تغطي المحيطات 70% من سطح الأرض، ولكن حتى يومنا هذا لا تزال أعماقها غير مستكشفة إلى حد كبير. ويقدر العلماء أن ما بين 90 و95 بالمائة من أعماق البحار لا يزال لغزا. إن أعماق البحار هي حقا الحدود النهائية للكوكب.
Table of Contents
ما هو استكشاف أعماق البحار؟
مصطلح “أعماق البحر” ليس له نفس المعنى لدى الجميع. بالنسبة للصيادين، البحر العميق هو أي جزء من المحيط يقع خارج الجرف القاري الضحل نسبيًا. بالنسبة للعلماء، فإن أعماق البحار هي الجزء الأدنى من المحيط، أسفل الخط الحراري (الطبقة التي يتوقف فيها تأثير التدفئة والتبريد الناتج عن ضوء الشمس) وفوق قاع البحر. هذا هو الجزء من المحيط الذي يزيد عمقه عن 1000 قامة أو 1800 متر.
من الصعب استكشاف الأعماق لأنها مظلمة إلى الأبد، وباردة للغاية (بين 0 درجة مئوية و3 درجات مئوية تحت 3000 متر)، وتحت ضغط مرتفع (15750 رطل لكل بوصة مربعة أو أكثر من 1000 مرة أعلى من الضغط الجوي القياسي عند مستوى سطح البحر). منذ عهد بليني وحتى نهاية القرن التاسع عشر، اعتقد الناس أن أعماق البحار عبارة عن أرض قاحلة هامدة.
يعترف العلماء المعاصرون بأن أعماق البحار هي أكبر موطن على هذا الكوكب. وقد تم تطوير أدوات خاصة لاستكشاف هذه البيئة الباردة والمظلمة والمضغوطة.
استكشاف أعماق البحار هو مسعى متعدد التخصصات يشمل علم المحيطات، وعلم الأحياء، والجغرافيا، وعلم الآثار، والهندسة.
تاريخ موجز لاستكشاف أعماق البحار
بدأ تاريخ استكشاف أعماق البحار مؤخرًا نسبيًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى الحاجة إلى التكنولوجيا المتقدمة لاستكشاف الأعماق. تشمل بعض المعالم ما يلي:
1521 : حاول فرديناند ماجلان قياس عمق المحيط الهادئ. يستخدم خطًا مرجحًا يبلغ طوله 2400 قدم، لكنه لا يلمس القاع.
1818 : اصطاد السير جون روس الديدان وقناديل البحر على عمق حوالي 2000 متر (6550 قدمًا)، مما قدم أول دليل على الحياة في أعماق البحار.
1842 : على الرغم من اكتشاف روس، اقترح إدوارد فوربس نظرية الهاوية، التي تنص على أن التنوع البيولوجي يتناقص مع الموت وأن الحياة لا يمكن أن توجد على عمق أكثر من 550 مترًا (1800 قدم).
1850 : دحض مايكل سارس نظرية أبيسوس من خلال اكتشاف نظام بيئي غني على عمق 800 متر (2600 قدم).
1872-1876 : قامت السفينة إتش إم إس تشالنجر ، بقيادة تشارلز وايفيل طومسون، بأول رحلة استكشافية في أعماق البحار. اكتشف فريق تشالنجر العديد من الأنواع الجديدة التي تتكيف بشكل فريد مع الحياة بالقرب من قاع البحر.
1930 : أصبح ويليام بيبي وأوتيس بارتون أول إنسانين يزوران أعماق البحار. داخل كرة الأعماق الفولاذية، يلاحظون الجمبري وقناديل البحر.
1934 : سجل أوتيس بارتون رقماً قياسياً جديداً في الغوص البشري، حيث وصل إلى 1370 متراً (0.85 ميلاً).
1956 : أصدر جاك إيف كوستو وفريقه على متن السفينة كاليبسو أول فيلم وثائقي كامل بالألوان بعنوان Le Monde du Silent ( العالم الصامت )، يُظهر للناس في كل مكان جمال وحياة أعماق البحار.
1960 : جاك بيكارد ودون والش، مع سفينة أعماق البحار تريست ، ينزلان إلى قاع تشالنجر ديب في خندق ماريانا (10740 مترًا/6.67 ميلًا). يلاحظون الأسماك والكائنات الحية الأخرى. ولم يكن من المعتقد أن الأسماك تعيش في مثل هذه المياه العميقة.
1977 : تم اكتشاف النظم البيئية حول الفتحات الحرارية المائية . وتستخدم هذه النظم البيئية الطاقة الكيميائية، بدلا من الطاقة الشمسية.
1995 : تم رفع السرية عن بيانات رادار القمر الصناعي Geosat، مما سمح برسم خرائط عالمية لقاع البحر.
2012 : أكمل جيمس كاميرون، مع السفينة Deepsea Challenger ، أول غوص منفرد إلى قاع تشالنجر ديب .
