Давление на глубине 11 км: Исследования Марианской впадины — РИА Новости, 23.01.2020

Исследования Марианской впадины — РИА Новости, 23.01.2020

https://ria.ru/20200123/1563663972.html

Исследования Марианской впадины

Исследования Марианской впадины — РИА Новости, 23.01.2020

Исследования Марианской впадины

Марианская впадина (Марианский желоб) – узкая депрессия (ложбина) на дне Тихого океана (в его западной части), самая глубокая в мире. Она протянулась вдоль… РИА Новости, 23.01.2020

2020-01-23T04:13

2020-01-23T04:13

2020-01-23T04:13

справки

федор конюхов

джеймс кэмерон

тихий океан

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/156366/52/1563665242_0:0:1920:1080_1920x0_80_0_0_a1ad90930cccaf1952c0da38636e8f18.jpg

Марианская впадина (Марианский желоб) – узкая депрессия (ложбина) на дне Тихого океана (в его западной части), самая глубокая в мире. Она протянулась вдоль Марианских островов на 1340 километров, имеет V-oбразный профиль и крутые асимметричные склоны. Островной склон выше и круче океанического, расчленен каньонами и осложнен ступенями. Марианская впадина имеет плоское дно шириной 1-5 километров, разделенное порогами на несколько замкнутых участков с глубиной 8-11 километров. Океанический склон и дно покрыты маломощным (до 200 метров) слоем осадков. От ложа океана впадина отделена валом, на котором находится много подводных вулканических гор. Давление воды у дна достигает 108,6 мегапаскаля (1100 атмосфер), что более чем в 1100 раз больше нормального атмосферного давления на уровне поверхности Мирового океана. Марианская впадина находится на стыке двух литосферных плит. Вдоль ее оси происходит поддвиг Тихоокеанской литосферной плиты под Филиппинскую. Характерна высокая сейсмичность.Марианская впадина была обнаружена в 1875 году британской экспедицией, проводившей первые системные промеры глубин в Тихом океане на океанографическом судне «Челленджер», переоборудованном в 1872 году для проведения гидрологических, геологических, геохимических, биологических и метеорологических исследований из трехмачтового военного корвета. Измерения лотом, опускаемым на пеньковом тросе с борта этого судна, показали глубину 8 184 метра, но эти данные неоднократно уточнялись. В 1899 году с борта американского судна «Неро» тем же способом была измерена глубина 9 636 метров. Первые оценки глубин в районе Марианской впадины с помощью эхолотов были получены в 1925-1931 годах с японских судов «Мансуи», «Косуи» и «Иодо». Максимальная глубина, определенная в этот период, – 9 814 метров.В 1951 году новое английское гидрографическое судно «Челленджер», унаследовавшее название известного исследовательского корвета, произвело ряд измерений глубин Марианской впадины. При этом использовался усовершенствованный ультразвуковой эхолот, при помощи которого была измерена новая максимальная глубина Марианской впадины – 10 863 метра. Судном было выполнено также несколько тросовых измерений глубин, причем максимальная измеренная глубина была 10 830 метров. При помощи трубочного лота с глубины 10 504 метра была получена проба грунта (коричневого ила). Его анализ показал, что в иле содержится большое количество радиолярий (одноклеточные планктонные организмы) и диатомовых водорослей (одноклеточные водоросли, отличающиеся наличием у клеток своеобразного «панциря», состоящего из диоксида кремния), а также следы вулканической пыли.Самая глубокая точка в Марианской впадине находится на западе Тихоокеанского бассейна. Она располагается в 1,8 тысячи километрах от Филиппин в юго-западной стороне впадины. Это место получило название Бездна Челленджера (Challenger Deep). Максимальную за всю историю глубину в этом месте измерили в 1957 году с советского научно-исследовательского судна «Витязь». Она составила 11 022 метра, однако позднее выяснилось, что ученые при снятии показаний не учли смену условий среды на разных глубинах. На разных глубинах очень сильно отличаются температура, и это требует сложного пересчета показаний приборов. Максимальная глубина Марианской впадины в 1984 году была уточнена японскими гидрографами. Она составила 10 924 метра. Экспедиции «Витязя» сыграли большую роль в исследовании глубоководной фауны в Марианской впадине. В 1958 и 1975 годах в результате тралений в ней на борт судна подняли 24 вида животных, 10 из которых впервые были описаны учеными Института океанологии им. П.П. Ширшова.Первое погружение человека на дно Марианской впадины было совершено 23 января 1960 года лейтенантом Военно-Морских Сил США Доном Уолшем (Don Walsh) и швейцарским исследователем Жаком Пиккаром (Jacques Piccard) на батискафе Trieste. Они достигли глубины 10 916 метров, измерили температуру и радиоактивность воды и обнаружили в ее толще живые организмы. Батискаф провел на дне 20 минут, а все погружение продолжалось около девяти часов. После этого только в 1995 году японский подводный аппарат с дистанционным управлением Kaiko опустился на дно Марианской впадины в месте, имеющем глубину 10 911 метров. В дальнейшем этот аппарат использовался главным образом для биологических исследований в Марианской впадине. В ходе них в 2002 году было обнаружено множество видов неведомых науке одноклеточных организмов, существующих в неизменном виде почти миллиард лет. В 2009 году на дно впадины опускался гибридный (автономно-привязной) аппарат Nereus, созданный в США усилиями нескольких организаций. Он впервые произвел фото- и видеосъемку, были проведены локальные измерения гидрофизических и гидрохимических параметров, взяты пробы грунта. Аппарат также захватил несколько обитателей рекордных глубин. Это позволило ученым обнаружить колонии «автономных» бактерий на самом дне Марианской впадины. С августа по октябрь 2010 года американская океанографическая экспедиция провела съемку участка дна Мариинской впадины площадью около 400 тысяч квадратных километров с помощью многолучевого эхолота, работавшего с разрешением не более 100 метров. Эти исследования помогли ученым впервые создать точную карту и трехмерную модель рельефа дна впадины. В результате они обнаружили четыре хребта высотой до 2,5 километра, которые пересекают Мариинский желоб. По мнению ученых, хребты сформировались около 180 миллионов лет назад в процессе постоянного движения литосферных плит. В ходе «подползания» краевой части Тихоокеанской плиты, как более старой и «тяжелой», под Филиппинскую образуется складчатость из-за того, что более плотные породы «сопротивляются» этому процессу и формируют «складки», вздымаясь в виде гор поблизости от границы литосферных плит. Экспедиция также уточнила параметры самой глубокой точки Марианской впадины. Новые измерения «углубили» ее на 23 метра (10 994 метра против 10 971 метра по данным 2009 года). Однако ученые подчеркивают, что можно гарантировать точность в пределах до 40 метров.В 2012 году канадский режиссер Джеймс Кэмерон погрузился в Марианскую впадину на глубоководном аппарате, разработанном его собственной командой. Строительство двенадцатитонного Deepsea Challenge обошлось примерно в семь миллионов долларов. Экспедиция готовилась около семи лет, в конструкторских разработках и планировании научной программы принимали участие Институт океанографии имени Скриппса (США), Лаборатория реактивного движения НАСА и Университет штата Гавайи. Погружение продолжалось почти семь часов. Кэмерон провел в «Бездне Челленджера» около шести часов, в течение которых вел видеосъемки подводного мира. Из-за неисправности одной из металлических «рук», управляющихся гидравликой, он не смог отобрать образцы, необходимые ученым для изучения геологии дна. Джеймс Кэмерон стал третьим человеком в истории, достигшим самой глубокой точки Мирового океана, и первым, сделавшим это в одиночку.В последующие годы китайские и американские исследователи изучали глубоководную фауну Мариинской впадины с помощью подводных аппаратов. Помимо различных спускаемых аппаратов, ученые активно изучают Марианскую впадину при помощи сейсмографов, установленных на дне океана в ее окрестностях, а также на соседних островах. Изучение структуры дна Марианской впадины помогло геологам вычислить примерное количество воды в недрах Земли. Как оказалось, пласт «тонущей» коры под Марианской впадиной почти полностью уходил в глубинные слои мантии Земли, сохраняя свою структуру даже на глубинах в 50-60 километров. Это, в свою очередь, означает, что в недра планеты попадает значительно больше морских горных пород, богатых водой и ее соединениями, чем считалось раньше. По оценкам ученых, Марианская впадина «закачала» свыше 79 миллионов тонн воды в глубинные слои мантии Земли за последний миллион лет, что примерно в 3-4 раза выше предыдущих оценок, вычисленным по данным наблюдений за менее глубокими и крупными желобами. В 2019 году в рамках экспедиции Five Deeps американский исследователь Виктор Весково совершил три спуска в районе Марианского желоба. В один из них подводная лодка Весково DSV Limiting Factor за 3,5-4 часа достигла глубины в 10 927 метров. Исследователь установил рекорд по одиночному погружению. Во время погружения ему удалось обнаружить четыре новых вида ракообразных, а также на дне Бездны Челленджера он нашел пластиковый пакет и обертки от конфет, что свидетельствует о загрязнении Мирового океана. Российский путешественник Федор Конюхов также собирается опуститься на дно Марианской впадины на батискафе, который для него построит Объединенная судостроительная корпорация (ОСК). В июне 2019 года стало известно, что ОСК начала проектирование аппарата для погружения, готовит прототип.Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

тихий океан

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/156366/52/1563665242_272:0:1712:1080_1920x0_80_0_0_cd424c89d8d6aa950f13538eed3d95d1.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

справки, федор конюхов, джеймс кэмерон, тихий океан

Марианская впадина (Марианский желоб) – узкая депрессия (ложбина) на дне Тихого океана (в его западной части), самая глубокая в мире. Она протянулась вдоль Марианских островов на 1340 километров, имеет V-oбразный профиль и крутые асимметричные склоны. Островной склон выше и круче океанического, расчленен каньонами и осложнен ступенями. Марианская впадина имеет плоское дно шириной 1-5 километров, разделенное порогами на несколько замкнутых участков с глубиной 8-11 километров. Океанический склон и дно покрыты маломощным (до 200 метров) слоем осадков. От ложа океана впадина отделена валом, на котором находится много подводных вулканических гор. Давление воды у дна достигает 108,6 мегапаскаля (1100 атмосфер), что более чем в 1100 раз больше нормального атмосферного давления на уровне поверхности Мирового океана.

Марианская впадина находится на стыке двух литосферных плит. Вдоль ее оси происходит поддвиг Тихоокеанской литосферной плиты под Филиппинскую. Характерна высокая сейсмичность.

Марианская впадина была обнаружена в 1875 году британской экспедицией, проводившей первые системные промеры глубин в Тихом океане на океанографическом судне «Челленджер», переоборудованном в 1872 году для проведения гидрологических, геологических, геохимических, биологических и метеорологических исследований из трехмачтового военного корвета. Измерения лотом, опускаемым на пеньковом тросе с борта этого судна, показали глубину 8 184 метра, но эти данные неоднократно уточнялись. В 1899 году с борта американского судна «Неро» тем же способом была измерена глубина 9 636 метров. Первые оценки глубин в районе Марианской впадины с помощью эхолотов были получены в 1925-1931 годах с японских судов «Мансуи», «Косуи» и «Иодо». Максимальная глубина, определенная в этот период, – 9 814 метров.

В 1951 году новое английское гидрографическое судно «Челленджер», унаследовавшее название известного исследовательского корвета, произвело ряд измерений глубин Марианской впадины. При этом использовался усовершенствованный ультразвуковой эхолот, при помощи которого была измерена новая максимальная глубина Марианской впадины – 10 863 метра. Судном было выполнено также несколько тросовых измерений глубин, причем максимальная измеренная глубина была 10 830 метров. При помощи трубочного лота с глубины 10 504 метра была получена проба грунта (коричневого ила). Его анализ показал, что в иле содержится большое количество радиолярий (одноклеточные планктонные организмы) и диатомовых водорослей (одноклеточные водоросли, отличающиеся наличием у клеток своеобразного «панциря», состоящего из диоксида кремния), а также следы вулканической пыли.

Самая глубокая точка в Марианской впадине находится на западе Тихоокеанского бассейна. Она располагается в 1,8 тысячи километрах от Филиппин в юго-западной стороне впадины. Это место получило название Бездна Челленджера (Challenger Deep). Максимальную за всю историю глубину в этом месте измерили в 1957 году с советского научно-исследовательского судна «Витязь». Она составила 11 022 метра, однако позднее выяснилось, что ученые при снятии показаний не учли смену условий среды на разных глубинах. На разных глубинах очень сильно отличаются температура, и это требует сложного пересчета показаний приборов.

Максимальная глубина Марианской впадины в 1984 году была уточнена японскими гидрографами. Она составила 10 924 метра.

Экспедиции «Витязя» сыграли большую роль в исследовании глубоководной фауны в Марианской впадине. В 1958 и 1975 годах в результате тралений в ней на борт судна подняли 24 вида животных, 10 из которых впервые были описаны учеными Института океанологии им. П.П. Ширшова.

Первое погружение человека на дно Марианской впадины было совершено 23 января 1960 года лейтенантом Военно-Морских Сил США Доном Уолшем (Don Walsh) и швейцарским исследователем Жаком Пиккаром (Jacques Piccard) на батискафе Trieste. Они достигли глубины 10 916 метров, измерили температуру и радиоактивность воды и обнаружили в ее толще живые организмы. Батискаф провел на дне 20 минут, а все погружение продолжалось около девяти часов.

