Самые загадочные находки, обнаруженные на дне океана

Глубоководные желоба

Основная статья: Глубоководный жёлоб

Глубоководные желоба имеют глубину 7—11 км. Их особенно много в Тихом океане. Здесь находится самый глубокий Марианский жёлоб (11 км). Имеются глубоководные желоба и в Индийском, и в Атлантическом океанах. Глубоководные желоба образуются в результате поддвига океанической коры под континентальную.

В глубоководных желобах ложе океана резко сгибается и опускается к глубинам в 8000 — 10 000 метров, а местами и ещё глубже. Со стороны океана глубоководные желоба сопровождаются краевыми валами высотой до 500 метров, осложнённые линейными вулканическими хребтами и многочисленными подводными горами. Большинство из них имеет вулканическое происхождение и возникло вследствие подводных извержений.

Многое стало известно о рельефе глубоководных частей океанического дна в результате широкомасштабных исследований, развернувшихся после Второй мировой войны. Наибольшие глубины приурочены к глубоководным желобам Тихого океана. Самая глубокая точка — пучина Челленджера — находится в пределах Марианской впадины на юго-западе Тихого океана.

Данные на вес золота

Еще одной пока не решенной задачей отрасли остается рентабельность. Можно сколько угодно говорить о глобальных целях устойчивого развития, общечеловеческом благополучии и других радужных перспективах, но факт остается фактом: основная доля затрат на внедрение и эксплуатацию таких картографических решений ложится на владельцев судов и предпринимателей

Если принять во внимание еще и низкий уровень освещения темы морских инноваций, то осторожное отношение бизнеса к передовым технологиям исследования океана начинает выглядеть вполне обоснованно

«Чтобы максимально увеличить достоверность данных о дне, необходимо внедрение новых решений на практически всех действующих судах, которые находятся в океане и речных системах, не говоря о строящихся. Они должны делать точные измерения, быть достаточно дешевыми для массового производства и установки, эффективны с точки зрения эксплуатации — как говорят, foolproof», — сказал Плешков.

То есть должны быть соблюдены три фундаментальных условия: экономическая эффективность решения, желание либо обязанность судовладельца или собственника судна на установку подобных систем и, наконец, законодательное определение операторов данных и других норм использования оборудования.

Есть и хорошие новости: например, в части хранения больших массивов данных на борту судов сейчас нет никаких ограничений, «так как это самые большие машины в истории человечества», рассказал Виктор Олерский: «На них можно размещать дата-центры значительных размеров, что уже сейчас делают мировые ИТ-гиганты. Ограничением, скорей, выступает передача данных с судов на берег по беспроводным каналам. Пока спутниковая связь остается дорогой и не самой надежной. Однако на протяжении последних десяти лет мы видим стабильное улучшение морской связи, ее удешевление — например, проект спутниковых коммуникаций OneWeb».

Ключевыми технологическими вызовами, считает Олерский, можно назвать онлайн сбор и обработку данных, удешевление носителей исследовательского оборудования, в том числе автономных необитаемых аппаратов, а также повышение точности анализа и моделирования.

Искусственный интеллект теперь и в море

Наука не стоит на месте, и современные технологии начинают постепенно открывать новые возможности по более высокоточному измерению и отслеживанию динамики водной экосистемы. Если в 1950-1960 годах точность измерений глубины моря определялась метрами, к 1980-1990 годам удалось добиться полуметровых систем разрешения. Сейчас стандартное разрешение измеряется в дециметрах, но есть и решения, которые позволяют получать сантиметровую точность.

Самым важным направлением работы на данный момент стало создание аналитических систем на базе искусственного интеллекта и роботизированных аппаратов, способных заниматься сбором и передачей данных в автономном режиме.

«Чтобы решить масштабную задачу, поставленную ООН — исследовать весь океан к 2030 году — традиционных, основанных на человеческой работе и анализе технологий, совершенно недостаточно. Здесь нужны интеллектуальные системы, способные быстро собирать и анализировать информацию», — пояснил руководитель рабочей группы Маринет НТИ Виктор Олерский.

