Quali sono le fosse oceaniche?

il trincee oceaniche sono abissi nel fondo del mare che si formano come risultato dell'attività delle placche tettoniche della Terra, che quando si converte l'una si spinge sotto l'altra.

Queste depressioni lunghe e strette a forma di V sono le parti più profonde dell'oceano e si trovano in tutto il mondo raggiungendo profondità di circa 10 chilometri sotto il livello del mare.

Nell'Oceano Pacifico sono le trincee più profonde e fanno parte del cosiddetto "Ring of Fire" che comprende anche vulcani attivi e zone terremotate.

La fossa oceanica più profonda è la Fossa delle Marianne situata vicino ai porti turistici con una lunghezza di oltre 1.580 miglia o 2.542 chilometri, 5 volte più lunga del Grand Canyon in Colorado, Stati Uniti e in media solo 43 miglia ( 69 chilometri) di larghezza.

Lì si trova l'Abisso Challenger, che a 10.911 metri è la parte più profonda dell'oceano. Allo stesso modo, le tombe di Tonga, Kurili, Kermadec e Filippine sono più profonde di 10.000 metri.

In confronto, l'Everest ha un'altezza di 8.848 metri sul livello del mare, il che significa che la Fossa delle Marianne nella sua parte più profonda è più di 2.000 metri di profondità.

Le fosse oceaniche occupano lo strato più profondo dell'oceano. L'intensa pressione, la mancanza di luce solare e le temperature gelide di questo luogo ne fanno uno degli habitat più unici della Terra.

Come si formano le trincee oceaniche?

Le fosse sono formate da subduzione, un processo geofisico in cui due o più placche tettoniche della Terra convergono e il più vecchio e più denso è spinto sotto la piastra più leggera causando il fondale marino e la crosta esterna (la litosfera) curva e forma un pendio, una depressione a forma di V.

Zone di subduzione

In altre parole, quando il bordo di una piastra tettonica densa incontra il bordo di una piastra tettonica meno densa, la piastra più densa si curva verso il basso. Questo tipo di confine tra gli strati della litosfera è chiamato convergente. Il luogo in cui la piastra più densa viene sottoposta a subduzione viene chiamata zona di subduzione.

Il processo di subduzione fa sì che le fosse siano elementi geologici dinamici, essendo responsabili di una parte significativa dell'attività sismica della Terra e sono spesso l'epicentro di grandi terremoti, compresi alcuni dei terremoti di maggiore entità registrati.

Alcune trincee oceaniche sono formate da una subduzione tra una placca recante una crosta continentale e una placca con una crosta oceanica. La crosta continentale galleggia sempre più della crosta oceanica e quest'ultima sarà sempre subdotta.

Le trincee oceaniche più conosciute sono il risultato di questo confine tra placche convergenti. La trincea Perù-Cile della costa occidentale del Sud America è formata dalla crosta oceanica della placca di Nazca che si sottomette sotto la crosta continentale della placca sudamericana.

La trincea di Ryukyu, che si estende dal Giappone meridionale, è formata in modo tale che la crosta oceanica della placca filippina subdotti sotto la crosta continentale della placca eurasiatica.

Raramente si possono formare pozzi oceanici quando due placche portanti la crosta continentale si incontrano. La fossa delle Marianne, nell'Oceano Pacifico meridionale, si forma quando l'imponente placca del Pacifico viene sottoposta a subduzione sotto il piatto più piccolo e meno denso delle Filippine.

In una zona di subduzione, una parte del materiale fuso, che in precedenza era il fondale marino, viene solitamente sollevata attraverso vulcani situati vicino alla fossa. I vulcani creano spesso archi vulcanici, un'isola di catena montuosa che si trova parallela alla fossa.

La trincea aleutina si forma dove la placca del Pacifico si sottomette sotto la placca nordamericana nella regione artica tra lo stato dell'Alaska negli Stati Uniti e la regione russa della Siberia. Le isole Aleutine formano un arco vulcanico che lascia la penisola dell'Alaska e appena a nord della fossa delle Aleutine.

Non tutte le trincee oceaniche si trovano nel Pacifico. La Fossa di Porto Rico è una complessa depressione tettonica che è in parte formata dalla zona di subduzione delle Piccole Antille. Qui, la crosta oceanica dell'enorme piatto del Nord America viene sottoposta a subduzione sotto la crosta oceanica del più piccolo piatto caraibico.

Perché le trincee oceaniche sono importanti?

La conoscenza delle trincee oceaniche è limitata a causa della profondità e della posizione remota, ma gli scienziati sanno che svolgono un ruolo significativo nella nostra vita sulla terra.

