El Abismo Challenger es el punto más profundo conocido del lecho marino de la Tierra , situado en el Océano Pacífico occidental en el extremo sur de la Fosa de las Marianas , en el territorio oceánico de los Estados Federados de Micronesia .
El Diccionario geográfico de nombres de características submarinas de GEBCO indica que la característica está situada en 11°22,4′N 142°35,5′E / 11,3733, -142,5917 y tiene una profundidad máxima de 10 920 ± 10 m (35 827 ± 33 pies) por debajo del nivel del mar . [1] Un estudio posterior revisó el valor a 10 935 ± 6 m (35 876 ± 20 pies) con un intervalo de confianza del 95 % . [2] Sin embargo, tanto la ubicación geográfica precisa como la profundidad siguen siendo ambiguas, con mediciones contemporáneas que van desde 10 903 a 11 009 m (35 771 a 36 119 pies). [3]
La depresión recibe su nombre de los barcos de reconocimiento de la Marina Real Británica HMS Challenger , cuya expedición de 1872-1876 la localizó por primera vez, y del HMS Challenger II , cuya expedición de 1950-1952 estableció su profundidad récord. [4] El primer descenso de cualquier vehículo fue el del batiscafo Trieste en enero de 1960. En marzo de 2012, el director de cine James Cameron realizó un descenso en solitario en el vehículo de inmersión profunda Deepsea Challenger . [5] [6] [7] Hasta julio de 2022 [actualizar], había 27 personas que habían descendido al abismo Challenger .
El abismo Challenger es una depresión relativamente pequeña en forma de ranura en el fondo de una fosa oceánica considerablemente más grande en forma de medialuna, que en sí misma es una característica inusualmente profunda en el fondo del océano. El abismo Challenger consta de tres cuencas, cada una de 6 a 10 km (3,7 a 6,2 mi ) de largo, 2 km (1,2 mi) de ancho y más de 10.850 m (35.597 pies) de profundidad, orientadas en escalón de oeste a este, separadas por montículos entre las cuencas de 200 a 300 m (660 a 980 pies) más altas. La característica de las tres cuencas se extiende unos 48 km (30 mi) de oeste a este si se mide en la isóbata de 10.650 m (34.941 pies) . [8] Tanto la cuenca occidental como la oriental han registrado profundidades (mediante batimetría sonar) superiores a los 10 920 m (35 827 pies), mientras que la cuenca central es ligeramente menos profunda. [9] La tierra más cercana al abismo Challenger es la isla Fais (una de las islas exteriores de Yap ), a 287 km (178 mi) al suroeste, y Guam , a 304 km (189 mi) al noreste. [10] El mapeo sonar detallado de las cuencas occidental, central y oriental en junio de 2020 por el DSSV Pressure Drop combinado con descensos tripulados reveló que ondulan con pendientes y montones de rocas sobre un lecho de lodo pelágico . Esto se ajusta a la descripción del abismo Challenger como consistente en una sección de fondo marino alargada con subcuencas distintas o pozas llenas de sedimentos. [11]
Durante muchos años, la búsqueda e investigación de la ubicación de la profundidad máxima de los océanos del mundo ha involucrado a muchos barcos diferentes y continúa en el siglo XXI. [12]
La precisión para determinar la ubicación geográfica y el ancho de haz de los sistemas de ecosonda (multihaz) limitan la resolución del sensor batimétrico horizontal y vertical que los hidrógrafos pueden obtener de los datos in situ. Esto es especialmente importante cuando se realizan sondeos en aguas profundas, ya que la huella resultante de un pulso acústico aumenta una vez que alcanza un fondo marino distante. Además, el funcionamiento del sonar se ve afectado por las variaciones en la velocidad del sonido , en particular en el plano vertical. La velocidad está determinada por el módulo volumétrico , la masa y la densidad del agua . El módulo volumétrico se ve afectado por la temperatura, la presión y las impurezas disueltas (normalmente la salinidad ).
En 1875, durante su tránsito desde las islas del Almirantazgo en el archipiélago de Bismarck hasta Yokohama en Japón, la corbeta de vela de tres mástiles HMS Challenger intentó tocar tierra en las Islas Marianas Españolas (ahora Guam ), pero se desvió hacia el oeste por "vientos desconcertantes" que impidieron que su tripulación "visitara las Carolinas o los Ladrones ". [13] Su ruta alterada los llevó sobre el cañón submarino que más tarde se conocería como el abismo Challenger. Los sondeos de profundidad se tomaron con una cuerda marcada con peso Baillie y las ubicaciones geográficas se determinaron mediante navegación astronómica (con una precisión estimada de dos millas náuticas). Una de sus muestras fue tomada a quince millas del punto más profundo de todos los océanos de la Tierra. El 23 de marzo de 1875, en la estación de muestreo número 225, el HMS Challenger registró el fondo a 4.475 brazas (26.850 pies ; 8.184 m ) de profundidad (el sondeo más profundo de su circunnavegación hacia el este de más de tres años de la Tierra) en 11°24′N 143°16′E / 11.400, - y lo confirmó con un segundo sondeo en la misma ubicación. [12] El descubrimiento fortuito de la depresión más profunda de la Tierra por parte de la primera gran expedición científica de la historia dedicada enteramente a la ciencia emergente de la oceanografía fue una suerte increíble, y especialmente notable cuando se lo compara con el tercer sitio más profundo de la Tierra (el Abismo Sirena, a solo 150 millas náuticas al este del Abismo Challenger), que permanecería sin descubrir durante otros 122 años.
Setenta y cinco años después, el buque de investigación británico de 1.140 toneladas HMS Challenger II , en su circunnavegación de tres años hacia el oeste de la Tierra, investigó las profundidades extremas al suroeste de Guam reportadas en 1875 por su predecesor, el HMS Challenger . En su ruta hacia el sur desde Japón a Nueva Zelanda (mayo-julio de 1951), Challenger II realizó un estudio de la Fosa de las Marianas entre Guam y el atolón Ulithi , utilizando sondeos de bombas de tamaño sísmico y registró una profundidad máxima de 5.663 brazas (33.978 pies; 10.356 m). [ cita requerida ] La profundidad estaba más allá de la capacidad de la ecosonda del Challenger II para verificar, por lo que recurrieron al uso de un cable tenso con "140 libras de chatarra de hierro", y documentaron una profundidad de 5.899 brazas (35.394 pies; 10.788 m). [14] El científico principal a bordo del Challenger II , Thomas Gaskell , [15] recordó:
[Tardó desde las cinco y diez de la tarde hasta las siete menos veinte, es decir, una hora y media, para que la pesa de hierro cayera al fondo del mar. Ya casi había anochecido cuando la pesa golpeó el fondo, pero la lectura provocó gran entusiasmo... [16]
En Nueva Zelanda, el equipo del Challenger II obtuvo la ayuda del Royal New Zealand Dockyard, "que logró potenciar la ecosonda para registrar a las mayores profundidades". [14] Regresaron al "Marianas Deep" (sic) [17] en octubre de 1951. Utilizando su ecosonda recientemente mejorada, corrieron líneas de estudio en ángulos rectos con el eje de la fosa y descubrieron "un área considerable de una profundidad mayor a 5.900 brazas (35.400 pies; 10.790 m)", identificada más tarde como la cuenca occidental del Challenger Deep . La mayor profundidad registrada fue de 5.940 brazas (35.640 pies; 10.863 m), [18] a 11°19′N 142°15′E / 11.317, -142.250, -11.317; 142.250 . [19] La navegación astronómica y LORAN-A lograron una precisión de navegación de varios cientos de metros . Como explicó Gaskell, la medición
no estaba a más de 50 millas del lugar donde el Challenger del siglo XIX encontró su mayor profundidad [...] y puede considerarse apropiado que un barco con el nombre Challenger pusiera el sello al trabajo de esa gran expedición pionera de oceanografía. [4]
El término "Challenger Deep" comenzó a usarse después de esta circunnavegación del Challenger de 1951-52 , y conmemora a los dos barcos británicos con ese nombre que participaron en el descubrimiento de la cuenca más profunda de los océanos del mundo.