Такие масштабные задачи, сформулированные международным сообществом, могут быть решены с помощью технологий, уже успешно применяемых в других отраслях, полагает директор по развитию и индустриальным партнерам ИТ-кластера Фонда «Сколково» Сергей Дутов. Для этого в июле Фонд «Сколково» запустил международную программу инновационных проектов «Глобальный Вызов — Искусственный интеллект для Целей устойчивого развития». Программа призвана простимулировать спрос на решения российских стартапов в области искусственного интеллекта.

«Масштабные задачи, сформулированные международным сообществом, могут быть решены с помощью технологий, уже успешно применяемых в других отраслях. Именно поэтому мы запустили проект «Глобальный Вызов» для поиска решений в области искусственного интеллекта и применения их в различных областях, в том числе для анализа данных и автономных систем в море. До 27 августа совместно с «Морскими Инновациями» мы принимаем заявки в номинации «Сохранение морских экосистем». Последующие направления конкурсного отбора будут постепенно включены в программу» ─ отметил Дутов.

Большие данные и искусственный интеллект — базовые технологии для двух ключевых на данный момент тенденций в морском транспорте: е-Навигации и автономного судовождения. По оценкам Виктора Олерского, их применение должно существенно изменить модель работы отрасли, повысить ее безопасность, предсказуемость и одновременно снизить затраты, связанные с задержками в формальных процедурах, человеческими ошибками, непосредственно сократить затраты на эксплуатацию судов.

Флагманским в области масштабных исследований океана стал проект Nippon Foundation и программы международного сотрудничества «Генеральная батиметрическая карта океанов» (GEBCO) под эгидой ООН Seabed-2030, целью которого стало составление полной базы данных о Мировом океане — в том числе при помощи беспилотных плавательных аппаратов. На сегодняшний день удалось получить измерения пятой части морского дна — существенное увеличение по сравнению с пятью процентами, доступными до старта проекта. О планах по созданию автоматизированной подводной базы, оснащенной ИИ и роботами для изучения морского дна, в 2018 году объявил и Китай.

Перспективным российским проектом в этой области стал МПАК-3D — мобильный комплекс картирования морского дна на шельфе, разработанный в рамках «дорожной карты» Маринет НТИ. В решение интегрировано сразу несколько базовых технологий трехмерной морской геофизической разведки: параметрическая гидроакустика, электроразведка и сейсморазведка, технологии онлайн-обработки больших данных и построения моделей дна, рассказал директор ОЦ Маринет Александр Пинский.

«Каждый из этих элементов представляет из себя передовую технологию, а вместе они дают качественно новый уровень, превосходящий не только российские, но и зарубежные аналоги. В будущем мы также планируем интеграцию МПАК-3D с отечественными технологиями высокоточного позиционирования, измерениями скорости подводных течений и других параметров водной толщи», — поделился Пинский.

Ложе океана

Там, где кончается материковый уступ, начинается ложе океана. Это основная его часть, где существуют глубоководные котловины (4 – 7 тыс. м.) и возвышенности. Ложе океана размещается на глубине от 2 до 6 км. Животный мир представлен очень слабо, поскольку в этой части практически нет света и очень холодно.

Рис. 2. Изображение дна океана

Важнейшее место занимают срединно океанические хребты. Они представляют собой большую горную систему, как на суше, только под водой, простирающиеся вдоль всего океана. Общая протяженность хребтов – около 70 000 км. Они имеют свою сложную структуру: ущелья и глубокие склоны.

Хребты образуются на стыках литосферных плит и являются источниками вулканов и землетрясений. Некоторые острова имеют очень интересное происхождение. В тех местах, где скапливалась вулканическая порода и в итоге вышла на поверхность, образовался остров Исландия. Именно поэтому здесь много гейзеров и горячих источников, а сама страна представляет собой уникальный природный заповедник.