После этого только в 1995 году японский подводный аппарат с дистанционным управлением Kaiko опустился на дно Марианской впадины в месте, имеющем глубину 10 911 метров. В дальнейшем этот аппарат использовался главным образом для биологических исследований в Марианской впадине. В ходе них в 2002 году было обнаружено множество видов неведомых науке одноклеточных организмов, существующих в неизменном виде почти миллиард лет.

В 2009 году на дно впадины опускался гибридный (автономно-привязной) аппарат Nereus, созданный в США усилиями нескольких организаций. Он впервые произвел фото- и видеосъемку, были проведены локальные измерения гидрофизических и гидрохимических параметров, взяты пробы грунта. Аппарат также захватил несколько обитателей рекордных глубин. Это позволило ученым обнаружить колонии «автономных» бактерий на самом дне Марианской впадины.

С августа по октябрь 2010 года американская океанографическая экспедиция провела съемку участка дна Мариинской впадины площадью около 400 тысяч квадратных километров с помощью многолучевого эхолота, работавшего с разрешением не более 100 метров. Эти исследования помогли ученым впервые создать точную карту и трехмерную модель рельефа дна впадины. В результате они обнаружили четыре хребта высотой до 2,5 километра, которые пересекают Мариинский желоб. По мнению ученых, хребты сформировались около 180 миллионов лет назад в процессе постоянного движения литосферных плит. В ходе «подползания» краевой части Тихоокеанской плиты, как более старой и «тяжелой», под Филиппинскую образуется складчатость из-за того, что более плотные породы «сопротивляются» этому процессу и формируют «складки», вздымаясь в виде гор поблизости от границы литосферных плит.

Экспедиция также уточнила параметры самой глубокой точки Марианской впадины. Новые измерения «углубили» ее на 23 метра (10 994 метра против 10 971 метра по данным 2009 года). Однако ученые подчеркивают, что можно гарантировать точность в пределах до 40 метров.

В 2012 году канадский режиссер Джеймс Кэмерон погрузился в Марианскую впадину на глубоководном аппарате, разработанном его собственной командой. Строительство двенадцатитонного Deepsea Challenge обошлось примерно в семь миллионов долларов. Экспедиция готовилась около семи лет, в конструкторских разработках и планировании научной программы принимали участие Институт океанографии имени Скриппса (США), Лаборатория реактивного движения НАСА и Университет штата Гавайи. Погружение продолжалось почти семь часов. Кэмерон провел в «Бездне Челленджера» около шести часов, в течение которых вел видеосъемки подводного мира. Из-за неисправности одной из металлических «рук», управляющихся гидравликой, он не смог отобрать образцы, необходимые ученым для изучения геологии дна. Джеймс Кэмерон стал третьим человеком в истории, достигшим самой глубокой точки Мирового океана, и первым, сделавшим это в одиночку.В последующие годы китайские и американские исследователи изучали глубоководную фауну Мариинской впадины с помощью подводных аппаратов. Помимо различных спускаемых аппаратов, ученые активно изучают Марианскую впадину при помощи сейсмографов, установленных на дне океана в ее окрестностях, а также на соседних островах. Изучение структуры дна Марианской впадины помогло геологам вычислить примерное количество воды в недрах Земли. Как оказалось, пласт «тонущей» коры под Марианской впадиной почти полностью уходил в глубинные слои мантии Земли, сохраняя свою структуру даже на глубинах в 50-60 километров. Это, в свою очередь, означает, что в недра планеты попадает значительно больше морских горных пород, богатых водой и ее соединениями, чем считалось раньше. По оценкам ученых, Марианская впадина «закачала» свыше 79 миллионов тонн воды в глубинные слои мантии Земли за последний миллион лет, что примерно в 3-4 раза выше предыдущих оценок, вычисленным по данным наблюдений за менее глубокими и крупными желобами. В 2019 году в рамках экспедиции Five Deeps американский исследователь Виктор Весково совершил три спуска в районе Марианского желоба. В один из них подводная лодка Весково DSV Limiting Factor за 3,5-4 часа достигла глубины в 10 927 метров. Исследователь установил рекорд по одиночному погружению. Во время погружения ему удалось обнаружить четыре новых вида ракообразных, а также на дне Бездны Челленджера он нашел пластиковый пакет и обертки от конфет, что свидетельствует о загрязнении Мирового океана. Российский путешественник Федор Конюхов также собирается опуститься на дно Марианской впадины на батискафе, который для него построит Объединенная судостроительная корпорация (ОСК). В июне 2019 года стало известно, что ОСК начала проектирование аппарата для погружения, готовит прототип.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Какое давление на глубине 11км?

← →
mmms
 
(2007-05-14 16:29)
[0]

Здравствуйте! Простите за ламерский вопрос, какое давление на глубине 11км в атмосферах? Заранее благодарю.

← →
mmms
 
(2007-05-14 16:30)
[1]

….. Тут спор просто возник, разорвет ли кислородный балон (пустой, но закрытый) на такой глубине или нет. 🙂

← →
tesseract ©
 
(2007-05-14 16:31)
[2]

на какой планете, плотность воды, глубина чего имееться в виду?

← →
Ega23 ©
 
(2007-05-14 16:32)
[3]

(1000 * 10 * 11000)/100000 = 1100 атм.
Приблизительно, естественно. т.к. плотность воды будет меняться.

← →
clickmaker ©
 
(2007-05-14 16:32)
[4]

недостаточно исходных данных. Из чего баллон? Какова толщина его стенок?

← →
Desdechado ©
 
(2007-05-14 16:32)
[5]

Если в воде, то каждые 10 м — приблизительно +1 атмосфера

← →
oldman ©
 
(2007-05-14 16:33)
[6]

> mmms   (14.05.07 16:30) [1]
> ….. Тут спор просто возник, разорвет ли кислородный балон
> (пустой, но закрытый)

Скорее, сплющит…

P.S. А что такое «пустой кислородный баллон»? У него внутри что — вакуум или воздух?

← →
StriderMan ©
 
(2007-05-14 16:34)
[7]

p=mgh

← →
Knight ©
 
(2007-05-14 16:34)
[8]

> [1] mmms   (14.05.07 16:30)

Разорвать, скорее всего не разорвёт.. а вот смять сколько угодно…

← →
oldman ©
 
(2007-05-14 16:36)
[9]

> mmms   (14.05.07 16:30) [1]
> ….. Тут спор просто возник, разорвет ли кислородный балон
> (пустой, но закрытый) на такой глубине или нет. 🙂

Это ж какой аквалангист на 11 км спуститься?????????????????????

← →
Ega23 ©
 
(2007-05-14 16:36)
[10]

> p=mgh

не масса, а плотность.

← →
Александр Иванов ©
 
(2007-05-14 16:39)
[11]

> [9] oldman ©   (14.05.07 16:36)

Недавно видел в нитернете часы, выдерживающие такое давление. Должен же их кто-то носить 🙂

← →
Knight ©
 
(2007-05-14 16:39)
[12]

> [9] oldman ©   (14.05.07 16:36)

Он не спустится.. он утонет.. боллон ведь пустой.. помнишь? %)

← →
clickmaker ©
 
(2007-05-14 16:42)
[13]

кстати. а утонет ли вообще пустой закрытый баллон?

← →
Ega23 ©
 
(2007-05-14 16:44)
[14]

> кстати. а утонет ли вообще пустой закрытый баллон?

Да, если его средняя плотость больше плотности жидкости, в которую он погружен.

← →
Knight ©
 
(2007-05-14 16:45)
[15]

> [13] clickmaker ©   (14.05.07 16:42)

Если его привязать к мёртвому аквалангисты с тяжёлым свинцовым поясом… то скорее всего да 🙂

← →
StriderMan ©
 
(2007-05-14 16:49)
[16]

ya_frosia: Связка ломов, как правило, тонет.
alexei: ya_frosia: Но в ртути прекрасно плавает.
zoogenic: alexei: Но если ломы урановые, то и во ртути тонут.
alexei: zoogenic: сам топи урановые ломы в ртути.

← →
isasa ©
 
(2007-05-14 17:28)
[17]

Ega23 ©   (14.05.07 16:32) [3]
Приблизительно, естественно. т.к. плотность воды будет меняться.

Практически нет, т.к. вода при 4 град Цельсия можно считать не сжимаема(с погрешностью в пятом знаке). 🙂
Так что если утонул, то до дна долетит.

← →
oldman ©
 
(2007-05-14 17:31)
[18]

> isasa ©   (14.05.07 17:28) [17]
> Так что если утонул, то до дна долетит.

размечтался…

← →
isasa ©
 
(2007-05-14 17:35)
[19]

🙂
Для иллюстрации, давление и плотность воді при 4 град Цельсия

Чуть-чуть, все таки соврал. Изменится на 4-5%

P, MPa       R,kg/m3
0.101325 999.9749
0.2 1000.0237
0.3 1000.0732
0.4 1000.1226
0.5 1000.1720
0.6 1000.2215
0.7 1000.2709
0.8 1000.3203
0.9 1000.3697
1 1000.4191
2 1000.9123
3 1001.4044
4 1001.8955
5 1002.3854
6 1002.8742
7 1003.3619
8 1003.8485
9 1004.3341
10 1004.8185
20 1009.6041
30 1014.2847
40 1018.8633
50 1023.3428
60 1027.7260
70 1032.0155
80 1036.2141
90 1040.3245
100 1044.3494
110 1048.2913

1ат=0.101325 MPa

← →
Ega23 ©
 
(2007-05-14 17:40)
[20]

> Практически нет, т.к. вода при 4 град Цельсия можно считать
> не сжимаема(с погрешностью в пятом знаке). 🙂

Это если дистиллированная вода. А так процент содержания соли будет меняться. Со всеми вытекающими последствиями.

← →
isasa ©
 
(2007-05-14 17:44)
[21]

Ega23 ©   (14.2  … 🙂

← →
Jeer ©
 
(2007-05-14 18:53)
[23]

Факторов много:
— стратификация (распределение по глубине) температуры, солености, гравиполя

P(h) = g(Lat,Long) * integral ( R(S,T,P) * dh)
R(S,T,P) — плотность

Решается численно.

← →
homm ©
 
(2007-05-14 19:43)
[24]

А балоны все разрывало и разрывало 🙂

← →
mmms
 
(2007-05-14 21:32)
[25]

Балон обыкновенный — кислородный, синие такие, 1 балон весит кг 60-70. Толщина стенок ~9-10мм… По любому он утонет, т.к. вес балона больше чем его объем, объём — 50л.
Вот и интересно, сплющит его там или нет, сам балон держит 100 атмосфер (черт, лишь бы не соврать, помоему его заправляют под 70 атмосфер).

[5] Desdechado ©   (14.05.07 16:32)
Если это действительно так, получается после 1000 метров — 100атмосфер, а 10км — 1000 атмосфер!!? Это же невероятное давление!!?

Еще, если я на лёске туда спущу например бутылку с водой, вода набрана на поверхности, и бутылка плотно закупорена, с бытылкой может ли что нибудь случится? А с леской? 🙂 Может она тоже не выдержит такого давления?

← →
homm ©
 
(2007-05-14 21:35)
[26]

> А с леской?

Да. Порчется под собсвенным же весом скорее всего.

← →
homm ©
 
(2007-05-14 21:35)
[27]

> Порчется

*порвется

← →
Knight ©
 
(2007-05-14 21:37)
[28]

> [25] mmms   (14.05.07 21:32)

100 атмосфер — это на «раздувание» на смятие будет гораздо меньше&#133 А если в бутылке не будет воздуха, и принимать, что вода практически не сжимаема, то с бутылкой может ничего и не произойти.

← →
Strate ©
 
(2007-05-14 21:49)
[29]

Напоминает ветку про самолёт (гыгыгы) и про подлодку (ххы)

=)

← →
Knight ©
 
(2007-05-14 22:00)
[30]

> [29] Strate ©   (14.05.07 21:49)

Ладно, что не анекдот про парашютиста и сапёра&#133 :))

← →
EvS ©
 
(2007-05-14 22:12)
[31]

> Напоминает ветку про самолёт (гыгыгы) и про подлодку (ххы)

Про лодку спор был вроде бы о том может лодка ко дну прилипнуть или нет?

← →
Knight ©
 
(2007-05-14 22:13)
[32]

> [31] EvS ©   (14.05.07 22:12)

Ага&#133 было что-то такое&#133 кстати, не помню, на чём остановились&#133 прилипла или нет? 🙂

← →
EvS ©
 
(2007-05-14 22:22)
[33]

> не помню, на чём остановились… прилипла или нет? 🙂

Как здесь я тоже не помню, а в действительности такой случай был:
«Зашипел сжатый воздух в трубах, быстро вытесняя воду из всех балластных отсеков, но лодка точно приросла ко дну,— не было заметно ни малейшего ее движения, что определенно показывал глубомер, который упрямо стоял на делении «11 саж.». Становилось ясно для всех,— раз весь водяной балласт был уже за бортом и лодка не поднималась,— что ее засосало в жидкий ил…»
http://militera.lib.ru/memo/russian/fromunder/index.html

← →
Суслик ©
 
(2007-05-14 23:52)
[34]

> Ega23 ©   (14.05.07 16:32) [3]
> (1000 * 10 * 11000)/100000 = 1100 атм.
> Приблизительно, естественно. т.к. плотность воды будет меняться.
>

ты уверен, что это имеет существенное значение?
жидкость *почти* не сжимается…

← →
Alex Konshin ©
 
(2007-05-15 08:45)
[35]

> Суслик ©   (14.05.07 23:52) [34]
> > Ega23 ©   (14.05.07 16:32) [3]
> > (1000 * 10 * 11000)/100000 = 1100 атм.
> > Приблизительно, естественно. т.к. плотность воды будет
> меняться.
> >
> ты уверен, что это имеет существенное значение?
> жидкость *почти* не сжимается…

Жидкость-то может и плохо сжимается, но из-за соли и температуры плотность воды будет разной, соответственно ее вес.