En agosto de 1957, el buque de investigación soviético Vityaz , de 3248 toneladas, del Instituto de Geoquímica Vernadsky , registró una profundidad máxima de 11 034 ± 50 m (36 201 ± 164 pies) en 11°20.9′N 142°11.5′E / 11.3483, -142.1917 en la cuenca occidental del Abismo Challenger durante un breve tránsito por la zona en el Crucero n.º 25. Regresó en 1958, en el Crucero n.º 27, para realizar un estudio batimétrico detallado con un solo haz que incluyó más de una docena de transectos del Abismo, con un examen extenso de la cuenca occidental y un vistazo rápido a la cuenca oriental. [20] [21] Fisher registra un total de tres ubicaciones de sondeo de Vityaz en la Fig.2 "Trincheras" (1963), una a metros de la ubicación 142°11.5' E, y una tercera en 11°20.0′N 142°07′E / 11.3333, -142.117 , todas con 11.034 ± 50 m (36.201 ± 164 pies) de profundidad. [22] Las profundidades se consideraron valores atípicos estadísticos , y nunca se ha demostrado una profundidad mayor a 11.000 m. Taira informa que si la profundidad de Vityaz se corrigiera con la misma metodología utilizada por la expedición japonesa RV Hakuho Maru de diciembre de 1992, se presentaría como 10.983 ± 50 m (36.033 ± 164 pies), [23] a diferencia de las profundidades modernas de los sistemas de ecosonda multihaz mayores de 10.900 metros (35.800 pies) con el máximo aceptado por la NOAA de 10.995 ± 10 m (36.073 ± 33 pies) en la cuenca occidental. [24] [25]
La primera verificación definitiva tanto de la profundidad como de la ubicación del abismo Challenger (cuenca occidental) fue determinada por el Dr. RL Fisher de la Institución Scripps de Oceanografía , a bordo del buque de investigación de 325 toneladas Stranger . Utilizando sondeos explosivos, registraron 10.850 ± 20 m (35.597 ± 66 pies) en/cerca de 11°18′N 142°14′E / 11.300, -142.233 en julio de 1959. Stranger utilizó el sistema celeste y LORAN-C para la navegación. [26] [27] La navegación LORAN-C proporcionó una precisión geográfica de 460 m (1.509 pies) o mejor. [28] Según otra fuente, el RV Stranger, utilizando un sistema de sondeo de bombas, detectó una profundidad máxima de 10 915 ± 10 m (35 810 ± 33 pies) en 11°20.0′N 142°11.8′E / 11.3333, -142.1967 . [12] Las discrepancias entre la ubicación geográfica (latitud/longitud) de las profundidades más profundas del Stranger y las de expediciones anteriores ( Challenger II 1951; Vityaz 1957 y 1958) "se deben probablemente a incertidumbres en la fijación de las posiciones de los barcos". [29] El estudio en zigzag de norte a sur de Stranger pasó bien al este de la cuenca oriental en dirección sur, y bien al oeste de la cuenca oriental en dirección norte, por lo que no logró descubrir la cuenca oriental del abismo Challenger. [30] La profundidad máxima medida cerca de la longitud 142°30'E fue de 10.760 ± 20 m (35.302 ± 66 pies), unos 10 km al oeste del punto más profundo de la cuenca oriental. Esta fue una importante laguna en la información, ya que más tarde se informó que la cuenca oriental era más profunda que las otras dos cuencas. Stranger cruzó la cuenca central dos veces, midiendo una profundidad máxima de 10.830 ± 20 m (35.531 ± 66 pies) en las proximidades de 142°22'E. En el extremo occidental de la cuenca central (aproximadamente 142°18'E), registraron una profundidad de 10.805 ± 20 m (35.449 ± 66 pies). [31] [ verificación fallida ] La cuenca occidental recibió cuatro transectos por Stranger , registrando profundidades de 10.830 ± 20 m (35.531 ± 66 pies) hacia la cuenca central, cerca de donde Trieste se sumergió en 1960 (vecindad 11°18.5′N 142°15.5′E / 11.3083, -142.2583 , y donde Challenger II , en 1950, registró 10.863 ± 35 m (35.640 ± 115 pies). En el extremo occidental de la cuenca occidental (alrededor de 142°11'E), el Stranger registró 10.850 ± 20 m (35.597 ± 66 pies), a unos 6 km al sur del lugar donde se encontraba Vityaz En 1957-1958, se registró una profundidad máxima de 11 034 ± 50 m (36 201 ± 164 pies). Fisher afirmó: "las diferencias en las profundidades de Vitiaz [sic] y Stranger – Challenger II pueden atribuirse a la función de corrección de la velocidad [del sonido] utilizada". [29] Después de investigar el abismo Challenger, Stranger se dirigió a la fosa de Filipinas y la atravesó más de veinte veces en agosto de 1959, encontrando una profundidad máxima de 10 030 ± 10 m (32 907 ± 33 pies), y así estableció que el abismo Challenger era unos 800 metros (2600 pies) más profundo que la fosa de Filipinas. [32] Los estudios de 1959 de Stranger en el abismo Challenger y en la fosa de Filipinas informaron a la Marina de los EE. UU. sobre el sitio apropiado para la inmersión récord de Trieste en 1960. [33]
La expedición Proa, etapa 2 , llevó a Fisher de regreso al abismo Challenger el 12 y 13 de abril de 1962 a bordo del buque de investigación Scripps Spencer F. Baird (anteriormente el gran remolcador con casco de acero del ejército estadounidense LT-581 ) y empleó un registrador de profundidad de precisión (PDR) para verificar las profundidades extremas informadas anteriormente. Registraron una profundidad máxima de 10.915 metros (35.810 pies) (ubicación no disponible). [34] Además, en la ubicación "H-4" en el Abismo Challenger, la expedición lanzó tres sondeos con alambre tenso: el 12 de abril, el primer sondeo fue a 5.078 brazas (corregido para el ángulo del alambre) 9.287 metros (30.469 pies) a 11°23′N 142°19.5′E / 11.383, -142.3250 en la cuenca central (hasta 1965, los buques de investigación estadounidenses registraban sondeos en brazas). El segundo sondeo, también realizado el 12 de abril, fue a más de 5000 brazas en 11°20.5′N 142°22.5′E / 11.3417, -142.3750 en la cuenca central. El 13 de abril, el sondeo final registró 5297 brazas (corregidas por el ángulo del cable) 9687 metros (31 781 pies) en 11°17.5′N 142°11′E / 11.2917, -142.183 (la cuenca occidental). [35] Fueron expulsados por un huracán después de solo dos días en el lugar. Una vez más, Fisher pasó por alto por completo la cuenca oriental del abismo Challenger, que más tarde se demostró que contenía las mayores profundidades.
El Instituto Scripps de Oceanografía envió el buque de investigación Thomas Washington (AGOR-10), de 1.490 toneladas y con tripulación civil, propiedad de la Armada , a la Fosa de las Marianas en varias expediciones entre 1975 y 1986. La primera de ellas fue la Expedición Eurydice, Etapa 8, que llevó a Fisher de vuelta a la cuenca occidental del Abismo Challenger del 28 al 31 de marzo de 1975. [36] Thomas Washington estableció el posicionamiento geodésico mediante ( SATNAV ) con Autolog Gyro y EM Log. La batimetría se realizó mediante un registrador de profundidad de precisión (PDR) de 12 kHz con un solo haz de 60°. Mapearon una, "posiblemente dos", cuencas axiales con una profundidad de 10.915 ± 20 m (35.810 ± 66 pies). [37] [38] Se sacaron cinco dragas entre el 27 y el 31 de marzo, todas hacia las profundidades más profundas de la cuenca occidental o ligeramente al norte de ellas. Fisher señaló que este estudio del abismo Challenger (cuenca occidental) "no había aportado nada que respaldara y mucho que refutara las afirmaciones recientes de profundidades allí superiores a 10 915 ± 20 m (35 810 ± 66 pies)". [39] Aunque Fisher no avistó de la cuenca oriental del abismo Challenger (por tercera vez), sí informó de una depresión profunda a unas 150 millas náuticas al este de la cuenca occidental. El arrastre de draga del 25 de marzo en 12°03.72′N 142°33.42′E / 12.06200, -142.55700. 142.55700 encontró 10.015 metros (32.858 pies), que eclipsaron por 22 años el descubrimiento de HMRG Deep/ Sirena Deep en 1997. [40] Las aguas más profundas de HMRG Deep/Serina Deep a 10.714 ± 20 m (35.151 ± 66 pies) están centradas en/cerca de 12°03.94′N 142°34.866′E / 12.06567, -142.581100 , aproximadamente a 2,65 km del arrastre de draga de 10.015 metros (32.858 pies) de Fisher el 25 de marzo de 1975.
