Голубая дыра

Голубая дыра — это большая морская пещера или воронка , которая выходит на поверхность и образовалась на берегу или острове, состоящем из карбонатной породы ( известняка или кораллового рифа ). Голубые дыры обычно содержат воду пресного, морского или смешанного химического состава, подвергшуюся воздействию приливов. Большую часть своей глубины они простираются ниже уровня моря и могут обеспечивать доступ к подводным пещерным проходам. ^[1] Хорошо известными примерами являются Дыра Дракона (в Южно-Китайском море), а также Большая голубая дыра и Голубая дыра Дина в Карибском море .

Голубые дыры отличаются от сенотов тем, что последние представляют собой внутренние пустоты, обычно содержащие пресную грунтовую воду, а не морскую .

Описание

Голубые дыры представляют собой примерно круглые впадины с крутыми стенками, названные так из-за резкого контраста между темно-синими глубокими водами их глубин и более светлым синим мелководьем вокруг них. Циркуляция воды у них плохая, и они обычно бескислородны ниже определенной глубины ; эта среда неблагоприятна для большинства морских обитателей, но, тем не менее, может поддерживать большое количество бактерий . ^[2] Глубокий синий цвет обусловлен высокой прозрачностью воды и ярко-белым карбонатным песком . Синий свет — самая устойчивая часть спектра; другие части спектра — красный, желтый и, наконец, зеленый — поглощаются на своем пути через воду, но синему свету удается достичь белого песка и вернуться после отражения.

Самая глубокая голубая дыра в мире — голубая дыра Таам Джа’ в заливе Четумаль , глубина которой, как было обнаружено в 2024 году, составила более 420 метров (1380 футов). ^[3] Вторая по глубине — Драконья нора , или Лундонг, в Южно-Китайском море на глубине 300,89 метра (987 футов). ^[4] Третьей по глубине голубой дырой в мире является Голубая дыра Дина высотой 202 метра (663 фута), расположенная в заливе к западу от Кларенс-Тауна на Лонг-Айленде , Багамы . Другие голубые дыры имеют примерно половину этой глубины и составляют около 100–120 метров (330–390 футов). Диаметр верхнего входа обычно колеблется от 25–35 метров (82–115 футов) (Голубая дыра Дина) до 300 метров (980 футов) ( Большая голубая дыра в Белизе).

Самая большая голубая дыра (с учетом глубины и ширины) находится в 100 километрах от побережья Белиза. Большая голубая дыра представляет собой огромную дыру шириной 300 метров и глубиной 125 метров. ^[5]

Формирование

Голубые дыры образовались во время прошлых ледниковых периодов , когда уровень моря был на 100–120 метров (330–390 футов) ниже, чем в настоящее время. ^[6] В это время формации подвергались той же эрозии из-за дождя и химического выветривания , которая свойственна всем территориям, богатым известняком . Процесс завершился, когда уровень моря поднялся в конце ледникового периода.

Большинство голубых дыр содержат как пресную, так и соленую воду. Галоклин — это поверхность границы между пресной и соленой водой в этих голубых дырах, где происходит коррозионная реакция, разъедающая породу. ^[7] Со временем это может создать боковые проходы или горизонтальные «рукава», идущие от вертикальной пещеры. Эти боковые проходы могут быть довольно длинными; например, более 600 метров (2000 футов) в случае раковины лесопилки на Багамах.

Голубые дыры образуются в результате карстовых процессов и требуют особого типа топографии . Породы, такие как известняк, гипс и мрамор, растворимы, и растворение создает под землей ходы и системы пещер. Этот процесс в сочетании с образованием долин позволяет образовывать голубые дыры. Долинные образования когда-то представляли собой закрытые впадины, образовавшиеся в результате растворения поверхностных пород или обрушения в подземную пустоту.

