Почему человечество до сих пор не знает точной глубины Мирового океана: объяснение

Насколько глубок Мировой океан в своей самой глубокой точке? Казалось бы, современные технологии уже давно должны были дать точный ответ на этот вопрос. Однако даже после десятков измерений учёные получают разные результаты.

Речь идет о бездне Челленджера – самой глубокой известной части морского дна, расположенной на юге Марианской впадины в западной части Тихого океана. Новое исследование японских ученых вновь показало: даже самые современные методы не позволяют определить ее глубину с абсолютной точностью. Подробности сообщает IflScience.

Измерить бездну Челленджера сложнее, чем кажется

Бездна Челленджера – это не одна конкретная точка на карте. Она состоит из трёх связанных между собой впадин – центральной, западной и восточной. Центральная – самая мелкая, за ней следует западная, а самой глубокой считается восточная.

Одно из самых известных современных значений глубины Бездны Челленджера составляет примерно 10 935 метров, или около 10,9 километра. Эту цифру получили океанографы NOAA в исследовании, опубликованном в 2021 году.

Однако она не является окончательной. Даже высокоточные измерения, проведенные в XXI веке, могут отличаться на десятки метров.

Японские исследователи решили ещё раз оценить глубину всех трёх впадин, использовав уже собранные данные, но применив к ним новые модели.

Как ученые измеряют самые глубокие места океана

Глубину Бездны Челленджера активно исследуют с середины ХХ века. Для этого в основном используют два способа.

Первый основан на измерении давления воды. Однако в этом случае специальный датчик необходимо физически опустить в тот участок, глубину которого нужно определить. Человек впервые достиг дна западной впадины Бездны Челленджера на глубоководном аппарате ещё в 1960 году. Однако отправлять подводный аппарат на глубину более 10 километров только ради очередного измерения сложно и неудобно.

Другой метод – акустическая батиметрия. Именно им пользовались британские и советские исследовательские суда ещё до первого погружения людей на дно впадины.

Принцип относительно прост: с судна на морское дно направляют звуковой сигнал и фиксируют, сколько времени требуется волне, чтобы достичь дна и вернуться обратно. Зная скорость распространения звука в воде, это время можно пересчитать в расстояние и таким образом определить глубину.

С тех пор технологии значительно усовершенствовались, однако этот принцип остается одним из основных способов исследования рельефа океанического дна.

Почему результаты измерений различаются

Именно здесь возникает главная проблема. В районе Бездны Челленджера звуковому сигналу требуется около 15 секунд, чтобы пройти путь от судна до дна и обратно.

Но скорость звука в морской воде не является абсолютно постоянной. На неё влияют температура, соленость, давление и другие характеристики воды. Даже небольшие изменения этих параметров на огромной толще воды могут сказаться на конечном результате.

Новое исследование японских ученых хорошо продемонстрировало масштаб этой погрешности. Исследователи создали пять моделей с различными параметрами океана и применили их к акустическим данным, собранным в 2023 году научно-исследовательским судном "Хакухо-мару".

Для восточной впадины Бездны Челленджера различные модели дали глубину от 10 914 до 10 932 метров.

Разница составляет 18 метров. Для обычных измерений это немало, хотя речь идет об определении глубины участка, расположенного почти в 11 километрах под поверхностью океана.

Какую глубину получили японские ученые

После сравнения результатов исследователи создали модель, которую считают наиболее подходящей именно для этого набора данных.

В ней объединили акустические измерения 2023 года с данными о температуре и солености верхних 1900 метров воды, полученными во время той же экспедиции.

К ним добавили информацию об условиях на всей глубине, которую судно "Hakuho-maru" собрало в этом регионе ещё в 1992 году.

Такой подход имеет свою логику. Верхние слои океана сильнее реагируют на изменения условий, поэтому для них особенно важны свежие измерения. Глубоководные слои значительно стабильнее, а значит, для модели можно использовать и более старые данные.

В результате исследователи получили значение 10 927 метров для восточной впадины Бездны Челленджера.

Так какова же точная глубина океана

Даже цифру 10 927 метров ученые не называют окончательным ответом. Авторы исследования подчеркивают, что это результат модели, которую они считают наилучшей для конкретного набора данных.

Новое исследование скорее демонстрирует, почему установить абсолютно точную глубину самой глубокой известной точки планеты настолько сложно.

Чтобы правильно измерить морское дно с помощью звука, недостаточно знать только время возврата сигнала. Необходимо учитывать свойства всей толщи воды над ним – почти 11 километров океана, температура, соленость и давление в котором изменяются в зависимости от глубины.

Именно поэтому разные экспедиции и методики могут давать несколько разные цифры, а вопрос о точной глубине самой глубокой известной части Мирового океана до сих пор не имеет единого окончательного ответа.

OBOZ.UA писал о гипотезе ученых, согласно которой органическая жизнь на Земле могла появиться благодаря астероидам.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.