Co kryje się pod taflą oceanów? Najciekawsze kształty dna morskiego

Na mapach widzimy głównie kontynenty, ale prawdziwa „rzeźba” Ziemi ukryta jest głęboko pod wodą, w cieniu oceanu.

To tam rozciągają się potężne równiny, strome urwiska, podwodne góry i przepaściste rowy, których skala zupełnie zmienia nasze wyobrażenie o planecie. Naukowcy podkreślają, że bez zrozumienia tych struktur nie da się mówić o klimacie, życiu w morzach ani o historii Ziemi.

Oceany jako prawdziwa „powierzchnia” planety

Woda zajmuje około 71% powierzchni Ziemi, a aż 97% tej wody znajduje się w oceanach. To oznacza, że większość dolin, równin i gór naszego globu leży pod linią wody. Dno oceaniczne nie jest płaską, jednolitą powierzchnią. To skomplikowany krajobraz, który w wielu miejscach dorównuje surowością Himalajom, tylko że w zupełnej ciemności.

Z punktu widzenia topografii prawdziwa „powierzchnia” Ziemi znajduje się głównie pod oceanami – lądy to jedynie wynurzone fragmenty tej struktury.

Do rozpoznania najważniejszych form terenu na dnie oceanu przydają się mapy sonarowe i dane instytucji takich jak NOAA (amerykańska agencja zajmująca się oceanami i atmosferą). Dzięki nim wiemy, gdzie kończy się kontynent, a zaczyna głębia, jak biegną podwodne grzbiety i gdzie znajdują się najgłębsze miejsca na planecie.

Szelf kontynentalny – podwodne przedłużenie lądów

Szelf kontynentalny to łagodnie nachylony fragment dna, który otacza niemal każdy kontynent. W praktyce jest to podwodne przedłużenie lądu, zwykle o głębokości do kilkuset metrów. Mimo że stanowi tylko kilka procent całkowitego obszaru oceanów, ma znaczenie nieproporcjonalnie duże.

Dlaczego szelf jest tak ważny dla życia w morzu

To właśnie na szelfie koncentruje się ogromna część morskiego życia. Szacuje się, że nawet 90% wszystkich ryb spotykanych w oceanach żyje właśnie na tym stosunkowo płytkim obszarze. Dociera tu jeszcze dużo światła, a z lądu dopływają składniki odżywcze, które napędzają rozwój glonów i roślin podwodnych.

• płytka woda – łatwiejszy dostęp światła;
• cieplejsza temperatura – sprzyja dużej liczbie gatunków;
• żyzne wody – dopływ materii organicznej z lądów;
• łagodny teren – wiele miejsc do żerowania i rozrodu.

Rozmiar szelfu potrafi się skrajnie różnić. U wybrzeży Syberii taki pas płytkiego morza sięga w głąb oceanu na około 1500 km. Z kolei przy części wybrzeży Afryki szelf ma zaledwie około 10 km szerokości, a głębina zaczyna się niemal od razu.

Most lądowy przez Cieśninę Beringa

Jednym z najbardziej znanych obszarów szelfowych jest rejon dzisiejszej Cieśniny Beringa pomiędzy Azją i Ameryką Północną. Dziś dno tego fragmentu szelfu znajduje się zaledwie około 55 metrów pod powierzchnią. W okresach, gdy poziom mórz był niższy, suchy ląd łączył oba kontynenty. Tą drogą ludzie mieli dotrzeć do Ameryki z Azji kilkanaście tysięcy lat temu.

Stok kontynentalny – granica kontynentu i głębi

W pewnym miejscu łagodny szelf kończy się gwałtownym spadkiem. To stok kontynentalny – strome zejście z „półki” szelfu w kierunku głębokiego oceanu. Ten pas dna zajmuje około 9% powierzchni oceanów.

Przeciętne nachylenie stoku to około 4°. Na papierze wygląda to niegroźnie, ale jeśli rozciągniemy taki spadek na 100 km, głębokość zwiększa się już o kilka kilometrów. W niektórych rejonach stok potrafi być zdecydowanie bardziej dramatyczny. Na południe od Afryki, w okolicach Przylądka Dobrej Nadziei, dno spada tam miejscami o ponad 6 tysięcy metrów w odcinku zaledwie kilkunastu kilometrów. To prawie ściana, a nie łagodny stok.

Stok kontynentalny wyznacza faktyczną granicę między „naszym” kontynentem a głębokim oceanem, gdzie zaczyna się zupełnie inna rzeczywistość ciśnienia, ciemności i form życia.

Abisalne równiny – największa „pustynia” planety

Za strefą stromego opadania zaczynają się rozległe, niemal idealnie płaskie obszary – abisalne równiny. To najczęściej występująca forma terenu na Ziemi. Pokrywają mniej więcej połowę całego dna oceanu.

Znajdują się na głębokościach od około 3 do 6 tysięcy metrów. W tym zakresie nie dociera już żadne światło słoneczne. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że światło sięga do około 1000 metrów, cała ta strefa leży w wiecznej nocy.

Jak płaska może być równina na dnie oceanu

W porównaniu ze stokiem kontynentalnym te obszary są zaskakująco równe. Podczas gdy stok potrafi obniżać się o kilka tysięcy metrów na niewielkim dystansie, abisalna równina zmienia wysokość o mniej niż metr na kilometr. Tak dokładnie wypłaszcza ją warstwa osadów, które spadają z wyższych partii oceanu niczym pył opadający przez tysiące lat.