En la tercera etapa de la expedición INDOPAC del Instituto Scripps de Oceanografía , [41] el científico jefe, Dr. Joseph L. Reid, y el oceanógrafo Arnold W. Mantyla realizaron un hidrocasting de un vehículo libre [42] (un módulo de aterrizaje bentónico de propósito especial (o "cámara con cebo") para mediciones de temperatura y salinidad del agua) el 27 de mayo de 1976 en la cuenca occidental del abismo Challenger, "Estación 21", a 11°19.9′N 142°10.8′E / 11.3317, -142.1800 a unos 10.840 metros (35.560 pies) de profundidad. [43] [44] En la etapa 9 de la expedición INDOPAC , bajo la dirección del científico jefe A. Aristides Yayanos, Thomas Washington pasó nueve días, del 13 al 21 de enero de 1977, realizando una investigación extensa y detallada del abismo Challenger, principalmente con objetivos biológicos. [45] "Los ecosondeos se llevaron a cabo principalmente con un sistema de haz único de 3,5 kHz, con una ecosonda de 12 kHz operada además algunas veces" (el sistema de 12 kHz se activó para pruebas el 16 de enero). [46] El 13 de enero se colocó un módulo de aterrizaje bentónico en la cuenca occidental ( 11°19.7′N 142°09.3′E / 11.3283, 142.1550 ), que tocó fondo a 10.663 metros (34.984 pies) y se recuperó 50 horas después en estado dañado. Se reparó rápidamente y se colocó de nuevo el día 15 a 10.559 metros (34.642 pies) de profundidad a 11°23.3′N 142°13.8′E / 11.3883, 142.2300 . Fue recuperado el día 17 con excelentes fotografías de anfípodos (camarones) de la cuenca occidental del abismo Challenger. El módulo de aterrizaje bentónico fue depositado por tercera y última vez el día 17, en 11°20.1′N 142°25.2′E / 11.3350, -142.4200 , en la cuenca central a una profundidad de 10.285 metros (33.743 pies). El módulo de aterrizaje bentónico no fue recuperado y puede permanecer en el fondo en las proximidades de 11°20.1′N 142°25.2′E / 11.3350, -142.4200, - ... 142.4200 . Se instalaron trampas libres y trampas de retención de presión en ocho lugares del 13 al 19 de enero en la cuenca occidental, a profundidades que oscilaban entre 7.353 y 10.715 metros (24.124–35.154 pies). Tanto las trampas libres como las trampas de retención de presión permitieron extraer muestras de anfípodos de calidad para su estudio. Si bien el barco visitó brevemente el área de la cuenca oriental, la expedición no la reconoció como potencialmente la más profunda de las tres cuencas del Abismo Challenger. [47]
Thomas Washington regresó brevemente al abismo Challenger entre el 17 y el 19 de octubre de 1978 durante la quinta etapa de la expedición a las Marianas , bajo el mando del científico jefe James W. Hawkins. [48] El barco siguió la ruta hacia el sur y el oeste de la cuenca oriental y registró profundidades de entre 5093 y 7182 metros (16 709–23 563 pies). Otro error. En la octava etapa de la expedición a las Marianas , bajo el mando del científico jefe Yayanos, Thomas Washington volvió a participar, del 12 al 21 de diciembre de 1978, en un estudio biológico intensivo de las cuencas occidental y central del abismo Challenger. [49] Se colocaron catorce trampas y trampas de retención de presión a profundidades que oscilaron entre los 10 455 y los 10 927 metros (34 301–35 850 pies); La mayor profundidad se registró en 11°20.0′N 142°11.8′E / 11.3333, -142.1967 . Todos los registros de más de 10.900 m se realizaron en la cuenca occidental. La profundidad de 10.455 metros (34.301 pies) se encontraba más al este en 142°26.4' E (en la cuenca central), a unos 17 km al oeste de la cuenca oriental. Una vez más, los esfuerzos centrados en las áreas conocidas de profundidades extremas (las cuencas occidental y central) fueron tan estrechos que esta expedición volvió a pasar por alto la cuenca oriental. [50]
Del 20 al 30 de noviembre de 1980, Thomas Washington estuvo en el lugar en la cuenca occidental del abismo Challenger, como parte de la séptima etapa de la expedición Rama , nuevamente con el científico jefe, el Dr. AA Yayanos. [51] Yayanos dirigió a Thomas Washington en posiblemente el examen batimétrico de haz único más extenso y de mayor alcance de todos los que se hayan realizado jamás en el abismo Challenger, con docenas de tránsitos de la cuenca occidental y que se adentraron mucho en el arco posterior del abismo Challenger (hacia el norte), con importantes excursiones a la placa del Pacífico (hacia el sur) y a lo largo del eje de la fosa hacia el este. [52] Arrastraron ocho dragas en la cuenca occidental a profundidades que oscilaron entre los 10 015 y los 10 900 metros (32 858–35 761 pies), y entre los arrastres, colocaron trece trampas verticales libres. El dragado y las trampas eran para la investigación biológica del fondo. En la primera recuperación exitosa de un animal vivo del abismo Challenger, el 21 de noviembre de 1980 en la cuenca occidental a 11°18.7′N 142°11.6′E / 11.3117, -142.1933 , Yayanos recuperó un anfípodo vivo a unos 10.900 metros de profundidad con una trampa presurizada. [53] Una vez más, a excepción de una breve mirada a la cuenca oriental, todas las investigaciones batimétricas y biológicas se realizaron en la cuenca occidental. [54]
En la tercera etapa de la expedición 76010303 del Instituto Geofísico de Hawái (HIG), el buque de investigación Kana Keoki, de 48 m (156 pies), partió de Guam principalmente para una investigación sísmica del área del Abismo Challenger, bajo el mando del científico jefe Donald M. Hussong. [55] El barco estaba equipado con cañones de aire (para sondeos de reflexión sísmica en las profundidades del manto terrestre ), magnetómetro , gravímetro , transductores de sonar de 3,5 kHz y 12 kHz y registradores de profundidad de precisión. Recorrieron el Abismo de este a oeste, recogiendo batimetría de haz único, mediciones magnéticas y de gravedad, y emplearon los cañones de aire a lo largo del eje de la trinchera, y bien dentro del arco posterior y anterior , del 13 al 15 de marzo de 1976. Desde allí procedieron al sur hasta la meseta de Ontong Java . Se cubrieron las tres cuencas profundas del abismo Challenger, pero Kana Keoki registró una profundidad máxima de 7.800 m (25.591 pies). [56] La información sísmica desarrollada a partir de este estudio fue fundamental para comprender la subducción de la placa del Pacífico bajo la placa del mar de Filipinas . [57] En 1977, Kana Keoki regresó al área del abismo Challenger para una cobertura más amplia del antearco y el trasarco.
El Departamento Hidrográfico de la Agencia de Seguridad Marítima de Japón (JHOD) envió el recién comisionado buque de investigación de 2.600 toneladas Takuyo (HL 02) al abismo Challenger entre el 17 y el 19 de febrero de 1984. [58] El Takuyo fue el primer barco japonés equipado con la nueva ecosonda multihaz de haz estrecho SeaBeam , y fue el primer barco de investigación con capacidad multihaz para inspeccionar el abismo Challenger. El sistema era tan nuevo que el JHOD tuvo que desarrollar su propio software para dibujar cartas batimétricas basadas en los datos digitales de SeaBeam. [59] En solo tres días, rastrearon 500 millas de líneas de sondeo y cubrieron unos 140 km2 del abismo Challenger con sonificación multihaz. Bajo la dirección del científico jefe Hideo Nishida, utilizaron datos de temperatura y salinidad CTD de los 4.500 metros superiores (14.764 pies) de la columna de agua para corregir las mediciones de profundidad, y más tarde consultaron con el Instituto Scripps de Oceanografía (incluido Fisher) y otros expertos de GEBCO para confirmar su metodología de corrección de profundidad. Emplearon una combinación de sistemas NAVSAT , LORAN-C y OMEGA para el posicionamiento geodésico con una precisión mejor que 400 metros (1.300 pies). La ubicación más profunda registrada fue de 10.920 ± 10 m (35.827 ± 33 pies) a 11°22,4′N 142°35,5′E / 11,3733, -142,5917 . por primera vez se documentó la cuenca oriental como la más profunda de las tres piscinas en escalón . [60] En 1993, GEBCO reconoció el informe de 10.920 ± 10 m (35.827 ± 33 pies) como la profundidad más profunda de los océanos del mundo. [61] Los avances tecnológicos como el sonar multihaz mejorado serían la fuerza impulsora para descubrir los misterios del Abismo Challenger en el futuro.
El buque de investigación Scripps Thomas Washington regresó al abismo Challenger en 1986 durante la octava etapa de la expedición Papatua , con una de las primeras ecosondas comerciales multihaz capaces de llegar a las fosas más profundas, es decir, la Seabeam "Classic" de 16 haces. Esto le permitió al científico jefe Yayanos la oportunidad de transitar por el abismo Challenger con el equipo de sondeo de profundidad más moderno disponible. Durante las horas previas a la medianoche del 21 de abril de 1986, la ecosonda multihaz produjo un mapa del fondo del abismo Challenger con una franja de aproximadamente 5 a 7 millas de ancho. La profundidad máxima registrada fue de 10.804 metros (35.446 pies) (la ubicación de la profundidad no está disponible). Yayanos señaló: "La impresión duradera de este crucero proviene de los pensamientos sobre las cosas revolucionarias que los datos Seabeam pueden hacer por la biología profunda". [62]
El 22 de agosto de 1988, el buque de investigación de 1000 toneladas Moana Wave (AGOR-22), propiedad de la Armada de los EE. UU., operado por el Instituto de Geofísica de Hawái (HIG) de la Universidad de Hawái , bajo la dirección del científico jefe Robert C. Thunell de la Universidad de Carolina del Sur , transitó hacia el noroeste a través de la cuenca central del abismo Challenger, realizando un seguimiento batimétrico de haz único mediante su ecosonda de haz estrecho (30 grados) de 3,5 kHz con un registrador de profundidad de precisión. Además de la batimetría del sonar, tomaron 44 núcleos de gravedad y 21 núcleos de caja de sedimentos del fondo. Los ecosondeos más profundos registrados fueron de 10 656 a 10 916 metros (34 961–35 814 pies), con la mayor profundidad en 11°22′N 142°25′E en la cuenca central. [63] Esta fue la primera indicación de que las tres cuencas contenían profundidades superiores a los 10.900 metros (35.800 pies).
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El buque de investigación japonés Hakuhō Maru de 3.987 toneladas , un barco patrocinado por el Instituto de Investigación Oceánica de la Universidad de Tokio, en el crucero KH-92-5 lanzó tres perfiladores CTD (conductividad-temperatura-profundidad) ultraprofundos Sea-Bird SBE-9 en una línea transversal a través del Abismo Challenger el 1 de diciembre de 1992. El CTD central estaba ubicado a 11°22.78′N 142°34.95′E / 11.37967, -142.58250 , en la cuenca oriental, a 10.989 metros (36.053 pies) según el registrador de profundidad SeaBeam y a 10.884 metros (35.709 pies) según el CTD. Los otros dos CTD fueron lanzados 19,9 km al norte y 16,1 km al sur. El Hakuhō Maru estaba equipado con una ecosonda multihaz SeaBeam 500 de haz estrecho para la determinación de la profundidad, y tenía un sistema Auto-Nav con entradas de NAVSAT/NNSS , GPS, registro Doppler, registro EM y visualización de seguimiento, con una precisión de posicionamiento geodésico cercana a los 100 metros (330 pies). [64] Al realizar operaciones CTD en el abismo Challenger, utilizaron el SeaBeam como registrador de profundidad de haz único. A 11°22.6′N 142°35.0′E / 11.3767, -142.5833. 142.5833 la profundidad corregida fue de 10.989 metros (36.053 pies), y en 11°22.0′N 142°34.0′E / 11.3667, -142.5667 la profundidad fue de 10.927 metros (35.850 pies); ambas en la cuenca oriental . Esto puede demostrar que las cuencas podrían no ser charcas sedimentarias planas sino más bien onduladas con una diferencia de 50 metros (160 pies) o más. Taira reveló: "Consideramos que se detectó un canal más profundo que el récord de Vitiaz por 5 metros (16 pies). Existe la posibilidad de que exista una profundidad que exceda los 11.000 metros (36.089 pies) con una escala horizontal menor que el ancho del haz de las mediciones en el Challenger Deep. [65] Dado que cada pulso del sonar SeaBeam de 2,7 grados de ancho de haz se expande para cubrir un área circular de unos 500 metros (1.640 pies) de diámetro a 11.000 metros (36.089 pies) de profundidad, las depresiones en el fondo que sean menores a ese tamaño serían difíciles de detectar desde una plataforma emisora de sonar a siete millas de altura.