Большинство голубых дыр образуются в результате этих процессов, хотя некоторые из них не имеют никаких признаков проходов или пещерных систем, как можно было бы ожидать от карстовых и долинных процессов. Это говорит о том, что некоторые голубые дыры могут быть вызваны другими процессами, такими как развитие вертикальных рифов. ^[8]

Некоторые голубые дыры не подвергаются карстовым или долинным процессам во время своего формирования. Они образуются в результате растворения и обрушения коренных пород. ^[9] обычно под влиянием приливных воздействий , растворения карбонатов, колебаний уровня моря или присутствия эогенетических карбонатов . ^[9]

возникновение

Голубые дыры обычно обнаруживаются на неглубоких карбонатных платформах , примером которых являются Багамские банки , а также на полуострове Юкатан и вокруг него , например, в Большой голубой дыре на атолле Маяк-Риф в Белизе .

Многие глубокие родниковые котловины, образованные карстовыми процессами и расположенные в глубине суши, также называются голубыми дырами; например, Голубая дыра в Касталии , штат Огайо .

Разнообразие

Было обнаружено множество различных окаменелостей, указывающих на тип форм жизни, существовавших в голубых дырах. Также были замечены другие формы жизни, такие как морская жизнь и морские окаменелости; окаменелости крокодилов и черепах , ^[10] например, были обнаружены в голубых дырах. В голубых дырах также были обнаружены важные типы бактериальных колоний. Из-за условий голубой дыры они вынуждены жить за счет соединений серы, таких как сероводород, которые токсичны для большинства организмов. ^[6] Эти особые бактерии позволили многое понять в области химии и биологии микробной жизни.

В голубых дырах обитает огромное разнообразие микробов. Они создают биогеохимические пути, создавая уникальную и разнообразную среду внутри голубых дыр. В поверхностном слое содержание кислорода, DOC , POC и хлорофилла должно быть низким, чтобы цианобактерии могли дышать. ^[11] По мере увеличения глубины многие ветви и подветви микробов создают особые ниши, основанные на химическом составе и доступности питательных веществ на этой глубине. ^[11]

Микроорганизмы, включая фораминиферы , мейобентосные микроорганизмы и нематоды, также следуют этой модели организации и населяют те участки толщи воды, где питательные вещества, на которые они полагаются, наиболее доступны. Нематоды, которые преимущественно являются неселективными детрифагами , переносят бескислородные условия у основания голубых дыр, что позволяет им выживать там, где другие виды не могут. Они процветают на самых низких глубинах голубых дыр из-за обилия оседающего там органического вещества. Точно так же фораминиферы обитают на более низких глубинах, и с глубиной их разнообразие даже увеличивается. Мейобентосные организмы не могут выжить в условиях высокого содержания сульфидов, обнаруженных на глубине, и остаются в поверхностных слоях голубых дыр. Как правило, разнообразие всех форм жизни в голубых дырах в 2–3 раза больше, чем в других разнообразных районах океана, включая прибрежные и абиссальные среды. Когда разнообразие микроорганизмов увеличивается, следует ожидать пропорционального увеличения более крупных организмов и их разнообразия.

Седиментация

Накопление отложений уникально для голубых дыр. Седиментация происходит в центре отверстий, а не по краям. ^[12] Множество различных видов отложений помогают сохранить окаменелости и климатические записи. Основными отложениями, накапливающимися и образующими слои в голубых дырах, являются сапропель , обломочный торф и озёрные мергели . Внутри этих слоев можно найти микроокаменелости.

Керны осадков, взятые из трех голубых дыр на Багамах, показали, что с глубиной обнаруживается все больше сапропеля, обломочного и пресноводного торфа, а также озерных мергелей. Примерно на 150 см керна отложений были обнаружены микрофоссилии древесины, Charophytes и Hydrobiidae .