تعمل الدراسات الحديثة على توسيع معرفتنا بالجغرافيا والتنوع البيولوجي في أعماق البحار. تواصل مركبة الاستكشاف Nautilus و Okeanus Explorer التابعة لـ NOAA اكتشاف أنواع جديدة، وكشف تأثيرات الإنسان على البيئة السطحية ، واستكشاف حطام السفن والتحف في أعماق سطح البحر. يقوم برنامج الحفر المتكامل للمحيطات (IODP) تشيكيو بتحليل الرواسب من قشرة الأرض وقد تصبح أول سفينة تقوم بالحفر في عباءة الأرض.
الأجهزة والتكنولوجيا
مثل استكشاف الفضاء، يتطلب استكشاف أعماق البحار أدوات وتكنولوجيا جديدة. في حين أن الفضاء عبارة عن فراغ بارد، فإن أعماق المحيطات باردة ولكنها شديدة الضغط. المياه المالحة أكالة وموصلة. انها مظلمة جدا.
العثور على القاع
في القرن الثامن، أسقط الفايكنج أوزان الرصاص المرتبطة بالحبال لقياس عمق المياه. ابتداءً من القرن التاسع عشر، استخدم الباحثون الأسلاك بدلاً من الحبال لأخذ قياسات السبر. في العصر الحديث، قياسات العمق الصوتي هي القاعدة. في الأساس، تنتج هذه الأجهزة صوتًا عاليًا وتستمع إلى الصدى لقياس المسافة.
استكشاف الإنسان
بمجرد أن عرف الناس مكان قاع البحر، أرادوا زيارته وفحصه. لقد تقدم العلم إلى ما هو أبعد من جرس الغوص، وهو برميل يحتوي على هواء يمكن إنزاله في الماء. تم بناء أول غواصة على يد كورنيليوس دريبل في عام 1623. وقد حصل بينوا روكوارول وأوغست دينيروس على براءة اختراع أول جهاز للتنفس تحت الماء في عام 1865. وقام جاك كوستو وإميل غانيان بتطوير جهاز أكوالونغ، الذي كان أول “جهاز غوص سكوبا” حقيقي (جهاز تنفس تحت الماء قائم بذاته). ) نظام. في عام 1964، تم اختبار ألفين. تم بناء ألفين بواسطة شركة جنرال ميلز وتديرها البحرية الأمريكية ومعهد وودز هول لعلوم المحيطات. سمح ألفين لثلاثة أشخاص بالبقاء تحت الماء لمدة تصل إلى تسع ساعات وعلى عمق 14800 قدم. يمكن للغواصات الحديثة أن تسافر على عمق 20000 قدم.
الاستكشاف الآلي
بينما زار البشر الجزء السفلي من خندق ماريانا، كانت الرحلات باهظة الثمن ولم تسمح إلا باستكشاف محدود. يعتمد الاستكشاف الحديث على الأنظمة الآلية.
المركبات التي يتم تشغيلها عن بعد (ROVs) هي مركبات مربوطة يتحكم فيها الباحثون على متن السفينة. تحمل المركبات ROVs عادةً كاميرات وأذرع مناورة ومعدات سونار وحاويات عينات.
تعمل المركبات ذاتية التحكم تحت الماء (AUVs) دون سيطرة بشرية. تقوم هذه المركبات بإنشاء خرائط، وقياس درجة الحرارة والمواد الكيميائية، والتقاط الصور. بعض المركبات، مثل Nereus ، تعمل إما كمركبة ROV أو AUV.
الأجهزة
يزور البشر والروبوتات المواقع ولكن لا يبقون فيها لفترة كافية لجمع القياسات بمرور الوقت. تراقب الأجهزة الموجودة تحت سطح البحر أغاني الحيتان وكثافة العوالق ودرجة الحرارة والحموضة والأكسجين والتركيزات الكيميائية المختلفة. ويمكن ربط هذه المستشعرات بالعوامات التي تنجرف بحرية على عمق حوالي 1000 متر. المراصد الراسية تحتوي على أدوات منزلية في قاع البحر. على سبيل المثال، يقع نظام مونتيري للأبحاث المتسارعة (MARS) على قاع المحيط الهادئ على ارتفاع 980 مترًا لرصد العيوب الزلزالية.
حقائق سريعة عن استكشاف أعماق البحار
- أعمق جزء من محيطات الأرض هو تشالنجر ديب في خندق ماريانا، على عمق 10994 مترًا (36070 قدمًا أو ما يقرب من 7 أميال) تحت مستوى سطح البحر.
- قام ثلاثة أشخاص بزيارة أعماق تشالنجر ديب. وصل المخرج السينمائي جيمس كاميرون إلى عمق قياسي بلغ 35.756 قدمًا في غوص منفرد تحت الماء في عام 2012.
- يمكن وضع جبل إيفرست داخل خندق ماريانا، مع وجود مساحة إضافية فوقه تزيد عن ميل واحد.
- باستخدام سبر القنابل (إلقاء مادة تي إن تي في خندق وتسجيل الصدى)، وجد العلماء أن خنادق ماريانا، وكيرماديك، وكوريل كامتشاتكا، والفلبين، وتونغا يتجاوز عمقها 10000 متر.
- في حين أن الاستكشاف البشري لا يزال يحدث، فإن معظم الاكتشافات الحديثة تتم باستخدام بيانات من الروبوتات وأجهزة الاستشعار.