Durante la mayor parte de 1995 y principios de 1996, la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina y Terrestre (JAMSTEC) empleó el buque de investigación Yokosuka, de 4.439 toneladas , para realizar las pruebas y el trabajo de preparación del vehículo de operación remota (ROV) Kaikō , de 11.000 metros , y del ROV Shinkai, de 6.500 metros. No fue hasta febrero de 1996, durante el crucero Y96-06 de Yokosuka , que Kaikō estuvo listo para sus primeras inmersiones a profundidad completa. En este crucero, JAMSTEC estableció un área del Abismo Challenger (11°10'N a 11°30'N, por 141°50'E a 143°00'E – que luego se reconoció que contenía tres pozas/cuencas separadas en escalón, cada una con profundidades superiores a 10.900 m (35.761 pies)) hacia la cual las expediciones de JAMSTEC concentrarían sus investigaciones durante las siguientes dos décadas. [66] [67] El Yokosuka empleó una ecosonda multihaz SeaBeam 2112 de 12 kHz y 151 haces, lo que permitió franjas de búsqueda de 12 a 15 km de ancho a 11.000 metros (36.089 pies) de profundidad. La precisión de profundidad del Seabeam de Yokosuka era de aproximadamente el 0,1% de la profundidad del agua (es decir, ± 110 metros (361 pies) para una profundidad de 11.000 metros (36.089 pies)). Los sistemas GPS duales del barco lograron un posicionamiento geodésico con una precisión de dos dígitos en metros (100 metros (328 pies) o mejor).
El crucero KR98-01 envió al buque de investigación de aguas profundas RV Kairei de JAMSTEC, de dos años de antigüedad y 4.517 toneladas, hacia el sur para realizar un estudio rápido pero exhaustivo de la profundidad del abismo Challenger, del 11 al 13 de enero de 1998, bajo la dirección del científico jefe Kantaro Fujioka. Siguiendo en gran medida el eje de la fosa de 070–250°, realizaron cinco recorridos de estudio batimétrico de 80 km, espaciados unos 15 km entre sí, superpuestos con su SeaBeam 2112-004 (que ahora permitía realizar perfiles del subsuelo hasta 75 m por debajo del fondo) mientras obtenían datos de gravedad y magnéticos que cubrían todo el abismo Challenger: cuencas occidental, central y oriental. [68] [69] [70]
El Kairei regresó en mayo de 1998, en el crucero KR98-05, con el ROV Kaikō , bajo la dirección del científico jefe Jun Hashimoto con objetivos geofísicos y biológicos. Su estudio batimétrico del 14 al 26 de mayo fue el estudio de profundidad y sísmico más intensivo y exhaustivo del Abismo Challenger realizado hasta la fecha. Cada noche, el Kaikō se desplegaba durante unas cuatro horas de tiempo de fondo para tomar muestras relacionadas con la biología, más unas siete horas de tiempo de tránsito vertical. Cuando el Kaikō estaba a bordo para realizar tareas de mantenimiento, el Kairei realizaba estudios batimétricos y observaciones. El Kairei cuadriculó un área de estudio de unos 130 km de norte a sur por 110 km de este a oeste. [71] El Kaikō realizó seis inmersiones (n.º 71-75), todas en el mismo lugar (11°20,8' N, 142°12,35' E), cerca de la línea de contorno del fondo de 10 900 metros (35 800 pies) en la cuenca occidental. [72]
El mapa batimétrico regional elaborado a partir de los datos obtenidos en 1998 muestra que las mayores profundidades en las depresiones oriental, central y occidental son 10.922 ± 74 m (35.833 ± 243 pies), 10.898 ± 62 m (35.755 ± 203 pies) y 10.908 ± 36 m (35.787 ± 118 pies), respectivamente, siendo la depresión oriental la más profunda de las tres. [12]
En 1999, Kairei volvió a visitar el abismo Challenger durante el crucero KR99-06. Los resultados de los estudios de 1998-1999 incluyen el primer reconocimiento de que el abismo Challenger consiste en tres "cuencas individuales escalonadas de escalonamiento a la derecha delimitadas por la línea de contorno de profundidad de 10.500 metros (34.400 pies). El tamaño de [cada una de] las cuencas es casi idéntico, 14-20 km de largo, 4 km de ancho". Concluyeron con la propuesta de que "estas tres cuencas individuales alargadas constituyen el 'abismo Challenger', y [las] identificamos como las cuencas este, central y oeste. La profundidad más profunda que obtuvimos durante el mapeo de franjas es de 10.938 metros (35.886 pies) en la cuenca oeste (11°20.34' N, 142°13.20 E)". [73] La profundidad se "obtuvo durante el mapeo de franjas... confirmada tanto en franjas N-S como EW". Las correcciones de velocidad del sonido fueron desde XBT hasta 1.800 metros (5.900 pies), y CTD por debajo de 1.800 metros (5.900 pies).
El estudio transversal de la trayectoria del crucero Kairei de 1999 muestra que las mayores profundidades en las depresiones oriental, central y occidental son 10.920 ± 10 m (35.827 ± 33 pies), 10.894 ± 14 m (35.741 ± 46 pies) y 10.907 ± 13 m (35.784 ± 43 pies), respectivamente, lo que respalda los resultados del estudio anterior. [12]
En 2002, Kairei volvió a visitar el abismo Challenger entre el 16 y el 25 de octubre de 2002, como crucero KR02-13 (un programa de investigación conjunto entre Japón, Estados Unidos y Corea del Sur), con el científico jefe Jun Hashimoto a cargo; nuevamente con Kazuyoshi Hirata a cargo del equipo del ROV Kaikō . En este estudio, el tamaño de cada una de las tres cuencas se ajustó a 6-10 km de largo por unos 2 km de ancho y más de 10.850 m (35.597 pies) de profundidad. En marcado contraste con los estudios de Kairei de 1998 y 1999, el estudio detallado de 2002 determinó que el punto más profundo del Abismo Challenger se encuentra en la cuenca oriental alrededor de 11°22.260′N 142°35.589′E / 11.371000, -142.593150. 142.593150 , con una profundidad de 10.920 ± 5 m (35.827 ± 16 pies), ubicada a unos 290 m (950 pies) al sureste del sitio más profundo determinado por el buque de investigación Takuyo en 1984. Los estudios de 2002 de las cuencas occidental y oriental fueron ajustados, con una cuadrícula cruzada especialmente meticulosa de la cuenca oriental con diez trayectorias paralelas N-S y E-O a menos de 250 metros de distancia. En la mañana del 17 de octubre, comenzó la inmersión n.º 272 del ROV Kaikō y se recuperó más de 33 horas después, con el ROV trabajando en el fondo de la cuenca occidental durante 26 horas (cerca de 11°20.148' N, 142°11.774 E a 10.893 m (35.738 pies)). Cinco inmersiones de Kaikō se realizaron diariamente en la misma zona para realizar tareas de mantenimiento de los módulos de aterrizaje bentónicos y otros equipos científicos, y la inmersión n.º 277 se recuperó el 25 de octubre. Las trampas sacaron a la superficie un gran número de anfípodos (pulgas de mar) y las cámaras registraron holoturias ( pepinos de mar ), poliquetos blancos (gusanos poliquetos), gusanos tubícolas y otras especies biológicas. [74] Durante sus estudios de 1998 y 1999, Kairei estuvo equipado con un sistema de radionavegación basado en GPS por satélite . El gobierno de los Estados Unidos levantó la disponibilidad selectiva del GPS en 2000, por lo que durante su estudio de 2002, Kairei tuvo acceso a servicios de posición GPS no degradados y logró una precisión de un solo dígito en el posicionamiento geodésico. [12]
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El buque de investigación Melville , de 2.516 toneladas , en ese momento operado por el Instituto Scripps de Oceanografía, tomó la Expedición Cook, Etapa 6 con la científica jefa Patricia Fryer de la Universidad de Hawai desde Guam el 10 de febrero de 2001 al Abismo Challenger para un estudio titulado "Estudios de la fábrica de subducción en las Marianas del Sur", que incluía mapeo con el sonar HMR-1, magnetismo, mediciones de gravedad y dragado en la región del arco de las Marianas. [75] [76] Cubrieron las tres cuencas, luego rastrearon líneas de batimetría de 120 millas náuticas (222,2 km) de este a oeste, avanzando hacia el norte desde el Abismo Challenger en pasos laterales de 12 km (7,5 mi), cubriendo más de 90 millas náuticas (166,7 km) al norte dentro del arco posterior con franjas superpuestas de su ecosonda multihaz SeaBeam 2000 de 12 kHz y el sistema remolcado MR1. También recogieron información magnética y de gravedad , pero no datos sísmicos. Su instrumento principal de estudio fue el sonar remolcado MR1, [77] un sonar batimétrico de barrido lateral de 11/12 kHz remolcado a poca profundidad desarrollado y operado por el Hawaii Mapping Research Group (HMRG), un grupo de investigación y operaciones dentro de la Escuela de Ciencias y Tecnología Oceánicas y Terrestres (SOEST) de la Universidad de Hawái y el Instituto de Geofísica y Planetología de Hawái (HIGP). El MR1 tiene capacidad para la profundidad total del océano, y proporciona datos batimétricos y de barrido lateral.
La séptima etapa de la Expedición Cook continuó el estudio MR-1 del arco posterior de la Fosa de las Marianas del 4 de marzo al 12 de abril de 2001 bajo la dirección del científico jefe Sherman Bloomer de la Universidad Estatal de Oregón .