← →
EvS ©
 
(2007-05-15 09:01)
[36]

> Балон обыкновенный — кислородный, синие такие, 1 балон весит
> кг 60-70. Толщина стенок ~9-10мм… По любому он утонет,
>  т.к. вес балона больше чем его объем, объём — 50л.
> Вот и интересно, сплющит его там или нет, сам балон держит
> 100 атмосфер (черт, лишь бы не соврать, помоему его заправляют
> под 70 атмосфер).

Баллоны заряжают на 150 атмосфер, испытывают 150*1.25

← →
Jeer ©
 
(2007-05-15 10:13)
[37]

Если принять, что кислород заливается в баллоны на 200 ат, то это соответствует глубине порядка 2000 м, причем рабочей глубине, а не предельной разрушающей.

Однако реакция оболочек на внутреннее и внешнее давление неодинакова.
Оболочки (баллон) выдерживают гораздо большее внутреннее давление, чем внешние.
Почему ? Потому, что в первом случае прочность определяется прочностью на разрыв (растяжение), а во втором случае первым критерием является потеря устойчивости (формы) и только потом пределом текучести материала.

Пример — металлическая линейка легко сгибается от небольшого осевого усилия, т.е. теряет форму, а на разрыв усилие определяется пределом прочности материала, а не конструкции.

Исходя из этого внешнее давление при котором произойдет потеря устойчивости формы будет меньше и, возможно, значительно меньше
чем внутреннее давление.

Если предположить, что при расчете баллона был заложен коэффициент запаса прочности 1.5, что вполне реально, то разрушающее внутреннее давление будет 300 ат. (эквивалентно 3000 м)
Разрушающее внешнее давление будет меньше, чем 300 ат и, следовательно, баллон схлопнется на глубине меньше, чем 3 км.

Остается добавить, оценки прочности и устойчивости длинного цилиндра из конструкционной стали с толщиной стенок 8 мм и диаметром 219 мм, полученные из теории тонких оболочек дают значения:
— прочность 1500 м
— устойчивость 300 м

← →
ShaggyDoc
 
(2007-05-15 14:49)
[38]

С единицами измерения поаккуратнее надо. Если отбросить систему СИ, а оперировать «незаконными» техническими (но физически представимыми) единицами, то

1 «атмосфера» приблизительно эквивалентна 10 м. водяного столба. Она же приблизительно равна давлению 1 кгс/см2. Отсюда и все расчеты. Вот и вся арихметика, никакой математики. За «паскалями», «ньютонами» и подобными единицами часто забывается простой земной смысл.

Не надо только забывать, что на поверхности планеты Земля на уровне моря есть еще и вес «воздушной» атмосферы — приблизительно 1 «атмосфера». А внутри любого сосуда давление измеряется или в абсолютных атмосферах (ата) с учетом давления воздушного столба, или в избыточных (ати).

← →
Jeer ©
 
(2007-05-15 15:30)
[39]

> ShaggyDoc   (15.05.07 14:49) [38]

Собс-но, мы об этом помним, а к чему это Вы, уважаемый ?

← →
icWasya ©
 
(2007-05-15 17:39)
[40]

> а к чему это Вы, уважаемый ?

— Вот скажи мне, сколько тонн
        в есит слон?
— Слон индийский — восемь тонн
   Африканский десять!
 А не веришь, сам поймай
   И попробуй взвесть.
 (C) не помню откуда

← →
Zagaevskiy ©
 
(2007-05-15 19:54)
[41]

> mmms   (14.05.07 21:32) [25]
Бутылку на леске на дно не спустишь, т.к. она (леска) порвётся , как и сказал homm.

Кислородный баллон скорее всего сплющит, т.к. плотность морской воды выше 1000. А это значит, что вес, приходящийся на каждый квадратный сантиметр (Кстати первый раз пишу эти слова : *квадратный сантиметр*) поверхности баллона сильно увеличится.(11 км = 11000 м = 110000 дм =  1100000 см = 11000000 мм = …)

А он может и не достич дна… Потому как при погружении выталкивающая сила тоже растёт. НО я этого категорически не утверждаю.

Можно опыт провести :)) Если каждый, кто участвовал в обсуждении вопроса скинется то денег должно хватить :]… Помнится у Ж.И. Кусто был
нейлоновый тросс… но груза предётся подвесить много…

← →
isasa ©
 
(2007-05-15 21:03)
[42]

Zagaevskiy ©   (15.05.07 19:54) [41]
А он может и не достич дна… Потому как при погружении выталкивающая сила тоже растёт. НО я этого категорически не утверждаю.

🙂
Любопытная мысль. Значит по достижении определенной глубины балон взлетит!:)
А автору не приходила мысль, что выталкивающая сила — это результирующая по поверхности выталкиваемого тела, т.е. выталкивающая-вталкивающая …

← →
palva ©
 
(2007-05-15 21:11)
[43]

> Какое давление на глубине 11км?
11 км водяного столба.

← →
Knight ©
 
(2007-05-15 21:13)
[44]

> [42] isasa ©   (15.05.07 21:03)

Он не взлетит&#133 а зависнет&#133 хоть одно слово по тематико компьютерного сайта  :))

← →
Думкин ©
 
(2007-05-15 21:28)
[45]

> Knight ©   (15.05.07 21:13) [44]

А можно узнать — с какой радости, если озвученный запас тонучести озвученный — более 10 кг при довольно таки хилом объеме?

← →
Knight ©
 
(2007-05-15 21:43)
[46]

> [45] Думкин ©   (15.05.07 21:28)

Ну тогда&#133 упадёт&#133 что тоже в тематике :)))

← →
Knight ©
 
(2007-05-15 21:58)
[47]

Вопрос на засыпку&#133

Можно ли оторвать с поверхности вышеозначенный затонувшый баллон, если на него давит 11 киллометров солёной воды? %)))

← →
homm ©
 
(2007-05-15 22:02)
[48]

> Можно ли оторвать с поверхности вышеозначенный затонувшый
> баллон, если на него давит 11 киллометров солёной воды?
> %)))

Можешь ли ты оторвать от стола кружку, на которую давит 30-и километровый слой воздуха?

← →
Knight ©
 
(2007-05-15 22:11)
[49]

> [48] homm ©   (15.05.07 22:02)

А фих его знает 🙂

← →
Knight ©
 
(2007-05-15 22:13)
[50]

> [48] homm ©   (15.05.07 22:02)

Ведь, чтобы её поднять с 30-ти км&#133 надо чем-то это сделать&#133 %)

← →
homm ©
 
(2007-05-15 23:01)
[51]

> Ведь, чтобы её поднять с 30-ти км… надо чем-то это сделать… %)

Используй мозк.

← →
isasa ©
 
(2007-05-15 23:25)
[52]

homm ©   (15.05.07 23:01) [51]
Используй мозк.
Ну почему? Можно зубами …

← →
Knight ©
 
(2007-05-15 23:33)
[53]

> [52] isasa ©   (15.05.07 23:25)

Нууу&#133 только если привязать Вашу вставную челюсть в 30-ти километровой верёвке&#133 :)))

← →
homm ©
 
(2007-05-15 23:37)
[54]

> Нууу… только если привязать Вашу вставную челюсть в 30-ти
> километровой верёвке… :)))

Если я ничего не путаю, самым прочным материалом на растяжени вдоль оси симетрии на сегодняшний день являются углеродные нанортубки, из них возможно построить нить, не рвущуюся под собственным весом длиной 22 км. Правда самые большие нанотрубки, полученые в наши дни —не более 3-х миллиметров.
Извините, если сильно наврал.

← →
Knight ©
 
(2007-05-15 23:52)
[55]

> [54] homm ©   (15.05.07 23:37)

Мдя&#133 не достанет челюсть до ложки&#133 %)

← →
Alex Konshin ©
 
(2007-05-16 01:04)
[56]

> homm ©   (15.05.07 23:37) [54]
> Если я ничего не путаю, самым прочным материалом на растяжени
> вдоль оси симетрии на сегодняшний день являются углеродные
> нанортубки, из них возможно построить нить, не рвущуюся
> под собственным весом длиной 22 км. Правда самые большие
> нанотрубки, полученые в наши дни —не более 3-х миллиметров.
>
> Извините, если сильно наврал.

В воздухе? В вакууме?
Вы забываете, что речь идет про воду. Там вес другой будет. Вообще на мой взгляд там течение будет играть гораздо большую роль, чем вес нити.

← →
homm ©
 
(2007-05-16 06:43)
[57]

> В воздухе? В вакууме?

в [54] речь уже идет о кружке под 30-и километровым слоем воздуха 🙂

← →
boa_kaa ©
 
(2007-05-16 07:15)
[58]

В мире сейчас существуют несколько батискафов. Основная их часть может погружаться до глубины 3 км. Есть парочка до 6. Если я правильно помню, на глубину 11 км нет ни одного.

Исследователи Марианской впадины (если точнее, покорители, т.к. были там раза 3 всего) спускались на батискафе, толщина стенок которого была сантиметров 10, опять же, если я правильно помню. Одно погружение не состоялось, т.к. на полпути батискаф начал трещать.

А что касается баллона… Если сумеете его туда доставить пустым, то его разломает из-за неоднородности металла. Насчет сплющить (при «идеальном» баллоне)… Я бы не стал утверждать. Арочный эффект, понимаете ли… Как яйцо в руке.

← →
Knight ©
 
(2007-05-16 08:28)
[59]

Вопрос по-проще…

Что грозит плавающему в акваланге, внутри герметичного батискафа, наполненного водой, исследователю… на глубине 11км. ? :)))

← →
homm ©
 
(2007-05-16 08:34)
[60]

Он уменьшится в объеме раз так в 20, и батискав на эту разность объемов тоже прогнется (+ упомянутые 3-5%, не которые сожмется вода).

← →
Knight ©
 
(2007-05-16 08:37)
[61]

> [60] homm ©   (16.05.07 08:34)

Правильно! Ни-че-го… потому-что мёртвому аквалангисту, принудительно погруженному в целях эксперимента с пустым привязанным баллоном на глубину 11 км, хуже уже нЕ бУдет :)))

← →
Jeer ©
 
(2007-05-16 09:35)
[62]

> boa_kaa ©   (16.05.07 07:15) [58]

> Арочный эффект, понимаете ли… Как яйцо в руке.

Вот знатоки, млин.
А ты возьми яйцо, желательно сырое и сожми между двумя руками, да, впрочем, и одной хватит.

Кому хватит моска думать — возьмите книжку по теории тонких оболочек и посчитайте. Формула Папковича расчета на устойчивость и ее производные.
По моим оценкам, с учетом конечности длины баллона (1.4-1.7 м) глубина на которой форма потеряет устойчивость 400-700 м, т.е. до 11 км точно не доберется «живым».

> boa_kaa ©   (16.05.07 07:15) [58]
>
> В мире сейчас существуют несколько батискафов. Основная
> их часть может погружаться до глубины 3 км. Есть парочка
> до 6.

«Иногда лучше жевать..»

Есть не то, что батискафы, есть подводные аппараты на такие глубины (<=6 км).
Кстати, у япошек есть батискаф «Кайко», также как и «Триест» О.Пикара совершивший погружение на 11 км.

← →
Jeer ©
 
(2007-05-16 09:40)
[63]

> homm ©   (15.05.07 22:02) [48]

>
> Можешь ли ты оторвать от стола кружку, на которую давит
> 30-и километровый слой воздуха?

Нельзя, если кружка и стол имеют идеально притертые поверхности и обеспечена невозможность затекания воздуха под дно кружки.
И не нужно тут рассуждать о силах молекулярного сцепления.

← →
homm ©
 
(2007-05-16 10:09)
[64]

> Нельзя, если кружка и стол имеют идеально притертые поверхности
> и обеспечена невозможность затекания воздуха под дно кружки.

С ума сойти, и часто тебе такие кружки попадаються? 🙂

← →
Jeer ©
 
(2007-05-16 10:38)
[65]

> homm ©   (16.05.07 10:09) [64]


> С ума сойти, и часто тебе такие кружки попадаються? 🙂

Я могу себе ее представить, а также понять что именно ее будет держать:)
Практики же начнут обязательно рассуждать о песчинке под дном, о не идеальности шлифовки и тд и тп

Впрочем, можно даже практически в этом убедиться — складываем две мокрые пластинки и пробуем по нормали их разнять.

Еще вариант:
Представим цилиндр с одним заглушенным концом. В цилиндр вставлен до упора поршень (т.е. никакой прослойки воздуха). Поршень и цилиндр идеально пришлифованы друг к другу.
Пробуем вытащить поршень, а не идет.
Вопрос на засыпку — почему ?

← →
Knight ©
 
(2007-05-16 10:50)
[66]

Да… плоха жизь физика… кружку на стол не поставить, а вдруг идеально приляжет к столу и будет её не поднять… забыл.. поставил тарелку и не помыть, даже стол не перставить, т.к. атмосфера придавила его к полу со всей дури… :)))

← →
Думкин ©
 
(2007-05-16 10:56)
[67]

> Jeer ©   (16.05.07 10:38) [65]

Да чего там — Магдебургские полушария.

← →
Jeer ©
 
(2007-05-16 11:18)
[68]

> Думкин ©   (16.05.07 10:56) [67]


> Да чего там — Магдебургские полушария.