Рис. 3. Рельеф Атлантического океана

Антикитера – самый древний в мире компьютер

Он, правда, был найден не на дне океана, а в Эгейском море, но о нем нельзя не вспомнить

Антикерский механизм считают самой значимой и важной находкой ХХ  века, которая открывает тайны Древней Греции и позволяет нам представить, насколько греки продвинулись в науке и изучении мира. Этот механизм называют самым древним в мире аналоговым компьютером, который помогал грекам изучать математику и астрономию

Как был найден?

4 апреля 1900 года водолаз Ликопантис нашел античный римский корабль, который затонул в Эгейском море между островом Крит и полуостровом Пелопоннес. Корабль лежал на глубине до 62 метров и хранил много артефактов. Водолазы подняли статуи греческих богов, драгоценности и другие важные находки.

Всеобщее удивление вызвали обломки некоего механизма, который изучали на протяжении более 50 лет. Как оказалось, он является уникальным вычислительным механизмом, которое использовалось для вычисления движения небесных тел и прогнозирования дат астрономических событий.

Какие богатства скрывает океан

Конечно, нельзя сказать, что мы совсем ничего не знаем про Мировой океан и его обитателей: технологии спутниковых съемок обеспечивают пространственное разрешение около 2-5 км, то есть дают примерное представление о рельефе дна, течениях, температурах и общем уровне воды. «Однако такой метод не позволяет сканировать дно с высоким разрешением, только мелководье — первые десятки метров. Все остальное — дорисовка», — объяснил Плешков.

Ученые предсказали раскол Африки и образование нового океана

Во многом возросший интерес стран и корпораций к разработкам технологий картирования, позволяющим более детально исследовать океан, обусловлено коммерческими факторами. Мировой океан — это не только среда обитания многих биологических видов и транспортный хаб, но и место скопления огромного объема различных ресурсов, в том числе «топлива будущего» — газогидратов. Их запасы вдвое превышают общемировые запасы всех традиционных видов топлива — угля, нефти и природного газа. Несмотря на то, что на данный момент их добыча нерентабельна, при дальнейшем развитии технологий они вполне способны стать более выгодной заменой: так, из одного кубометра гидрата можно получить около 160 кубометров метана.

Мировой океан богат и рудными минеральными ресурсами, в том числе редкоземельными металлами. По сравнению с сушей, в нем содержится в шесть раз больше никеля, в десятки раз — кобальта, в два раза — марганца. Запасы меди составляют 80% прогнозных ресурсов на суше. Важная особенность глубоководных руд — это высокое процентное содержание металлов, равное или в разы превосходящее показатели наземных месторождений.

Россия — один из пионеров по разведке глубоководных ресурсов, и владеет лицензиями Международного органа по морскому дну на добычу сразу трех их видов — железомарганцевых конкреций (ЖМК), глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС) и кобальтоносных железомарганцевых корок (КМК). «Обязательства по этим контрактам включают в себя целый цикл работ от геологоразведки до выхода на промышленную добычу. Это очень перспективный рынок, так как в таких конкрециях содержится аномальная концентрация всей таблицы Менделеева. Сейчас на редкоземельные металлы очень высокий спрос, и даже с учетом высокой себестоимости технологий добычи на первых этапах, это будет намного рентабельнее, чем добывать на суше», — отметил советник Министра природных ресурсов и экологии Российской Федерации Евгений Петров.

Однако более серьезно рассматривать возможности по коммерческому освоению этих богатых ресурсов нецелесообразно до тех пор, пока не появится понимание того, как устроено дно Мирового океана и функционирует его экосистема в целом. Сбор точной информации и создание глобальной системы мониторинга актуальных данных — первый шаг на пути к этому.

«Один из самых перспективных векторов развития — создание цифровых двойников водных массивов. Используя такие модели, можно отслеживать изменения рельефа, прогнозировать экологическую ситуацию и связанные с ней риски для рыболовства или транспорта, оценивать объем течений, их температуру, как они взаимодействуют друг с другом и так далее», — рассказал Антон Плешков.

По мнению эксперта, помимо глобальных моделей, можно также создавать двойников более мелких объектов — например, систем река-море. На практике такие решения улучшат понимание логистических процессов, хозяйственного оборота рыбаков и организаций, занимающихся добычей полезных ископаемых, позволят предотвратить техногенные катастрофы. К примеру, обладая данными о температуре в течениях, можно определить оптимальное место для размещения акваферм, зная ветровую нагрузку — где лучше поставить энергетические установки и так далее.