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En mayo/junio de 2009, el buque de investigación de casco doble Kilo Moana (T-AGOR 26), propiedad de la Armada de los EE. UU. y de 3064 toneladas , fue enviado a la zona del Abismo Challenger para realizar investigaciones. Kilo Moana tiene tripulación civil y es operado por SOEST. Está equipado con dos ecosondas multihaz con complementos de perfilador de subsuelo (el Kongsberg Simrad EM120 de 12 kHz y 191 haces con SBP-1200, capaz de alcanzar precisiones del 0,2 al 0,5 % de la profundidad del agua en toda la franja), gravímetro y magnetómetro . El EM-120 utiliza emisiones de sonar de 1 por 1 grado en la superficie del mar. Cada pulso de sonar de ancho de haz de 1 grado se expande para cubrir un área circular de aproximadamente 192 metros (630 pies) de diámetro a 11 000 metros (36 089 pies) de profundidad. Durante el mapeo del Challenger Deep, el equipo de sonar indicó una profundidad máxima de 10,971 m (35,994 pies) en una posición no revelada. [78] [79] [80] [81] El equipo de navegación incluye el Applanix POS MV320 V4, con una precisión de 0,5 a 2 m. [82] El RV Kilo Moana también se utilizó como barco de apoyo del vehículo submarino híbrido operado a distancia (HROV) Nereus que se sumergió tres veces hasta el fondo del Challenger Deep durante el crucero de mayo/junio de 2009 y no confirmó la profundidad máxima establecida por el sonar por su barco de apoyo.
El crucero YK09-08 trajo al buque de investigación JAMSTEC Yokosuka de 4.429 toneladas de regreso a la Fosa de las Marianas y al Abismo Challenger entre junio y julio de 2009. Su misión fue un programa de dos partes: inspeccionar tres sitios de ventilación hidrotermal en la cuenca de arco posterior de la Fosa de las Marianas del sur cerca de 12°57'N, 143°37'E aproximadamente a 130 millas náuticas al noreste de la cuenca central del Abismo Challenger, utilizando el vehículo submarino autónomo Urashima . Las inmersiones del AUV Urashima n.° 90 a 94 se realizaron a una profundidad máxima de 3500 metros y tuvieron éxito en la inspección de los tres sitios con una ecosonda multihaz Reson SEABAT7125AUV para batimetría y múltiples probadores de agua para detectar y mapear elementos traza arrojados al agua desde las ventilaciones hidrotermales, las fumarolas blancas y los puntos calientes. Kyoko OKINO, del Instituto de Investigación Oceánica de la Universidad de Tokio, fue la investigadora principal de este aspecto del crucero. El segundo objetivo del crucero era desplegar un nuevo "sistema de cámara de caída libre de 10K" llamado Ashura , para tomar muestras de sedimentos y sustancias biológicas en el fondo del Abismo Challenger. El investigador principal en el Abismo Challenger fue Taishi Tsubouchi de JAMSTEC. El módulo de aterrizaje Ashura realizó dos descensos: en el primero, el 6 de julio de 2009, Ashura tocó fondo en 11°22.3130′N 142°25.9412′E / 11.3718833, -142.4323533 a 10.867 metros (35.653 pies). El segundo descenso (el 10 de julio de 2009) se realizó hasta las coordenadas 11°22.1136′N 142°25.8547′E / 11.3685600, -142.4309117, a 10.897 metros (35.751 pies). El Ashura , de 270 kg , estaba equipado con múltiples trampas con cebo, una cámara de vídeo HTDV y dispositivos para recuperar sedimentos, agua y muestras biológicas (principalmente anfípodos en el cebo, y bacterias y hongos de los sedimentos y muestras de agua). [83]
El 7 de octubre de 2010, el Centro de Cartografía Costera y Oceánica de los Estados Unidos/Centro Hidrográfico Conjunto (CCOM/JHC) realizó un nuevo mapeo sonar de la zona del Abismo Challenger a bordo del Sumner de 4,762 toneladas . Los resultados se informaron en diciembre de 2011 en la reunión anual de otoño de la Unión Geofísica Estadounidense . Utilizando un sistema de ecosonda multihaz Kongsberg Maritime EM 122 acoplado a un equipo de posicionamiento que puede determinar la latitud y longitud con una precisión de hasta 50 cm (20 pulgadas), a partir de miles de sondeos individuales alrededor de la parte más profunda, el equipo CCOM/JHC determinó preliminarmente que el Abismo Challenger tiene una profundidad máxima de 10.994 m (36.070 pies) en 11°19′35″N 142°11′14″E / 11.326344, -142.187248 , con una incertidumbre vertical estimada de ±40 m (131 pies) con dos desviaciones estándar (es decir, ≈ 95,4%) de nivel de confianza. [84] Se localizó un abismo secundario con una profundidad de 10 951 m (35 928 pies) aproximadamente a 23,75 millas náuticas (44,0 km) al este en 11°22′11″N 142°35′19″E / 11.369639, -142.588582 en la cuenca oriental del abismo Challenger. [85] [86] [87] [88]
JAMSTEC devolvió a Yokosuka al abismo Challenger con el crucero YK10-16, del 21 al 28 de noviembre de 2010. El científico jefe de esta expedición conjunta japonesa-danesa fue Hiroshi Kitazato, del Instituto de Biogeociencias de JAMSTEC. El crucero se tituló "Biogeociencias en el abismo Challenger: organismos relictos y sus relaciones con los ciclos biogeoquímicos". Los equipos japoneses realizaron cinco despliegues de su sistema de cámara de 11.000 metros (tres a 6.000 metros, dos en la cuenca central del abismo Challenger) que regresaron con 15 núcleos de sedimentos, registros de vídeo y 140 especímenes de anfípodos carroñeros. El sistema de aterrizaje ultraprofundo danés fue empleado por Ronnie Glud et al en cuatro lanzamientos, dos en la cuenca central del abismo Challenger y dos a 6.000 m, unas 34 millas náuticas al oeste de la cuenca central. La profundidad máxima registrada fue el 28 de noviembre de 2010 (cámara CS5) 11°21.9810′N 142°25.8680′E / 11.3663500, -142.4311333 }, a una profundidad corregida de 10.889,6 metros (35.727 pies) (cuenca central). [89]
Con los cruceros JAMSTEC YK13-09 y YK13-12, Yokosuka recibió al científico jefe Hidetaka Nomaki para un viaje a aguas de Nueva Zelanda (YK13-09), con el crucero de regreso identificado como YK13-12. El nombre del proyecto fue QUELLE2013; y el título del crucero fue: "Estudio experimental y de muestreo in situ para comprender la biodiversidad abisal y los ciclos biogeoquímicos". Pasaron un día en el viaje de regreso en el Abismo Challenger para obtener ADN/ARN de los grandes anfípodos que habitan en el Abismo ( Hirondellea gigas ). Hideki Kobayashi (Biogeos, JAMSTEC) y su equipo desplegaron un módulo de aterrizaje bentónico el 23 de noviembre de 2013 con once trampas cebadas (tres sin cebador, cinco cubiertas por materiales aislantes y tres selladas automáticamente después de nueve horas) en la cuenca central del Abismo Challenger a 11°21.9082′N 142°25.7606′E / 11.3651367, -142.4293433 , profundidad 10.896 metros (35.748 pies). Después de una estancia de ocho horas y 46 minutos en el fondo, recuperaron unos 90 ejemplares de Hirondellea gigas . [90]
JAMSTEC envió a Kairei al Abismo Challenger nuevamente del 11 al 17 de enero de 2014, bajo el liderazgo del científico jefe Takuro Nunora. El identificador de la expedición fue KR14-01, titulado: " Expedición de la biosfera de la fosa del Challenger, Fosa de las Marianas". La expedición tomó muestras en seis estaciones que atraviesan la cuenca central, con solo dos despliegues del módulo de aterrizaje "sistema de cámara 11-K" para núcleos de sedimentos y muestras de agua en la "Estación C" en la profundidad más profunda, es decir, 11°22.19429′N 142°25.7574′E / 11.36990483, - 142.4292900 , a 10.903 metros (35.771 pies). Las otras estaciones fueron investigadas con el módulo de aterrizaje "Multi-core", tanto hacia el arco posterior al norte como hacia la placa del Pacífico al sur. El ROV ABIMSO, con capacidad para 11.000 metros y propulsado por orugas , fue enviado a 7.646 m de profundidad, aproximadamente 20 millas náuticas al norte de la cuenca central (inmersión ABISMO n.° 21), específicamente para identificar posible actividad hidrotermal en la pendiente norte del abismo Challenger, como lo sugirieron los hallazgos del crucero Kairei KR08-05 en 2008. [91] Las inmersiones n.° 20 y n.° 22 de AMISMO fueron a 7.900 metros, aproximadamente 15 millas náuticas al norte de las aguas más profundas de la cuenca central. Investigadores italianos bajo la dirección de Laura Carugati de la Universidad Politécnica de Marche , Italia (UNIVPM), estaban investigando la dinámica de las interacciones virus/ procariotas en la Fosa de las Marianas. [92]
