أكثر

8.3: قاع البحر - علوم الأرض


سطح المحيط شاسع ويخفي عالماً كاملاً تحته. سمحت لنا التكنولوجيا الحالية بمعرفة المزيد عن قاع البحر ، بما في ذلك خصائصه الفيزيائية وتأثيراته على الكائنات الحية.

أهداف الدرس

  • وصف معوقات دراسة قاع البحر وطرق القيام بذلك.
  • وصف ميزات قاع البحر.

تقول الأسطورة القديمة أن أتلانتس كانت مدينة قوية تحت البحر غزا محاربوها أجزاء كثيرة من أوروبا. لا يوجد دليل يذكر على وجود مثل هذه المدينة ، لكن افتتان الإنسان بالعالم تحت المحيطات موجود بالتأكيد منذ قرون. لم يُعرف الكثير عن المنطقة القطعية للمحيطات حتى طور العلماء نظامًا على غرار الطريقة التي تستخدم بها الخفافيش والدلافين تحديد الموقع بالصدى للتنقل في الظلام (الشكل 14.19). بدافع الحاجة إلى العثور على غواصات خلال الحرب العالمية الثانية ، تعلم العلماء كيفية ارتداد الموجات الصوتية عبر المحيط لاكتشاف الأجسام الموجودة تحت الماء. ترتد الموجات الصوتية إلى الوراء مثل صدى لأي جسم قد يكون في المحيط. يمكن حساب مسافة الجسم بناءً على الوقت الذي تستغرقه الموجات الصوتية للعودة. أخيرًا ، تمكن العلماء من رسم خريطة لقاع المحيط.

الشكل 14.19: تستخدم الدلافين والحيتان تحديد الموقع بالصدى ، وهو نظام سونار طبيعي للتنقل في المحيط.

منعتنا ثلاث عوائق رئيسية من دراسة أعماق المحيطات: غياب الضوء ، ودرجات الحرارة شديدة البرودة ، والضغط المرتفع. كما تعلم ، يخترق الضوء فقط 200 متر من أعلى المحيط. يمكن أن يصل عمق المحيط إلى 11000 متر. معظم الأماكن في المحيط مظلمة تمامًا ، مما يجعل من المستحيل على البشر استكشافها دون إحضار مصدر للضوء معهم. ثانياً ، المحيط شديد البرودة. أكثر برودة من 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) في العديد من الأماكن. تشكل درجات الحرارة الباردة هذه عقبات كبيرة أمام استكشاف الإنسان للمحيطات. أخيرًا ، يزداد الضغط في المحيط بشكل كبير كلما تعمقت. نادرًا ما يستطيع الغواصون أن يتعمقوا أكثر من 40 مترًا بسبب الضغط. سيكون الضغط على الغواص عند 40 مترًا 4 كجم / سنتيمتر مربع (60 رطلاً / بوصة مربعة). على الرغم من أننا لا نفكر في الأمر ، فإن الهواء في غلافنا له وزن. إنها تضغط علينا بقوة تبلغ حوالي 1 كيلوجرام لكل سنتيمتر مربع (14.7 رطل / بوصة مربعة). في المحيط ، لكل 10 أمتار من العمق ، يزداد الضغط بمقدار 1 جو تقريبًا! تخيل الضغط عند 10000 متر ؛ سيكون ذلك 1000 كيلوجرام لكل سنتيمتر مربع (14700 رطل / بوصة مربعة). عادة ما تغوص غواصات اليوم على ارتفاع 500 متر فقط. للتعمق أكثر من ذلك ، يجب أن تكون مصممة خصيصًا لعمق أكبر (الشكل 14.20).

الشكل 14.20: تم تصميم الغواصات لتحمل الضغط الكبير تحت سطح البحر ، حتى 680 ضغط جوي (10000 رطل لكل بوصة مربعة). ما زالوا نادرا ما يغوصون تحت 400 متر.

الشكل 14.21: يسمح ألفين بالغوص لمدة تسع ساعات لما يصل إلى شخصين وطيار. تم تشغيله في الستينيات.

في القرن التاسع عشر ، قام المستكشفون برسم خرائط لأرضيات المحيط عن طريق إسقاط خط على جانب السفينة بشق الأنفس لقياس أعماق المحيط ، بقعة صغيرة واحدة في كل مرة. سونار ، والتي تعني وبالتالياوند نطيران أاختصار الثاني رanging ، مكَّنت الباحثين المعاصرين من رسم خريطة لقاع المحيط بسرعة وسهولة أكبر. يرسل الباحثون نبضًا من الصوت إلى قاع المحيط ويحسبون العمق بناءً على المدة التي يستغرقها الصوت للعودة. بالطبع ، تتطلب بعض الأبحاث العلمية السفر فعليًا إلى قاع المحيط لجمع العينات أو مراقبة قاع المحيط مباشرةً ، لكن هذا أغلى ثمناً وقد يكون خطيرًا.

في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي ، غواصة الأعماق (القارب العميق) تريست كانت أول مركبة مأهولة تغامر بالذهاب إلى أعمق أجزاء المحيط ، وهي منطقة من خندق مارياناس تسمى تشالنجر ديب. تم بناؤه ليتحمل 1.2 طن متري لكل سنتيمتر مربع ويغرق حتى عمق 10900 متر. لم تنقل أي مركبة البشر مرة أخرى إلى هذا العمق ، على الرغم من عودة الغواصات الآلية لجمع عينات الرواسب من Challenger Deep. ألفين هي غاطسة تستخدمها الولايات المتحدة لعدد كبير من الدراسات ؛ يمكنها الغوص حتى عمق 4500 متر تحت سطح المحيط (الشكل 14.21).

من أجل تجنب النفقات والمخاطر والقيود المفروضة على المهمات البشرية تحت سطح البحر ، فإن المركبات التي يتم تشغيلها عن بُعد أو المركبات التي تعمل عن بُعد ، تسمح للعلماء بدراسة أعماق المحيط عن طريق إرسال مركبات تحمل كاميرات وأجهزة قياس خاصة. يتحكم العلماء بها إلكترونيًا باستخدام أنظمة تشغيل متطورة (الشكل 14.22).

الشكل 14.22: المركبات التي تعمل عن بعد مثل هذه تسمح للعلماء بدراسة قاع البحر.

ميزات قاع البحر

قبل أن يخترع العلماء السونار ، اعتقد الكثير من الناس أن قاع المحيط كان سطحًا مستويًا تمامًا. نحن نعلم الآن أن قاع البحر بعيد عن أن يكون مستويًا. في الواقع ، توجد أعلى الجبال وأعمق الأخاديد في قاع المحيط. أطول وأعمق بكثير من أي تضاريس وجدت في القارات. نفس القوى التكتونية التي تخلق سمات جغرافية مثل البراكين والجبال على الأرض تخلق سمات مماثلة في قاع المحيطات.