Не ругайся так сильно:)
А то начнут искать через yandex полушария ученого Магдебурга.

← →
homm ©
 
(2007-05-16 11:29)
[69]

> Представим цилиндр с одним заглушенным концом. В цилиндр
> вставлен до упора поршень (т.е. никакой прослойки воздуха)
> . Поршень и цилиндр идеально пришлифованы друг к другу.

Как же ты его туда вставил? В вакууме?

← →
Knight ©
 
(2007-05-16 11:34)
[70]

> [69] homm ©   (16.05.07 11:29)

А там идеально пришлифованный клапан, который выпустил воздух…

← →
Jeer ©
 
(2007-05-16 11:58)
[71]

> homm ©   (16.05.07 11:29) [69]


> Как же ты его туда вставил? В вакууме?
>

Во ! Практик попер с вопросами:)

Да, купил билет на МКС, долетел на Атлантисе, вышел в открытый, вставил и сразу обратно.
Вот сижу тут и пытаюсь разнять — не идеть:((

← →
McSimm_ ©
 
(2007-05-16 13:47)
[72]

Странные вопросы даже, неужели никогда не доводилось отковыривать просто хорошую присоску от гладкой поверхности? Единственный шанс — поддеть край, чтобы впустить воздух, оторвать — вместе с поверхностью скорее 🙂

← →
isasa ©
 
(2007-05-16 13:48)
[73]

McSimm_ ©   (16.05.07 13:47) [72]
Они и в сапогах по мокрой грязи не ходили 🙂

← →
Jeer ©
 
(2007-05-16 14:24)
[74]

> Knight ©   (16.05.07 10:50) [66]
>
> Да… плоха жизь физика… к

Жизнь физика, а также математика, да и вообще, образованного человека — не просто хороша, а прелестна.
Только не надо голосить «А где же деньги ?»

> isasa ©   (16.05.07 13:48) [73]
>
> McSimm_ ©   (16.05.07 13:47) [72]
> Они и в сапогах по мокрой грязи не ходили 🙂
>

kaif точно не ходил — ну нет в Армении сапог и грязи, там преимущественно местный вариант лаптей и камни.
А то бы давно бы понял, почему «подлодка всплыть не может».

← →
_uw_ ©
 
(2007-05-16 14:41)
[75]

Ой, опять подлодка…

← →
Knight ©
 
(2007-05-16 14:49)
[76]

> [74] Jeer ©   (16.05.07 14:24)

Ага… главно куллер на голову помощнее… %)

← →
Jeer ©
 
(2007-05-16 15:18)
[77]

> _uw_ ©   (16.05.07 14:41) [75]

Так и страна — подлодка:))
Может как раз в тему.

Что можно найти в Марианской впадине, кроме Джеймса Кэмерона | Мнения

Фото: REUTERS/National Geographic/Mark Thiessen

В понедельник Джеймс Кэмерон, знаменитый режиссер фильмов «Терминатор», «Титаник» и «Аватар», стал третьим человеком в истории, опустившимся на дно глубочайшей океанской впадины. Как видим, в самой глубокой точке земного океана побывало в четыре раза меньше народу, чем на Луне. Кэмерон не новичок в подводных погружениях. Он погружался на российских аппаратах «Мир» к затонувшему «Титанику» на глубину 3800 метров, на дно озера Байкал, где, кстати, и отметил день рождения (глубина там была около полутора километров), к линкору «Бисмарк», который нашел свое вечное успокоение на глубине 4800 метров. Но Марианская впадина – это своеобразный «анти-Эверест», самая глубокая выемка на нашей планете. Марианская впадина, а точнее, ее самая глубоководная часть, именуемая «бездной Челленджера» была открыта британской научной экспедицией в западной части Тихого океана, близ одноименных островов, еще в 1875 году. Тогда классический лот (гиря на прочной проволоке) с судна «Челленджер» достиг глубины чуть более 8 километров. В начале 50-х годов, уже с помощью эхолота, англичане получили еще более головокружительную глубину – 10 863 метра. А советская экспедиция 1957 года зафиксировала отметку в 11022 метра. Поначалу было мнение, что разброс связан с реальной разницей в глубине, но потом стало ясно, что при таких глубинах резко возрастает роль ошибки, связанной с изменением свойств самой воды, течений и прочих возмущений толщи океана. По последним данным, самая глубокая точка «бездны Челленджера» находится на отметке 10994 метра от уровня моря. Если бы высочайшую гору планеты – Эверест, – высотой 8848 метров опустить на дно Челленджеровой бездны, то сверху его вершина оказалась на глубине свыше 2000 метров. Но ученым интересна Марианская впадина, конечно, не этим. Впадина – это место, где Тихоокеанская тектоническая плита подползает под Филлипинскую (материковую) плиту. Здесь, в так называемой зоне субдукции, происходит расплавление пород океанской плиты, а над ней образуются островные дуги, созданные вулканами, которые являются своего рода «выхлопными трубами» над этой зоной. Здесь происходит большинство землетрясений мира, и изучение этой зоны обещает рост понимания механизмов катастрофических явлений – землетрясений, извержений и цунами.

Для биологов же – крайне интересна сама жизнь на такой глубине. Теоретически, живое существо, ткани которого наполнены жидкостью, как рыба или даже человек может жить при любом давлении. Но это чисто теоретически. Эксперименты в барокамерах по программе JANUS в 70-е годы ХХ века показали, что появляются нейрофизиологические нарушения уже при давлении, эквивалентном погружению на глубину 500–650 метров. Эксперименты на животных были остановлены на глубинах около одного километра – из-за участившейся гибели подопытных экземпляров. Что-то нарушается в тончайшей организации биохимических процессов.
Тем не менее, в глубинах океана существует жизнь. Иногда она принимает уродливые, на наш взгдяд, формы, как у рыбы-капли (сама-то рыба-капля себе, скорее всего, нравится), иногда просто поразительные, как в случае с рыбой-удильщиком, самцы которой врастают в тело самки и становятся частью ее тела. Биологи уверены: самые большие глубины могут подарить нам удивительные открытия о возможностях жизни, и биохимия глубоководных обитателей может подсказать решение многих практических задач, например, в медицине.
Только вот сначала нужно добраться до этих холодных глубин. Для человека единственный транспорт «туда и обратно» – это батискаф.
Что такое батискаф? Это своеобразный аналог воздушного шара. Разработал концепцию батискафа знаменитый швейцарский ученый Огюст Пикар, который еще в 1930 году придумал стратостат – специальный воздушный шар для полетов в стратосферу, на котором 27 мая 1931 года он достиг высоты в 16 километров.
В те же годы, когда Пикар взмывал в небеса (в конце концов, до высоты в 23 км), американцы Уильям Биби и Отис Бартон спускались на глубину около одного километра в стальной сфере. С поверхностью отважных исследователей связывал только трос и телефонный кабель. Опасность несчастного случая для батисферы была крайне велика, к тому же акванавты не могли выбирать объекты для наблюдения: они просто висели на заданной глубине и все.

Пикар понимал, что от сферической формы не уйти. Давление воды увеличивается примерно на 1 кг/кв. см (часто употребляют устаревший термин «атмостфера») при погружении на каждые 10 метров. То есть на глубине 100 метров давление – 10 атмосфер, или 10 кг на кв.см. На глубине в 10 000 метров – 1тонна на 1 кв.см. Значит, нужно иметь кабину с наибольшим объемом при наименьшей площади. Это сфера.
При этом, на сферу внешним диаметром 1 метр на дне впадины будет давить 31 000 тонн. Если сфера имеет внешний диаметр 2 метра, то внешнее давление возрастает до 126 000 тонн. Поэтому каждый сантиметр диаметра батисферы имеет очень важное значение.
Но как опустить такое стальное ядро в пучину безопасно? И тут Пикар придумал использовать концепцию стратостата. Он изготовил корпус, немного напоминающий корпус мультяшной подводной лодки (короткий и толстоватый), и заполнил его авиационным бензином. Ведь бензин – тоже жидкость, и он сжимается очень мало под действием давления воды, но при этом – легче ее. А снизу прикрепил прочную батисферу. Внутри корпуса он разместил аккумуляторы, которые питали и фонари, и электрические гребные винты – батискаф получал возможность двигаться и маневрировать. А чтобы гарантированно вернуться назад, на поверхность, хитроумный Пикар придумал стальную балластную дробь держать силой электромагнитов: если уж батареи садились, магниты более не удерживали дробь, она высыпалась и батискаф всплывал на поверхность.
Именно на таком аппарате, названном «Триест», 23 января 1960 года Жак Пикар (сын Огюста) и лейтенант ВМФ США Джон Уолш опустились на дно бездны Челленджера. Они увидели там рыбу, похожую на камбалу, длиной 30 см, у которой были глаза (зачем они ей в кромешной тьме – загадка). Камбала тихо уплыла, и вот уже более полувека никто из людей ее не беспокоил, как и эти черные воды.
Батискаф Deepsea Challenge, на котором отправился на морское дно Джеймс Кэмерон, в принципе, построен по той же схеме. Отличие от «Триеста» в том, что вместо бензина Кэмерон использует поплавок из особой полимерной малосжимаемой пены, а сама форма аппарата вертикально вытянутая, что должно облегчать вертикальное скольжение в толще воды и вращение его вокруг своей оси при пребывании на дне, с учетом того, что гонять над морским дном ему особо-то и незачем. Диаметр сферы очень мал: всего 109 см, и в ней не особо пошевелишься. Так что путешествие на дно океана – достаточно тяжелое физически предприятие.
Джеймс Кэмерон собирается совершить еще несколько погружений на дно Марианской впадины. Ему в затылок дышат несколько команд: ближе всего подошел неутомимый Ричард Бренсон со своим подводным самолетом. Есть и ряд других проектов. Они демонстрируют не только целеустремленность человека, возможности науки и техники – но и новомодный (точнее, несколько подзабытый) тренд – вложения личных средств в развитие прикладных исследований, пользу от которых могут ощутить в своей жизни многие. Всегда остается шанс, что именно там, в потаенных кладовых природы, мы можем встретить Неведомое, которое откроет нам новые возможности и многое объяснит. Ну и остается, конечно, вечная гонка, чтобы быть первым и увидеть то, что никто до вас еще не увидел.

GISMETEO: 13 удивительных фактов о Марианской впадине — События

Марианская впадина — одно из самых малоисследованных мест на нашей планете. Хотя самый глубокий океанский желоб до сих пор скрывает массу тайн, человеку удалось узнать несколько интересных фактов об его структуре и параметрах.

© Willyam Bradberry | Shutterstock.com

Часть данных о Марианском желобе известна достаточно широкому кругу.

1. Так, давление в Марианской впадине в 1100 раз больше чем на уровне моря. По этой причине погружение живого существа без специального оборудования в желоб — эффективный способ свести счеты с жизнью.

2. Максимальная глубина Марианской впадины 10 994 метра ± 40 метров (согласно данным от 2011 года). Для сравнения — высочайший пик Земли — Эверест — достигает высоты 8 848 метров, а, стало быть, оказавшись в Марианском желобе, полностью покрылся бы водой.

3. Свое название глубоководный желоб получил от Марианских островов, находящихся от него примерно в 200 км к западу.

Исследовательским миссиям, осмелившимся спуститься в глубоководный желоб, открылись ее более удивительные факты.

4. Вода в Марианской впадине относительно теплая — от 1 до 4 градусов Цельсия. Причина настолько высокой температуры глубоководной воды — гидротермальные источники, вода вокруг которых и вовсе нагревается до 450 градусов Цельсия.

5. В желобе обитают огромные ядовитые ксенофиофоры. Одноклеточные достигают 10 сантиметров(!) в диаметре.

6. Марианская впадина является домом для моллюсков. Беспозвоночные водятся в окрестностях серпентиновых гидротермальных источников, которые источают водород и метан, необходимые для жизнедеятельности моллюсков.

7. Гидротермальный источник Шампань во впадине вырабатывает жидкий диоксид углерода.

8. Дно впадины покрыто вязкой слизью, которая представляет собой измельченные раковины и остатки планктона, превращенные в липкую грязь невероятным давлением воды.

9. На глубине около 414 метров в Марианской впадине находится действующий вулкан Дайкоку. Извержения вулкана сформировали озеро жидкой серы, температура которого достигает 187 градусов Цельсия.

10. В 2011 году в Марианской впадине были обнаружены 4 каменных «моста», длина каждого из которых составляет 69 километров. Ученые предполагают, что они образовались на стыке Тихоокеанских и Филиппинских тектонических плит.

11. Знаменитый режиссер Джеймс Кэмерон стал одним из трех смельчаков, совершивших спуск в Марианскую впадину. Свое путешествие создатель «Аватара» предпринял в 2012 году.

12. Марианская впадина — национальный памятник США и крупнейший морской заповедник в мире.

13. Марианский желоб — отнюдь не строго вертикальное углубление в морском дне. Формой Марианская впадина напоминает полумесяц длиной около 2550 километров и шириной в среднем 69 километров.

Что там, на запредельной глубине

На фоне пушек, танков, ракет и другого мощного вооружения относительно небольшой аппарат рубинового цвета, похожий на подводную лодку, смотрится скромно. Но это — одна из главных сенсаций «Армии-2020».

Именно он, носящий имя «Витязь», 9 мая этого года достиг дна Марианской впадины. На проходящем сейчас в парке «Патриот» военно-техническом форуме, к чудо-аппарату можно прикоснуться, попытаться ощутить гигантское давление, которое выдержал его корпус.