Химия

Химия голубых дыр сильно различается в зависимости от того, как они образовались. Все голубые дыры имеют слой пресной воды на поверхности и более соленую воду по мере увеличения глубины. Многие из них имеют пикноклины и галоклины, которые показывают эти зоны, похожие на океан вокруг них. ^[13] Многие голубые дыры являются отличными ловушками для отложений и могут сохранять климатические и ископаемые записи, относящиеся к последнему ледниковому максимуму . ^[12] Причина, по которой голубые дыры способны сохранять такие записи, заключается в бескислородной придонной воде, содержащейся в большинстве голубых дыр. Стабильные изотопы водорода и кислорода можно использовать, чтобы определить, откуда берется вода в голубых дырах. Ученые обнаружили, что во многих из них есть метеоритные или морские источники соленой воды. ^[9] Возможность определить, откуда берется вода в этих колоннах, позволяет ученым увидеть, насколько они подвержены приливному влиянию. ^[9] Большинство голубых дыр имеют диапазон солености от пресной воды до гиперсоленой . Трубопроводы и проходы также позволяют проникать солоноватой воде. Когда одни и те же изотопы основных ионов обнаруживаются в голубых дырах и в окружающем океане, можно сделать вывод, что эти голубые дыры находятся под приливным влиянием и имеют источник морской воды, однако, если изотопы подобны тем, которые обнаружены в метеорных линзах, тогда источник метеорный. ^[9]

Сохранение

Из-за водных условий на дне голубых дыр сохранение окаменелостей очень эффективно. Недостаток кислорода и света предотвращает гниение; Эти условия привели к сохранению окаменелостей на тысячи лет, что позволило ученым идентифицировать скелеты видов, вымерших в течение многих лет, а также человеческие скелеты. Отложения, окружающие окаменелости, богаты макро- и микрофоссилиями (ветками, листьями, пыльцой, спорами и т. д.), что еще больше улучшает их сохранность.

Окаменелости идентифицированы:

Черепаха (неописанный вид)
Каракара ( Caracara creightoni )
Кубинский крокодил ( Crocodylus Gundlachii )
Куперовский ястреб
Птицы (25 видов)
Змеи (3 вида)
Летучие мыши (4 вида)
Древние коренные жители Лукайи

Окаменелости растений также хорошо сохранились на дне голубых дыр, и с помощью кернов отложений можно определить, какие виды растений и деревьев существовали в этом районе тысячи лет назад. Например, сегодня на Багамских островах преобладают тропические сухие вечнозеленые растения и тропические сосны, но керны отложений из голубой дыры Абакос выявили сохранившиеся древесные виды, такие как Coccoloba , Exothea и Bursera .

Экспедиции

Исследование голубых дыр требует уровня компетентности и оборудования, соответствующего глубине и высоте проникновения. В 2009 году группа ученых приступила к изучению семи таких голубых дыр на Багамах. ^[14] Совершив более 150 погружений, ученые под руководством Кейта Тинкера исследовали бактерии, способные жить в бескислородной среде. ^[14] Это позволило им установить связи с такими областями, как астробиология, где организмы процветают без кислорода и солнечного света.

В 2018 году другая группа ученых отправилась исследовать Большую голубую дыру Белиза с помощью двух подводных лодок по последнему слову техники. Одним из главных научных достижений этой экспедиции стала первая трехмерная карта его внутренних помещений. ^[5] Исследователи запечатлели такие особенности, как сталактиты , слой сероводорода и другие детали, которые обычно невозможно увидеть невооруженным человеческим глазом.

В рамках трехлетнего исследования группа ученых в мае и сентябре 2019 года отправилась исследовать голубую дыру, прозванную « дырой Янтарного джек », расположенную в 30 милях от побережья Сарасоты, штат Флорида . сотрудники Морской лаборатории Моута , Атлантического университета Флориды, Харбор-филиала , Технологического института Джорджии , Геологической службы США и Управления исследования океана NOAA В экспедиции приняли участие . Экспедиция собрала информацию о жизни вокруг и внутри дыры, составе морской воды и донных отложениях. Следующая экспедиция запланирована на август 2020 года к более глубокой голубой дыре под названием « Зеленый банан » у побережья Флориды. ^[15]^[16]^[17]

В отличие от различных успешных экспедиций, многие исследователи погибли в попытках достичь дна голубой дыры. расположенную Голубую дыру Красного моря, в Египте, прозвали «Кладбищем дайверов», потому что там погибли по меньшей мере 40 дайверов. ^[18]

Риски при дайвинге

Несмотря на красоту и привлекательность голубых дыр, они являются одними из самых опасных вод для дайвинга. Азотный наркоз начинает действовать на глубине ниже 20 м (70 футов) и вызывает дезориентацию и изменения сознания. Дайверы, испытывающие азотный наркоз, могут оказаться слишком сбитыми с толку, чтобы плыть обратно на мелководье, а некоторые так и не всплывают на поверхность. Прозрачность воды и свет значительно уменьшаются с глубиной, что усиливает дезориентацию дайверов. Дайверы также должны помнить о животных, которых они могут встретить в этих лунках. Было замечено, что виды акул, в том числе бычьи акулы, рифовые акулы и акулы-молоты, используют голубые дыры и иногда нападают на людей.