انظر إلى الشكل 14.23. إذا كنت تتبع قاع المحيط من الشاطئ في الجزء العلوي الأيسر ، فإن قاع البحر ينحدر برفق على طول الجرف القاري. ثم ينخفض ​​قاع البحر بشكل حاد على طول المنحدر القاري، الحافة الحقيقية للقارة. المناطق الملساء والمسطحة التي تشكل 40٪ من قاع المحيط هي سهل السحيق. يمر عبر جميع محيطات العالم سلسلة جبال مستمرة تسمى حافة منتصف المحيط("حافة الغواصة" في الشكل 14.23). تتشكل سلسلة التلال في منتصف المحيط حيث تتحرك الصفائح التكتونية بعيدًا عن بعضها البعض ، مما يسمح للصهارة بالتسرب في الفضاء حيث تنفصل الصفائح عن بعضها. يبلغ إجمالي طول نظام التلال في منتصف المحيط 80000 كيلومتر ومعظمها تحت الماء باستثناء أماكن قليلة مثل أيسلندا. تشمل الجبال الأخرى تحت الماء البراكين الموجودة تحت سطح البحر (تسمى الجبال البحرية) ، والتي قد ترتفع أكثر من 1000 متر فوق قاع المحيط. تلك التي تصل إلى السطح تصبح جزر بركانية ، مثل جزر هاواي. أعماق المحيطات الخنادقتتشكل حيث تغوص صفيحة تكتونية تحت (تندفع) صفيحة أخرى.

الشكل 14.23: قاع البحر هو مناظر طبيعية متنوعة مثل القارات.

ملخص الدرس

  • حتى تطوير السونار ، كنا نعرف القليل جدًا عن قاع المحيط.
  • المحيطات العميقة مظلمة وباردة للغاية ولها ضغط هائل من المياه التي تعلوها.
  • يمكن للغواصين استكشاف مسافة 40 مترًا فقط ، بينما تغوص معظم الغواصات على ارتفاع 500 متر فقط. استكشفت غواصات البحث العلمي أعمق الخنادق في المحيط ، ولكن معظمها مصمم للوصول إلى قاع المحيط فقط.
  • اليوم الكثير من استكشافنا للمحيطات يحدث باستخدام السونار والمركبات التي يتم تشغيلها عن بعد.
  • تشمل ميزات المحيط الجرف القاري والمنحدر والارتفاع. يسمى قاع المحيط بالسهل السحيق. تحت قاع المحيط ، هناك عدد قليل من المناطق الصغيرة الأعمق تسمى خنادق المحيط. تشمل السمات التي ترتفع من قاع المحيط الجبال البحرية والجزر البركانية والتلال والارتفاعات في منتصف المحيط.

راجع الأسئلة

  1. ما هي ثلاث معوقات لدراسة قاع البحر؟
  2. يبلغ الضغط الجوي حوالي 1 كيلوغرام لكل سنتيمتر مربع (14.7 رطل لكل بوصة مربعة أو 1 ضغط جوي) عند مستوى سطح البحر. ما هو الضغط إذا كنت على عمق 100 متر في المحيط؟
  3. ما الاختراع الذي منح الناس القدرة على رسم خريطة لقاع المحيط؟
  4. أي أجزاء من قاع المحيط تتوقع وجود أكبر كمية من الكائنات الحية؟
  5. إلى أي مدى أعمق فعل تريست من الغمر ألفين?
  6. قارن وتباين بين الجرف القاري والسهل السحيق.
  7. لماذا تعتقد أن رسم خرائط قاع البحر مهم للبحرية؟ يشرح.
  8. إذا تم إنشاء سلسلة التلال في منتصف المحيط حيث تنفصل الصفائح التكتونية ، فلماذا تكونت سلسلة جبلية هناك؟

كلمات

سهل السحيق
القاع المسطح لقاع المحيط. قاع المحيط العميق.
الجرف القاري
قاع البحر الضحل والمنحدر تدريجيًا حول حافة القارة. عادة ما يكون عمقها أقل من 200 متر. يمكن اعتبار الجرف القاري الحافة المغمورة للقارة.
المنحدر القاري
قاع المحيط المنحدر الذي يمتد من الجرف القاري نزولاً إلى قاع المحيط العميق.
منتصف ريدج المحيط
سلسلة جبال في قاع المحيط حيث تتشكل الصهارة الصاعدة وقاع المحيط الجديد.
جبل بحري
جبل يرتفع من قاع البحر لا يصل إلى سطح الماء. تتكون عادة من البراكين.
خندق
أعمق مناطق المحيط ؛ وجدت حيث يحدث الاندساس.

علوم الأرض البحرية - الباحث الرئيسي عن عمليات قاع البحر

يدعو معهد Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) المرشحين المؤهلين للتقدم لشغل منصب باعتباره الباحث الرئيسي في العلوم أو الهندسة مع رؤية برنامجية تعزز فهم عمليات قاع البحر وتعزز تطوير قدرات و / أو طرق رصد جديدة. قد تمتد اهتمامات المرشحين إلى مجالات الجيولوجيا ، والجيوفيزياء ، والكيمياء الجيولوجية ، أو التفاعل بين الأنظمة اللاأحيائية والأحيائية المرتبطة بقاع البحار العميقة. يقود محققو MBARI الرئيسيون مجموعات بحثية صغيرة تتعاون مع موظفي قسم الهندسة وغيرهم من الباحثين ، وينظمون ويجرون عمليات بحثية في البحر ، وينشرون التطورات والاكتشافات إلى جمهور عريض.

تأسست MBARI في عام 1987 من قبل الراحل ديفيد باكارد ، وهي مكرسة بشكل فريد لدمج العلوم والهندسة والعمليات البحرية بغرض تطوير أحدث الأدوات والأساليب والأنظمة لتطوير البحث العلمي في المحيط. الباحثون الرئيسيون مسؤولون عن تصور وتنفيذ برامج البحث الأصلية ، وتطوير التكنولوجيا والأساليب التحليلية. من المتوقع أن يتمتع الأفراد في هذه المناصب بكفاءة استثنائية في معالجة الأسئلة البحثية المهمة في علوم وتكنولوجيا المحيطات. من المتوقع أن يصبح برنامجهم البحثي مساهمة كبيرة في تحقيق هدف MBARI الأساسي المتمثل في النهوض بأبحاث وتكنولوجيا المحيطات على نطاق واسع كما هو موضح في خطة MBARI الإستراتيجية وخريطة طريق التكنولوجيا.

مطلوب شهادة دكتوراه أو ما يعادلها في تخصص علمي أو هندسي وإثبات نجاح لمدة 3 سنوات على الأقل في إجراء البحوث ، إلى جانب سجل من المساهمات البحثية الهامة والأصيلة والواعدة. يتم تشجيع المتقدمين في مرحلة مبكرة إلى منتصف حياتهم المهنية (أي ما يعادل مساعد أستاذ مشارك) مع قدرة مثبتة على العمل في بيئة متعددة التخصصات وموجهة نحو الفريق على التقديم. المرشح الناجح سيرفع تقاريره مباشرة إلى رئيس قسم العلوم أو الهندسة.

تقع MBARI في موس لاندينج ، كاليفورنيا ، في قلب محمية خليج مونتيري البحرية الوطنية ، وتوفر وصولاً سهلاً إلى المحيط المفتوح وأعماق البحار ، وتجسد تركيزًا متوازنًا على العلوم والهندسة. تتنوع برامج البحث الجارية عبر أنظمة المركبات تحت الماء المستقلة والتي تعمل عن بعد ، وتقنيات التحكم ، وفيزياء المحيطات ، والكيمياء ، والجيولوجيا ، والبيولوجيا ، وأجهزة المحيطات ، وإدارة المعلومات. تستضيف MBARI ما يقرب من 200 موظف ، مع مرافق ساحلية تشمل أحدث مختبرات العلوم والهندسة ، ومحلات التصنيع والتصنيع الكهربائي ، ومرافق الإرساء لسفن MBARI. يدعم قسم العمليات لدينا سفينتين بحثيتين مملوكتين لشركة MBARI ، وهما المركبات التي تعمل عن بعد (ROVs) ، وأسطول من المركبات ذاتية التشغيل تحت الماء (AUVs) ، ومرصد كابلات في أعماق البحار ، وغيرها من الأصول البحرية. مزيد من المعلومات حول MBARI وأبحاثها الحالية وطاقمها متاح هنا.