Выставлен он на стенде Центрального КБ морской техники «Рубин», где был спроектирован и построен. Представляет его в том числе и Виктор Литвиненко — заместитель руководителя направлений физико-технических исследований Фонда перспективных исследований. Фонд был заказчиком аппарата, финансировал его создание, а Литвиненко непосредственно руководил погружением с борта специального судна «Фотий Крылов». Корреспонденту «Российской газеты» удалось узнать некоторые достаточно интересные подробности экспедиции и особенности конструкции подводного аппарата.

Сначала о самом «Витязе». Это автономный необитаемый подводный аппарат, изготовлен из титановых блоков, способных выдержать погружение на глубину в 13 500 метров. Столь прочных аппаратов нет нигде в мире. Как нет и автономных. И в США, и в Китае, и в других странах используют только привязные аппараты, которые управляются по специальному кабелю. Они способны работать фактически под дном судна обеспечения. А «Витязь» может собирать информацию в радиусе 150 км от базового судна на любой глубине.

Титановый корпус сверху покрыт особым сферопластиком красного цвета. Сделано это было специально, чтобы подчеркнуть символ Победы 1945-го — Красное знамя и обозначить цвет рубина, давшего название КБ. Кстати, краска ничуть не пострадала от погружения на сверхглубину.

Аппарат оснащен эхолокационной системой, гидролокатором бокового обзора, видеокамерами высокого разрешения, измерителями параметров среды, высокоточной навигационной системой, системой гидроакустической связи.

Погружение шло при помощи специального балласта, в который входили и тяжеленные якорные цепи. На отметке 8 км балласт отстегнули. Но два звена якорной цепи не оторвались, с ними и всплыли. Нет худа без добра. Звенья порезали и использовали их для изготовления памятных медалек.

К Марианской впадине «Фотий Крылов» пришел 8 мая. В ночь с 8 на 9 мая с острова Гуам подошел американский боевой корабль, с которого внимательно следили за всеми нашими действиями.

Тем не менее «Витязь» ушел в глубину. В День Победы аппарат достиг отметки 10 028 метров. Под ним было ровное песчано-илистое дно. Вокруг плавали мелкие рачки и креветки. Морские чудища в объектив не попали, хотя участники экспедиции, по их словам, очень хотели увидеть что-то необычное. Было отмечено очень сильное подводное течение.

Возможно, именно оно изменило рельеф дна, так как по предварительным расчетам глубина в этой точке должна была равняться 11 022 метра — такую замерили в 1957 году с советского научно-исследовательского судна «Витязь». Кстати сказать, подводным течением наш аппарат снесло от точки погружения на 9 км, но он благополучно вернулся к своему базовому судну.

Результаты полученных исследований переданы в Российскую академию наук, где сейчас изучаются. Рубиновый «Витязь» готов к дальнейшим глубоководным исследованиям. А у тех счастливчиков, кто придет на форум «Армия-2020», еще будет возможность прикоснуться к российскому чуду глубоководной техники.

На дне Марианской впадины нашли то, что меньше всего ожидали увидеть

Марианская впадина — самая глубокая точка на земле. Экспедиция Five Deeps под руководством Виктора Весково, 53-летнего исследователя и инвестора, добралась, по всей видимости, до самого дна впадины и сделала неожиданные открытия.

Подводная лодка Весково DSV Limiting Factor достигла глубины 10 928 метров. В минувший понедельник экспедиция «Пять глубин» объявила об успехе — очевидно, новом мировом рекорде глубоководного погружения в Марианской впадине. Старый рекорд 10 912 метров был установлен в 1960 году океанографами Доном Уолшем и Жаком Пикаром на глубоководной подводной лодке «Триест».

Бывший обладатель мирового рекорда Уолш тоже был на борту подводного корабля. По его словам, это была впечатляющая работа команды.

Экспедиция проходила на юге Марианской впадины, в так называемой бездне Челленджера. Погружение снимал канал «Дискавери».

Команда Весково пять раз опускалась на дно впадины. По словам ученых, на глубине восьми километров они заметили розовых улиток, а также четыре новых вида ракообразных. Но самыми удивительными находками стали пластиковый пакет и несколько фантиков от конфет. Исследователи заявили, что ученые проведут тестирование на найденных существах, чтобы определить, какой процент микропластика в них содержится. Участники экспедиции с сожалением отметили, что влияние человечества на экологию становится видимым даже в самых отдаленных уголках планеты.

Руководитель экспедиции Весково совершил и одиночное погружение — в самом глубоком месте океана он провел почти четыре часа, исследуя там дно. Предположительно, он установил рекорд по самому глубокому одиночному подводному погружению, опустившись на рекордную глубину в 10 928 метров, что превосходит предыдущее погружение на 16 метров.

Кстати, Виктор Весково известен и как покоритель семи высочайших пиков планеты. На борту подводной лодки DSV Limiting Factor был ледоруб, с помощью которого исследователь-авантюрист в 2010 году поднялся на Эверест. Таким образом, ледоруб побывал и на самой высокой точке в мире и на самой низкой, пишет Spiegel.

После завершения программы погружений Весково сказал: «Эта подводная лодка и ее материнское судно вместе со всей чрезвычайно талантливой экспедиционной командой показали беспрецедентно новый уровень морских технологий. Мы чувствуем, что только что открыли мощную дверь в любое место океана, который на 90% еще не исследован».

Вирусы на дне Марианской впадины обладают аномально большими размерами

Росту бактерий способствовало давление на глубине 11 км

В ходе миссии Challenger Deep группа китайских специалистов обнаружила огромные вирусы в отложениях, извлеченных со дна Марианской впадины. Результаты исследования были опубликованы в газете Bangkok Post.

Известно, что мимивирусы образованы амебами рода Acanthamoeba и включают в себя один вид Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV). Основная особенность данных вирусов заключается в том, что они, в отличие от большинства микробов, не способны пройти через фильтр с порами диаметром 0,22 мкм. Кроме того, данные вирусы можно рассмотреть при помощи светового микроскопа.

Мимивирусы Марианской впадины были извлечены на глубине 11 км. Отмечается, что уровень давления в этом месте в 1,1 тысяч раз выше атмосферного давления. Данный фактор сыграл ключевую роль в увеличении размеров бактерий. Генетический анализ мимивируса показал, что он потенциально мог использовать некоторые гены для помощи грибкам и одноклеточным организмам в расщеплении и поглощении углеводов. Ускоренный метаболизм и рост позволили бы вирусу и его хостам выжить в условиях ограниченной освещенности и нехватки источников питания.

Авторы исследования заявили, что мимивирусы занимали около 4% от общей популяции бактерий на дне Марианской впадины. Всего в отложениях было выявлено около 15 вирусов и свыше 100 различных видов бактерий. По словам исследователей, мимивирус отличался не только своими размерами, но и сложностью генома, имевшего более 1,2 млн пар оснований. В настоящее время специалисты изучают потенциальное влияние данного вируса на млекопитающих.

Фото: bangkokpost.com, hotgeo.ru, sciencemag.org

Давление воды на глубинах океана

Давление воды на глубине — одно из многих явлений, которые должны исследовать исследователи.
довольствоваться при изучении глубоководных участков. Океан глубокий. Если бы мы побрились
со всех континентов и засыпал землей траншеи в океанах
от континентов весь земной шар был бы покрыт водой примерно на 2
миль в глубину. Средняя глубина океана составляет 12 566 футов около 3800 метров.
Наибольшая глубина океана составляет 36 200 футов на 11 000 метров! Какой эффект
эта огромная глубина воды сказывается на обитателях океана? Ответ
зависит от того, где в океане он живет.Рыба или растение у поверхности
мало ощущает эффекта с большой глубины. Неважно, если их шесть
футов или шести тысяч футов под плывущей рыбой. Животное, живущее в
Однако глубина 10000 футов сильно зависит от глубины воды.
над ним.

Мы часто говорим о давлении в атмосфере. Одна атмосфера равна
к весу земной атмосферы на уровне моря, около 14,6 фунтов на
квадратный дюйм. Если вы находитесь на уровне моря, каждый квадратный дюйм вашей поверхности равен
подвергается силе 14.6 фунтов.

Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10 метров воды.
глубина. На глубине 5000 метров давление будет примерно 500.
атмосфер или в 500 раз больше, чем давление на уровне моря. Это
много давления.

Исследовательское оборудование должно быть спроектировано так, чтобы справляться с огромным давлением.
встречается в глубине. Подводные лодки должны иметь усиленные стены, чтобы
выдерживать давление. Инструменты, которые хорошо работают на поверхности, могут сложиться.
или стал бесполезным из-за давления.

Подсчитайте, какое давление (фунтов на квадратный дюйм) используется на оборудовании.
Круиз NeMO должен выдержать.

Глубина
Осевая кальдера — 1540 метров

(Давление в одну атмосферу на один квадратный дюйм поверхности подвергается
усилие 14,6 дюйма. Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10
метров глубины воды)

Сколько фунтов давления на квадратный дюйм будет
Опыт круизного оборудования NeMO ???

ДокторУильям Биб был пионером в глубоководных исследованиях. При поддержке
Национальное географическое общество и Нью-Йоркское зоологическое общество, Биби
построил батисферу (бати = глубокая). В этой стальной сфере он был бы
опускается на глубину более 2500 футов. Толстостенная сфера была спроектирована
чтобы противостоять огромному давлению океана. Сфера имела два толстых
кварцевые окна для просмотра. Чтобы проверить окна батисферы, незанятые
был понижен до 3000 футов.Когда подняли большой стальной шар, Биби
написал.

«Было очевидно, что что-то было не так, и поскольку батисфера
качнулся, я увидел иглу воды, стреляющую по поверхности порта
окно.
Имея гораздо больше веса, чем следовало, она перебралась через борт и
опускается на палубу. Глядя в одно из хороших окон, я мог видеть
что она была почти полна воды. Сверху была любопытная рябь.
вода, и я знал, что пространство наверху заполнено воздухом, но такой воздух
как ни один человек не мог вынести ни минуты.Неустанно тонкий ручей
воды и воздуха косо скользили по внешней поверхности кварца. я
начал откручивать гигантский барашковый болт в центре двери и после
первые несколько оборотов раздалось странное высокое пение, затем легкий туман, пар
-подобные по консистенции, выстрелили, игла пара, затем еще и еще.
Это предупредило меня, что я должен был почувствовать, когда смотрел в окно
что содержимое батисферы находится под огромным давлением. Я очистил
палуба перед дверью всех, персонала и экипажа.Одно движение
фотоаппарат был размещен на верхней палубе, а второй — близко, но
хорошо в одну сторону от батисферы. Осторожно, мало-помалу, двое из нас
повернул латунные ручки, пропитанные спреем, и я слушал, как высокие,
музыкальный тон нетерпеливых ограниченных элементов постепенно спускался по шкале,
четверть тона или меньше при каждом небольшом повороте. Осознавая, что может случиться; мы
откинулся как можно дальше от линии огня.
Вдруг без малейшего предупреждения болт вырвался у нас из рук
и масса тяжелого металла разлетелась по палубе, как снаряд из ружья.Траектория была почти прямой, и латунный болт врезался в сталь.
лебедкой тридцать футов поперек палубы и срезал полдюймовой выемки, выдолбленной
более твердым металлом. Затем последовал твердый цилиндр с водой, который
через некоторое время ослабла до катаракты, хлынувшей из отверстия в двери,
немного воздуха смешалось с водой, похожей на горячий пар. Вместо того
стрельба сжатым воздухом через ледяную воду. Если бы я был на пути, я
был бы обезглавлен.»

Давление действительно велико.

Из: Half Mile Down Уильяма Биба, опубликованного Duell Sloan Pearch (нов.
Йорк) 1951.

Существа, живущие на больших глубинах, не имеют воздуха в теле, таких как
плавательные пузыри у рыб, обитающих на мелководье. Без
воздух в их телах, проблема давления решена. Рыба, краб, осьминог,
черви, блюдца и моллюски — вот лишь некоторые из существ, обитающих в глубинах
океанов.

Когда человек попадает в мир воды, он сталкивается с рядом проблем. В
средний аквалангист становится недееспособным на глубине 250 футов. Это
далеко от глубины 11 500 футов, на которой были обнаружены глубоководные рыбы.

Аквалангистам для выживания нужен кислород. Кислород составляет 21% воздуха, который мы
дышать. Около 78% воздуха, которым мы дышим, составляет газообразный азот. Азот
относительно инертный; он более или менее химически неактивен. Кислород и
азот переносится в кровоток.На уровне моря азот представляет
не проблема для человека. Но что происходит с этими газами, когда мы спускаемся в
океанские глубины.

Повышенное давление позволяет большему количеству кислорода и большему количеству азота растворяться в
кровь. На высоте около 100 футов давление вызовет достаточное количество азота.
растворяются в крови, и азот становится опасным. Азотный наркоз
возникает из-за того, что слишком много азота попадает в кровоток. Так и будет
в конечном итоге приведет к ступору и сну, а не в хорошем состоянии на 100 футов ниже
поверхность.Перед стадией ступора у дайверов закружится голова, их способность
принимать даже простые мыслительные решения (например, сказать время) сокращается. Иногда
они решают, что им больше не нужно дышать через мундштук. В
точные симптомы и глубина проявления симптомов различаются в зависимости от
индивидуально и с каждым погружением. Дайвинг ниже 100 футов требует особых навыков.
и это опасно. Возвращение на поверхность снижает содержание азота и
уменьшает симптомы.

