WAT ZIJN OCEAANSLEUVEN? - MILIEU - 2026

De oceaansleuven zijn diepten op de zeebodem die worden gevormd als gevolg van de activiteit van de tektonische platen van de aarde, die de ene onder de andere convergeert.

Deze lange, smalle V-vormige depressies zijn de diepste delen van de oceaan en worden over de hele wereld aangetroffen tot een diepte van ongeveer 10 kilometer onder zeeniveau.

De diepste loopgraven zijn te vinden in de Stille Oceaan en maken deel uit van de zogenaamde "Ring of Fire" die ook actieve vulkanen en aardbevingsgebieden omvat.

De diepste oceanische geul is de Mariana Trench, gelegen nabij de Sea Islands met een lengte van meer dan 1.580 mijl of 2.542 kilometer, 5 keer langer dan de Grand Canyon in Colorado, Verenigde Staten en gemiddeld slechts 43 mijl ( 69 kilometer) breed.

Daar bevindt zich de Challenger Abyss, die op 10.911 meter het diepste deel van de oceaan is. Evenzo zijn de graven van Tonga, Kuril, Kermadec en Philippine meer dan 10.000 meter diep.

Ter vergelijking: de Mount Everest ligt 8848 meter boven zeeniveau, wat betekent dat de Mariana Trench op het diepste punt meer dan 2000 meter diep is.

Oceaansleuven beslaan de diepste laag van de oceaan. De intense druk, het gebrek aan zonlicht en de ijskoude temperaturen van deze plek maken het een van de meest unieke habitats op aarde.

Hoe worden oceaansleuven gevormd?

Putten worden gevormd door subductie, een geofysisch proces waarbij twee of meer tektonische platen van de aarde samenkomen en de oudste en dichtste plaat onder de lichtere plaat wordt geduwd, waardoor de oceaanbodem en de buitenste korst (de lithosfeer) buigt en vormt een helling, een V-vormige verdieping.

Subductiezones

Met andere woorden, wanneer de rand van een dichte tektonische plaat de rand van een minder dichte tektonische plaat ontmoet, buigt de dichtere plaat naar beneden. Dit type grens tussen lagen van de lithosfeer wordt convergent genoemd. De plaats waar de dichtste plaat wordt onderverdeeld, wordt de subductiezone genoemd.

Het subductieproces maakt de loopgraven tot dynamische geologische elementen, die verantwoordelijk zijn voor een aanzienlijk deel van de seismische activiteit van de aarde en ze zijn vaak het epicentrum van grote aardbevingen, waaronder enkele van de grootste aardbevingen die ooit zijn geregistreerd.

Sommige oceaantroggen worden gevormd door subductie tussen een plaat die continentale korst draagt ​​en een plaat die oceanische korst draagt. De continentale korst drijft altijd meer dan de oceanische korst en de laatste zal altijd subduceren.

De bekendste oceaansleuven zijn het resultaat van deze grens tussen samenkomende platen. De Peru-Chili-geul voor de westkust van Zuid-Amerika wordt gevormd door de oceanische korst van de Nazca-plaat die onder de continentale korst van de Zuid-Amerikaanse plaat valt.

De Ryukyu-greppel, die zich uitstrekt vanaf het zuiden van Japan, is zo gevormd dat de oceanische korst van de Filippijnse plaat onder de continentale korst van de Euraziatische plaat valt.

Oceaansleuven kunnen zich zelden vormen wanneer twee platen met continentale korst elkaar ontmoeten. De Mariana Trench, in de Stille Zuidzee, vormt zich wanneer de machtige Pacifische plaat onder de kleinere en minder dichte plaat van de Filippijnen zakt.

In een subductiezone wordt een deel van het gesmolten materiaal, dat voorheen de oceaanbodem was, meestal omhoog getild door vulkanen die zich nabij de put bevinden. Vulkanen creëren vaak vulkanische bogen, een bergketeneiland dat parallel aan de greppel ligt.

De Aleutian Trench wordt gevormd waar de Pacifische plaat onder de Noord-Amerikaanse plaat in het noordpoolgebied tussen de staat Alaska in de Verenigde Staten en de Russische regio Siberië ondergaat. De Aleoeten vormen een vulkanische boog die van het schiereiland Alaska en net ten noorden van de Aleutian Trench loopt.

Niet alle oceaantroggen bevinden zich in de Stille Oceaan. De Puerto Rico Trench is een complexe tektonische depressie die deels wordt gevormd door de subductiezone van de Kleine Antillen. Hier wordt de oceanische korst van de enorme Noord-Amerikaanse plaat ondergedompeld onder de oceanische korst van de kleinere Caribische plaat.

Waarom zijn oceaansleuven belangrijk?

De kennis van oceaansleuven is beperkt vanwege hun diepte en afgelegen ligging, maar wetenschappers weten dat ze een belangrijke rol spelen in ons leven op het land.