تتمتع MBARI بعلاقات تعاونية مع مجموعة من المؤسسات الأكاديمية والحكومية المجاورة ، بما في ذلك جامعة ستانفورد ومحطة هوبكنز البحرية وجامعة كاليفورنيا في سانتا كروز وكلية الدراسات العليا البحرية ومختبرات موس لاندينج البحرية وجامعة ولاية كاليفورنيا مونتيري باي وخليج مونتيري محمية بحرية وطنية ، تقدم العديد من الفرص للبحث والتعليم التعاوني. توفر شراكتنا مع Monterey Bay Aquarium أيضًا فرصًا فريدة للتوعية العامة ولإشراك مديري الموارد وكذلك صانعي السياسات.

يجب على المتقدمين المحتملين إرسال vita المنهج الحالي ، وبيان الاهتمامات البحثية بما في ذلك لمحة موجزة عن الاتجاهات الحالية والمستقبلية المتوقعة فيما يتعلق بالعلوم والهندسة ودعم العمليات البحرية المتاحة في MBARI ، وأسماء وعناوين أربعة مراجع مهنية للوظائف @ mbari.org أو بالبريد على العنوان أدناه أو بالفاكس على (831) 775-1659.

MBARI ، نورم شتاينبرغ ، مدير الموارد البشرية
كود الوظيفة: قاع البحر
7700 شارع ساندهولت
موس لاندينج ، كاليفورنيا 95039

نتلقى حاليًا طلبات الحصول على هذا المنصب ، والتي ستظل مفتوحة حتى يتم ملؤها. نتوقع أن نبدأ في مراجعة الطلبات وتحديد مواعيد المقابلات في 1 أكتوبر 2021. تقدم MBARI حزمة تعويضات ومزايا تنافسية تتفق مع مواقف الأقران في المؤسسات الأكاديمية وغير الربحية الأخرى.

MBARI هو معهد أبحاث أوقيانوغرافي خاص غير هادف للربح ، وصاحب عمل لتكافؤ الفرص والعمل الإيجابي. تعتبر MBARI جميع المتقدمين للتوظيف بغض النظر عن العرق أو اللون أو الدين أو الجنس أو الأصل القومي أو العمر أو الإعاقة أو حالة المحاربين القدامى المشمولين وفقًا للقوانين الفيدرالية والولائية والمحلية المعمول بها.


3.1 متغيرات الاستجابة

3.1.1 معدل الترسيب الخطي

معدل الترسيب الخطي ( ω ) (يقاس بالسنتيمتر في العام -1) هنا بشكل مرادف لمعدل تراكم الرواسب. تم الحصول على البيانات في البداية من بوابة EMODnet-Geology (https://www.emodnet-geology.eu/ ، آخر وصول: 5 فبراير 2019) ، والتي توفر تجميعًا للقيم من الأدبيات عبر أحواض البحر الأوروبية. اقتصرت مجموعة البيانات على موقع الدراسة ومعدلات الترسيب بناءً على 210 Pb ، لضمان نطاق زمني متسق للتكامل (Jenkins ، 2018). استنادًا إلى عمر نصف يبلغ حوالي 22 عامًا ، فإن وقت التكامل المرتبط به هو 100 عام تقريبًا (جينكينز ، 2018). بيانات من Zuo et al. (1989) تم استبعادها لأنها اعتبرت غير موثوقة (دي هاس وآخرون ، 1997).

ركزت بيانات معدل الترسيب المبلغ عنها على مناطق التراكم مثل الحوض النرويجي (الشكل 2). ومع ذلك ، لتكون قادرًا على التنبؤ مكانيًا بمعدلات الترسيب عبر موقع الدراسة ، من الضروري تضمين بيانات من مناطق التعرية وعدم الترسب ، والتي تسود في بحر الشمال. لذلك ، فإن البيانات بواسطة de Haas et al. (1997) كما تم تضمينها. قدم هذا أقل من 20 نقطة بيانات من صافي الترسيب الصفري ، والتي لا تزال تعتبر غير كافية. بالإضافة إلى ذلك ، تم أيضًا تضمين الملاحظات الزائفة (Hengl et al. ، 2017). الملاحظات الزائفة هي عينات "افتراضية" يتم وضعها في مناطق قليلة العينات والتي من أجلها يمكن افتراض قيمة متغير الاستجابة بدرجة عالية من اليقين. هينجل وآخرون. (2017) استشهد 0٪ من التربة OC في أعلى 2 متر من الكثبان الرملية النشطة كمثال. ميتشل وآخرون. (2021) عينات زائفة في مناطق نتوء صخري قاع في قاع البحر عند التنبؤ بمعدلات الترسيب في بحر البلطيق. اقتصر وضع الملاحظات الزائفة على مناطق التعرية وعدم الترسيب (بناءً على طبقة البيئة الرسوبية ، كما هو موصوف في القسم 3.2) ، والتي يمكن افتراض معدل ترسيب لها يبلغ 0 سم في العام -1. تم وضع الملاحظات الزائفة بشكل عشوائي لتجنب التحيز البشري. تم الإبلاغ عن بعض قيم معدل الترسيب من المناطق غير الترسيبية بواسطة de Haas et al. (1997) وفان ويرينغ وآخرون. (1993) يبدو مرتفعًا جدًا ، وبعد مراجعة الملامح 210 Pb ، تم ضبط أربعة منهم على 0 سم في العام بسبب انخفاض أنشطة 210 Pb ونقصان غير واضح مع العمق. يتم عرض مجموعة البيانات الكاملة المستخدمة للنمذجة اللاحقة في الشكل 2 ويتم تقديمها كجدول S1 في الملحق.

الشكل 2العينات المتوفرة على معدل الترسيب (أ) وكثافة OC (ب).

3.1.2 كثافة الكربون العضوي

تنبأت الدراسات السابقة بمحتوى OC ومسامية الرواسب بشكل منفصل لحساب مخزونات OC (Diesing et al. ، 2017 Lee et al. ، 2019 Wilson et al. ، 2018). هنا ، نحسب أولاً كثافة OC من القياسات المتزامنة لمحتوى OC والكثافة السائبة الجافة للرواسب أو المسامية. هذا له ميزتان: أولاً ، ليست هناك حاجة لتحويل متغير الاستجابة كما هو ضروري في حالة محتوى OC المبلغ عنه كنسبة وزن أو كسور. ثانيًا ، يجب تركيب نموذج واحد فقط بدلاً من نموذجين. هذا مفيد لأن تركيب نموذجين من المرجح أن يزيد من عدم اليقين في التنبؤات. في البداية ، تم الوصول إلى مجموعة واسعة من مصادر البيانات. في النهاية ، استوفت 373 عينة معيار توفير محتوى OC والكثافة / المسامية الجافة المقاسة على نفس العينة. تم جمع هذه العينات وقياسها بواسطة هيئة المسح الجيولوجي النرويجية ، ومركز البيئة ومصايد الأسماك وتربية الأحياء المائية ، Bakker and Helder (1993) ، و de Haas et al. (1997).