Если одна атмосфера равна примерно 14.Давление 6 фунтов на квадратный дюйм,
и давление увеличивается на 1 атмосферу на каждые 10 метров глубины. Как
из-за множества атмосфер азот попадает в кровоток на расстоянии 30 метров.
(около 100 футов) и 75 метров (около 250 футов)?

Дайверы, ограничивающие время и глубину погружений, могут избегать азота.
наркоз. Выход на поверхность поэтапно с паузой на каждом этапе позволяет
азот диффундировать из крови.

«Давление» адаптировано из «Проекта моря» Джима Колба.

Назад к учебным материалам по NeMO

11.4 Изменение давления в жидкости по глубине — College Physics

Если у вас когда-либо ломались уши в полете или болели во время глубокого погружения в бассейне, значит, вы испытали влияние глубины на давление в жидкости. На поверхности Земли давление воздуха, оказываемое на вас, является результатом веса воздуха над вами. Это давление уменьшается по мере того, как вы поднимаетесь на высоту, и вес воздуха над вами уменьшается.Под водой оказываемое на вас давление увеличивается с увеличением глубины. В этом случае давление, оказываемое на вас, является результатом как веса воды над вами , так и веса атмосферы над вами . Вы можете заметить изменение давления воздуха во время поездки на лифте, который перенесет вас на много этажей, но вам нужно погрузиться всего на метр или около того ниже поверхности бассейна, чтобы почувствовать повышение давления. Разница в том, что вода намного плотнее воздуха, примерно в 775 раз плотнее.

Рассмотрим контейнер на рисунке 11.9. Его дно выдерживает вес находящейся в нем жидкости. Вычислим давление, оказываемое на дно, на вес жидкости. Это давление представляет собой вес жидкости mgmg размером 12 {ital «mg»} {}, деленный на поддерживающую его площадь AA размером 12 {A} {} (площадь дна контейнера):

P = мгA.P = мгА. размер 12 {P = {{ital «mg»} больше {A}}} {}

11,12

Мы можем найти массу жидкости, исходя из ее объема и плотности:

m = ρV.m = ρV. размер 12 {m = ρV} {}

11.13

Объем VV жидкости размером 12 {V} {} зависит от размеров контейнера. Это

V = Ah, V = Ah, размер 12 {V = ital «Ah»} {}

11,14

где AA размер 12 {A} {} — это площадь поперечного сечения, а hh размер 12 {h} {} — это глубина. Объединение последних двух уравнений дает

m = ρAh.m = ρAh. размер 12 {m = ρ ital «Ah»} {}

11,15

Если ввести это в выражение для давления, мы получим

P = ρAhgA.P = ρAhgA. размер 12 {P = {{left (ρ ital «Ah» right) g} над {A}}} {}

11.16

Область отменяется, и перестановка переменных дает

P = hρg.P = hρg. размер 12 {P = hρg} {}

11,17

Это значение представляет собой давление , обусловленное весом жидкости . Уравнение имеет общую применимость за пределами особых условий, при которых оно получено здесь. Даже если бы контейнера не было, окружающая жидкость все равно оказывала бы это давление, сохраняя статическое состояние жидкости. Таким образом, уравнение P = hρgP = hρg размер 12 {P = hρg} {} представляет давление из-за веса любой жидкости со средней плотностью ρρ размером 12 {ρ} {} на любой глубине hh размер 12 {h} { } под его поверхностью.Для жидкостей, которые почти несжимаемы, это уравнение справедливо до больших глубин. Для газов, которые достаточно сжимаемы, можно применять это уравнение до тех пор, пока изменения плотности на рассматриваемой глубине невелики. Пример 11.4 иллюстрирует эту ситуацию.

Рис. 11.9 Дно этого контейнера выдерживает весь вес находящейся в нем жидкости. Вертикальные стороны не могут оказывать восходящее усилие на жидкость (поскольку она не может выдерживать силу сдвига), поэтому дно должно поддерживать все это.

Пример 11.3

Расчет среднего давления и прилагаемой силы: какую силу должна выдержать плотина?

В примере 11.1 мы вычислили массу воды в большом резервуаре. Теперь мы рассмотрим давление и силу, действующие на удерживающую воду плотину. (См. Рис. 11.10.) Ширина плотины составляет 500 м, а глубина воды у плотины — 80,0 м. а) Каково среднее давление воды на плотину? (b) Рассчитайте силу, действующую на плотину, и сравните ее с весом воды в плотине (ранее было установлено, что оно равно 1.96 × 1013N1.96 × 1013N).

Стратегия для (а)

Среднее давление P¯P¯
из-за веса воды давление на средней глубине h¯h¯
40,0 м, так как давление линейно растет с глубиной.

Решение для (а)

Среднее давление из-за веса жидкости

P¯ = h¯ρg.P¯ = h¯ρg. размер 12 {P = hρg} {}

11,18

Введите плотность воды из таблицы 11.1 и приняв h¯h¯ size 12 {h} {} за среднюю глубину 40.0 м получаем

P¯ = (40,0 м) 103 кгм39,80 мс2 = 3,92 × 105 Нм2 = 392 кПа. P¯ = (40,0 м) 103 кгм39,80 мс2 = 3,92 × 105 Нм2 = 392 кПа.

11,19

Стратегия для (б)

Сила, оказываемая водой на плотину, равна среднему давлению, умноженному на площадь контакта:

F = P¯A.F = P¯A. размер 12 {F = {overline {P}} A} {}

11.20

Решение для (b)

Мы уже нашли значение для P¯P¯ size 12 {{bar {P}}} {}. Площадь плотины A = 80,0 м × 500 м = 4,00 × 104 м2A = 80.0 м × 500 м = 4,00 × 104 м2 размер 12 {A = «80» «.» 0`m умножить на «500» `m = 4″. » «00» умножить на «10» rSup {размер 8 {4}} `m rSup {размер 8 {2}}} {}, так что

F = (3,92 × 105 Н / м2) (4,00 × 104 м2) = 1,57 × 1010 Н .F = (3,92 × 105 Н / м2) (4,00 × 104 м2) = 1,57 × 1010 Н. выравнивание {стек {
размер 12 {F = \ (3 «.» «92» умножить на «10» rSup {размер 8 {5}} `» N / m «rSup {size 8 {2}} \) \ (4». «» 00 «раз» 10 «rSup {размер 8 {4}}` m rSup {размер 8 {2}} \)} {} #
«» = 1 «.» «57» умножить на «10» rSup {size 8 {«10″}} `N». » {}
}} {}

11.21

Обсуждение

Хотя эта сила кажется большой, она мала по сравнению с 1.96 × 1013N1.96 × 1013N размер 12 {1 «.» «96» умножить на «10» rSup {size 8 {«13»}} `N} {} веса воды в резервуаре — фактически, это всего лишь

0,0800% 0,0800% от веса. Обратите внимание, что давление, обнаруженное в части (а), полностью не зависит от ширины и длины озера — оно зависит только от его средней глубины у плотины. Таким образом, сила зависит только от средней глубины воды и размеров плотины, а не , а не от горизонтальной протяженности водохранилища. На диаграмме толщина дамбы увеличивается с глубиной, чтобы уравновесить возрастающую силу из-за увеличения давления.epth, чтобы уравновесить увеличивающуюся силу из-за увеличения давления.

Рисунок 11.10 Плотина должна выдерживать силу, прилагаемую к ней удерживаемой водой. Эта сила мала по сравнению с весом воды за плотиной.

Атмосферное давление — еще один пример давления из-за веса жидкости, в данном случае из-за веса воздуха над заданной высотой. Атмосферное давление у поверхности Земли немного меняется из-за крупномасштабного потока атмосферы, вызванного вращением Земли (это создает погодные «максимумы» и «минимумы»).Тем не менее, среднее давление на уровне моря определяется стандартным атмосферным давлением PatmPatm размером 12 {P rSub {size 8 {«atm»}}} {}, измеренным как

1 атмосфера (атм) = Patm = 1,01 × 105 Н / м2 = 101 кПа. 1 атмосфера (атм) = Патм = 1,01 × 105 Н / м2 = 101 кПа. размер 12 {1` «атмосфера» `\ (» атм «\) = P rSub {размер 8 {» атм «}} = 1″. » «01» умножить на «10» rSup {размер 8 {5}} «Н / м» rSup {size 8 {2}} = «101» «« кПа »} {}

11,22

Это соотношение означает, что на в среднем, на уровне моря, столб воздуха выше 1.00m21.00m2 поверхности Земли имеет вес 1.01 × 105N1.01 × 105N размер 12 {1 «.» «01» умножить на «10» rSup {size 8 {5}} `N} {}, что эквивалентно 1 атм1 атм. (См. Рисунок 11.11.)

Рисунок 11.11 Атмосферное давление на уровне моря в среднем составляет 1,01 × 105 Па1,01 × 105 Па размером 12 {1 «». «01» умножить на «10» rSup {размер 8 {5}} «» Па «} {} (эквивалентно 1 атм), поскольку столб воздуха над этим 1м21м2 размером 12 {1`m rSup {размер 8 {2} }} {}, простираясь до верхних слоев атмосферы, весит 1,01 × 105 N1,01 × 105 N размером 12 {1 «.»» 01 «умножить на» 10 «rSup {size 8 {5}}» N «} {}.

Пример 11,4

Расчет средней плотности: насколько плотен воздух?

Рассчитайте среднюю плотность атмосферы, учитывая, что она простирается до высоты 120 км. Сравните эту плотность с плотностью воздуха, указанной в таблице 11.1.

Стратегия

Если мы решим для плотности P = hρgP = hρg size 12 {P = hρg} {}, мы увидим, что

ρ¯ = Phg.ρ¯ = Phg. размер 12 {{bar {ρ}} = {{P} over {ital «hg»}}} {}

11.23

Затем мы принимаем размер PP 12 {P} {} за атмосферное давление, задан размер hh 12 {h} {} и известен размер gg 12 {g} {}, и поэтому мы можем использовать это для расчета ρ¯ρ¯ размер 12 {{bar {ρ}}} {}.

Решение

Ввод известных значений в выражение для ρ¯ρ¯ размера 12 {{bar {ρ}}} {} дает

ρ¯ = 1,01 × 105 Н / м2 (120 × 103 м) (9,80 м / с2) = 8,59 × 10− 2 кг / м3. Ρ¯ = 1,01 × 105 Н / м2 (120 × 103 м) (9,80 м / с2) = 8,59 × 10–2 кг / м3. размер 12 {{bar {ρ}} = {{1 «.» «01» умножить на «10» rSup {размер 8 {5}} «» N / m «rSup {size 8 {2}}} больше {\ (» 120 «умножить на» 10 «rSup {размер 8 {3}}` м \) \ (9 «.»» 80 «` «м / с» rSup {размер 8 {2}} \)}} = 8 «.» «59» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 2}} «» кг / м «rSup {размер 8 {3}}} {}

11,24

Обсуждение

Этот результат представляет собой среднюю плотность воздуха между поверхностью Земли и верхним слоем атмосферы Земли, которая по существу заканчивается на уровне 120 км. Плотность воздуха на уровне моря, указанная в таблице 11.1, составляет 1,29 кг / м 31,29 кг / м3 размер 12 {1 «». «29» «» кг / м «rSup {size 8 {3}}} {} — примерно в 15 раз больше среднего значения. Поскольку воздух настолько сжимаем, его плотность имеет наибольшее значение у поверхности Земли и быстро уменьшается с высотой.

Пример 11.5

Расчет глубины под поверхностью воды: какая глубина воды создает такое же давление, как и вся атмосфера?

Вычислите глубину ниже поверхности воды, на которой давление, обусловленное весом воды, равно 1,00 атм.

Стратегия

Начнем с решения уравнения P = hρgP = hρg size 12 {P = hρg} {} для глубины hh size 12 {h} {}:

h = Pρg.h = Pρg. размер 12 {h = {{P} over {ρg}}} {}

11.25

Затем мы берем PP размер 12 {P} {} равным 1,00 атм и размер ρρ 12 {ρ} {} как плотность воды, которая создает давление.

Решение

Ввод известных значений в выражение для размера hh 12 {h} {} дает

h = 1,01 × 105 Н / м2 (1,00 × 103 кг / м3) (9,80 м / с2) = 10,3 м. h = 1,01 × 105 Н / м2 (1,00 × 103 кг / м3) (9,80 м / с2) = 10,3 м. размер 12 {h = {{1 «.» «01» умножить на «10» rSup {размер 8 {5}} «» N / m «rSup {size 8 {2}}} больше {\ (1». «» 00 «умножить на» 10 «rSup {size 8 { 3}} `» кг / м «rSup {размер 8 {3}} \) \ (9″.»» 80 «` «m / s» rSup {size 8 {2}} \)}} = «10» «.» 3`m} {}

11.26

Обсуждение

Всего 10,3 м воды создают такое же давление, как 120 км воздуха. Поскольку вода почти несжимаема, мы можем пренебречь любым изменением ее плотности на этой глубине.

Как вы думаете, какое общее давление составляет на глубине 10,3 м в бассейне? Влияет ли атмосферное давление на поверхности воды на давление ниже? Ответ положительный. Это кажется логичным, поскольку необходимо поддерживать вес воды и атмосферы.Таким образом, общее давление на глубине 10,3 м составляет 2 атм — половина от воды наверху и половина от воздуха наверху. Мы увидим в принципе Паскаля, что давление жидкости всегда увеличивается таким образом.

11.4 Изменение давления в жидкости с глубиной — Главы физики колледжа 1-17

Сводка

• Определите давление в единицах веса.
• Объясните изменение давления в жидкости с глубиной.
• Рассчитайте плотность с учетом давления и высоты.