Del 16 al 19 de diciembre de 2014, el buque de investigación Falkor de 2024 toneladas del Schmidt Ocean Institute , bajo el mando del científico jefe Douglas Bartlett de la Scripps Institution of Oceanography, desplegó cuatro instrumentos diferentes sin ataduras en el abismo Challenger para un total de siete liberaciones. El 16 de diciembre se desplegaron cuatro módulos de aterrizaje en la cuenca central: el módulo de aterrizaje equipado con vídeo y carnada Leggo para productos biológicos; el módulo de aterrizaje ARI a 11°21.5809′N 142°27.2969′E / 11.3596817, -142.4549483 para la química del agua; y las sondas Deep Sound 3 y Deep Sound 2 . Ambas sondas Deep Sound registraron acústica flotando a 9000 metros (29 528 pies) de profundidad, hasta que Deep Sound 3 implosionó a la profundidad de 8620 metros (28 281 pies) (a unos 2200 metros (7218 pies) por encima del fondo) a 11°21.99′N 142°27.2484′E / 11.36650, -142.4541400 . [93] Deep Sound 2 registró la implosión de Deep Sound 3 , proporcionando una grabación única de una implosión dentro de la depresión del Abismo Challenger. Además de la pérdida de Deep Sound 3 por implosión, el módulo de aterrizaje ARI no respondió al recibir su instrucción de soltar pesas, y nunca fue recuperado. [94] El 16 y 17 de diciembre, el Leggo regresó a la cuenca central con el cebo puesto para los anfípodos. El 17, el RV Falkor se trasladó 17 millas náuticas al este, a la cuenca oriental, donde volvieron a desplegar el Leggo (con el cebo y con su cámara cargada al máximo) y el Deep Sound 2. El Deep Sound 2 estaba programado para descender a 9000 metros (29 528 pies) y permanecer a esa profundidad durante la grabación de sonidos dentro de la fosa. El 19 de diciembre, el Leggo aterrizó en 11°22.11216′N 142°35.250996′E / 11.36853600, -142.587516600. 142.587516600 a una profundidad no corregida de 11.168 metros (36.640 pies) según las lecturas de su sensor de presión. Esta lectura se corrigió a 10.929 metros (35.856 pies) de profundidad. [95] [96] Leggo regresó con buenas fotografías de anfípodos alimentándose del cebo de caballa del módulo de aterrizaje y con anfípodos de muestra. Falknor partió del Challenger Deep el 19 de diciembre en ruta desde el Monumento Nacional Marino de la Fosa de las Marianas hasta el Sirena Deep. RV Falkor Tenía una ecosonda multihaz Kongsberg EM302 y EM710 para batimetría y un receptor de sistema global de navegación por satélite Oceaneering C-Nav 3050, capaz de calcular el posicionamiento geodésico con una precisión mejor que 5 cm (2,0 pulgadas) horizontalmente y 15 cm (5,9 pulgadas) verticalmente. [97] [98]
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Del 10 al 13 de julio de 2015, el guardacostas estadounidense Sequoia (WLB 215) , de 1.930 toneladas y con base en Guam, recibió a un equipo de investigadores, dirigido por el científico jefe Robert P. Dziak, del Laboratorio Ambiental Marino del Pacífico (PMEL) de la NOAA, la Universidad de Washington y la Universidad Estatal de Oregón, para desplegar el "Full-Ocean Depth Mooring" del PMEL, un conjunto de hidrófonos y sensores de presión de aguas profundas amarrados de 45 metros de largo en la cuenca occidental del Abismo Challenger. Un descenso de 6 horas hacia la cuenca occidental ancló el conjunto a 10.854,7 ± 8,9 m (35.613 ± 29 pies) de profundidad de agua, a 11°20,127′N 142°12,0233′E / 11,335450, -142,2003883. 142.2003883 , aproximadamente a 1 km al noreste de la profundidad más profunda de Sumner , registrada en 2010. [99] Después de 16 semanas, el conjunto amarrado se recuperó entre el 2 y el 4 de noviembre de 2015. "Las fuentes de sonido observadas incluyeron señales de terremotos (fases T), vocalizaciones de cetáceos barbados y odontocetos, sonidos de hélices de barcos, pistolas de aire, sonar activo y el paso de un tifón de categoría 4". El equipo científico describió sus resultados como "el primer registro de banda ancha de varios días de sonido ambiental en Challenger Deep, así como solo la quinta medición de profundidad directa". [100]
El buque de investigación Xiangyanghong 09, de 3.536 toneladas, se desplegó en la Etapa II del 37º Crucero de China Dayang (DY37II) patrocinado por el Centro Nacional de las Profundidades Marinas de Qingdao y el Instituto de Ciencias e Ingeniería de las Profundidades Marinas de la Academia China de Ciencias (Sanya, Hainan), en la zona de la cuenca occidental del Abismo Challenger (11°22' N, 142°25' E) del 4 de junio al 12 de julio de 2016. Como buque nodriza del sumergible tripulado de profundidad chino Jiaolong , la expedición llevó a cabo una exploración del Abismo Challenger para investigar las características geológicas, biológicas y químicas de la zona hadal . El área de buceo para esta etapa fue en la ladera sur del Abismo Challenger, a profundidades de aproximadamente 6.300 a 8.300 metros (20.669 a 27.231 pies). El sumergible completó nueve inmersiones pilotadas en el arco posterior norte y el área sur ( placa del Pacífico ) del Abismo Challenger a profundidades de 5.500 a 6.700 metros (18.045 a 21.982 pies). Durante el crucero, Jiaolong desplegó regularmente muestreadores herméticos para recolectar agua cerca del fondo marino. En una prueba de competencia en navegación, Jiaolong utilizó un sistema de posicionamiento de línea de base ultracorta (USBL) a una profundidad de más de 6.600 metros (21.654 pies) para recuperar botellas de muestreo. [101]
Del 22 de junio al 12 de agosto de 2016 (cruceros 2016S1 y 2016S2), el buque de apoyo sumergible de 6.250 toneladas de la Academia China de Ciencias, Tansuo 1 (que significa: para explorar), en su viaje inaugural, se desplegó en el Abismo Challenger desde su puerto de origen en Sanya, en la isla de Hainan. El 12 de julio de 2016, el ROV Haidou-1 se sumergió a una profundidad de 10.767 metros (35.325 pies) en el área del Abismo Challenger. También lanzaron un módulo de aterrizaje de caída libre, instrumentos sísmicos de fondo oceánico de caída libre con capacidad de 9.000 metros (29.528 pies) (desplegados a 7.731 metros (25.364 pies)), obtuvieron muestras de núcleos de sedimentos y recolectaron más de 2000 muestras biológicas de profundidades que oscilaron entre 5.000 y 10.000 metros (16.404–32.808 pies). [102] El Tansuo 01 operó a lo largo de la línea de longitud 142°30.00', aproximadamente 30 millas náuticas al este del estudio de crucero DY37II anterior (ver Xiangyanghong 09 arriba). [103]
En noviembre de 2016, el Instituto Real Holandés de Investigación Marina (NIOZ)/ Centro GEOMAR Helmholtz de Investigación Oceánica de Kiel realizó un mapeo sonar del área del Abismo Challenger a bordo del Buque de Investigación Oceánica Profunda Sonne de 8554 toneladas . Los resultados se informaron en 2017. Usando un sistema de ecosonda multihaz EM 122 de Kongsberg Maritime acoplado a un equipo de posicionamiento que puede determinar la latitud y la longitud, el equipo determinó que el Abismo Challenger tiene una profundidad máxima de 10 925 m (35 843 pies) a 11°19.945′N 142°12.123′E / 11.332417, -142.202050. 142.202050 ( 11°19′57″N 142°12′07″E / 11.332417, -142.20205 ), con una incertidumbre vertical estimada de ±12 m (39 pies) con un nivel de confianza de una desviación estándar (≈ 68,3%). El análisis del estudio del sonar ofreció una resolución de cuadrícula de 100 por 100 metros (328 pies × 328 pies) en la profundidad del fondo, por lo que las pequeñas depresiones en el fondo que sean menores a ese tamaño serían difíciles de detectar a partir de las emisiones del sonar de 0,5 por 1 grado en la superficie del mar. Cada pulso de sonar de ancho de haz de 0,5 grados se expande para cubrir un área circular de aproximadamente 96 metros (315 pies) de diámetro a 11 000 metros (36 089 pies) de profundidad. [104] La posición horizontal del punto de la cuadrícula tiene una incertidumbre de ±50 a 100 m (164 a 328 pies), dependiendo de la dirección a lo largo de la trayectoria o transversal a la trayectoria. Estas mediciones de profundidad (59 m (194 pies)) y posición (aproximadamente 410 m (1345 pies) al noreste) difieren significativamente del punto más profundo determinado por el estudio de Gardner et al. (2014). [105] [106] [107] La discrepancia de profundidad observada con el mapeo del sonar de 2010 y el estudio de Gardner et al. de 2014 están relacionadas con la aplicación de diferentes perfiles de velocidad del sonido, que son esenciales para la determinación precisa de la profundidad. Sonne utilizó proyecciones CTD a unos 1,6 km al oeste del sondeo más profundo hasta cerca del fondo del Abismo Challenger, que se utilizaron para la calibración y optimización del perfil de velocidad del sonido . Asimismo, el impacto de utilizar diferentes proyecciones, datos y elipsoides durante la adquisición de datos puede causar discrepancias posicionales entre los estudios. [9]
En diciembre de 2016, el buque de investigación Shiyan 3, de 3.300 toneladas, desplegó 33 sismómetros de banda ancha tanto en el arco posterior al noroeste del Abismo Challenger como en la placa del Pacífico sur cercana al sureste, a profundidades de hasta 8.137 m (26.696 pies). Este crucero fue parte de una iniciativa chino-estadounidense de 12 millones de dólares, liderada por el colíder Jian Lin de la Institución Oceanográfica Woods Hole ; un esfuerzo de 5 años (2017-2021) para obtener imágenes con gran detalle de las capas de roca dentro y alrededor del Abismo Challenger. [108]
El recién botado buque de investigación de 4.800 toneladas (y nave nodriza de la serie de sumergibles de profundidad Rainbow Fish ), el Zhang Jian, partió de Shanghái el 3 de diciembre. Su crucero tenía como objetivo probar tres nuevos módulos de aterrizaje en aguas profundas, un sumergible de búsqueda sin tripulación y el nuevo sumergible tripulado de profundidad Rainbow Fish de 11.000 metros, todos ellos capaces de sumergirse hasta los 10.000 metros. Del 25 al 27 de diciembre, tres dispositivos de aterrizaje en aguas profundas descendieron a la fosa. El primer módulo de aterrizaje Rainbow Fish tomó fotografías, el segundo tomó muestras de sedimentos y el tercero tomó muestras biológicas. Los tres módulos de aterrizaje alcanzaron más de 10.000 metros y el tercer dispositivo trajo 103 anfípodos. Cui Weicheng, director del Centro de Investigación de Ciencias de la Vida Hadal de la Universidad Oceánica de Shanghái , dirigió al equipo de científicos para realizar investigaciones en el abismo Challenger en la Fosa de las Marianas. El barco forma parte de la flota nacional de investigación marina de China, pero es propiedad de una empresa de tecnología marina de Shanghái. [109]