كثافة OC ρOC (kg · m) تم حسابه من البيانات الخاصة بمحتوى OC جي (جم كجم -1) والكثافة الظاهرية الجافة ρد (كجم م −3):

إذا لم يتم قياسها ، تم حساب كثافة الكتلة الجافة من المسامية ϕ وكثافة الحبوب ρس (2650 كجم م −3) حسب

في معظم الحالات (52.8٪) ، أشارت تركيزات OC إلى فاصل العمق 0-10 سم ، ولكن كانت فترات العمق الأخرى موجودة أيضًا بشكل متكرر من 0-1 سم (17.7٪) ، 0-5 سم (16.4٪) ، 0–0.5 سم (6.7٪) و0-2 سم (4.6٪). كان من المفترض أن القيم المبلغ عنها تمثل 10 سم العلوي لعمود الرواسب. يتم عرض مجموعة البيانات الكاملة المستخدمة للنمذجة اللاحقة في الشكل 2 ويتم تقديمها كجدول S2.


8.3 خارج أسطح التضاريس: قياس الأعماق

هناك العديد من الأنواع الأخرى من "الأسطح" التي تُستخدم الطرق التي تمت مناقشتها هنا لتمثيلها. وهي تشمل أعماق المحيطات (قياس الأعماق) ، وأسطح الغلاف الجوي التي يكون فيها مفهوم السطح أكثر تجريدًا من مفهوم التضاريس المرئية ليشمل أي "مجال" رياضي مستمر يمكن من خلاله قياس الكميات (على سبيل المثال ، هطول الأمطار ، الضغط الجوي ، سرعة الرياح ) ، وحتى الأسطح المفاهيمية مثل الكثافة السكانية. أحد الأمثلة على هذا الأخير هو سطح الكثافة السكانية هذا:

هنا ، نقدم مثالًا واحدًا هو الأقرب إلى ما سبق ، تمثيل السطح تحت المسطحات المائية ، قياس الأعماق. يشير مصطلح قياس الأعماق إلى عملية ومنتجات قياس عمق المسطحات المائية. أجاز الكونجرس الأمريكي رسم خرائط شاملة لسواحل البلاد في عام 1807 ، وأصدر توجيهات بأن يتم تنفيذ المهمة من قبل أول وكالة علمية تابعة للحكومة الفيدرالية ، وهي مكتب مسح الساحل (OCS). هذه الوكالة مسؤولة الآن عن رسم خرائط لحوالي 3.4 مليون ميل مربع بحري تشملها الحدود البحرية الإقليمية التي يبلغ طولها 12 ميلاً ، بالإضافة إلى المنطقة الاقتصادية الخالصة التي يبلغ طولها 200 ميل والتي تطالب بها الولايات المتحدة ، وهي مسؤولية تستلزم مراجعة منتظمة لنحو 1000 مخطط بحري. عادةً ما يتم تجميع بيانات قياس الأعماق الساحلية التي تظهر على الخرائط الطبوغرافية لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، مثل تلك الموضحة أدناه ، من مخططات OCS.

اشتملت المسوحات الهيدروغرافية المبكرة على أخذ عينات من أعماق المياه عن طريق صب الحبال الموجودة على ظهر السفينة والتي تم وزنها بالرصاص وتم تمييزها بفواصل عمق تسمى العلامات والأعماق. كانت تسمى هذه الحبال خطوط الرصاص للأوزان التي تسببت في غرقها في القاع. القياسات كانت تسمى السبر. بحلول أواخر القرن التاسع عشر ، حل سلك البيانو محل الحبل ، مما جعل من الممكن أخذ أصوات الآلاف بدلاً من مجرد مئات القامات (القامة ستة أقدام).

تم إدخال مسبار الصدى لإجراء مسوحات المياه العميقة في العشرينيات من القرن الماضي. سونار أحدثت تقنيات (SOund NAvigation and Ranging) ثورة في علم المحيطات بنفس الطريقة التي أحدث بها التصوير الجوي ثورة في رسم الخرائط الطبوغرافية. قدمت تضاريس قاع البحر التي تم الكشف عنها بواسطة السونار وتقنيات الاستشعار عن بعد المحمولة على متن السفن ذات الصلة أدلة تدعم النظريات حول انتشار قاع البحر وتكتونية الصفائح.

يوجد أدناه تصور فنان لسفينة مسح أوقيانوغرافية تشغل نوعين من أجهزة السونار: متعدد الحزم و سونار المسح الجانبي. على اليسار ، أداة متعددة الحزم مثبتة في بدن السفينة تحسب أعماق المحيط عن طريق قياس الوقت المنقضي بين اندفاعات الصوت التي تنبعث منها وعودة الصدى من قاع البحر. على اليمين ، توجد أجهزة سونار للمسح الجانبي مثبتة على جانبي "سمكة قطر" مغمورة مقيدة بالسفينة. على عكس السونار متعدد الحزم ، يقيس سونار المسح الجانبي قوة الصدى وليس توقيتها. بدلاً من بيانات العمق ، ينتج عن المسح الجانبي صورًا تشبه صورًا فوتوغرافية بالأبيض والأسود لقاع البحر.

تم نشر تقرير مفصل عن المسح الأخير لقياسات الأعماق لبحيرة كريتر ، أوريغون ، الولايات المتحدة الأمريكية ، بواسطة هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في مسح قياس الأعماق في بحيرة كريتر.

اختبار الممارسة

يجب على طلاب ولاية بنسلفانيا المسجلين العودة الآن لإجراء اختبار التقييم الذاتي حول تظليل الإغاثة ومصادر البيانات وقياس الأعماق.

يمكنك إجراء الاختبارات التجريبية عدة مرات كما يحلو لك. لم يتم تسجيلها ولا تؤثر على درجتك بأي شكل من الأشكال.


المناطق الساحلية كمصدر رئيسي للنفايات الكبيرة

إن الاصطياد الساحلي للنفايات الكبيرة المزدحمة ، جنبًا إلى جنب مع الترسب الساحلي للعناصر الأرضية المصنوعة من مواد غير قابلة للطفو ، يجعل قاع البحر القريب من الشاطئ هو الغرق الأكثر احتمالية للنفايات الكبيرة. على الرغم من عدم وجود قياسات كمية متسقة للكتلة عبر البيئات لتوسيع نطاق مخزون القمامة في المحيط ، فإن بيانات كثافة القمامة الكبيرة المنتشرة في جميع أنحاء العالم تدعم هذا المنطق (الشكل 5). يصور تحليلنا لكثافات القمامة الكبيرة في قاع البحر اتجاهاً متزايداً حاداً من المناطق العميقة إلى الضحلة ، حيث يصل إلى ترتيب عنصر واحد لكل عشرة أمتار مربعة في منطقة قاع البحر الأقرب إلى الشاطئ ، على غرار تلك التركيزات المقاسة على طول الخط الساحلي.

تُظهر مخططات كثافة الفول القياسات الفردية لكل بيئة كنقاط ، والوسيط كخط سميك عمودي ، والنسب المئوية 10 و 25 و 75 و 90 كخطوط بيضاء. يجمع الرسم البياني القياسات الفردية التي تم الإبلاغ عنها في المراجعات المنشورة مسبقًا والتي تغطي البيئات البحرية في جميع أنحاء العالم 38،49،50]. يهدف التحليل إلى إظهار الاختلافات في ترتيب الحجم في كثافة عناصر القمامة الكبيرة بين البيئات.

