounts.html>.
DEEPSEA CHALLENGE, National Geographic. All rights reserved. Disponível em: <http://www.deepseachallenge.com/the-expedition/mariana-trench/>.
ERIN MCCARTHY, James Cameron’s Deep-Ocean Dive, Diagrammed. Disponível em: <https://www.popularmechanics.com/science/environment/a7863/james-camerons-deep-ocean-dive-diagrammed-9479167/>.
 https://news.nationalgeographic.com/news/2012/04/120405-james-cameron-mariana-trench-deepsea-challenger-oceans-science/>.

sábado, 22 de junho de 2019


08 Agosto

Fossa das Marianas: o ponto mais profundo da Terra


A Fossa das Marianas é um vale em forma de arco que se estende aproximadamente de nordeste a sudoeste por 2.550 km; sua largura ultrapassa 50 km. Enquanto milhares de alpinistas escalaram com sucesso o Monte Everest, o ponto mais alto da Terra, apenas três pessoas desceram ao ponto mais profundo da Fossa das Marianas conhecido por “Challenger Deep”, a leste das 14 ilhas Marianas e 340 km a sudoeste de Guam, no Oceano Pacífico.

O ponto mais profundo da Fossa das Marianas é também o ponto mais profundo da Terra, com cerca de 11.000 m (as estimativas variam). Foi nomeado após o navio de exploração britânico HMS Challenger II, medir a profundidade da fossa utilizando um ecobatímetro, em 1951.
Figura 01: Localização da Fossa das Marianas (Mariana Trench).

A primeira vez que humanos desceram ao “Challenger Deep” foi mais de 50 anos atrás. Em 1960, Jacques Piccard e o tenente da marinha Don Walsh chegaram ao local em um submersível da Marinha dos EUA, um batiscafo chamado Trieste. Após uma descida de cinco horas, os dois passaram apenas 20 minutos no fundo e não puderam tirar nenhuma fotografia devido às nuvens de limo provocadas pela passagem.

Formação

A fossa das Marianas não é realmente o sulco profundo e estreito que a palavra “fossa” implica. Em vez disso, o abismo marca a localização de uma zona de subducção oceano-oceano. 

Zonas de subducção desse tipo ocorrem onde uma parte do fundo do mar – neste caso, a placa do Pacífico – mergulha abaixo de outra –no caso, a placa Filipina. Embora as forças tectônicas acabem por deformar a placa do Pacífico de modo que ela faça um mergulho quase vertical no interior da Terra, no nível do leito marinho a placa mergulha em um ângulo relativamente suave.
Figura 2: Seção transversal geológica mostrando a Placa do Pacífico (à direita) sendo subduzida sob a Placa Filipina (esquerda) na Fossa das Marianas. Isso provoca o derretimento que gera magma para o arco vulcânico de Mariana. Figura modificada de Hussong e Fryer, 1981.
“Uma placa tectônica é um enorme pedaço de rocha, com 97 km ou mais de espessura. Para que isso afunde na terra, ele tem que se inclinar para baixo, e essas são curvas muito suaves”.
Uma razão pela qual a Fossa das Marianas é tão profunda, ele acrescentou, é porque o Pacífico ocidental é o lar de alguns dos mais antigos fundos marinhos do mundo, cerca de 180 milhões de anos – Robert Stern, geofísico da Universidade do Texas, em Dallas.
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A Fossa das Marianas é um ambiente muito frio e altamente pressurizado – a pressão é mais de 1.000 vezes maior que a pressão que sentimos ao nível do mar. Apesar destas condições inóspitas do fundo do mar, é o lar de milhares de espécies de invertebrados e peixes incomuns. Estes incluem espécies mais comuns, como solha e linguado, bem como o bizarro peixe-pescador, que usa uma protusão bioluminescente (luz produzida por um organismo vivo) para atrair sua presa.
Figura 03: Peixe-Pescador.