Gran parte dell'attività sismica del mondo si svolge in zone di subduzione, che possono avere un effetto devastante sulle comunità costiere e ancor più sull'economia globale.

I terremoti sul fondale marino generati nelle zone di subduzione sono stati responsabili dello tsunami nell'Oceano Indiano nel 2004 e del terremoto Tohoku e dello tsunami in Giappone nel 2011.

Studiando le trincee oceaniche, gli scienziati possono comprendere il processo fisico di subduzione e le cause di questi devastanti disastri naturali.

Lo studio delle fosse fornisce anche ai ricercatori una comprensione delle nuove e diverse forme di adattamento degli organismi dalle profondità del mare al loro ambiente, che può rappresentare la chiave per i progressi biologici e biomedici.

Studiare come gli organismi del mare profondo si sono adattati alla vita nei loro ambienti difficili può aiutare a far progredire la comprensione in molte diverse aree di ricerca, dai trattamenti per il diabete al miglioramento dei detergenti.

I ricercatori hanno già scoperto microbi che abitano prese d'aria idrotermali nell'abisso marino che hanno il potenziale come nuove forme di antibiotici e farmaci per il cancro.

Tali adattamenti possono anche avere la chiave per comprendere l'origine della vita nell'oceano, mentre gli scienziati esaminano la genetica di questi organismi per mettere insieme il puzzle della storia di come la vita si espande tra ecosistemi isolati e alla fine attraverso gli oceani del mondo.

Recenti ricerche hanno anche rivelato quantità inaspettate e grandi quantità di materiale di carbonio accumulato nelle fosse, il che potrebbe suggerire che queste regioni giochino un ruolo significativo nel clima della Terra.

Questo carbonio viene confiscato nel mantello della Terra attraverso la subduzione o consumato dai batteri nella fossa.

Questa scoperta offre opportunità per ulteriori ricerche sul ruolo delle fosse sia come fonte (attraverso vulcani e altri processi) che come riserva nel ciclo del carbonio del pianeta che può influenzare il modo in cui gli scienziati comprendono e prevedono l'impatto dei gas serra generati dall'uomo e il cambiamento climatico.

Lo sviluppo di nuove tecnologie dalle profondità del mare, dai sommergibili alle telecamere e sensori e campionatori, fornirà grandi opportunità agli scienziati di indagare sistematicamente sugli ecosistemi delle fosse per lunghi periodi di tempo.

Questo alla fine ci fornirà una migliore comprensione dei terremoti e dei processi geofisici, esamineremo come gli scienziati comprendono il ciclo globale del carbonio, forniscono strade per la ricerca biomedica e potenzialmente contribuiscono a nuove intuizioni sull'evoluzione della vita sulla Terra.

Questi stessi progressi tecnologici creeranno nuove capacità per gli scienziati di studiare l'oceano nel suo complesso, dalle coste remote all'oceano artico coperto di ghiaccio.

La vita nelle fosse oceaniche

Le trincee oceaniche sono tra gli habitat più ostili al mondo. La pressione è più di 1.000 volte rispetto alla superficie e la temperatura dell'acqua è leggermente superiore al punto di congelamento. Forse ancora più importante, la luce solare non penetra nelle profonde trincee oceaniche, rendendo impossibile la fotosintesi.

Gli organismi che vivono nelle trincee oceaniche si sono evoluti con adattamenti insoliti da sviluppare in questi canyon freddi e oscuri.

Il suo comportamento è un test della cosiddetta "ipotesi di interazione visiva" che dice che maggiore è la visibilità di un organismo, maggiore è l'energia che deve spendere per cacciare le prede o respingere i predatori. In generale, la vita nelle trincee oceaniche oscure è isolata e al rallentatore.

pressione

La pressione nella parte inferiore del Challenger Abyss, il posto più profondo sulla terra, è di 703 chilogrammi per metro quadrato (8 tonnellate per pollice quadrato). Grandi animali marini come squali e balene non possono vivere in questa profondità travolgente.

Molti organismi che si sviluppano in questi ambienti ad alta pressione non hanno organi che si riempiono di gas, come i polmoni. Questi organismi, molti dei quali legati alla stella marina o alla medusa, sono fatti per lo più di acqua e materiale gelatinoso che non può essere schiacciato facilmente come polmoni o ossa.

Molte di queste creature navigano in profondità abbastanza bene da effettuare una migrazione verticale di oltre 1.000 metri dal fondo della fossa ogni giorno.

Anche i pesci nelle fosse profonde sono gelatinosi. Molte specie di pesci di lumaca con teste di bulbi, ad esempio, vivono sul fondo della Fossa delle Marianne. I corpi di questi pesci sono stati confrontati con fazzoletti usa e getta.

