En tierra, la antigua Unión Soviética cavó una vez un pozo profundo llamado Kola, con una profundidad de 12.262 metros. Al excavar el Kola Deep Pit, la temperatura será muy alta después de excavar hasta cierta profundidad, aproximadamente 2 grados centígrados por cada 100 metros de descenso. En el punto más profundo, la temperatura supera los 300 grados centígrados. Como resultado, los pozos utilizados para excavar el Kola Deep Pit a menudo resultan dañados por las altas temperaturas y hay que invertir una gran cantidad de dinero en la compra de brocas.
Sin embargo, también hay un lugar a 10.000 metros de profundidad en el océano: la Fosa de las Marianas se formó debido a la subducción de las placas euroasiática y del Pacífico. La profundidad aquí es de unos 862 metros. metros. Pero su temperatura es muy diferente a la de la Fosa de las Marianas, sólo unos 2 grados.
¿Por qué a la misma profundidad de 10.000 metros, uno tiene más de 300 grados centígrados y el otro sólo 2 grados?
Fosa de las Marianas
En 1960, los científicos tomaron el sumergible de aguas profundas de Trieste y se sumergieron con éxito en la Fosa de las Marianas para realizar investigaciones. Los resultados de la investigación mostraron que aquí la presión del agua es tan alta. hasta 1.100 atmósferas. Entrar aquí sin protección es como ser presionado al pie de una montaña. Es probable que se rompa la columna vertebral humana, por lo que muchas criaturas no pueden sobrevivir aquí.
Además de la fuerte presión atmosférica, la temperatura aquí es muy baja, sólo unos 2 grados centígrados. En cuanto a la razón de la baja temperatura, los científicos dijeron: el cambio en la temperatura del agua de mar no es lineal, sino que. Cambia con la profundidad. A medida que aumenta la temperatura, la caída de temperatura se hace cada vez más pequeña, de modo que incluso en el océano con una profundidad de 10.000 metros, la temperatura no cae por debajo de 0 grados, por lo que el agua en la Fosa de las Marianas aún puede permanecer en ella. una forma líquida.
Sabemos que los gases y líquidos pueden comprimirse hasta convertirse en sólidos en lugares con alta presión. Por ejemplo, en el núcleo de Júpiter, debido a una presión excesiva, el hidrógeno se comprime hasta convertirse en hidrógeno metálico.
Según el diagrama de fases del agua, si se quiere comprimir el agua hasta convertirla en un sólido, la presión del aire necesaria es diferente a diferentes temperaturas, es de unas 1.000-100.000 atmósferas, si alcanza los 10 millones de atmósferas. el agua líquida se convertirá en agua metálica. Sin embargo, la presión en la Fosa de las Marianas no es lo suficientemente alta, por lo que todavía existe agua líquida.
Pero cerca de las fuentes hidrotermales de la Fosa de las Marianas, el agua existe en forma de agua supercrítica.
En las chimeneas de las aguas termales del fondo marino, estas fuentes termales expulsarán materiales de alta temperatura en la capa del manto, lo que hará que la temperatura cerca de las aguas termales del fondo marino alcance los 300-400 grados Celsius.
En un ambiente de tan alta temperatura, el agua no existe en forma gaseosa, sino en agua supercrítica. Aquí no hay diferencia entre las formas líquida y gaseosa del agua, pero están completamente mezcladas, lo que se nota. alta temperatura y alta presión el estado del fluido a continuación.
Organismos en la Fosa de las Marianas
En circunstancias normales, muy pocos organismos sobreviven en el fondo marino a más de 10.000 metros de profundidad. Esto se debe a que las actividades de la vida requieren energía, y la mayor parte de la energía proviene del agua. los rayos del sol.
Debido a que el agua de mar corta la mayor parte de la luz, las plantas del fondo marino no pueden utilizar la fotosíntesis para producir energía, por lo que las criaturas del fondo marino sólo pueden depender de los escombros y el plancton que caen del océano. puede caer aquí, por lo que la Fosa de las Marianas tiene muy pocos organismos.
Sin embargo, los científicos han descubierto una gran cantidad de criaturas cerca de la boca de respiraderos hidrotermales en el fondo marino. ¿De dónde proviene la energía de estas criaturas?
De hecho, la forma en que los organismos aquí dependen de la energía no es la fotosíntesis, sino la alta concentración de diferencias de concentración de iones cerca de la boca de las aguas termales.
El científico británico Peter Mitchell dijo que el proceso de producción de energía biológica es similar al principio de una central hidroeléctrica. Ambos requieren un espacio cuando el agua del río arriba llega al río abajo, la enorme fuerza del impacto impulsará. la turbina gire, generando así energía eléctrica.
Lo que utilizan los organismos no es la diferencia del nivel del agua, sino la diferencia de concentración. Los científicos han descubierto el lugar donde se genera la energía en las células: su membrana tiene solo 5 nanómetros de espesor cuando la concentración de iones de hidrógeno en ambos lados. de la membrana Cuando la diferencia es tan significativa que a lo largo de un espesor de 5 nanómetros, la diferencia de voltaje es de 150 milivoltios, y de aquí proviene la energía.
Más tarde, los científicos observaron realmente la existencia de esta sustancia, y su principio de funcionamiento es realmente muy similar al de una central hidroeléctrica. Tienen una estructura similar a una "turbina hidráulica cuando hay estructuras superiores". En ambos lados de la membrana celular, cuando hay una diferencia en la concentración, la hará girar, produciendo así energía.
Aunque hay pocos organismos en la mayoría de los lugares de la Fosa de las Marianas, donde hay aguas termales, debido a la alta concentración de diferencias de iones, puede proporcionar energía a los organismos, por lo que hay una gran cantidad de. organismos cerca de las aguas termales del fondo marino. Debes saber que la temperatura aquí alcanza los 300-400 grados Celsius y tiene ácidos y álcalis fuertes. Lógicamente, ningún ser vivo debería sobrevivir aquí, pero los científicos han descubierto que está lleno. de la vida.
Actualmente, los científicos generalmente creen que los respiraderos hidrotermales del fondo marino son el lugar donde nació la vida en la Tierra.
Resumen
Aunque la temperatura del agua de mar es baja y la presión del agua de mar es alta en la Fosa de las Marianas, el agua aquí no existe en forma sólida. Todavía está líquida, pero cerca del agua. aguas termales del fondo marino, el agua de la Fosa de las Marianas existirá en un estado de agua supercrítica.