См. также

Ссылки

^ Милрой, Дж. Э., Кэрью, Дж. Л., и Мур, А. И. (1995), Голубые дыры: определение и генезис: карбонаты и эвапориты , т. 10, вып. 2, с. 225.
^ Саджади, Мас (2014). Настоящее Почему . Принты Бальбоа. ISBN 9781452595993 .
^ Альсеррека-Уэрта, Хуан Карлос; Рейес-Мендоса, Оскар Ф.; Санчес-Санчес, Хоан А.; Альварес-Легоррета, Тереза; Каррильо, Лаура (2024). «Недавние записи термохалинных профилей и глубины воды в Голубой дыре Таам-джа (залив Четумаль, Мексика)» . Границы морской науки . 11 . дои : 10.3389/fmars.2024.1387235 . ISSN 2296-7745 .
^ Стефани Паппас (27 июля 2016 г.). «Самая глубокая голубая дыра в мире находится в Южно-Китайском море» . ЖиваяНаука.
^ Jump up to: ^а ^б Франческа-стрит (8 октября 2019 г.). «Послания со дна Голубой дыры Белиза» . Кабельная новостная сеть.
^ Jump up to: ^а ^б Дэйв Мошер (3 февраля 2012 г.). «Новые формы жизни, обнаруженные в голубых дырах — ключ к разгадке жизни в инопланетных океанах?» . Нэшнл Географик. Архивировано из оригинала 29 августа 2019 года.
^ Преданный (7 июля 2019 г.). «8 самых удивительных голубых дыр в мире» . Харизматическая планета.
^ Вирволл, Карл-Хайнц; Чжу, Чжун Жун; Коллинз, Линдси Б.; Хэтчер, Брюс Г. (январь 2006 г.). «Происхождение структур голубых дыр в коралловых рифах: Хаутман Аброльос, Западная Австралия» . Журнал прибрежных исследований . 221 : 202–208. дои : 10.2112/05a-0015.1 . ISSN 0749-0208 . S2CID 131414364 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Смит, Меган Э.; Винн, Джонатан Г.; Шарпинг, Роберт Дж.; Мур, Эван В.; Гэри, Джеймс Р.; Онац, Богдан П. (26 ноября 2020 г.). «Источник соленых грунтовых вод в голубых дырах, находящихся под воздействием приливов, на острове Сан-Сальвадор, Багамские острова» . Гидрогеологический журнал . 29 (1): 429–441. дои : 10.1007/s10040-020-02266-z . ISSN 1431-2174 . S2CID 227165038 .
^ Кин, Кэти (3 декабря 2007 г.). «Окаменелости, найденные в багамской голубой дыре, могут дать подсказки о ранней жизни» . Университет Флориды . Архивировано из оригинала 14 января 2014 года . Проверено 24 апреля 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б Он, Пейцин; Се, Линьпин; Чжан, Сюэлэй; Ли, Цзян; Линь, Сюэчжэн; Пу, Синьмин; Юань, Чао; Тиан, Зивэнь; Ли, Цзе (06 апреля 2020 г.). «Микробное разнообразие и метаболический потенциал в стратифицированной голубой дыре Санша Юнлэ в Южно-Китайском море» . Научные отчеты . 10 (1): 5949. Бибкод : 2020NatSR..10.5949H . дои : 10.1038/s41598-020-62411-2 . ISSN 2045-2322 . ПМК 7136235 . ПМИД 32249806 .
^ Jump up to: ^а ^б ван Хенгстум, Питер; Винклер, Тайлер; Тамалавадж, Энн; Салливан, Ричард; Литтл, Шона; Макдональд, Дана; Донелли, Джеффри; Олбери, Нэнси (2020). «Голоценовая седиментация в голубой дыре, окруженной карбонатными приливными отмелями на Багамах: аутогенные и аллогенные процессы» . Морская геология . 419 : 106051. Бибкод : 2020MGeol.419j6051V . дои : 10.1016/j.margeo.2019.106051 . S2CID 210620656 – через Elsevier SD Complete Freedom Collection [SCCMFC].
^ Гонсалес, Бретт С.; Илифф, Томас М.; Макалади, Дженнифер Л.; Шапердот, Ирен; Какук, Брайан (ноябрь 2011 г.). «Микробные горячие точки в анхиалиновых голубых дырах: первые открытия на Багамских островах» . Гидробиология . 677 (1): 149–156. дои : 10.1007/s10750-011-0932-9 . ISSN 0018-8158 . S2CID 6616006 .
^ Jump up to: ^а ^б Тодхантер, Эндрю (август 2010 г.). «Глубокие темные тайны» . Нэшнл Географик . Архивировано из оригинала 28 января 2017 года . Проверено 29 октября 2019 г.
^ Докрилл, Питер (21 июля 2020 г.). «Исследователи отправляются исследовать загадочную «голубую дыру», спрятанную у побережья Флориды» . Научное предупреждение . Проверено 23 июля 2020 г.
^ «Ученые отправляются в путешествие на «глубь», чтобы исследовать голубые дыры» . Исследование и исследование океана . Проверено 23 июля 2020 г.
^ Делберт, Кэролайн (22 июля 2020 г.). «Почему дайверы погружаются глубоко внутрь загадочной голубой дыры» . Популярная механика . Проверено 23 июля 2020 г.
^ Эллисон Мейер (8 января 2014 г.). «Голубые дыры: спуск в скрытые воды мира» . Атлас Обскура.