باستخدام الخزان القريب من قاع البحر لاستكشاف الأنماط الجغرافية في تكوين القمامة ، لاحظنا أن انتشار العناصر ذات الاستخدام الفردي كان واضحًا في خطوط العرض الأكثر كثافة سكانية (50 درجة شمالاً إلى 30 درجة جنوباً الشكل التكميلي 7) ، ولكن نسبتها انخفضت في الخارج. هذا الشريط العرضي ، حيث زادت حصة المواد المتعلقة بالصيد. انخفضت أيضًا حصة البلاستيك أحادي الاستخدام في المناطق الاجتماعية والاقتصادية ذات أعلى نصيب للفرد من إجمالي الناتج المحلي (الشكل 6 والشكل التكميلي 8). يرتبط كل من قلة عدد السكان وارتفاع الناتج المحلي الإجمالي بمدخلات منخفضة من النفايات من اليابسة إلى المحيط 4. وبالتالي ، وجدنا نسبة أقل من القمامة البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد مقارنة بمعدات الصيد في المناطق التي يُتوقع فيها انخفاض تحميل النفايات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استمرار القمامة الناتجة عن نشاط الصيد يحدد هذا القطاع كهدف خاص للإدارة الفعالة للمواد البلاستيكية البحرية على مستوى العالم ، وهو اقتراح يتماشى مع تقديرات فقدان معدات الصيد في جميع أنحاء العالم (من 6٪ إلى 29٪ سنويًا اعتمادًا على على نوع العتاد) 13.

تُظهر الأشرطة النسب المئوية المتوسطة لكل منطقة ، بينما تُظهر المساحات ذات الألوان الداكنة والخطوط حول الوسيلة مخرجات البيانات الفردية (ن = 10000) والتوزيع beanplot ، على التوالي. تم قياس عدم اليقين من النتائج من خلال 10000 تكرار مونت كارلو في كل منطقة. لون الشريط يتعلق بالأصل المحتمل. تشتمل العناصر الموجودة فوق علامات الخط الأفقي في التصنيف ، على الأقل ، على 50٪ من إجمالي العناصر المحددة. تم احتساب العناصر التي يمكن تحديدها فقط في منطقة الدخل المرتفع (ن = 247.238) ، شرق أوروبا وآسيا الوسطى (ن = 3،123) ، شرق آسيا والمحيط الهادئ (ن = 223،618) ​​، أمريكا اللاتينية ومنطقة البحر الكاريبي (ن = 61،900) ، شمال أفريقيا والشرق الأوسط (ن = 44786) أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى (ن = 8507) وجنوب آسيا (ن = 6,711).


18.3 رواسب قاع البحر

باستثناء بضعة كيلومترات من قمة التلال ، حيث لا تزال الصخور البركانية صغيرة نسبيًا ، فإن معظم أجزاء قاع البحر مغطاة بالرواسب. تأتي هذه المواد من عدة مصادر مختلفة وهي شديدة التباين في التركيب ، اعتمادًا على القرب من القارة ، وعمق المياه ، وتيارات المحيط ، والنشاط البيولوجي ، والمناخ. يمكن أن تتراوح سماكة رواسب قاع البحر (والصخور الرسوبية) من بضعة مليمترات إلى عدة عشرات من الكيلومترات. بالقرب من السطح ، تظل رواسب قاع البحر غير متماسكة ، ولكن على عمق مئات إلى آلاف الأمتار (اعتمادًا على نوع الرواسب وعوامل أخرى) تصبح الرواسب صخرية.

يمكن تلخيص المصادر المختلفة لرواسب قاع البحر على النحو التالي:

  • أصلية الرواسب مشتقة من مصادر قارية تنقلها الأنهار والرياح والتيارات المحيطية والأنهار الجليدية. يهيمن عليها الكوارتز والفلسبار والمعادن الطينية وأكاسيد الحديد والمواد العضوية الأرضية.
  • يتم اشتقاق رواسب كربونات السطح من الكائنات الحية (على سبيل المثال ، المنخربات ) الذين يعيشون في مياه المحيط (على أعماق مختلفة ، ولكن في الغالب بالقرب من السطح) التي تصنع أصدافهم (ويعرف أيضًا باسم. الاختبارات ) من معادن الكربونات مثل الكالسيت.
  • يتم اشتقاق رواسب السيليكا البحرية من الكائنات البحرية (على سبيل المثال ، الدياتومات و راديولاريا ) التي تجري اختباراتها من السيليكا (الكوارتز الجريزوفولفين).
  • يُشتق الرماد البركاني والمواد البركانية الأخرى من الانفجارات الأرضية والغواصات.
  • تتكون عقيدات الحديد والمنغنيز كرواسب مباشرة من مياه قاع المحيط.

توزيعات بعض هذه المواد حول البحار موضحة في الشكل 18.3.1. تسود الرواسب الأرضية بالقرب من القارات وداخل البحار الداخلية والبحيرات الكبيرة. تميل هذه الرواسب إلى أن تكون خشنة نسبيًا ، وعادة ما تحتوي على الرمل والطمي ، ولكن في بعض الحالات حتى الحصى والحصى. يستقر الطين ببطء في البيئات القريبة من الشاطئ ، لكن الكثير من الطين يتشتت بعيدًا عن مناطق منبعه بواسطة التيارات المحيطية. تسود معادن الطين في مناطق واسعة في أعمق أجزاء المحيط ، ومعظم هذا الطين أرضي في الأصل. تعتبر الترسبات السيليسية (المشتقة من radiolaria و diatoms) شائعة في المنطقة القطبية الجنوبية ، على طول خط الاستواء في المحيط الهادئ ، وجنوب جزر ألوشيان ، وداخل أجزاء كبيرة من المحيط الهندي. يتم توزيع ترشيح الكربونات على نطاق واسع في جميع المحيطات داخل مناطق خطوط العرض الاستوائية والمتوسطة. في الواقع ، يستقر الطين في كل مكان في المحيطات ، ولكن في المناطق التي تتكاثر فيها الكائنات الحية المنتجة للسيليكا والكربونات ، فإنها تنتج ما يكفي من السيليكا أو رواسب الكربونات للسيطرة على الطين.

تُشتق رواسب الكربونات من مجموعة واسعة من الكائنات البحرية السطحية التي تصنع أصدافها من الكربونات (الشكل 18.3.2). هذه الأصداف الصغيرة ، وحتى الشظايا الأصغر التي تتشكل عندما تنكسر إلى قطع ، تستقر ببطء عبر عمود الماء ، لكنها لا تصل بالضرورة إلى القاع. في حين أن الكالسيت غير قابل للذوبان في المياه السطحية ، تزداد قابليته للذوبان مع العمق (والضغط) وعند حوالي 4000 متر ، تذوب شظايا الكربونات. يُعرف هذا العمق ، الذي يختلف باختلاف خط العرض ودرجة حرارة الماء ، باسم عمق تعويض الكربونات أو CCD. ونتيجة لذلك ، فإن ترسبات الكربونات غائبة عن أعمق أجزاء المحيط (أعمق من 4000 متر) ، ولكنها شائعة في المناطق الضحلة مثل سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي ، وارتفاع شرق المحيط الهادئ (غرب أمريكا الجنوبية) ، على طول اتجاه جبال هاواي البحرية / جبال الإمبراطور البحرية (في شمال المحيط الهادئ) ، وعلى قمم العديد من الجبال البحرية المعزولة.

