Чому людство досі не знає точну глибину Світового океану: пояснення

Наскільки глибоким є Світовий океан у своїй найнижчій точці? Здавалося б, сучасні технології давно мали дати точну відповідь на це питання. Однак навіть після десятків вимірювань науковці отримують різні результати.

Йдеться про Безодню Челленджера – найглибшу відому частину морського дна, розташовану на півдні Маріанської западини в західній частині Тихого океану. Нове дослідження японських науковців знову показало: навіть найсучасніші методи не дозволяють назвати її глибину з абсолютною точністю. Деталі інформує IflScience.

Виміряти Безодню Челленджера складніше, ніж здається

Безодня Челленджера – це не одна конкретна точка на карті. Вона складається з трьох пов'язаних між собою улоговин – центральної, західної та східної. Центральна є наймілкішою, за нею йде західна, а найглибшою вважають східну.

Одне з найвідоміших сучасних значень глибини Безодні Челленджера становить приблизно 10 935 метрів, або близько 10,9 кілометра. Цю цифру отримали океанографи NOAA у дослідженні, опублікованому 2021 року.

Однак вона не є остаточною. Навіть високоточні вимірювання, проведені у XXI столітті, можуть відрізнятися на десятки метрів.

Японські дослідники вирішили ще раз оцінити глибину всіх трьох улоговин, використавши вже зібрані дані, але застосувавши до них нові моделі.

Як науковці вимірюють найглибші місця океану

Глибину Безодні Челленджера активно досліджують із середини ХХ століття. Для цього переважно застосовують два способи.

Перший ґрунтується на вимірюванні тиску води. Однак у такому разі спеціальний датчик необхідно фізично опустити до тієї ділянки, глибину якої потрібно визначити. Людина вперше досягла дна західної улоговини Безодні Челленджера на глибоководному апараті ще у 1960 році. Проте відправляти підводний апарат на глибину понад 10 кілометрів лише заради чергового вимірювання складно та незручно.

Інший метод – акустична батиметрія. Саме ним користувалися британські та радянські дослідницькі судна ще до першого занурення людей на дно западини.

Принцип відносно простий: із судна до морського дна спрямовують звуковий сигнал і фіксують, скільки часу потрібно хвилі, щоб досягти дна та повернутися назад. Знаючи швидкість поширення звуку у воді, цей час можна перевести у відстань і таким чином визначити глибину.

Технології відтоді значно вдосконалилися, однак цей принцип залишається одним з основних способів дослідження рельєфу океанічного дна.

Чому результати вимірювань відрізняються

Саме тут виникає головна проблема. У районі Безодні Челленджера звуковому сигналу потрібно близько 15 секунд, щоб пройти шлях від корабля до дна і назад.

Але швидкість звуку в морській воді не є абсолютно сталою. На неї впливають температура, солоність, тиск та інші характеристики води. Навіть невеликі зміни цих параметрів на величезній товщі води можуть позначитися на кінцевому результаті.

Нове дослідження японських учених добре продемонструвало масштаб цієї похибки. Дослідники створили п'ять моделей із різними параметрами океану та застосували їх до акустичних даних, які у 2023 році зібрало науково-дослідне судно Hakuho-maru.

Для східної улоговини Безодні Челленджера різні моделі дали глибину від 10 914 до 10 932 метрів.

Різниця становить 18 метрів. Для звичайних вимірювань це чимало, хоча йдеться про визначення глибини ділянки, що розташована майже за 11 кілометрів під поверхнею океану.

Яку глибину отримали японські науковці

Після порівняння результатів дослідники створили модель, яку вважають найпридатнішою саме для цього набору даних.

У ній поєднали акустичні вимірювання 2023 року з даними про температуру та солоність верхніх 1900 метрів води, отриманими під час тієї самої експедиції.

До них додали інформацію про умови на всій глибині, яку судно Hakuho-maru зібрало у цьому регіоні ще в 1992 році.

Такий підхід має свою логіку. Верхні шари океану сильніше реагують на зміни умов, тому для них особливо важливі свіжі вимірювання. Глибоководні шари значно стабільніші, а отже, для моделі можна використовувати й старіші дані.

У результаті дослідники отримали значення 10 927 метрів для східної улоговини Безодні Челленджера.

То яка ж точна глибина океану

Навіть цифру 10 927 метрів науковці не називають остаточною відповіддю. Автори дослідження наголошують, що це результат моделі, яку вони вважають найкращою для конкретного набору даних.

Нове дослідження радше демонструє, чому встановити абсолютно точну глибину найнижчої відомої точки планети настільки складно.

Щоб правильно виміряти морське дно за допомогою звуку, недостатньо знати лише час повернення сигналу. Необхідно враховувати властивості всієї товщі води над ним – майже 11 кілометрів океану, температура, солоність і тиск у якому змінюються залежно від глибини.

Саме тому різні експедиції та методики можуть давати дещо різні цифри, а питання про точну глибину найглибшої відомої частини Світового океану досі не має єдиної остаточної відповіді.

OBOZ.UA писав про гіпотезу науковців, що органіка на Землі могла з'явитися завдяки астероїдам. 

Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.