El Instituto de Ciencias e Ingeniería de las Profundidades Marinas de la CAS patrocinó el regreso del Tansuo-1 al abismo Challenger del 20 de enero al 5 de febrero de 2017 (crucero TS03) con trampas cebadas para la captura de peces y otros organismos macrobiológicos cerca de los abismos Challenger y Sirena. El 29 de enero recuperaron fotografías y muestras de una nueva especie de pez caracol de la vertiente norte del abismo Challenger a 7.581 metros (24.872 pies), recientemente designada Pseudoliparis swirei . [110] También colocaron cuatro o más lances CTD en las cuencas central y oriental del abismo Challenger, como parte del Experimento Mundial de Circulación Oceánica (WOCE). [111]
La Universidad de Ciencia y Tecnología Marina de Tokio envió el buque de investigación Shinyo Maru a la Fosa de las Marianas del 20 de enero al 5 de febrero de 2017 con trampas cebadas para la captura de peces y otros organismos macrobiológicos cerca de las fosas Challenger y Sirena. El 29 de enero recuperaron fotografías y muestras de una nueva especie de pez caracol de la vertiente norte de la fosa Challenger a 7.581 metros (24.872 pies), que ha sido recientemente designada como Pseudoliparis swirei . [110]
En marzo de 2017, se recogieron muestras de agua en Challenger Deep de 11 capas de la fosa de las Marianas. Las muestras de agua de mar de 4 a 4000 m se recogieron mediante botellas Niskin montadas en un CTD Seabird SBE25; mientras que las muestras de agua a profundidades de 6050 m a 8320 m se recogieron mediante muestreadores de agua oceánica de diseño propio controlados acústicamente. En este estudio, los científicos estudiaron el ARN del picoplancton y el nanoplancton desde la superficie hasta la zona hadal. [112]
JAMSTEC envió a Kairei al Abismo Challenger en mayo de 2017 con el propósito expreso de probar el nuevo ROV UROV11K (Underwater ROV 11,000-meter-capable) de profundidad total en el océano, como crucero KR 17-08C, bajo el mando del científico jefe Takashi Murashima. El título del crucero era: "Prueba en el mar de un sistema ROV UROV11K de profundidad total en la Fosa de las Marianas". El UROV11K llevaba un nuevo sistema de cámara de vídeo de alta definición 4K y nuevos sensores para controlar el contenido de sulfuro de hidrógeno, metano, oxígeno e hidrógeno del agua. Desafortunadamente, durante el ascenso del UROV11K desde 10.899 metros (35.758 pies) (aproximadamente a 11°22.30'N 142°35.8 E, en la cuenca oriental ) el 14 de mayo de 2017, la flotabilidad del ROV falló a 5.320 metros (17.454 pies) de profundidad, y todos los esfuerzos para recuperarlo fueron infructuosos. La velocidad de descenso y la deriva no están disponibles, pero el ROV tocó fondo al este de las aguas más profundas de la cuenca oriental, como lo revelaron las maniobras del barco el 14 de mayo. Murashima luego dirigió al Kairei a una ubicación a unas 35 millas náuticas al este de la cuenca oriental del Abismo Challenger para probar un nuevo "Aterrizador Hadal Compacto" que realizó tres descensos a profundidades de 7.498 a 8.178 m para probar la cámara Sony 4K y para fotografiar peces y otros macrobióticos. [113]
En su viaje inaugural, el buque de investigación científica de doble casco de 2.150 toneladas Shen Kuo (también Shengkuo , Shen Ko o Shen Quo ), partió de Shanghái el 25 de noviembre de 2018 y regresó el 8 de enero de 2019. Operaron en el área de la Fosa de las Marianas, y el 13 de diciembre probaron un sistema de navegación submarina a una profundidad superior a los 10.000 metros, durante una prueba de campo del sistema Tsaihungyuy (línea de base ultracorta). El líder del proyecto, Tsui Veichen, afirmó que, con el equipo Tsaihungyuy a profundidad, fue posible obtener una señal y determinar geolocalizaciones exactas . El equipo de investigación de la Universidad Oceánica de Shanghái y la Universidad Westlake estuvo dirigido por Cui Weicheng, director del Centro de Investigación de Ciencia y Tecnología Hadal (HSRC) de la Universidad Oceánica de Shanghái. [ cita requerida ] [114] El equipo que se iba a probar incluía un sumergible pilotado (no a toda profundidad oceánica; la profundidad alcanzada no está disponible) y dos módulos de aterrizaje en aguas profundas, todos capaces de sumergirse a profundidades de 10.000 metros, así como un ROV que puede llegar a 4.500 metros. Tomaron fotografías y obtuvieron muestras de la fosa, incluyendo agua, sedimento, macroorganismos y microorganismos. Cui dice: "Si podemos tomar fotos de peces a más de 8.145 metros bajo el agua, ... romperemos el récord mundial actual. Probaremos nuestro nuevo equipo, incluidos los dispositivos de aterrizaje. Son de segunda generación. La primera generación solo podía tomar muestras en un lugar por inmersión, pero esta nueva segunda generación puede tomar muestras a diferentes profundidades en una inmersión. También probamos el sistema de posicionamiento acústico de línea de base ultracorta en el sumergible tripulado, el futuro de la navegación submarina". [ cita requerida ]
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En noviembre de 2019, como crucero SR1916, un equipo de NIOZ dirigido por el científico jefe Hans van Haren, con técnicos de Scripps , se desplegó en Challenger Deep a bordo del buque de investigación Sally Ride de 2.641 toneladas , para recuperar una línea de amarre de la cuenca occidental de Challenger Deep. La línea de amarre de 7 km (4,3 mi) de largo en Challenger Deep consistía en flotación superior colocada alrededor de 4 km (2,5 mi) de profundidad, dos secciones de línea de flotabilidad neutra de Dyneema de 6 mm (0,2 in), dos liberaciones acústicas Benthos y dos secciones de instrumentación autónoma para medir y almacenar corriente, salinidad y temperatura. Alrededor de la posición de profundidad de 6 km (3,7 mi) se montaron dos medidores de corriente debajo de una matriz de 200 m (656 ft) de largo de 100 sensores de temperatura de alta resolución. En la posición inferior, a partir de 600 m (1969 pies) sobre el fondo del mar, se montaron 295 sensores de temperatura de alta resolución especialmente diseñados, el más bajo de los cuales estaba a 8 m (26 pies) sobre el piso de la zanja. La línea de amarre fue desplegada y dejada por el equipo de NIOZ durante la expedición RV Sonne de noviembre de 2016 con la intención de ser recuperada a fines de 2018 por Sonne . El mecanismo de liberación con comando acústico cerca del fondo del Challenger Deep falló en el intento de 2018. El RV Sally Ride estuvo disponible exclusivamente para un intento final de recuperar la línea de amarre antes de que se agotaran las baterías del mecanismo de liberación. [115] Sally Ride llegó al Challenger Deep el 2 de noviembre. Esta vez, una "unidad de liberación profunda" bajada por uno de los cables del cabrestante de Sally Ride a alrededor de 1000 m de profundidad emitió comandos de liberación y logró comunicarse con las liberaciones cercanas al fondo. Tras permanecer sumergidos durante casi tres años, se produjeron problemas mecánicos en 15 de los 395 sensores de temperatura. Los primeros resultados indican la aparición de ondas internas en el abismo Challenger. [116] [117]
Desde mayo de 2000, con la ayuda de la navegación por satélite con señales no degradadas , los buques de superficie civiles equipados con equipos profesionales de navegación por satélite con capacidad de doble frecuencia pueden medir y establecer su posición geodésica con una precisión del orden de metros a decenas de metros mientras que las cuencas occidental, central y oriental están separadas por kilómetros. [118]
En 2014, se realizó un estudio sobre la determinación de la profundidad y la ubicación del abismo Challenger basado en datos recopilados antes y durante el mapeo sonar de 2010 de la fosa de las Marianas con un sistema de ecosonda multihaz Kongsberg Maritime EM 122 a bordo del USNS Sumner . Este estudio de James. V. Gardner et al. del Centro de Mapeo Costero y Oceánico-Centro Hidrográfico Conjunto (CCOM/JHC), Laboratorio de Ingeniería Oceánica Chase de la Universidad de New Hampshire divide el historial de intentos de medición en tres grupos principales: ecosondas de haz único tempranas (década de 1950-1970), ecosondas multihaz tempranas (década de 1980-siglo XXI) y ecosondas multihaz modernas (es decir, post-GPS, de alta resolución). Teniendo en cuenta las incertidumbres en las mediciones de profundidad y la estimación de la posición, se analizaron los datos brutos de la batimetría de 2010 de la zona del Abismo Challenger, que consisten en 2.051.371 sondeos de ocho líneas de estudio. El estudio concluye que con las mejores tecnologías de ecosonda multihaz de 2010 después del análisis, permanece una incertidumbre de profundidad de ±25 m (82 pies) (nivel de confianza del 95%) en 9 grados de libertad y una incertidumbre posicional de ±20 a 25 m (66 a 82 pies) ( 2drms ) y la ubicación de la profundidad más profunda registrada en el mapeo de 2010 es 10,984 m (36,037 pies) en 11°19′48″N 142°11′57″E / 11.329903, -142.199305 . La incertidumbre de la medición de profundidad es una combinación de incertidumbres medidas en las variaciones espaciales de la velocidad del sonido a través del volumen de agua, los algoritmos de rastreo de rayos y de detección de fondo del sistema multihaz, las precisiones y la calibración del sensor de movimiento y los sistemas de navegación, las estimaciones de la dispersión esférica, la atenuación en todo el volumen de agua, etc. [119]