«Без информации о топографических основах мы не можем корректно создать даже первичные модели взаимодействия со средой», — предупредил эксперт.

Глубинная неопределенность

На западе Тихого океана, в 1800 км от Филиппин, находится самое глубокое место на Земле – Марианская впадина. Открытие и первые измерения глубочайшего океанского желоба были проведены в 1875 году с британского корвета «Челленджер». Тогда замер глубины проводился при помощи ручного диплота – прибора, который представляет собой трос с грузом массой около 25 кг. Неудивительно, что показатели не отличались точностью. В отчете были указаны две глубины – 8184 и 8367 метров, но уже по этим цифрам стало понятно, что удалось найти глубочайший океанский желоб на Земле.

Автономный необитаемый подводный аппарат «Витязь-Д». Фото: Фонд перспективных исследований

Даже развитие техники не помогло определить точную глубину Марианской впадины, в силу непростого рельефа дна. Марианская впадина, как и большинство высоких гор на поверхности Земли, имеет по несколько пиков (в данном случае скорее «обратных пиков») разной глубины.

Впервые дно Марианской впадины было картографировано с более или менее высокой точностью лишь в 2010 году. Тогда это удалось сделать с помощью сверхточного эхолота с разрешением 100 метров. Сегодня согласно официальным данным самая глубокая точка на Земле составляет 10994±40 метров, что дальше от уровня моря, чем вершина горы Эверест. Но покорить эту «вершину» Марианской впадины удалось не сразу.

Подводные газы – бомба замедленного действия

Мы не можем не коснуться и проблем
экологии. В начале 2019 года ученые из Университета
Южной Калифорнии обнаружили, что на дне Тихого океана находятся гигантские
скопления газов. Они представляют собой последствие всплеска геологической
активности около 17 тысяч лет.

В истории нашей планеты такое случалось
несколько раз и приводило к окончанию ледниковых периодов или наступлению
температурных максимумов с катастрофическими последствиями для биосферы. Так,
55 миллионов лет назад подобный процесс привел к палеоцен-эоценовому термальному
максимуму, во время которого Земля
разогрелась на восемь градусов Цельсия.

Один из резервуаров со скоплением газов находится в западной части Тихого океана. Ранее считалось, что такие океанические резервуары стабильны, но теперь выяснилось, что повышение температуры воды может спровоцировать их разрушения. Если вода потеплеет всего на несколько градусов, резервуар будет разрушен, а сами газы выйдут на поверхность, что приведет к изменению климата на планете. Произойти это может из-за загрязнения планеты – в океане уже плавает остров из пластика, размером с Европу. К 2100 году огромное количество выбросов парниковых газов нагреет воду океана примерно на 3 градуса.

Масштабные решения для планетарных проблем

Неудивительно, что энергетические, минеральные и биологические ресурсы Мирового океана были признаны определяющим фактором в достижении целей в области устойчивого развития человечества, сформулированных ООН в 2015 году. Ликвидация нищеты и голода, повышение качества здравоохранения и общего благополучия, получение чистой энергии, поддержка экономического роста, ответственное потребление, борьба с изменениями климата и сохранение морских экосистем — решение этих амбициозных задач тесно связано с исследованием океана.

«Здесь ситуация как с фундаментальной наукой: не все ей занимаются, кто-то несет расходов больше, кто-то меньше, но в конечном итоге пользу получает все человечество», — отметил Плешков. Однако нельзя сказать, что такие исследования не принесут и конкретной, осязаемой выгоды государству и бизнесу: внедрение систем сбора комплексных данных даст возможность оптимизировать практически все виды деятельности — лучше учитывать течения, составляя маршруты движения судов, актуализировать навигационные и геологические карты, сокращать затраты на топливо и многое другое.