Os habitantes microscópicos da Fossa das Marianas podem até mesmo lançar luz sobre o surgimento da vida na Terra. Alguns pesquisadores, como Patricia Fryer, da Universidade do Havaí, especularam que amostras de serpentina localizadas perto de fossas oceânicas, em vulcões de lama,  poderiam ter fornecido as condições adequadas para as primeiras formas de vida de nosso planeta. Além disso, estudar rochas do local pode levar a uma melhor compreensão dos terremotos que criam os tsunamis poderosos e devastadores vistos ao redor do Pacífico, dizem geólogos.

Se o Monte Everest, o ponto mais alto da Terra, com 8.850 m de altitude, fosse colocado na Fossa das Marianas, ainda restariam mais de 2.000 m de água acima dele.
Figura 04: Ilustração da descida colossal de 2 horas e 36 minutos até ao fundo, que vai além dos últimos vestígios de luz solar a 1000 m, além do nível de profundidade do local onde o Titanic “descansa”, a aproximadamente 3800 m e além da altura do Everest (8850 m).

Em 1984, japoneses enviaram uma embarcação de pesquisa altamente especializada para a Fossa das Marianas e coletaram alguns dados usando um equipamento chamado de ecobatímetro estreito de múltiplos feixes.

O que um ecobatímetro faz é enviar ondas sonoras de alta frequência (fora do alcance da audição humana) através da água até o fundo do oceano. As ondas sonoras viajam através da água, ainda mais rapidamente do que viajam pelo ar, e saltam de objetos sólidos, como o fundo do oceano. 

O ecobatímetro mede precisamente quanto tempo leva para as ondas sonoras retornarem à superfície e determina a profundidade com base na taxa de retorno. Essas sondagens são plotadas em um gráfico por um computador para fazer um “mapa de eco” do fundo do oceano. A medida mais profunda do “Challenger Deep” atualmente disponível foi tomada pelos japoneses e foi de 10.923 m.
Figura 05: Uma ilustração que descreve a capacidade de mapeamento subaquático do USNS Bowditch (T-AGS 62) e outros navios de sua classe. Existem 5 navios nesta classe. Ilustração gráfica da Marinha dos EUA.

Em 25 de março de 2012, James Cameron, conhecido como diretor de filmes como “Titanic” e “Avatar”, se tornou a terceira pessoa – e o único a viajar sozinho – a visitar o “Challenger Deep”, a 11 km abaixo da superfície do Oceano Pacífico. 

Com a ajuda do Acheron Project, sediado na Austrália, o diretor projetou o Deepsea Challenger, um submersível de descida vertical única, equipado com câmeras HD 3D [1], ferramentas para coletar amostras científicas [2] e, especialmente, baterias projetadas, alojadas em caixas plásticas, preenchidas com óleo de silicone [3]. Em vez de construir o submarino de aço e usar espuma para torná-lo neutro e flutuante, a Acheron criou uma nova espuma sintética – resina epóxi contendo microesferas de vidro oco – que serve como principal material estrutural [4]. Cameron sentou-se em uma esfera de aço com 2,5 polegadas de espessura e 43 polegadas de diâmetro  [5], onde ele controlava o submarino com joysticks.

O Deepsea Challenger chegou ao fundo em 2,5 horas com a ajuda de mais de 453 kg de aço [6]. Cameron teve que ressurgir após 3 horas no fundo do mar por causa de um vazamento hidráulico – ele acionou um interruptor para descartar os pesos e subiu em 70 minutos – mas, de modo geral, o submarino funcionou conforme o planejado.
Figura 06: Mapa da descida de James Cameron ao “Challenger Deep”. LANA BRAGINA/DOGO

REFERÊNCIAS

BILL CHADWICK, Oregon State University and NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory. Disponível em: <https://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/14fire/background/seamounts/seamounts.html>.
DEEPSEA CHALLENGE, National Geographic. All rights reserved. Disponível em: <http://www.deepseachallenge.com/the-expedition/mariana-trench/>.
ERIN MCCARTHY, James Cameron’s Deep-Ocean Dive, Diagrammed. Disponível em: <https://www.popularmechanics.com/science/environment/a7863/james-camerons-deep-ocean-dive-diagrammed-9479167/>.
 https://news.nationalgeographic.com/news/2012/04/120405-james-cameron-mariana-trench-deepsea-challenger-oceans-science/>.