Een groot deel van de seismische activiteit in de wereld vindt plaats in subductiezones, wat een verwoestend effect kan hebben op kustgemeenschappen en nog meer op de wereldeconomie.

Aardbevingen op de zeebodem in subductiezones waren verantwoordelijk voor de tsunami in de Indische Oceaan in 2004 en de aardbeving en tsunami in Tohoku in Japan in 2011.

Door oceaansleuven te bestuderen, kunnen wetenschappers het fysieke proces van subductie en de oorzaken van deze verwoestende natuurrampen begrijpen.

De studie van de loopgraven geeft onderzoekers ook inzicht in de nieuwe en diverse vormen van aanpassing van organismen uit de diepzee aan hun omgeving, die mogelijk de sleutel vormen tot biologische en biomedische vooruitgang.

Door te bestuderen hoe diepzee-organismen zich hebben aangepast aan het leven in hun barre omstandigheden, kan het begrip op veel verschillende onderzoeksgebieden worden vergroot, van diabetesbehandelingen tot verbeterde reinigingsmiddelen.

Onderzoekers hebben al microben ontdekt die in hydrothermale openingen in de diepzee leven en die potentieel hebben als nieuwe vormen van antibiotica en kankermedicijnen.

Dergelijke aanpassingen kunnen ook de sleutel zijn om de oorsprong van het leven in de oceaan te begrijpen, aangezien wetenschappers de genetica van deze organismen onderzoeken om de puzzel te leggen van het verhaal van hoe het leven zich uitbreidt tussen geïsoleerde ecosystemen en uiteindelijk door de oceanen van de wereld.

Recent onderzoek heeft ook aangetoond dat grote en onverwachte hoeveelheden koolstofmaterie zich ophopen in de putten, wat erop zou kunnen wijzen dat deze regio's een belangrijke rol spelen in het klimaat op aarde.

Deze koolstof wordt in beslag genomen in de aardmantel door middel van subductie of geconsumeerd door bacteriën uit de put.

Deze ontdekking biedt kansen voor verder onderzoek naar de rol van loopgraven, zowel als bron (via vulkanen en andere processen) als als afzetting in de koolstofcyclus van de planeet die van invloed kan zijn op hoe wetenschappers uiteindelijk begrijpen en voorspellen. de impact van door mensen gegenereerde broeikasgassen en klimaatverandering.

De ontwikkeling van nieuwe diepzeetechnologie, van onderzeeërs tot camera's en sensoren en monsternemers, zal wetenschappers geweldige kansen bieden om systematisch loopgravenecosystemen te onderzoeken gedurende lange perioden.

Dit zal ons uiteindelijk een beter begrip geven van aardbevingen en geofysische processen, bekijken hoe wetenschappers de mondiale koolstofcyclus begrijpen, mogelijkheden bieden voor biomedisch onderzoek en mogelijk bijdragen aan nieuwe inzichten in de evolutie van het leven op aarde.

Deze zelfde technologische vooruitgang zal nieuwe mogelijkheden creëren voor wetenschappers om de oceaan als geheel te bestuderen, van afgelegen kustlijnen tot de met ijs bedekte Noordelijke IJszee.

Het leven in de loopgraven van de oceaan

Oceaansleuven zijn enkele van de meest vijandige habitats op aarde. De druk is meer dan 1.000 keer het oppervlak en de watertemperatuur is iets boven het vriespunt. Misschien nog belangrijker is dat zonlicht niet door de diepste oceaansleuven dringt, waardoor fotosynthese onmogelijk wordt.

Organismen die in oceaansleuven leven, zijn geëvolueerd met ongebruikelijke aanpassingen om te gedijen in deze koude, donkere canyons.

Hun gedrag is een test van de zogenaamde "visuele interactie hypothese", die zegt dat hoe groter de zichtbaarheid van een organisme, hoe meer energie het moet besteden om op prooien te jagen of roofdieren af ​​te weren. Over het algemeen is het leven in de donkere loopgraven van de oceaan geïsoleerd en traag.

Druk

De druk op de bodem van de Challenger Abyss, de diepste plek op aarde, is 703 kilogram per vierkante meter (8 ton per vierkante inch). Grote zeedieren zoals haaien en walvissen kunnen niet in deze verpletterende diepte leven.

Veel organismen die gedijen in deze hogedrukomgevingen, hebben geen organen die zich met gassen vullen, zoals de longen. Deze organismen, waarvan vele verwant zijn aan zeesterren of kwallen, zijn voornamelijk gemaakt van water en geleiachtig materiaal dat niet zo gemakkelijk kan worden verpletterd als longen of botten.

Veel van deze wezens navigeren goed genoeg door de diepten om elke dag een verticale migratie van meer dan 1.000 meter vanaf de bodem van de loopgraven te maken.

Zelfs vissen in diepe kuilen zijn geleiachtig. Op de bodem van de Mariana Trench leven bijvoorbeeld veel soorten snailfish. De lichamen van deze vissen zijn vergeleken met wegwerpdoekjes.