Buio e profondo

Trincee oceaniche poco profonde hanno meno pressione, ma possono ancora essere al di fuori dell'area del sole, dove la luce penetra nell'acqua.

Molti pesci si sono adattati alla vita in queste pozze scure dell'oceano. Alcuni usano la bioluminescenza, il che significa che producono la loro luce per vivere per attirare la loro preda, trovare un compagno o respingere il predatore.

Reti alimentari

Senza la fotosintesi, le comunità marine dipendono principalmente da due fonti insolite di nutrienti.

Il primo è "neve di mare". La neve del mare è la continua caduta di materiale organico dalle altezze della colonna d'acqua. La neve del mare è principalmente rifiuti, inclusi escrementi e resti di organismi morti come pesci o alghe. Questa neve marina ricca di nutrienti nutre animali come i cetrioli di mare oi vampiri di calamari.

Un'altra fonte di nutrienti per le reti alimentari delle fosse oceaniche non proviene dalla fotosintesi ma dalla chemiosintesi. La chemiosintesi è il processo in cui gli organismi nella fossa oceanica, come i batteri, convertono i composti chimici in nutrienti organici.

I composti chimici usati nella chemiosintesi sono metano o anidride carbonica espulsi da prese d'aria idrotermiche che rilasciano i loro gas e fluidi caldi e tossici in acqua frigida dell'oceano. Un animale comune che dipende dai batteri chemiosintesi per ottenere cibo è il verme gigante.

Esplorando le tombe

Le fosse oceaniche rimangono uno degli habitat marini più elusivi e poco conosciuti. Fino al 1950, molti oceanografi pensavano che queste fosse fossero ambienti immutabili in prossimità dell'essere senza vita. Ancora oggi, gran parte della ricerca sulle trincee oceaniche si basa su campioni di fondali marini e spedizioni fotografiche.

Questo sta lentamente cambiando mentre gli esploratori scavano in profondità, letteralmente. L'Abisso Challenger, nella parte inferiore della Fossa delle Marianne, si trova nel profondo dell'Oceano Pacifico vicino all'isola di Guam.

Solo tre persone hanno visitato il Challenger Abyss, il pozzo oceanico più profondo del mondo: un equipaggio franco-americano congiunto (Jacques Piccard e Don Walsh) nel 1960 raggiungendo una profondità di 10.916 metri e l'esploratore in residenza del National Geographic James Cameron nel 2012 raggiungendo 10.984 metri (Altre due spedizioni senza equipaggio hanno anche esplorato l'Abisso Challenger).

L'ingegneria dei sommergibili per esplorare le trincee oceaniche presenta una serie di sfide uniche.

I sommergibili devono essere incredibilmente forti e resistenti per combattere con forti correnti oceaniche, visibilità zero e grande pressione dalla Fossa delle Marianne.

Lo sviluppo dell'ingegneria per trasportare persone in sicurezza e attrezzature delicate è ancora una grande sfida. Il sottomarino che portò Piccard e Walsh nel Challenger Abyss, la straordinaria Trieste, era una nave insolita nota come batiscafo (sottomarino per esplorare le profondità dell'oceano).

Il sommergibile di Cameron, Deepsea Challenger, ha affrontato con successo le sfide ingegneristiche in modi innovativi. Per combattere le correnti marine profonde, il sottomarino è stato progettato per ruotare lentamente mentre scendeva.

Le luci nel sottomarino non erano lampadine a incandescenza o fluorescenti, ma disposizioni di minuscoli LED che illuminavano un'area di circa 30 metri.

Forse più sorprendentemente, lo stesso Deepsea Challenger è stato progettato per comprimersi. Cameron e il suo team hanno creato una schiuma sintetica a base di vetro che ha permesso al veicolo di comprimere sotto la pressione dell'oceano. Il Deepsea Challenger tornò in superficie a 7,6 centimetri più piccolo di quando scese.

riferimenti

1. n.d.Trenches. Istituzione oceanografica di Woods Hole. Estratto il 9 gennaio 2017.
2. (2015, luglio 13). Fossa oceanica. National Geographic Society. Estratto il 9 gennaio 2017.
3. n. Trincea oceanica. ScienceDaily. Estratto il 9 gennaio 2017.
4. (2016, luglio). TRENCH OCEANICO. Terra geologica. Estratto il 9 gennaio 2017.
5. n.d.Prima parte dell'oceano. Geology.com. Estratto il 9 gennaio 2017.
6. Oskin, B. (2014, 8 ottobre). Mariana Trench: The Deepest Depths. Scienza dal vivo Estratto il 9 gennaio 2017.
7. n. trincee oceaniche. Encyclopedia.com. Estratto il 9 gennaio 2017.