quinta-feira, 20 de dezembro de 2018

In this submersible, two people can descend to 11,000 meters and gather samples with a robotic arm.
THE FIVE DEEPS EXPEDITION

‘Five Deeps’ mission to explore mysterious ocean trenches

He scaled Mount Everest and the highest peaks on the six other continents. He skied to the North and South poles. Now, Victor Vescovo, the multimillionaire co-founder of a private equity company in Dallas, Texas, wants to be the first person to visit the deepest point in each of the five oceans. This week, Vescovo was set to complete the first dive in the yearlong Five Deeps Expedition, piloting a titanium-alloy, 12.5-ton submersible down 8408 meters to the deepest part of the Atlantic Ocean, in the Puerto Rico Trench.

Five Deeps may look like a vanity project, but for scientists, it is a rare opportunity to study inaccessible, mysterious places. "If there wasn't this rich guy, there is not any funding agency that would be willing to spend so much money to visit all those areas," says Ann Vanreusel, a deep-sea biologist at Ghent University in Belgium. The expedition will yield high-resolution maps that could offer clues about how ocean trenches form when tectonic plates plunge into the mantle. The dives are also sure to spot new species, which will give researchers a chance to compare the ecosystems that have evolved in these isolated, exotic habitats. "Great insights could come when we can start comparing these ultradeep sites," says Stuart Piertney, an evolutionary biologist at the University of Aberdeen in the United Kingdom.

The HMS Challenger Expedition, a pioneering voyage in the 1870s, showed that life exists across the deep ocean by trawling and dredging up creatures from as deep as 8000 meters. Since then, research trawls have netted cutthroat eels, snailfish, and other animals adapted to the cold and pressure. Some rely on bioluminescence to attract mates or prey in the darkness. Below 8000 meters, sea cucumbers and giant crustaceans called amphipods dominate.

Firsthand exploration of the trenches has been limited. People have reached the bottom of the Mariana Trench, the world's deepest trench, only twice: in 1960, in the bathyscaphe Trieste, and in 2012, when movie director James Cameron descended in an $8 million custom submersible. In 1964, a French submersible descended 8385 meters to what was then thought to be the deepest part of the Puerto Rico Trench. The other three deeps have never been visited, although trenches elsewhere have been probed with remotely operated submersibles and autonomous landers. Landers can make measurements, record images, and collect samples before returning to the surface, but can't be controlled or targeted.

Alan Jamieson, a marine ecologist at Newcastle University in the United Kingdom who designed some of these landers, now can visit multiple trenches himself, as the science leader for the Five Deeps Expedition. In March 2017, he received a cryptic phone call from Triton Submarines, a high-end manufacturer in Sebastian, Florida. After signing a nondisclosure agreement, Jamieson learned that Vescovo had bought a 68-meter-long research vessel from the U.S. government and commissioned Triton to build a submersible capable of diving to 11,000 meters. Designed for quick descents and ascents, the Limiting Factor has three acrylic portholes, leather seats for Vescovo and a passenger, and custom lithium batteries to power propellers for scooting along the sea floor. "When someone phones up and says, ‘We have a multi-multi-multi-million-dollar submarine that can do things that your own gear can't,’ it seems like a logical step forward," Jamieson says.

A rotating cast of 15 collaborators will join Jamieson on the mother ship, Pressure Drop. It has space for three scientists, a wet lab, and a $1.5 million multibeam sonar to map the sea floor and verify its deepest spots.

Race to the bottoms

The Five Deeps Expedition aims to reach every ocean’s deepest trench and seven other deep sites in 11 months.







Once a dive site is chosen, Vescovo will plunge in the sub, following three landers dropped several kilometers apart. The landers, which contain cameras and baited traps, collect water and sediment samples. They also emit acoustic beacons for the sub to follow on its seafloor traverses. Along the way, it will record video with four wide-angle, low-light cameras. Floodlights will help the crew collect rocks or slow-moving organisms with a manipulator arm.

The sub can spend about a dozen hours at the bottom per dive, but the ship will linger only a few days at most sites. Even a cursory look could open windows on trench ecosystems. Examining specimens could reveal their adaptations, and genetic analysis back in Newcastle should yield evolutionary relationships of organisms from various trenches. Jamieson wants to know how species are influenced by temperature, depth, or the downward-drifting supply of food. He also wants to understand why fish in trenches seem to live shorter lives than those on the 6000-meter-deep abyssal plains. Jamieson thinks landslides and rockfalls in the steep-sided trenches may be taking a toll.