Donker en diep

Ondiepe oceaansleuven hebben minder druk, maar kunnen zich nog steeds buiten de zonlichtzone bevinden, waar licht het water binnendringt.

Veel vissen hebben zich aangepast aan het leven in deze donkere oceaansleuven. Sommigen gebruiken bioluminescentie, wat betekent dat ze hun eigen licht produceren om te leven om hun prooi aan te trekken, een partner te vinden of het roofdier af te weren.

Voedselnetten

Zonder fotosynthese zijn mariene gemeenschappen voornamelijk afhankelijk van twee ongebruikelijke bronnen van voedingsstoffen.

De eerste is "zeesneeuw". Zeesneeuw is de voortdurende val van organisch materiaal vanaf de hoogten in de waterkolom. Zeesneeuw is voornamelijk afval, inclusief uitwerpselen en de overblijfselen van dode organismen zoals vissen of zeewier. Deze voedselrijke zeesneeuw voedt dieren zoals zeekomkommers of vampierinktvissen.

Een andere bron van voedingsstoffen voor de voedselwebben van oceaantroggen komt niet van fotosynthese maar van chemosynthese. Chemosynthese is het proces waarbij organismen in de oceaangeul, zoals bacteriën, chemische verbindingen omzetten in organische voedingsstoffen.

De chemische verbindingen die bij de chemosynthese worden gebruikt, zijn methaan of kooldioxide dat wordt verdreven uit hydrothermale ventilatieopeningen die hun hete en giftige gassen en vloeistoffen afgeven aan het ijskoude oceaanwater. Een veel voorkomend dier dat voor voedsel afhankelijk is van chemosynthetische bacteriën, is de gigantische buisworm.

Het verkennen van de graven

Oceaansleuven blijven een van de meest ongrijpbare en weinig bekende mariene habitats. Tot 1950 dachten veel oceanografen dat deze loopgraven onveranderlijke omgevingen waren die bijna levenloos waren. Zelfs vandaag de dag is veel van het onderzoek in oceaansleuven gebaseerd op oceaanbodemmonsters en fotografische expedities.

Dat verandert langzaam terwijl ontdekkingsreizigers letterlijk diep graven. De Challenger Deep, op de bodem van de Mariana Trench, ligt diep in de Stille Oceaan nabij het eiland Guam.

Slechts drie mensen hebben de Challenger Abyss bezocht, 's werelds diepste oceaangeul: een gezamenlijke Frans-Amerikaanse bemanning (Jacques Piccard en Don Walsh) in 1960 die een diepte van 10.916 meter bereikte en National Geographic-ontdekkingsreiziger James Cameron in 2012 tot 10.984 meter (twee andere onbemande expedities hebben ook de Challenger Abyss verkend).

Techniek onderzeeërs om oceaansleuven te verkennen, bieden een groot aantal unieke uitdagingen.

Onderzeeboten moeten ongelooflijk sterk en robuust zijn om sterke oceaanstromingen, geen zichtbaarheid en hoge druk van de Mariana Trench te bestrijden.

Het ontwikkelen van de techniek om mensen veilig te vervoeren, evenals kwetsbare apparatuur, is een nog grotere uitdaging. De onderzeeër die Piccard en Walsh naar de Challenger Deep bracht, de buitengewone Trieste, was een ongewoon vaartuig dat bekend stond als de bathyscaaf (een onderzeeër om de diepten van de oceaan te verkennen).

Camerons duikboot, Deepsea Challenger, pakte met succes technische uitdagingen op innovatieve manieren aan. Om diepe oceaanstromingen te bestrijden, was de onderzeeër ontworpen om langzaam te draaien tijdens het afdalen.

De lichten op de onderzeeër waren niet gemaakt van gloeilampen of fluorescerende lampen, maar eerder van reeksen kleine LED's die een gebied van ongeveer 30 meter verlichtten.

Misschien meer verrassend, is de Deepsea Challenger zelf ontworpen om te worden gecomprimeerd. Cameron en zijn team creëerden een op glas gebaseerd synthetisch schuim waarmee het voertuig kon comprimeren onder de druk van de oceaan. De Deepsea Challenger keerde 7,6 centimeter kleiner terug naar de oppervlakte dan toen hij daalde.

Referenties

1. ndTrenches. Woods Hole Oceanographic Institution. Ontvangen 9 januari 2017.
2. (2015, 13 juli). Oceaan geul. National Geographic Society. Ontvangen 9 januari 2017.
3. ndOceanische greppel. ScienceDaily. Ontvangen 9 januari 2017.
4. (2016, juli). OCEANISCHE TRENCH. Earth Geologic. Ontvangen 9 januari 2017.
5. ndDiepste deel van de oceaan. Geology.com. Ontvangen 9 januari 2017.
6. Oskin, B. (2014, 8 oktober). Mariana Trench: The Deepest Depths. WordsSideKick.com. Ontvangen 9 januari 2017.
7. ndOcean loopgraven. Encyclopedia.com. Ontvangen 9 januari 2017.