الشكل 18.3.2 Foraminifera من منطقة Ambergris Caye في بليز. يبلغ عرض معظم القذائف حوالي 1 ملم.

تمرين 18.3 ما هو نوع الرواسب؟

يُظهر الرسم البياني قاع البحر في منطقة بها رواسب كربونات بحرية وفيرة. هناك قارة على بعد 100 كيلومتر من هذه المنطقة ، على اليمين. ما نوع الرواسب (الرواسب الخشنة أو الطين أو الرواسب السيليسية أو الكربونات) التي تتوقعها في المواقع أ ، ب ، ج ، د؟

الشكل 18.3.3 [وصف الصورة]

تشتمل جميع منتجات التعرية الأرضية على نسبة صغيرة من المواد العضوية المشتقة في الغالب من النباتات الأرضية. تتراكم شظايا صغيرة من هذه المادة بالإضافة إلى مواد عضوية أخرى من النباتات والحيوانات البحرية في الرواسب الأرضية ، خاصة على بعد بضع مئات من الكيلومترات من الشاطئ. عندما تتراكم الرواسب ، تبدأ الأجزاء العميقة في الاحماء (من الحرارة الجوفية) ، وتبدأ البكتيريا في تفكيك المادة العضوية الموجودة. لأن هذا يحدث في غياب الأكسجين (a.k.a. اللاهوائية الشروط) ، المنتج الثانوي لعملية التمثيل الغذائي هذا هو غاز الميثان (CH4). يتدفق الميثان الذي تطلقه البكتيريا ببطء إلى أعلى عبر الرواسب باتجاه قاع البحر.

عند أعماق المياه من 500 متر إلى 1000 متر ، وفي درجات الحرارة المنخفضة النموذجية لقاع البحر (ما يقرب من 4 درجات مئوية) ، يتحد الماء والميثان لتكوين مادة تعرف باسم هيدرات الميثان . في نطاق بضعة أمتار إلى مئات الأمتار من قاع البحر ، تكون درجة الحرارة منخفضة بما يكفي لاستقرار هيدرات الميثان وتتراكم الهيدرات داخل الرواسب (الشكل 18.3.4). هيدرات الميثان قابلة للاشتعال لأنه عندما يتم تسخينها ، يتم إطلاق الميثان كغاز (الشكل 18.3.4). يمثل الميثان داخل رواسب قاع البحر خزانًا هائلاً لطاقة الوقود الأحفوري. على الرغم من أن شركات الطاقة والحكومات حريصة على تطوير طرق لإنتاج وبيع هذا الميثان ، فإن أي شخص يفهم آثار تغير المناخ على استخراجه واستخدامه يمكن أن يرى أن هذا سيكون حماقة. كما سنرى في مناقشة تغير المناخ في الفصل 19 ، كان لهيدرات الميثان في قاع البحر تأثيرات كبيرة على المناخ في الماضي البعيد.

الشكل 18.3.4 إلى اليسار: هيدرات الميثان داخل رواسب قاع البحر الموحلة من منطقة قبالة الشاطئ من ولاية أوريغون. يمين: هيدرات الميثان على النار.

أوصاف الصورة

الشكل 18.3.3 وصف الصورة: A. هي الأبعد عن القارة. D هو الأقرب إلى القارة.

  1. عمق 4.5 كيلومتر.
  2. عمق 3.5 كيلومتر.
  3. عمق 5 كيلومترات.
  4. بعمق كيلومتر واحد بالقرب من حافة القارة.

سمات وسائل الإعلام

  • الشكل 18.3.1 ، 18.3.2 ، 18.3.3: © ستيفن إيرل. CC BY.
  • الشكل 18.3.4 (على اليسار): & # 8220 Gashydrat im الرواسب & # 8221 © Wusel007. CC BY-SA.
  • الشكل 18.3.4 (يمين): & # 8220 حرق غاز هيدرات & # 8221 بواسطة جيه بينكستون و إل ستيرن (USGS). المجال العام.

في اشارة الى الجسيمات الرسوبية التي نشأت في القارة

وحيدة الخلية مع غلاف مصنوع عادة من كربونات الكالسيوم CaCO3

الأجزاء الصلبة الشبيهة بالصدفة (إما السيليكا أو الكربونات) للكائنات الصغيرة مثل الراديولاريان والمنخربات

طحالب التمثيل الضوئي التي تصنع اختباراتها (قذائف) من السيليكا

الكائنات البحرية المجهرية (0.1 إلى 0.2 ملليمتر) البروتوزوا البحرية التي تنتج أصداف السيليكا

العمق في المحيط (عادة حوالي 4000 متر) والذي تحته تكون معادن الكربونات قابلة للذوبان

العمليات التي تحدث بدون أكسجين

مزيج من جليد الماء والميثان حيث يحتجز الميثان داخل "أقفاص" في الجليد


كشف مسح قاع البحر عن آلاف البراميل في مكب DDT قبالة ساحل لوس أنجلوس

UC San Diego's Research Vessel Sally Ride off the coast of Santa Catalina Island. March 2021.

An expedition led by UC San Diego’s Scripps Institution of Oceanography mapped more than 36,000 acres of seafloor between Santa Catalina Island and the Los Angeles coast in a region previously found to contain high levels of the toxic chemical DDT in sediments and the ecosystem. The survey on Research Vessel Sally Ride identified more than 27,000 targets with high confidence to be classified as a barrel, and an excess of 100,000 total debris objects on the seafloor.

“Unfortunately, the basin offshore Los Angeles had been a dumping ground for industrial waste for several decades, beginning in the 1930s. We found an extensive debris field in the wide area survey,” said Eric Terrill, chief scientist of the expedition and director of the Marine Physical Laboratory at Scripps Institution of Oceanography. “Now that we’ve mapped this area at very high resolution, we are hopeful the data will inform the development of strategies to address potential impacts from the dumping.”

The expedition that ran March 10-24, was developed in collaboration with NOAA’s Office of Marine and Aviation Operations and the National Oceanographic Partnership Program. The project, part of ongoing collaboration with NOAA’s Uncrewed Systems Operations Center, tested autonomous underwater vehicle (AUV) technology to map the seafloor. As marine robotic technology continues to advance, NOAA is collaborating with Scripps to transition ocean robotics from research to operational uses.

Barrel of DDT found off the coast of Santa Catalina Island in California.
Credit: Scripps Institution of Oceanography at UC San Diego

In 2011 and 2013, UC Santa Barbara professor David Valentine discovered concentrated accumulations of DDT in the sediments in the same region, and visually confirmed 60 barrels on the seafloor. Scientists are also finding high levels of DDT in marine mammals including dolphins and sea lions, with exposure to PCBs and DDT linked to the development of cancer in sea lions. Reporting on this issue by the Los Angeles Times noted that shipping logs from a disposal company supporting Montrose Chemical Corp. of California, a DDT-producing company, show that 2,000 barrels of DDT-laced sludge could have potentially been dumped each month from 1947 to 1961 into a designated dumpsite. In addition to Montrose, logs from other entities show that many other industrial companies in Southern California used this basin as a dumping ground until 1972, when the Marine Protection, Research and Sanctuaries Act, also known as the Ocean Dumping Act, was enacted.

Barrels and targets of interest were found in nearly all areas of the 36,000 acres surveyed and extended beyond dumpsite limits, which is roughly 12 miles offshore Los Angeles, and eight miles from Catalina Island. The 27,000 targets identified with confidence to be barrels had stronger brightness in their acoustic signal and distinct geometry in the shape of the image. The other objects identified also showed these signals, however not as bright or distinct which could be due to how deep they were deposited in the sediments, or deterioration of the material. There were also patterns that indicate how the barrels were dumped.