Дальнейшее чтение

Швабе, Стефани; Кэрью, Джеймс Л. (2006). «Голубые дыры: неподходящее название для научного обсуждения заполненных водой пещер на Багамах» (PDF) . 12-й симпозиум по геологии Багамских островов и других карбонатных регионов . Проверено 1 февраля 2017 г.

Внешние ссылки

В Южно-Китайском море обнаружена самая глубокая голубая дыра в мире
Телепрограмма PBS «Экстремальный пещерный дайвинг»
Путеводитель по голубым дырам Багамских островов. Архивировано 8 апреля 2009 г. в Wayback Machine.
Багамские острова Введение
Фонд Голубых дыр
Белизское общество Одюбона
Что такое голубая дыра? Объяснение в Фонде исследования пещер Багамских островов
Как работают голубые дыры

[1] Милрой, Дж. Э., Кэрью, Дж. Л., и Мур, А. И. (1995), Голубые дыры: определение и генезис: карбонаты и эвапориты , т. 10, вып. 2, с. 225.

[2] Саджади, Мас (2014). Настоящее Почему . Принты Бальбоа. ISBN 9781452595993 .

[3] Альсеррека-Уэрта, Хуан Карлос; Рейес-Мендоса, Оскар Ф.; Санчес-Санчес, Хоан А.; Альварес-Легоррета, Тереза; Каррильо, Лаура (2024). «Недавние записи термохалинных профилей и глубины воды в Голубой дыре Таам-джа (залив Четумаль, Мексика)» . Границы морской науки . 11 . дои : 10.3389/fmars.2024.1387235 . ISSN 2296-7745 .

[4] Стефани Паппас (27 июля 2016 г.). «Самая глубокая голубая дыра в мире находится в Южно-Китайском море» . ЖиваяНаука.

[Francesca_Street-5] Jump up to: ^а ^б Франческа-стрит (8 октября 2019 г.). «Послания со дна Голубой дыры Белиза» . Кабельная новостная сеть.

[lifeforms-6] Jump up to: ^а ^б Дэйв Мошер (3 февраля 2012 г.). «Новые формы жизни, обнаруженные в голубых дырах — ключ к разгадке жизни в инопланетных океанах?» . Нэшнл Географик. Архивировано из оригинала 29 августа 2019 года.