«В рамках одного из наших проектов мы проводили работы в Черном море, недалеко от Геленджика, делали съемку полигона. В один из проходов мы обнаружили не задокументированное затонувшее судно, — поделился опытом Плешков. — В условиях все большего охвата хозяйственной деятельностью Мирового океана, таких случаев будет все больше. Для того, чтобы понимать, где произошел инцидент, как ликвидировать его последствия, уменьшить ущерб, как добывать ресурсы — для всего этого нужно понимание среды, в которой мы находимся».

Изучение океанического дна

Первыми, кто стал изучать мировой океан, стали англичане. На военном корабле “Chellenger” под командованием Джоржа Нэйса, они прошли всю акваторию мира и собрали много полезной информации, которую ученые систематизировали еще 20 лет

Они измеряли температуру воды, животных, но самое важное – они первые определили строение дна океанов

Прибор, которым изучают глубину, называется эхолот. Он расположен в нижней части корабля и периодически посылает сигнал такой силы, чтобы он мог достичь дна, отразится и вернуться на поверхность. Согласно законам физики, звук в воде движется со скоростью 1500 м. за секунду. Таким образом, если звук вернулся за 4 секунды, то дна он достиг уже на 2-й, и глубина в этом месте равна 3000 м.

Котловины

Основная статья: Подводная котловина

От оси срединно-океанических хребтов в стороны котловин дно постепенно снижается от 2500 — 3000 до 5500 — 6000 метров. Резко расчленённый рельеф хребтов изменяется плоской поверхностью абиссальных котловин. Мощность осадочного чехла возрастает от нулевой у оси хребтов до 600—1000 метров в центре котловин, а возраст подошвы осадков становится все более древним, вплоть до верхнего юрского периода. Базальтовый фундамент наращивается за счёт выливания лавы в узких осевых зонах срединно-океанических хребтов. Осадочные материалы постепенно засыпают неровности и сглаживают рельеф.

На больших пространствах абиссальных котловин распространены железомарганцевые конкреции. Вдоль окраин некоторых континентов (Африка, Южная Америка) формируются фосфориты. Вдоль оси срединно-океанических хребтов, параллельно с появлениями базальтов, наблюдается интенсивная гидротермальная активность, с которой связанные отложения сульфидных руд в базальтовом пласте. Происходит вынесение полезных компонентов в морскую воду с дальнейшим отложением их в виде металлоносных осадков во впадинах близ срединно-океанических хребтов (впадина Бауэрса в Тихом океане).

Описание[править | править код]

Океан целиком состоит из воды, дно которого находится на высоте 45 блоков. Океаническое дно в основном состоит из гравия и имеет неровный рельеф, на котором находится множество холмов и впадин. Около холмов можно найти скопления глины, земли и песка. Впадины, которые иногда генерируются на дне океана, выглядят как подводные траншеи. Некоторые холмы в океане могут быть выше уровня моря, из-за чего на поверхности воды могут быть острова — биомы, представляющие собой небольшие пляжи, на которых могут находиться леса или равнины. На дне растут морская трава и ламинарии, верхушка которых может достигать поверхности воды. В океане часто обитают треска, лососи, спруты и дельфины. Также на дне часто можно найти затонувшие корабли и подводные руины, которые здесь встречаются чаще, чем другие структуры в других биомах.

Строить и выживать в океане очень трудно, поскольку здесь нет привычных ресурсов, вроде древесины, и можно утонуть. Если игровой персонаж в начале игры появился на острове, то на нём можно построить временное жилище или сделать лодку, чтобы переплыть океан; однако деревья, древесина которых нужна для создания лодки, не всегда есть на островах. Если на небольшом острове разместить факелы, то противников не будет — таким образом, провести ночь здесь можно безопасно.

Виды[править | править код]

В Java Edition десять видов океанов, в Bedrock Edition — одиннадцать. Некоторые виды не генерируются в обычных картах, но их можно увидеть, если настроить и создать суперплоский мир или мир с типом «Ассорти»; в Bedrock Edition их можно получить при помощи редакторов карт или дополнений. Также в игре есть обычные и глубокие океаны. Глубокие океаны глубже обычных в два раза, кроме того, в глубоких больше структур и блоков: только там можно найти подводные крепости, руины, столбы пузырей, магму и обсидиан.