“There are several distinct track-line patterns in the surveyed area, suggesting that the dumping was repeatedly done from an underway platform such as a moving ship or barge. Some of those lines are as long as 11 miles and approach state waters,” said Terrill. “While our mapping sonars cannot measure the contents inside the barrels, the target locations are consistent with the previously identified dumpsite and extend much further than we expected.”

The expedition included a team of 31 scientists, engineers, and crew conducting 24-hour, around-the-clock operations to deploy two AUVs used for the expedition from R/V Sally Ride. The research vessel is one of the most technologically-advanced vessels in the U.S. Academic Research Fleet, and is owned by the Office of Naval Research and operated by Scripps on behalf of the U.S. research community. The search entailed work at depths up to 900 meters (3,000 feet), in what is considered a semi-abyssal, steep seafloor between Catalina and Los Angeles. The two AUVs, the REMUS 6000, capable of working up to depths of 6,000 meters (19,600 feet), and Bluefin, capable of depths up to 1,500 meters (4,900 feet), were deployed to work in tandem to map the seabed at a high resolution.

Scripps researchers aboard the Research Vessel Sally Ride using the REMUS 6000 and Bluefin autonomous underwater vehicles (AUVs) to survey the seafloor for discarded barrels near Santa Catalina Island. March 2021.
Credit: Scripps Institution of Oceanography at UC San Diego

The robots adjust to changes in the topography flying at a constant 20 meters (65 feet) above the seafloor, using high frequency side-scan sonar to send signals 150 meters (490 feet) on each side of the vehicle. The continuous echo-location of these signals reflecting from the seafloor creates images of the bottom and the objects resting there. Scanning the seabed at a rate of 0.75 square kilometers per hour—roughly the size of 140 football fields—the sonar data can be used to detect objects, characterize seafloor habitat or map hazards. Sonar settings for this expedition were tuned to detect objects as small as a coffee cup.

The ability to operate in deep waters for long duration and survey large areas at very high resolution is what enabled a wide area survey of this magnitude. Underwater acoustics were also used to broadcast GPS signals from the research vessel to the AUVs, so that they could be tracked with high precision through each deployment.

Topside, the science team would recharge the instruments, and offload sonar imagery to analyze data. More than 100 gigabytes of sonar data were captured during the expedition.

Since the expedition, researchers have been analyzing the acoustic imaging data of this complex site. Typically, manually counting the targets is the approach taken with side-scan sonar processing, but this approach was not feasible given the size and extent of the survey area. An automated process was used, perhaps the first time automated approaches have been done at this scale, said Terrill. The 60 barrels confirmed by Valentine in 2011 and 2013 served as a reference point for validating detection algorithms that were developed to find barrels.

“The data from the Valentine expedition were used to ground-truth our algorithms,” said Sophia Merrifield, a researcher at Scripps who has been leading the data analytics after R/V Sally Ride returned to shore. “Location, size and acoustic brightness are tracked for each target detected and used to characterize patterns and densities of the debris field.”

Research vessel Sally Ride oversaw the underwater survey, continuously broadcasting underwater GPS signals to the autonomous underwater vehicles so that the vehicles and their sonar mapping data were highly accurate on the seabed. Crews remained in communication with shore using satellite data links, and were able to share data with scientists who remained on shore.
Credit: Scripps Institution of Oceanography at UC San Diego

Terrill’s team is now working to finalize the release of the sonar data, which they hope will serve as a catalyst for an action plan and additional research endeavors to understand environmental impacts.

There is a lot to be understood towards how DDT is impacting our environment and marine food webs, according to Scripps chemical oceanographer and professor of geosciences Lihini Aluwihare, who in 2015 co-authored a study that found high abundance of DDT and other man-made chemicals in the blubber of Bottlenose Dolphins that died of natural causes.

“The uniquely high body burden of DDT in top predators feeding in Southern California waters has been known for some time. The extent of the dumping ground helps to explain some of these previous observations,” said Aluwihare, who was not part of the survey expedition. “These results also raise questions about the continued exposure and potential impacts on marine mammal health, especially in light of how DDT has been shown to have multi-generational impacts in humans. How this vast quantity of DDT in sediments has been transformed by seafloor communities over time, and the pathways by which DDT and its degraded products enter the water column food web are questions that remain to be explored.”


معهد بحوث الخلق


The two previous articles in this series demonstrated problems with the old-earth timescales that secular scientists have assigned to deep seafloor sediments and ice cores. 1,2 This article presents a positive argument for the youthfulness of the seafloor sediments&mdashan argument that has ominous implications for the vast ages assigned to the high-latitude ice sheets.

Dating Seafloor Sediments: Secular vs. Creation Thinking

At today&rsquos &ldquoslow and gradual&rdquo rates, it can take a thousand years for just a couple of centimeters of sediment to be deposited on the ocean floor. Because these sediment layers can be many hundreds of meters thick, and because it&rsquos assumed that sedimentation rates have always been slow, secular scientists believe the sediment deposition required many millions of years.

Secular scientists assign ages to these layers by using the astronomical or Milankovitch hypothesis of ice ages to interpret chemical clues within the seafloor sediments. This theory simply accepts as a given the idea of &ldquodeep time&rdquo&mdashmillions of years. A previous article discussed some of the problems with the Milankovitch hypothesis. 1

Although creation scientists reject the millions of years that secular scientists have assigned to the seafloor sediments, they do agree that their deposition لديها been slow and gradual for at least the last few thousand years. But even a few thousand years of slow deposition could only account for a tiny fraction of the total sediments on the ocean floor. How, then, can creation scientists explain the great thickness of these sediments? Objects called manganese nodules found on the floors of the Pacific, Atlantic, and Indian Oceans provide a significant clue.

Manganese Nodules

Manganese nodules are typically potato-size concretions found scattered on the ocean floor (Figure 1). Composed of manganese and other metals such as iron, nickel, and copper, these nodules form as a result of the accumulation of chemicals onto a nucleus. These chemicals originate in seawater or within water trapped between the sediment grains below the sea floor. In both cases, the end result is the formation of metallic pellets near the surface of the ocean floor. Manganese and iron extruded from underwater volcanoes can also contribute to nodule growth, as can the presence of algae and bacteria. 3,4 Nodule growth is thought to cease once the nodules become buried beneath more than a few centimeters of sediment. 5,6 Based on radioisotope dating methods, secular scientists estimate that these nodules typically grow at the exceptionally slow rate of only a few millimeters per million years. 3

Manganese Mystery

Manganese nodules puzzle secular scientists because most are found in just the uppermost 50 centimeters (

20 inches) of sediment, although some are found at greater depths. 3,5,6

Why are nodules generally missing from the deeper seafloor sediments? If the present really هو the &ldquokey to the past,&rdquo one would expect nodules to be found at الكل depths within the seafloor sediments. After surveying manganese nodule data from the Deep Sea Drilling Project, one secular geologist observed, &ldquoThe major question arising from this survey is why nodules occur in such paucity at depth in the sediment column.&rdquo 5

Some scientists have speculated that this scarcity of deep nodules can be explained by chemical dissolution of the nodules after burial. However, this proposal is problematic for at least two reasons. First, some nodules have been found at great depths, although this is relatively rare. 5 Second, buried nodules do not exhibit any clear trends in chemical composition with depth, as one might expect if they were in various stages of dissolving, suggesting that &ldquoburied nodules neither grow nor dissolve after their burial in the sediment column.&rdquo 6

But if nodules don&rsquot dissolve after burial, then their absence in the deep sediments implies that nodules simply were not being formed when the deeper sediments were deposited. Secular scientists have suggested possible explanations for this, 5 but these proposals tacitly acknowledge that past conditions were significantly different than those of today, and this violates uniformitarian assumptions. In the case of manganese nodules, the present is definitely not &ldquothe key to the past&rdquo!