The new high-resolution maps could also yield insights into how tectonic forces created the deepest parts of the trenches—revealing cliffs created by faults, for example—says Heather Stewart, a geologist with the British Geological Survey in Edinburgh, who will be visiting at least the first two trenches. Sampled minerals could provide estimates of the water that subducting tectonic plates take into the mantle. These water-bearing minerals weaken the plates, perhaps reducing their potential for shallow earthquakes, and they also drive a deep water cycle in which water is swept into Earth's interior and returned to the surface in volcanic eruptions. Rocks collected from known locations should be more informative than those hauled up randomly in a trawl, says Lara Kalnins, a marine geophysicist at the University of Edinburgh. "They can take images and videos—all of this is context you ordinarily don't get."

After the team leaves Puerto Rico this week, it will head for the South Sandwich Trench, in the Southern Ocean near Antarctica. Then comes the Indian Ocean and the Pacific, and finally the Arctic. For the final leg of the expedition, in September 2019, Pressure Drop will sail up the Thames River to London, and Vescovo and Jamieson will give a lecture at the Royal Geographical Society. Then Vescovo hopes to sell Pressure Drop, the sub, and the landers, slightly used, for $48.2 million.
Posted in:
doi:10.1126/science.aaw4305




















































segunda-feira, 15 de outubro de 2018

Mariana Trench: The Deepest Depths


Mariana Trench: The Deepest Depths

This image of the Challenger Deep in the Mariana Trench, the deepest spot on Earth, was made using sound waves bounched off the sea floor. Darker blues represent deeper spots.
Credit: NASA/UNH Center for Coastal and Ocean Mapping/Joint Hydrographic Center
The Mariana Trench is a crescent-shaped trench in the Western Pacific, just east of the Mariana Islands near Guam. The region surrounding the trench is noteworthy for many unique environments. The Mariana Trench contains the deepest known points on Earth, vents bubbling up liquid sulfur and carbon dioxide, active mud volcanoes and marine life adapted to pressures 1,000 times that at sea level.

The Challenger Deep, in the southern end of the Mariana Trench (sometimes called the Marianas Trench), is the deepest spot in the ocean. Its depth is difficult to measure from the surface, but modern estimates vary by less than 1,000 feet (305 meters).

In 2010, the Challenger Deep was pegged at 36,070 feet (10,994 m), as measured with sounds pulses sent through the ocean during a 2010 survey by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

In 2012, film director and deep-sea explorer James Cameron descended to the bottom of Challenger Deep, briefly reaching 35,756 feet (10,898 m) during the 2012 expedition. But he could have gone a little deeper. A high-resolution seafloor mapping survey published in 2014 by researchers from the University of New Hampshire said the Challenger Deep bottoms out at 36,037 feet (10,984 m).
The ocean's second-deepest place is also in the Mariana Trench. The Sirena Deep, which lies 124 miles (200 kilometers) to the east of Challenger Deep, is a bruising 35,462 feet deep (10,809 m).
By comparison, Mount Everest stands at 29,026 feet (8,848 m) above sea level, meaning the deepest part of the Mariana Trench is 7,044 feet (2,147 m) deeper than Everest is tall.
The Mariana Trench is 1,580 miles (2,542 kilometers) long — more than five times the length of the Grand Canyon. However, the narrow trench averages only 43 miles (69 km) wide.