[7] Преданный (7 июля 2019 г.). «8 самых удивительных голубых дыр в мире» . Харизматическая планета.

[8] Вирволл, Карл-Хайнц; Чжу, Чжун Жун; Коллинз, Линдси Б.; Хэтчер, Брюс Г. (январь 2006 г.). «Происхождение структур голубых дыр в коралловых рифах: Хаутман Аброльос, Западная Австралия» . Журнал прибрежных исследований . 221 : 202–208. дои : 10.2112/05a-0015.1 . ISSN 0749-0208 . S2CID 131414364 .

[:0-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Смит, Меган Э.; Винн, Джонатан Г.; Шарпинг, Роберт Дж.; Мур, Эван В.; Гэри, Джеймс Р.; Онац, Богдан П. (26 ноября 2020 г.). «Источник соленых грунтовых вод в голубых дырах, находящихся под воздействием приливов, на острове Сан-Сальвадор, Багамские острова» . Гидрогеологический журнал . 29 (1): 429–441. дои : 10.1007/s10040-020-02266-z . ISSN 1431-2174 . S2CID 227165038 .

[10] Кин, Кэти (3 декабря 2007 г.). «Окаменелости, найденные в багамской голубой дыре, могут дать подсказки о ранней жизни» . Университет Флориды . Архивировано из оригинала 14 января 2014 года . Проверено 24 апреля 2016 г.

[:1-11] Jump up to: ^а ^б Он, Пейцин; Се, Линьпин; Чжан, Сюэлэй; Ли, Цзян; Линь, Сюэчжэн; Пу, Синьмин; Юань, Чао; Тиан, Зивэнь; Ли, Цзе (06 апреля 2020 г.). «Микробное разнообразие и метаболический потенциал в стратифицированной голубой дыре Санша Юнлэ в Южно-Китайском море» . Научные отчеты . 10 (1): 5949. Бибкод : 2020NatSR..10.5949H . дои : 10.1038/s41598-020-62411-2 . ISSN 2045-2322 . ПМК 7136235 . ПМИД 32249806 .

[:2-12] Jump up to: ^а ^б ван Хенгстум, Питер; Винклер, Тайлер; Тамалавадж, Энн; Салливан, Ричард; Литтл, Шона; Макдональд, Дана; Донелли, Джеффри; Олбери, Нэнси (2020). «Голоценовая седиментация в голубой дыре, окруженной карбонатными приливными отмелями на Багамах: аутогенные и аллогенные процессы» . Морская геология . 419 : 106051. Бибкод : 2020MGeol.419j6051V . дои : 10.1016/j.margeo.2019.106051 . S2CID 210620656 – через Elsevier SD Complete Freedom Collection [SCCMFC].

[13] Гонсалес, Бретт С.; Илифф, Томас М.; Макалади, Дженнифер Л.; Шапердот, Ирен; Какук, Брайан (ноябрь 2011 г.). «Микробные горячие точки в анхиалиновых голубых дырах: первые открытия на Багамских островах» . Гидробиология . 677 (1): 149–156. дои : 10.1007/s10750-011-0932-9 . ISSN 0018-8158 . S2CID 6616006 .

[Bahamas-14] Jump up to: ^а ^б Тодхантер, Эндрю (август 2010 г.). «Глубокие темные тайны» . Нэшнл Географик . Архивировано из оригинала 28 января 2017 года . Проверено 29 октября 2019 г.

[15] Докрилл, Питер (21 июля 2020 г.). «Исследователи отправляются исследовать загадочную «голубую дыру», спрятанную у побережья Флориды» . Научное предупреждение . Проверено 23 июля 2020 г.

[16] «Ученые отправляются в путешествие на «глубь», чтобы исследовать голубые дыры» . Исследование и исследование океана . Проверено 23 июля 2020 г.

[17] Делберт, Кэролайн (22 июля 2020 г.). «Почему дайверы погружаются глубоко внутрь загадочной голубой дыры» . Популярная механика . Проверено 23 июля 2020 г.

[18] Эллисон Мейер (8 января 2014 г.). «Голубые дыры: спуск в скрытые воды мира» . Атлас Обскура.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]