Если у вас когда-либо ломались уши в полете или болели во время глубокого погружения в бассейне, значит, вы испытали влияние глубины на давление в жидкости. На поверхности Земли давление воздуха, оказываемое на вас, является результатом веса воздуха над вами. Это давление уменьшается по мере того, как вы поднимаетесь на высоту, и вес воздуха над вами уменьшается. Под водой оказываемое на вас давление увеличивается с увеличением глубины. В этом случае давление, оказываемое на вас, является результатом как веса воды над вами , так и веса атмосферы над вами в единиц.Вы можете заметить изменение давления воздуха во время поездки на лифте, который перенесет вас на много этажей, но вам нужно погрузиться всего на метр или около того ниже поверхности бассейна, чтобы почувствовать повышение давления. Разница в том, что вода намного плотнее воздуха, примерно в 775 раз плотнее.

Рассмотрим контейнер на рисунке 1. Его дно выдерживает вес находящейся в нем жидкости. Вычислим давление, оказываемое на дно, на вес жидкости. Давление — это вес жидкости [латекс] \ boldsymbol {mg} [/ latex], деленный на площадь [латекс] \ boldsymbol {A} [/ latex], на которой он находится (площадь дна контейнера) :

[латекс] \ boldsymbol {P \: =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {mg} {A}}.[/ латекс]

Мы можем найти массу жидкости по ее объему и плотности:

[латекс] \ boldsymbol {m \: = \ rho {V}}. [/ Latex]

Объем жидкости [латекс] \ boldsymbol {V} [/ latex] зависит от размеров контейнера. Это

[латекс] \ boldsymbol {V = Ah}, [/ латекс]

где [latex] \ boldsymbol {A} [/ latex] — это площадь поперечного сечения, а [latex] \ boldsymbol {h} [/ latex] — это глубина. Объединение последних двух уравнений дает

[латекс] \ boldsymbol {m = \ rho {Ah}}.[/ латекс]

Если ввести это в выражение для давления, получим

[латекс] \ boldsymbol {P \: =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {(\ rho {Ah}) g} {A}}. [/ Latex]

Область отменяется, и перестановка переменных дает

[латекс] \ boldsymbol {P = h \ rho {g}.} [/ Латекс]

Это значение соответствует давлению из-за веса жидкости . Уравнение имеет общую применимость за пределами особых условий, при которых оно получено здесь. Даже если бы контейнера не было, окружающая жидкость все равно оказывала бы это давление, сохраняя статическое состояние жидкости.Таким образом, уравнение [латекс] \ boldsymbol {P = h \ rho {g}} [/ latex] представляет давление из-за веса любой жидкости со средней плотностью [латекс] \ boldsymbol {\ rho} [/ latex] на любой глубине [латекс] \ boldsymbol {h} [/ latex] под его поверхностью. Для жидкостей, которые почти несжимаемы, это уравнение справедливо до больших глубин. Для газов, которые достаточно сжимаемы, можно применять это уравнение до тех пор, пока изменения плотности на рассматриваемой глубине невелики. Пример 2 иллюстрирует эту ситуацию.

Рисунок 1. Дно этого контейнера выдерживает весь вес находящейся в нем жидкости. Вертикальные стороны не могут оказывать восходящее усилие на жидкость (поскольку она не может выдерживать силу сдвига), поэтому дно должно поддерживать все это.

Пример 1: Расчет среднего давления и прилагаемой силы: какую силу должна выдержать плотина?

В главе 11.2 Пример 1 мы вычислили массу воды в большом резервуаре. Теперь мы рассмотрим давление и силу, действующие на удерживающую воду плотину.{13} \ textbf {N}} [/ latex]).

Стратегия для (а)

Среднее давление [латекс] \ boldsymbol {\ bar {P}} [/ latex] из-за веса воды — это давление на средней глубине [латекс] \ boldsymbol {\ bar {h}} [/ latex] 40,0 м, так как давление линейно увеличивается с глубиной.

Решение для (a)

Среднее давление из-за веса жидкости

[латекс] \ boldsymbol {\ bar {P} = \ bar {h} \ rho {g}}. [/ Latex]

Введите плотность воды из Таблицы 1 и приняв [латекс] \ boldsymbol {\ bar {h}} [/ latex] за среднюю глубину 40.{13} \ textbf {N}} [/ latex] вес воды в резервуаре — фактически, это только [латекс] \ boldsymbol {0,0800 \%} [/ латекс] веса. Обратите внимание, что давление, обнаруженное в части (а), полностью не зависит от ширины и длины озера — оно зависит только от его средней глубины у плотины. Таким образом, сила зависит только от средней глубины воды и размеров плотины, а не , а не от горизонтальной протяженности водохранилища. На диаграмме толщина дамбы увеличивается с глубиной, чтобы уравновесить возрастающую силу из-за увеличения давления.

Рис. 2. Плотина должна выдерживать силу, прилагаемую к ней удерживаемой водой. Эта сила мала по сравнению с весом воды за плотиной.

Атмосферное давление — еще один пример давления, обусловленного весом жидкости, в данном случае из-за веса воздуха над заданной высотой. Атмосферное давление у поверхности Земли немного меняется из-за крупномасштабного потока атмосферы, вызванного вращением Земли (это создает погодные «максимумы» и «минимумы»).5 \ textbf {N}}, [/ latex] эквивалент [latex] \ boldsymbol {1 \ textbf {atm}}. [/ Latex] (см. Рисунок 3.)

Рисунок 3. Среднее атмосферное давление на уровне моря 1,01 × 10 ⁵ Па (эквивалентно 1 атм), поскольку столб воздуха над ним 1 м ² , простирающийся до верхних слоев атмосферы, весит 1,01 × 10 ⁵ N .

Пример 2: Расчет средней плотности: насколько плотен воздух?

Рассчитайте среднюю плотность атмосферы, учитывая, что она простирается до высоты 120 км.Сравните эту плотность с плотностью воздуха, указанной в Таблице 1.

Стратегия

Если мы решим [латекс] \ boldsymbol {P = h \ rho {g}} [/ latex] для плотности, мы увидим, что

[латекс] \ boldsymbol {\ bar {\ rho} \: =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {P} {hg}}. [/ Latex]

Затем мы принимаем [латекс] \ boldsymbol {P} [/ latex] за атмосферное давление, за [латекс] \ boldsymbol {h} [/ latex] и за [latex] \ boldsymbol {g} [/ latex] известно, и поэтому мы можем использовать это для вычисления [latex] \ boldsymbol {\ bar {\ rho}}.3} [/ latex] — примерно в 15 раз больше среднего значения. Поскольку воздух настолько сжимаем, его плотность имеет наибольшее значение у поверхности Земли и быстро уменьшается с высотой.

Пример 3: Расчет глубины под поверхностью воды: какая глубина воды создает такое же давление, как и вся атмосфера?

Вычислите глубину ниже поверхности воды, на которой давление, обусловленное весом воды, равно 1,00 атм.

Стратегия

Начнем с решения уравнения [латекс] \ boldsymbol {P = h \ rho {g}} [/ latex] для глубины [латекс] \ boldsymbol {h}: [/ latex]

[латекс] \ boldsymbol {h \: =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {P} {\ rho {g}}}.2)}} [/ latex] [latex] \ boldsymbol {= \: 10.3 \ textbf {m.}} [/ Latex]

Обсуждение

Всего 10,3 м воды создают такое же давление, как 120 км воздуха. Поскольку вода почти несжимаема, мы можем пренебречь любым изменением ее плотности на этой глубине.

Как вы думаете, каково общее давление на глубине 10,3 м в бассейне? Влияет ли атмосферное давление на поверхности воды на давление ниже? Ответ положительный. Это кажется логичным, поскольку необходимо поддерживать вес воды и атмосферы.Таким образом, общее давление на глубине 10,3 м составляет 2 атм — половина от воды выше и половина от воздуха выше. В главе 11.5 «Принцип Паскаля» мы увидим, что давление жидкости всегда увеличивается таким образом.

• Давление — это вес жидкости [латекс] \ boldsymbol {mg} [/ latex], деленный на площадь [латекс] \ boldsymbol {A} [/ latex], на которой она расположена (площадь дна контейнера):

  [латекс] \ boldsymbol {P \: =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {mg} {A}}. [/ Latex]

• Давление, связанное с весом жидкости, определяется по формуле

  [латекс] \ boldsymbol {P = h \ rho {g}}, [/ latex]

  где [латекс] \ boldsymbol {P} [/ latex] — давление, [latex] \ boldsymbol {h} [/ latex] — высота жидкости, [латекс] \ boldsymbol {\ rho} [/ latex] — плотность жидкости, а [латекс] \ boldsymbol {g} [/ latex] — ускорение свободного падения.

Концептуальные вопросы

1: Атмосферное давление оказывает на верхнюю часть тела большую силу (равную весу атмосферы над вашим телом — около 10 тонн), когда вы лежите на пляже и принимаете солнечные ванны. Почему ты можешь встать?

2: Почему атмосферное давление падает с высотой быстрее, чем линейно?

3: По каким двум причинам в барометрах используется ртуть, а не вода?

4: На рисунке 4 показано, как мешки с песком, размещенные вокруг утечки за пределами речной дамбы, могут эффективно остановить поток воды под дамбой.Объясните, как небольшое количество воды внутри колонны, образованной мешками с песком, может уравновесить гораздо более крупный водоем за дамбой.

Рис. 4. Поскольку уровень реки очень высок, она начала просачиваться под дамбу. Мешки с песком помещаются вокруг утечки, и удерживаемая ими вода поднимается до уровня реки, после чего вода перестает подниматься.

5: Почему в Большом соленом озере сложно плавать под водой?

6: Имеется ли чистая сила на плотине из-за атмосферного давления? Поясните свой ответ.

7: Добавляет ли атмосферное давление давление газа в жестком резервуаре? На воздушном шарике? Когда вообще атмосферное давление , а не влияет на общее давление в жидкости?

8: Вы можете разбить крепкую винную бутылку, вонзив в нее пробку кулаком, но пробка должна давить прямо на жидкость, наполняющую бутылку — между пробкой и жидкостью не должно быть воздуха. 2}.2} [/ latex] область роговицы. а) Какое это давление в мм рт. (b) Находится ли это значение в пределах нормы для глазного давления?

6: Какая сила действует на одну сторону листа бумаги размером 8,50 на 11,0 см со стороны атмосферы? Как бумага может выдержать такую ​​силу?

7: Какое давление оказывается на дно бензобака шириной 0,500 м и длиной 0,900 м, который может вмещать 50,0 кг бензина по весу бензина в нем, когда он заполнен?

8: Рассчитайте среднее давление, оказываемое на ладонь толкателя ядра при выстреле, если площадь контакта [латекс] \ boldsymbol {50.2 \: L / 2}, [/ latex] где [latex] \ boldsymbol {\ rho} [/ latex] — это плотность воды, [latex] \ boldsymbol {h} [/ latex] — ее глубина у плотины. , а [латекс] \ boldsymbol {L} [/ latex] — длина перемычки. Вы можете предположить, что поверхность плотины вертикальная. (Подсказка: вычислите среднее давление и умножьте его на площадь контакта с водой (см. Рисунок 5.)

Рисунок 5.

Глоссарий

давление

вес жидкости, деленный на площадь, на которую она опирается

Решения

Задачи и упражнения

1:

0.2} [/ латекс]

9:

24,0 с.

BBC News — Океанская траншея: нырните на 11000 метров вниз

23 февраля 2012 г.
Последнее обновление в 15:41

Ледяной холод, черный как смоль и сокрушительное давление — самая глубокая часть океана — одно из самых враждебных мест на планете. Только три исследователя совершили там эпическое путешествие: 11 км (семь миль) до дна Марианской впадины Тихого океана.По мере того, как начинается новая волна глубоководных исследований, взгляните на таинственный мир, в который они будут погружаться.

• 40-50

  м (130-165 футов)

  Лимит на отдых
  аквалангисты в воздухе

• 1000

  м (3281 фут)

  Максимальная глубина проникновения солнечного света

• 2438

  м (8000 футов)

  Глубина эксплуатации буровой установки
  Глубоководный горизонт

• 3800

  м (12 467 футов)

  Обломки RMS Titanic
  найдено на этой глубине

• 4267

  м (14000 футов)

  Средняя глубина океана

• 5,057

  м (16,591 фут)

  Китайская подводная лодка Jiaolong’s
  дайв, 2011

• 5607

  м (18396 футов)

  Моллой Дип —
  Северного Ледовитого океана
  самая глубокая точка

• 6000

  м (19685 футов)

  Максимальная глубина двух российских подводных лодок МИР

• 7235

  м (23737 футов)

  Южный сэндвич-желоб
  Самая глубокая точка Южного океана

• 8,047

  м (26401 фут)

  Желоб Диамантина
  Самая глубокая точка Индийского океана

• 8,400

  м (27,560 футов)

  Желоб Пуэрто-Рико
  Самая глубокая точка в Атлантическом океане

• 10,994

  м (36069 футов)

  Глубина Челленджера — самая глубокая
  место на Земле. Дон Уолш находился в
  первая подводная лодка, достигшая самых темных глубин океана.

• 10,898

  м (35,756 футов)

  Глубина, достигнутая кинорежиссером Джеймсом Кэмероном

• Зона солнечного света

  Солнечный свет или эпипелагическая зона (0-200 м). Большая часть жизни в океане происходит здесь, в более теплых поверхностных водах. Приблизительная температура: 12-20C

• Сумеречная зона

  Сумеречная или мезопелагическая зона (200-1000 м).С глубиной солнечный свет переходит в кромешную тьму, а температура резко падает. Приблизительная температура: 4-13C.