Because Guam is a U.S. territory and the 15 Northern Mariana Islands are a U.S. Commonwealth, the United States has jurisdiction over the Mariana Trench. In 2009, President George W. Bush established the Mariana Trench Marine National Monument, which created a protected marine reserve for the approximately 195,000 square miles (506,000 square km) of seafloor and waters surrounding the remote islands. It includes most of the Mariana Trench, 21 underwater volcanoes and areas around three islands.
The Mariana Trench was created by the process that occurs in a subduction zone, where two massive slabs of oceanic crust collide. At a subduction zone, one piece of oceanic crust is pushed and pulled underneath the other, sinking into the Earth's mantle, the layer under the crust. Where the two pieces of crust intersect, a deep trench forms above the bend in the sinking crust. In this case, the Pacific Ocean crust is bending below the Philippine crust. [Infographic: Tallest Mountain to Deepest Ocean Trench]

The Pacific crust, also called a tectonic plate, is about 180 million years old where it dives into the trench. The Philippine plate is younger and smaller than the Pacific plate.
"At subduction zones, the cold, dense crust sinks back into the mantle and is destroyed," said Nicholas van der Elst, a seismologist at Columbia University's Lamont Doherty Earth Observatory in Palisades, New York.
As deep as the trench is, it is not the spot closest to the center of Earth. Because the planet bulges at the equator, the radius at the poles is about 16 miles (25 km) less than the radius at the equator. So, parts of the Arctic Ocean seabed are closer to the Earth's center than the Challenger Deep.
The crushing water pressure on the floor of the trench is more than 8 tons per square inch (703 kilograms per square meter). This is more than 1,000 times the pressure felt at sea level, or the equivalent of having 50 jumbo jets piled on top of a person.
The Mariana Trench is located in the western Pacific Ocean.
The Mariana Trench is located in the western Pacific Ocean.
Credit: www.freeworldmaps.net

A chain of volcanoes that rise above the ocean waves to form the Mariana Islands mirrors the crescent-shaped arc of the Mariana Trench. Interspersed with the islands are many strange undersea volcanoes.
For example, the Eifuku submarine volcano spews liquid carbon dioxide from hydrothermal vents similar to chimneys. The liquid coming out of these chimneys is 217 degrees Fahrenheit (103 degrees Celsius). At the Daikoku submarine volcano, scientists discovered a pool of molten sulfur 1,345 feet (410 m) below the ocean surface, something seen nowhere else on Earth.
Recent scientific expeditions have discovered surprisingly diverse life in these harsh conditions. Animals living in the deepest parts of the Mariana Trench survive in complete darkness and extreme pressure, said Natasha Gallo, a doctoral student at the Scripps Institution of Oceanography who has been studying the video footage from Cameron's 2012 expedition.

Food in the Mariana Trench is extremely limited, because the deep gorge is far from land. Leaves, coconuts and trees rarely find their way into the bottom of the trench, Gallo said, and dead plankton sinking from the surface must drop thousands of feet to reach Challenger Deep. Instead, some microbes rely on chemicals, such as methane or sulfur, while other creatures gobble marine life lower on the food chain.

The three most common organisms at the bottom of the Mariana Trench are xenophyophores, amphipods and small sea cucumbers (holothurians), Gallo said.
The single-celled xenophyophores resemble giant amoebas, and they eat by surrounding and absorbing their food. Amphipods are shiny, shrimplike scavengers commonly found in deep-sea trenches. The holothurians may be a new species of bizarre, translucent sea cucumber.
"These are some of the deepest holothurians ever observed, and they were relatively abundant," Gallo said.
Scientists have also identified more than 200 different microorganisms in mud collected from the Challenger Deep. The mud was brought back to labs on dry land in special canisters, and is painstakingly kept in conditions that mimic the crushing cold and pressure. [Video: Dive Deep: Virtual Tour of the Mariana Trench]

During Cameron's 2012 expedition, scientists also spotted microbial mats in the Sirena Deep, the zone east of the Challenger Deep. These clumps of microbes feed on hydrogen and methane released by chemical reactions between seawater and rocks.

However, a deceptively vulnerable-looking fish is not only right at home here, it's also one of the region's top predators. In 2017, scientists reported they had collected specimens of an unusual creature, dubbed the Mariana snailfish, which lives at a depth of about 26,200 feet (8,000 m). The snailfish's small, pink and scaleless body hardly seems capable of surviving in such a punishing environment, but this fish is full of surprises, researchers reported in a new study. The animal appears to dominate in this ecosystem, going deeper than any other fish and exploiting the absence of competitors by gobbling up the plentiful invertebrate prey that inhabit the trench, the study authors wrote.
Unfortunately, the deep ocean acts as a potential sink for discarded pollutants and litter. In a recent study, a research team led by Newcastle University shows that human-made chemicals that were banned in the 1970s are still lurking in the deepest parts of the ocean.