Choć to największe siedlisko na planecie, wiemy o nim zadziwiająco mało. Ogromne ciśnienie, całkowita ciemność i duże koszty ekspedycji sprawiają, że tylko niewielki ułamek tych przestrzeni został dokładniej zbadany. Tam, gdzie udało się dotrzeć, naukowcy znajdują dziwne formy życia – od przezroczystych ogórków morskich po organizmy żywiące się szczątkami opadającymi z wyższych warstw.

Abisalne wzgórza – wyboje na pozornie równej powierzchni

Na tle tych spokojnych równin wyrastają niewielkie, lecz liczne wzniesienia – abisalne wzgórza. To stosunkowo niskie pagórki, zwykle o wysokości do kilkuset metrów ponad otaczającą równinę. Mimo że pojedyncze formy nie robią wielkiego wrażenia, razem stanowią nawet około 30% powierzchni dna oceanicznego.

Powstają najczęściej w strefach dawnej działalności wulkanicznej lub w miejscach, gdzie skorupa oceaniczna pęka i unosi się. Są też ważne dla organizmów, bo każdy nierówny fragment dna daje schronienie, inne prądy i odmienne warunki do życia niż całkowicie płaska równina.

Seamount – podwodne góry, które nigdy nie wystają nad powierzchnię

Gdy wzniesienie robi się większe, a jego geneza ma związek z wulkanizmem, mówimy o seamount, czyli podwodnej górze. To szczyt, który urósł na tyle, by przypominać klasyczną górę, ale nie przebił się przez taflę wody. Może mieć nawet kilka kilometrów wysokości od podstawy na dnie, a nadal pozostawać całkowicie ukryty pod wodą.

Seamount zaburzają prądy morskie, powodują wznoszenie się bogatszych w składniki odżywcze mas wody i tworzą swoiste „oazy” bioróżnorodności na tle głębinowej pustki. Wielu nurków technicznych marzy o takich miejscach, choć większość z nich leży zbyt głęboko, by można było tam dotrzeć bez zaawansowanych statków badawczych.

Rowy oceaniczne – najgłębsze rany w skorupie ziemskiej

Najbardziej ekstremalne formy terenu na dnie to rowy oceaniczne. To wąskie, bardzo głębokie zagłębienia powstające w miejscach, gdzie jedna płyta tektoniczna wsuwa się pod drugą. W tych rejonach skorupa ziemska dosłownie zanurza się z powrotem w płaszczu planety.

Rów Mariański sięga około 11 tysięcy metrów pod powierzchnię. Gdyby postawić tam Mount Everest, jego szczyt nadal znajdowałby się ponad kilometr pod wodą.

Głębokość takich struktur pokazuje, jak ekstremalna potrafi być rzeźba terenu pod oceanem. Od poziomu morza w dół mamy większy zakres wysokości niż od powierzchni do najwyższego szczytu na lądzie. Mimo tej skali wciąż zaledwie kilka załogowych batyskafów dotarło do najgłębszych fragmentów rowów.

Wyspy wulkaniczne – kiedy góra przebija wodę

Jeżeli seamount rośnie dalej dzięki erupcjom i wylewom lawy, może pewnego dnia przebić się ponad powierzchnię oceanu. Wtedy mówimy już o wyspie wulkanicznej. Słynny przykład to Hawaje, gdzie wciąż trwa proces budowy nowej lądu przez wylewającą się z wulkanów lawę.

Takie wyspy są tylko niewielkim ułamkiem całkowitej powierzchni Ziemi, ale liczbowo jest ich bardzo dużo. Szacunki mówią o kilku do nawet ponad stu tysięcy wysp oceanicznych, w zależności od przyjętej definicji. Ich liczba zmienia się w skali geologicznej, bo razem ze zmianami poziomu mórz jedne wyspy znikają pod wodą, inne się wynurzają.

Jak te struktury wpływają na klimat i życie ludzi

Rzeźba dna oceanicznego to nie jest tylko ciekawostka z atlasu. Układ szelfów, stoków i rowów kieruje globalną cyrkulacją wód. Wysokie progi i podwodne góry zmieniają bieg prądów, które rozprowadzają ciepło po całej planecie. W ten sposób topografia dna pośrednio wpływa na pogodę i klimat na lądach.

Znajomość budowy szelfu decyduje o lokalizacji łowisk i planowaniu morskich stref ochronnych. Równocześnie te same obszary przyciągają przemysł wydobywczy – od ropy i gazu po minerały. Coraz głośniej mówi się o ryzyku intensywnej eksploatacji głębokomorskich złóż na abisalnych równinach, co mogłoby trwale zniszczyć słabo poznane ekosystemy.

Dlaczego dno oceaniczne wciąż pozostaje tak tajemnicze

Mimo satelitów i zaawansowanych sonarów nadal dysponujemy zaskakująco szczątkową wiedzą o szczegółowej budowie dna. Dokładniej zmapowaliśmy powierzchnię Marsa niż najgłębsze rejony własnych oceanów. Każda nowa ekspedycja przynosi więc dane, które zmuszają geologów i biologów morskich do korekty wcześniejszych założeń.

Dla osób interesujących się klimatem, geologią czy życiem w morzu znajomość podstawowych typów struktur dna morskiego to dobry punkt wyjścia. Ułatwia zrozumienie informacji o prądach, migracjach ryb, trzęsieniach ziemi czy erupcjach wulkanów na wyspach. W praktyce tam, gdzie na mapie morskiej widzimy szelf, stok, seamount czy rów, kryje się konkretna historia tektoniki płyt i ewolucji życia – tylko że opowiedziana w języku głębin, ciemności i ogromnych ciśnień.