С температурой 0.0править | править код

Замёрзший океан

Температуру 0.0 имеет замёрзший океан, у которого поверхность тёмно-фиолетового цвета и покрыта льдом. Как и в холодном океане, дно здесь состоит из гравия. Морская трава и ламинарии здесь не встречаются, из-за чего замёрзший океан выглядит бесплодным и похож на старые океаны до 1.13. Часто на поверхности воды можно найти большие айсберги, которые состоят из снега, плотного и синего льда. На айсбергах обитают белые медведи и зимогоры, под водой — лососи, спруты и утопленники. В Bedrock Edition в замёрзшем океане, помимо этих существ, обитает треска.

Хотя замёрзший океан имеет температуру 0.0, на разных участках она может отличаться, как в болоте. Однако, в отличие от болота, перепады температуры здесь сильнее: например, в холодных местах на поверхности воды находится лёд и идёт снегопад, а в тёплых — нет льда и идёт дождь. Тем не менее, на тёплых участках на большой высоте всё равно будет идти снегопад, как в горах.

В Java Edition поверхность глубокого замёрзшего океана не покрыта льдом, однако в Bedrock Edition в этом биоме лёд наоборот есть. Как и в обычном замёрзшем океане, в глубоком обитают белые медведи, зимогоры и лососи; в Bedrock Edition под водой можно найти треску. В Java Edition обычный и глубокий замёрзшие океаны никогда не генерируются около других биомов с сушей — если замёрзший океан всё же окажется около такого биома, то между ними будет расстояние 32 блока. Граница между ними выглядит неровной.

С температурой 0.5править | править код

Температуру 0.5 имеют холодный, умеренный и тёплый океаны. Поверхность холодного океана имеет цвет индиго. Как в обычном и замёрзшем океанах, дно здесь состоит из гравия, хотя около холмов можно найти небольшие скопления земли, песка и глины. Как и во многих видах океанов, в холодном можно встретить лососи, треску, дельфинов, спрутов и утопленников.

В умеренном океане поверхность воды имеет светло-бирюзовый цвет. Дно здесь состоит из земли, гравия и глины, на котором растут ламинарии и морская трава. Подводные руины, которые генерируются в умеренном океане, состоят из песчаника, а не каменного кирпича. Помимо других водных существ, здесь обитают треска, тропические рыбы и иглобрюхи. В Bedrock Edition в умеренном океане можно найти лососи, но тропические рыбы и иглобрюхи не встречаются

Поверхность тёплого океана имеет светло-зелёный цвет. Как и в умеренном океане, дно здесь покрыто песком, на котором растёт морская трава. В тёплом океане отличаются от других океанов наличием больших коралловых рифов и множеством морских огурцов, однако ламинарий здесь всё же нет. Тёплый океан имеет ту же глубину, что и другие неглубокие океаны, однако из-за коралловых рифов может показаться, что этот океан мельче. Здесь, как и в умеренном океане, также есть тропические рыбы и иглобрюхи, хотя нет трески. В Java Edition тёплый океан, как и замёрзший, никогда не генерируются около других биомов с сушей.

Неиспользуемыеправить | править код

Глубокий тёплый океан не генерируется в обычных мирах, но его можно получить, если настроить и создать суперплоский мир или мир с типом «Ассорти» в Java Edition или аддонов в Bedrock Edition. В глубоком тёплом океане, отличие от обычного, нет коралловых рифов и морских огурцов.

В Bedrock Edition есть старый замёрзший океан, который похож на обычный, но не имеет айсбергов и полностью покрыт льдом. Здесь также можно встретить белых медведей и зимогоров; помимо этого, в старом замёрзшем океане есть белые кролики. Кроме утопленников, зимогоров и скелетов, других враждебных существ здесь нет. На дне растёт морская трава. Старый замёрзший океан можно найти в обычных мирах в Alpha 0.9.0, в текущей версии его можно получить, если настроить и создать суперплоский мир или с помощью аддонов.