• Полуночная зона

  Полуночная или Батипелагическая зона (1000-4000 м). Биолюминесценция, производимая животными, здесь единственный источник света. Приблизительная температура: 4C

• Нижняя полночь

  Нижняя полночь или Абиссальная зона (4000-6000 м). Большая часть дна океана находится в этом диапазоне. Приблизительная температура: близкая к нулю

• Окопы

  Окопы или зона Хадаля, более 6000 м.Еды не хватает, но в этой суровой окружающей среде все еще есть новая жизнь. Приблизительная температура: чуть выше точки замерзания

ГЛУБИНА
0 (м)

ДАВЛЕНИЕ
1 (атмосферы)

ДАВЛЕНИЕ РАВНО
1 кг
на одном ногте

Испытание под давлением: ныряние на 100 м вниз

С помощью нескольких головок из полистирола научный корреспондент Ребекка Морелль выясняет, что происходит при давлении на 100 метров ниже уровня моря.

Испытание под давлением: ныряние на 1000 м вниз

Би-би-си Ребекка Морелль рассказывает о том, что происходит с головкой из полистирола, когда она подвергается давлению на глубине 1000 метров под волнами.

Атмосферный гидрокостюм

Они могут выглядеть неуклюже, как доспехи, но некоторые атмосферные водолазные костюмы (ADS) могут позволить людям достигать глубин до 600-700 метров. Эта ADS, используемая французским флотом, может достигать 250 метров.

Морской слон — эксперт-дайвер

Этот южный морской слоник — фантастический ныряльщик и достигает глубины до 2000 метров.Крупные самцы могут весить до четырех тонн и питаются в основном рыбой и кальмарами.

Удильщик, хищник в глубине

У этого грозного хищника над пастью есть приманка, которая мерцает биолюминесцентным светом. Он эволюционировал, чтобы привлекать внимание добычи и приближать ее. Если они подойдут достаточно близко, удильщик нанесет удар.

Alvin — глубоководная подводная лодка

Долго эксплуатируемый в США подводный корабль Alvin способен взять на борт до трех человек на глубину 4500 м, но в настоящее время проводится модернизация, которая позволит ему нырять еще глубже.Спущенный на воду в 1960-х годах, Элвин исследовал обломки корабля «Титаник» и многих других.

Мусорщики, живущие на краю траншеи

Алан Джеймисон из Oceanlab в Университете Абердина описывает животных, которые живут на вершине океанской впадины.

Почему 6000 метров — странная зона для жизни

На глубине 6000 м траншеи полны сюрпризов, как объясняет Алан Джеймисон из Oceanlab в Университете Абердина.

Улитка — самая глубокая рыба в мире?

Алан Джеймисон из Oceanlab в Университете Абердина говорит, что рыба-улитка — самая глубокая рыба, которую он видел в океанских желобах.

HMS Challenger — исследовательское судно

Британское исследовательское судно HMS Challenger было первым, кто исследовал глубины Марианской впадины в 1875 году. Самая глубокая точка траншеи, Challenger Deep, была названа в ее честь, как и злополучный космический корабль.

Пролетите над Марианской впадиной

Эта карта, созданная Джимом Гарднером из Центра картографирования прибрежных районов и океана США, является самой подробной картой Марианской впадины на сегодняшний день.

Существа, похожие на креветок, доминируют в глубинах океана

В самом глубоком океане преобладают падальщики, называемые амфиподами, как объясняет Алан Джеймисон из Oceanlab в Университете Абердина.

Испытание под давлением: ныряние на глубину 10 000 м

Би-би-си Ребекка Морелль рассказывает о том, что происходит с головкой из полистирола в зависимости от давления на глубине 10 000 метров под водой.

Познакомьтесь с человеком, который выжил в глубочайшем океане

В 1960 году Дон Уолш вместе со швейцарским инженером Жаком Пикаром совершили первое в мире погружение на дно Марианской впадины. Здесь он рассказывает замечательную историю.

Джеймс Кэмерон: самое глубокое морское дно, «как другая планета»

Кинорежиссер Джеймс Кэмерон вернулся на поверхность после того, как стал первым человеком за 50 лет, достигшим самой глубокой точки океана.

Автор Ребекка Морелль.Производство Джона Уолтона, Хелен Сирс, Люка Уорда и Шарлотты Торнтон. Операторская работа, Саймон Хэнкок.

О Марианской впадине — Экспедиция DEEPSEA CHALLENGE

В то время как тысячи альпинистов успешно взошли на Эверест, самую высокую точку на Земле, только два человека спустились в самую глубокую точку планеты, Глубину Челленджера в Марианской впадине Тихого океана.

Расположенный в западной части Тихого океана к востоку от Филиппин и в среднем примерно в 124 милях (200 км) к востоку от Марианских островов, Марианская впадина представляет собой шрам в форме полумесяца в земной коре, протяженностью более 1500 миль (2550 км). в длину и в среднем 43 мили (69 километров) в ширину.Расстояние между поверхностью океана и самой глубокой точкой желоба — впадиной Челленджера, которая находится примерно в 200 милях (322 километрах) к юго-западу от территории США, Гуам, — составляет почти 7 миль (11 километров). Если бы Эверест упал в Марианскую впадину, его пик все равно был бы более чем на милю (1,6 километра) под водой.

Марианская впадина является частью глобальной сети глубоких желобов, пересекающих дно океана. Они образуются при столкновении двух тектонических плит. В точке столкновения одна из плит ныряет под другую в мантию Земли, образуя океанский желоб.

Впервые глубины Марианской впадины были исследованы в 1875 году британским кораблем H.M.S. Challenger в рамках первого глобального океанографического круиза. Ученые Challenger зарегистрировали глубину 4475 саженей (около пяти миль или восьми километров) с помощью утяжеленной измерительной веревки. В 1951 году британское судно H.M.S. Challenger II вернулся на место с эхолотом и измерил глубину около 7 миль (11 километров).

Большая часть Марианской впадины в настоящее время является территорией У.Охраняемая зона S. как часть морского национального памятника Марианской впадины, учрежденного президентом Джорджем Бушем в 2009 году. Разрешения на исследования в памятнике, в том числе в Глубине Сирены, были получены от Службы охраны рыболовства и дикой природы США. Разрешения на исследования в Бездне Челленджера были получены от Федеративных Штатов Микронезии.

ИСТОРИЧЕСКОЕ ПОГРУЖЕНИЕ

Из-за большой глубины Марианская впадина окутана вечной тьмой, а температура здесь всего на несколько градусов выше нуля.Давление воды на дне траншеи составляет восемь тонн на квадратный дюйм, что примерно в тысячу раз превышает стандартное атмосферное давление на уровне моря. Давление увеличивается с глубиной.

Первый и единственный раз, когда люди спустились в Бездну Челленджера, было более 50 лет назад. В 1960 году Жак Пикар и лейтенант ВМС Дон Уолш достигли этой цели на подводном аппарате ВМС США, батискафе под названием Trieste . После пятичасового спуска пара провела на дне лишь скудные 20 минут и не могла сделать никаких снимков из-за облаков ила, поднявшихся при их прохождении.

До исторического погружения Пикара и Уолша ученые спорили о том, может ли жизнь существовать при таком экстремальном давлении. Но внизу прожектор Trieste осветил существо, которое Пикар принял за камбалу, и этот момент Пикар позже с волнением описал в книге о своем путешествии.

«Здесь, в одно мгновение, был ответ, который биологи просили десятилетиями», — писал Пикар. «Может ли жизнь существовать в самых глубинах океана? Это могло бы!»

В ГЛУБОКОМ ОЖИДАНИИ

Хотя экспедиция Trieste развеяла любые сомнения в существовании жизни в Марианской впадине, ученые все еще очень мало знают о типах организмов, которые там обитают.Фактически, некоторые задаются вопросом, действительно ли рыба Пикара была разновидностью морского огурца. Считается, что давление настолько велико, что кальций может существовать только в растворе, поэтому кости позвоночных буквально растворятся. Ни костей, ни рыбы. Но природа также много раз доказывала, что ученые ошибались в прошлом своей замечательной способностью к адаптации. Так есть ли такая глубокая рыба? Никто не знает, и в этом весь смысл проекта DEEPSEA CHALLENGE , чтобы найти ответы на такие фундаментальные вопросы.

В последние годы глубоководные земснаряды и беспилотные подводные лодки стали свидетелями появления экзотических организмов, таких как амфиподы, похожие на креветок, и странных полупрозрачных животных, называемых голотуриями. Но ученые говорят, что есть много новых видов, ожидающих открытия, и много оставшихся без ответа вопросов о том, как животные могут выжить в этих экстремальных условиях. Ученые особенно интересуются микроорганизмами, живущими в окопах, которые, по их словам, могут привести к прорыву в биомедицине и биотехнологиях.

Микроскопические обитатели Марианской впадины могут даже пролить свет на появление жизни на Земле.Некоторые исследователи, такие как Патрисия Фрайер и др. из Гавайского университета, предположили, что змеевидные грязевые вулканы, расположенные недалеко от океанских желобов, могли обеспечить правильные условия для первых форм жизни на нашей планете. Кроме того, по словам геологов, изучение горных пород из океанских желобов может привести к лучшему пониманию землетрясений, которые создают мощные и разрушительные цунами, наблюдаемые вокруг Тихоокеанского побережья.

ПОДРОБНЕЕ О МОРСКИХ ОХРАНЯЕМЫХ РАЙОНАХ:
Pristine Seas Expeditions
Фотогалерея: U.Охраняемые территории С. Марин

Глубина моря максимальна в Марианской впадине в классе 11 по физике JEE_Main

Подсказка Учитывая глубину и модуль объемной упругости морской воды. Предположим, что объем на поверхности равен \ [{V_1} \], а объем на глубине равен \ [{V_2} \], а плотность равна \ [{\ rho _1} \] и \ [{\ rho _2} \] . Используя формулу модуля объемного сжатия, рассчитайте изменение объема и используйте его для расчета изменения плотности и, следовательно, процента.

Полное пошаговое решение
Сначала мы вычисляем изменение объема от верхней поверхности до нижней поверхности марианской впадины, используя данную формулу модуля объемного сжатия.{- 2}})}} \]
Теперь \ [V \] это начальный объем \ [{V_1} \]
\ [\ Rightarrow \ dfrac {{{V_1} — {V_2}}} {{{V_1} }}} = \ dfrac {1} {{20}} \]
\ [\ Rightarrow {V_1} (1 — \ dfrac {1} {{20}}) = {V_2} \]
Теперь плотность на 11 км глубина задается как
\ [{\ rho _2} = \ dfrac {{mass}} {{Volum {e_2}}} \]
Масса воды постоянна повсюду, следовательно,
\ [\ Rightarrow {\ rho _2} = \ dfrac {{{\ rho _1} \ times {V_1}}} {{{V_2}}} \]
Подставляя вместо \ [{V_2} \], получаем
\ [\ Rightarrow {\ rho _2} = \ dfrac {{{\ rho _1} \ times {V_1}}} {{{V_1} (1 — \ dfrac {1} {{20}})}} \]
Отменяя \ [{V_1} \], получаем ,
\ [\ Rightarrow {\ rho _2} = \ dfrac {{{\ rho _1}}} {{0.95}} \]
Теперь нам нужно вычислить изменение плотности в процентах по формуле
\ [\ Rightarrow \ dfrac {{{\ rho _2} — {\ rho _1}}} {{{\ rho _1}} } \ times 100 \]
\ [\ Rightarrow \ dfrac {{\ dfrac {{{\ rho _1}}} {{0.95}} — {\ rho _1}}} {{{\ rho _1}}} \ times 100 \]
\ [\ Rightarrow \ dfrac {{{\ rho _1} (0.0526)}} {{{\ rho _1}}} \ times 100 \]
\ [\ следовательно 5 \% \]

Следовательно , процентное изменение плотности составляет 5%.

Примечание Мы также можем рассчитать процентное изменение плотности, учитывая гидростатическое давление, оказываемое водой на нижнюю поверхность и атмосферой наверху.Гидростатическое давление — это давление, оказываемое жидкостью, которая находится в определенном равновесии в любой заданной точке жидкости из-за силы тяжести. Математически он представлен как произведение глубины, плотности поверхности и силы тяжести g.

Основные моменты

•

Описание спускаемого аппарата хадал, способного собирать видео, мегафауну и воду.

•

Вода, полученная из Марианской впадины с сохранением 81% от in situ давления.

•

Геномы, относящиеся к Flavobacteriaceae и Marinimicrobia , демонстрируют хадальную адаптацию.

Abstract

Хадальная зона остается одной из наименее изученных сред из-за ее недоступности, отчасти из-за гидростатического давления, достигающего 110 МПа. Немногие инструменты могут отбирать сэмплы с такой большой глубины.Мы разработали спускаемый аппарат с возможностью погружения на полную глубину океана, который может быть укомплектован пакетами для отбора проб для сбора неподвижных изображений, видео, подвижной мегафауны и хадальной морской воды. Одна полезная нагрузка включает в себя пробоотборник с сохранением давления (PRS), способный выдерживать образцы морской воды под давлением in situ и давлением во время извлечения. Мы описываем технические характеристики спускаемого аппарата и PRS, а также предварительные результаты трех запусков на глубинах более 10 700 м в Марианской впадине.