While sampling amphipods (shrimp-like crustaceans) from the Mariana and Kermadec trenches, the researchers discovered extremely high levels of persistent organic pollutants (POPs) in the organisms’ fatty tissues. These included polychlorinated biphenyls (PCBs) and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), chemicals commonly used as electrical insulators and flame retardants, according to a study published in the journal Nature Ecology & Evolution. These POPs were released into the environment through industrial accidents and landfill leakages from the 1930s until the 1970s when they were finally banned.

"We still think of the deep ocean as being this remote and pristine realm, safe from human impact, but our research shows that, sadly, this could not be further from the truth,” said lead author Alan Jamieson of Newcastle University in a press release.

In fact, the amphipods in the study contained levels of contamination similar to that found in Suruga Bay, one of the most polluted industrial zones of the northwest Pacific.
Since POPs cannot degrade naturally, they persist in the environment for decades, reaching the bottom of the ocean by way of contaminated plastic debris and dead animals. The pollutants are then carried from creature to creature through the ocean’s food chain, eventually resulting in chemical concentrations far higher than surface level pollutions.

"The fact that we found such extraordinary levels of these pollutants in one of the most remote and inaccessible habitats on earth really brings home the long term, devastating impact that humankind is having on the planet," said Jamieson in the press release.
The researchers say the next step will be to understand the consequences of this contamination and what it is doing to the ecosystem as a whole.
  • In 1875, the trench was discovered by the HMS Challenger using recently invented sounding equipment during a global circumnavigation.
  • In 1951, the trench was sounded again by HMS Challenger II. Challenger Deep was named after the two vessels.
  • In 1960, a "deep boat" named Bathyscaphe Trieste reached the bottom of Challenger Deep. It was the first vessel to do so and was manned by U.S. Navy Lt. Don Walsh and Swiss scientist Jacques Piccard.
  • In 1995, the Japanese unmanned submarine Kaiko gathered samples and useful data from the trench.
  • In 2009, the United States sent a hybrid remotely operated vehicle, Nereus, to the floor of Challenger Deep. The vehicle remained on the seabed for nearly 10 hours.
  • In 2012, Cameron manned the Deepsea Challenger and reached the seabed but was unable to capture any photos due to a hydraulic fluid leak. The submersible was later donated to the Woods Hole Oceanographic Institution.
— Additional reporting by Elizabeth Dohrer and Traci Pedersen, LiveScience contributors
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segunda-feira, 21 de maio de 2018

Ben Mierement, NOAA NOS (ret.)

Plastic debris found in the deepest part of the ocean

Detritos de plástico encontrados na parte mais profunda do oceano

Plastic trash is now so pervasive, it has even made its way to the deepest part of the oceanNational Geographic reports. Scientists found a plastic bag almost 11 kilometers deep in the Mariana Trench in the Pacific Ocean while combing through a database of photos from thousands of submersible dives made over the past 30 years. One-third of all debris in the database, created to provide a record of trash in the ocean depths, were plastics, mostly single-use products. In some photos, deep-sea creatures like sea anemones were entangled in the plastic. Writing in Marine Policy, the researchers say the production of plastic waste needs to be drastically reduced to protect the deep-sea environment.


O lixo de plástico agora é tão difundido que chegou até a parte mais profunda do oceano, segundo a National Geographic. Os cientistas encontraram uma sacola plástica de quase 11 quilômetros de profundidade na Fossa das Marianas, no Oceano Pacífico, enquanto vasculhava um banco de dados de fotos de milhares de mergulhos submersíveis feitos nos últimos 30 anos. Um terço de todos os detritos no banco de dados, criados para fornecer um registro de lixo nas profundezas do oceano, eram plásticos, a maioria produtos de uso único. Em algumas fotos, criaturas do fundo do mar, como anêmonas do mar, estavam enredadas no plástico. Escrevendo em Política Marinha, os pesquisadores dizem que a produção de resíduos plásticos precisa ser drasticamente reduzida para proteger o ambiente do fundo do mar.