Creation Explanation

Creation scientists have an extremely straightforward and logical explanation for the rarity of manganese nodules within the deep seafloor sediments: Since nodule growth is apparently possible only at the surface or below a shallow layer of sediment, the absence of nodules in the deeper sediments implies that these deeper sediments were simply deposited too rapidly for nodules to form and grow. 7 This is consistent with the proposal of creation scientist Dr. Larry Vardiman that the deposition of seafloor sediments was initially very rapid during and shortly after the Genesis Flood but then decreased to the slow and gradual rates we observe today (Figure 2). 8

This argument is strengthened by the fact that secular scientists seem to have seriously underestimated the true rates of nodule growth. Although growth rates can vary considerably due to a number of factors, nodules have consistently been observed growing at rates hundreds of thousands of times faster than the slow rates calculated from radioisotope dating methods. 4,9,10 This implies that deposition of the deeper sediments would had to have been even أكثر rapid in order to prevent the formation of nodules at these faster growth rates. Moreover, this glaring discrepancy between the calculated and observed rates of nodule growth is just one more indication that there are serious problems inherent in radioisotope dating methods. 11

Planation Surfaces

If most of the seafloor sediments were rapidly dumped into the ocean basins, then one might expect additional geological clues to fit this interpretation of the data. Is this the case?

Across every continent, we observe flat or nearly flat erosional surfaces that extend for many miles. These erosional plains are known as planation surfaces (Figure 3). 12

Each planation surface marks a very specific event in time and therefore allows insight into the geological history of that area. These surfaces are especially important since they are observed on a global scale. The deepest global planation surface is called the Great Unconformity.

In many places around the world, the Great Unconformity resides at the Cambrian-Precambrian boundary. Uniformitarians believe this surface, and others like it, formed as the sea level slowly rose, invading (transgressing) the land and forming a broad zone of coastal erosion. Their explanation for the formation of this global surface is problematic and falls outside traditional uniformitarian thought. 13

Secular geologists have identified at least five other global planation surfaces that were supposedly formed as oceans slowly flooded the continents and later drained off in cyclic succession. Secular scientists believe these planation surfaces define the tops and bottoms of what are termed megasequences. The Great Unconformity is, in fact, the base of the first of these megasequences, known as the Sauk sequence. The upper erosional boundaries of each megasequence are believed to have been created as each new megasequence, during its deposition, eroded the top of the previous sequence. These megasequence-bounding erosional surfaces, like the Great Unconformity, have been traced across the globe and yet the mechanism of their formation continues to perplex secular scientists. 12 This is because modern erosion creates V-shape stream channels across all exposed land it does ليس create planar surfaces. So if no modern geologic process can account for the creation of flat planation surfaces, then how did they form?

Source of the Sediment: The Genesis Flood

The answer requires a unique global erosional event: the Genesis Flood. At the start of the Flood, we would expect the formation of a vast erosional plain like the Great Unconformity as immense tsunami-like waves swept across the continents, stripping away soil in a matter of hours or days.

As the Flood progressed, the water oscillated, retreated, and advanced in cycles, resulting in the formation of additional megasequences and their associated planation surfaces. Thus, these erosional episodes (planation surfaces) between megasequences do not represent millions of years but merely brief hiatuses as the floodwaters surged.

At the end of the Flood, the newly formed ocean crust cooled and subsided, deepening the ocean basins and lowering sea levels worldwide. This caused the floodwaters to recede on a vast scale, likely as massive sheets of rapidly moving water drained off the continents. 14 &ldquoAnd the waters receded continually from the earth. At the end of the hundred and fifty days the water decreased&rdquo (Genesis 8:3).

It should also be noted that the warm, mineral-rich oceans during and after the Flood would also have greatly stimulated the growth of phytoplankton, likely resulting in many algal blooms. Since zooplankton (such as foraminifera and diatoms) can feed on phytoplankton, it&rsquos likely that they too greatly increased in number, and their abundant remains would also have contributed to the accumulating sediments during the post-Flood period. 15

Evidence for Rapid Erosion

In some cases, inclined strata of varying hardness on the continents have been beveled flat (Figure 4). This is consistent with catastrophic erosion by rapidly moving sheets of water but inconsistent with slow and gradual erosion over long periods of time. 12 Such catastrophic sheet erosion would have dumped enormous quantities of sediment into the ocean basins in a short amount of time. The scarcity of manganese nodules in the deeper seafloor sediments is consistent with this rapid deposition, and their abundance in the upper seafloor sediments is consistent with a gradual decrease in sedimentation rates in the millennia after the Flood.

Implications for the Seafloor Sediment and Ice Cores

But such rapid deposition invalidates the timescales that secular scientists have assigned to the deep seafloor sediments because these sediments are assumed to have been deposited slowly and gradually&mdashnot catastrophically&mdashover many millions of years. Moreover, it also invalidates the age scales that have been assigned to the deep ice cores from Greenland and Antarctica since these age scales are ultimately tied&mdashvia a complex network of circular reasoning&mdashto the dates that have been assigned to the seafloor sediments! 1,16

Hence, the Bible&rsquos true history of a global flood and a young earth enables us to make far better sense of the seafloor sediment and erosional data than can uniformitarian, old-Earth assumptions and speculations. The evidence points to a young earth!

Click here to read &ldquoIce Cores, Seafloor Sediments, and the Age of the Earth, Part 1.&rdquo

Click here to read &ldquoIce Cores, Seafloor Sediments, and the Age of the Earth, Part 2.&rdquo


معلومات الكاتب

الانتماءات

Center for Marine Biodiversity and Conservation and Integrative Oceanography Division, Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego, La Jolla, CA, USA

Department of Life Sciences, Natural History Museum, London, UK

Independent Consultant, London, UK

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

مساهمات

L.A.L. initially conceived the manuscript and developed the figures and tables. L.A.L., D.J.A. and H.L. wrote the manuscript together.

Corresponding authors


Unmapped Areas of the Seafloor

I had a little bit of orientation problems on that one.

But really cool! There's so much to explore still on our own planet!

I had to look at it for awhile for my mind to eventually make sense of it. Zooming in helped

You can see the search zone for mh370 off the west coast of Australia. They actually mapped quite a large area as a result of the search.

Came here to say this. Crazy huh!

I’m guessing this doesn’t include classified data like us navy or others have. Bathymetric data is extremely important for submarines.

"in detail" being the key word in the description too. We have coarse data for pretty much all of it.

I don't know how many military subs are traveling along the sea floor, but I'm sure that the major navies of the world have some pretty good secret maps.

This is some true map porn. So often, we get simple colored states with statistics. While interesting sometimes, I don't spend a lot of time looking at them. This, on the other hand, from the projection to the data displayed to the detail is a fascinating map.


شاهد الفيديو: دينامية الارض2 توسع قاع المحيط (شهر اكتوبر 2021).