Tanto la expedición RV Sonne de 2016 como la expedición RV Sally Ride de 2019 expresaron fuertes reservas con respecto a las correcciones de profundidad aplicadas por el estudio de Gardner et al. de 2014, y serias dudas con respecto a la precisión de la profundidad máxima calculada por Gardner (en la cuenca occidental ), de 10.984 m (36.037 pies) después del análisis de sus datos multihaz en una cuadrícula de 100 m (328 pies). El Dr. Hans van Haren, científico jefe del crucero SR1916 del RV Sally Ride , indicó que los cálculos de Gardner eran 69 m (226 pies) demasiado profundos debido al "perfil de velocidad del sonido de Gardner et al. (2014)". [115]
En 2018-2019, se cartografiaron los puntos más profundos de cada océano utilizando una ecosonda multihaz Kongsberg EM 124 de profundidad oceánica completa a bordo del DSSV Pressure Drop . En 2021, Cassandra Bongiovanni, Heather A. Stewart y Alan J. Jamieson publicaron un artículo sobre los datos recopilados donados a GEBCO. La profundidad máxima registrada en el mapeo del sonar Challenger Deep de 2019 fue de 10 924 m (35 840 pies) ±15 m (49 pies) a 11°22′08″N 142°35′13″E / 11.369, -142.587 en la cuenca oriental. Esta profundidad concuerda estrechamente con el punto más profundo (10.925 m (35.843 pies) ±12 m (39 pies)) determinado por la batimetría del sonar de Van Haren et al. La posición geodésica de la profundidad más profunda según Van Haren et al. difiere significativamente (unos 42 km (26 millas) al oeste) con el artículo de 2021. Después de posprocesar las estimaciones de profundidad iniciales mediante la aplicación de un perfil de velocidad del sonido de profundidad del océano completo, Bongiovanni et al. informan un punto (casi) tan profundo en 11°19′52″N 142°12′18″E / 11.331, -142.205. 142.205 en la cuenca occidental que difiere geodésicamente unos 350 m (1150 pies) con la posición del punto más profundo determinada por Van Haren et al. ( 11°19′57″N 142°12′07″E / 11.332417, -142.20205; 142.20205 en la cuenca occidental). Después del análisis de sus datos multihaz en una cuadrícula de 75 m (246 pies), el artículo de Bongiovanni et al. de 2021 afirma que actualmente no existe la precisión tecnológica en los sonares montados en barcos de baja frecuencia necesarios para determinar qué ubicación fue realmente la más profunda, ni tampoco existe actualmente en los sensores de presión de aguas profundas. [120]
En 2021, se publicó un estudio de Samuel F. Greenaway, Kathryn D. Sullivan , Samuel H. Umfress, Alice B. Beittel y Karl D. Wagner que presenta una estimación revisada de la profundidad máxima del Abismo Challenger basada en una serie de inmersiones sumergibles realizadas en junio de 2020. Estas estimaciones de profundidad se derivan de perfiles de ecosondeo acústico referenciados a mediciones de presión directa in situ y corregidos para las propiedades oceanográficas observadas de la columna de agua, la presión atmosférica, las anomalías de la gravedad y el gradiente de gravedad y los efectos del nivel del agua. El estudio concluye que, según sus cálculos, la profundidad máxima observada del fondo marino fue de 10 935 m (35 876 pies) ±6 m (20 pies) por debajo del nivel medio del mar con un nivel de confianza del 95 % en 11°22,3′N 142°35,3′E / 11,3717, -142,5883 en la cuenca oriental. Para esta estimación, el término de error está dominado por la incertidumbre del sensor de presión empleado, pero Greenaway et al. muestran que la corrección por gravedad también es sustancial. El estudio de Greenaway et al. compara sus resultados con otras mediciones acústicas y basadas en la presión recientes para el abismo Challenger y concluye que la profundidad máxima en la cuenca occidental es casi tan profunda como la cuenca oriental. Sin embargo, el desacuerdo entre las estimaciones de profundidad máxima y sus posiciones geodésicas entre las profundidades publicadas después de 2000 excede los márgenes de incertidumbre correspondientes, lo que plantea preguntas respecto de las mediciones o las incertidumbres informadas. [11]
Otro artículo de 2021 de Scott Loranger, David Barclay y Michael Buckingham, además de una estimación de profundidad basada en una onda de choque de implosión de diciembre de 2014 de 10 983 m (36 033 pies), que se encuentra entre las profundidades estimadas más profundas, también trata las diferencias entre varias estimaciones de profundidad máxima y sus posiciones geodésicas. [121] [122]
Las profundidades máximas de mapeo de sonar de 2010 informadas por Gardner et.al. en 2014 y el estudio de Greenaway et.al. en 2021 no han sido confirmadas por mediciones de descenso directo (manómetro/indicador de presión) a la profundidad total del océano. [123]
Las expediciones han informado profundidades máximas medidas directamente en un rango estrecho.
Para la cuenca occidental , las profundidades más profundas fueron informadas como 10,913 m (35,804 pies) por Trieste en 1960 y 10,923 m (35,837 pies) ±4 m (13 pies) por DSV Limiting Factor en junio de 2020.
Para la cuenca central, la mayor profundidad informada es 10,915 m (35,810 pies) ±4 m (13 pies) por DSV Limiting Factor en junio de 2020.
Para la cuenca oriental , las profundidades más profundas fueron informadas como 10,911 m (35,797 pies) por ROV Kaikō en 1995, 10,902 m (35,768 pies) por ROV Nereus en 2009, 10,908 m (35,787 pies) por Deepsea Challenger en 2012, 10,929 ... (35.856 pies) por el módulo de aterrizaje bentónico "Leggo" en mayo de 2019, y 10.925 m (35.843 pies) ±4 m (13 pies) por DSV Limiting Factor en mayo de 2019.
El 23 de enero de 1960, el Trieste , de diseño suizo , construido originalmente en Italia y adquirido por la Armada de los EE. UU. , apoyado por el USS Wandank (ATF 204) y escoltado por el USS Lewis (DE 535), descendió al fondo del océano en la trinchera pilotado por Jacques Piccard (quien codiseñó el sumergible junto con su padre, Auguste Piccard ) y el teniente de la USN Don Walsh . Su compartimento de tripulación estaba dentro de un recipiente de presión esférico, de 2,16 metros de diámetro suspendido debajo de un tanque de flotabilidad de 18,4 metros de longitud [124] , que era un reemplazo de alta resistencia (del original italiano) construido por Krupp Steel Works de Essen , Alemania . Las paredes de acero tenían 12,7 cm (5,0 pulgadas) de espesor y estaban diseñadas para soportar una presión de hasta 1250 kilogramos por centímetro cuadrado (17800 psi; 1210 atm; 123 MPa). [124] Su descenso duró casi cinco horas y los dos hombres pasaron apenas veinte minutos en el fondo del océano antes de emprender el ascenso de tres horas y quince minutos. Su salida temprana del fondo del océano se debió a su preocupación por una grieta en la ventana exterior causada por las diferencias de temperatura durante su descenso. [125]
El Trieste se sumergió en/cerca de 11°18.5′N 142°15.5′E / 11.3083, y tocó fondo a 10.911 metros (35.797 pies) ±7 m (23 pies) en la cuenca occidental del abismo Challenger, según lo medido por un manómetro a bordo . [126] Otra fuente afirma que la profundidad medida en el fondo se midió con un manómetro a 10.913 m (35.804 pies) ±5 m (16 pies). [12] [127] La navegación de los barcos de apoyo se realizó mediante satélites celestes y LORAN-C con una precisión de 460 metros (1.510 pies) o menos. [31] Fisher señaló que la profundidad informada del Trieste "concuerda bien con el sonido del sondeo". [128]
El 26 de marzo de 2012 (hora local), el director de cine canadiense James Cameron realizó un descenso en solitario en el DSV Deepsea Challenger hasta el fondo del Abismo Challenger. [5] [6] [7] [129] Aproximadamente a las 05:15 ChST del 26 de marzo (19:15 UTC del 25 de marzo), comenzó el descenso. [130] A las 07:52 ChST (21:52 UTC), el Deepsea Challenger llegó al fondo. El descenso duró 2 horas y 36 minutos y la profundidad registrada fue de 10.908 metros (35.787 pies) cuando el Deepsea Challenger tocó tierra. [131] Cameron había planeado pasar unas seis horas cerca del fondo del océano explorando, pero decidió comenzar el ascenso a la superficie después de solo 2 horas y 34 minutos. [132] El tiempo en el fondo se acortó porque una fuga de fluido hidráulico en las líneas que controlaban el brazo manipulador oscureció la visibilidad a través del único puerto de observación. También provocó la pérdida de los propulsores de estribor del sumergible. [133] Alrededor de las 12:00 ChST (02:00 UTC del 26 de marzo), el sitio web del Deepsea Challenger dice que el submarino resurgió después de un ascenso de 90 minutos, [134] aunque los tweets de Paul Allen indican que el ascenso tomó solo unos 67 minutos. [135] Durante una conferencia de prensa posterior a la inmersión, Cameron dijo: "Aterricé en una llanura plana muy suave, casi gelatinosa. Una vez que me orienté, la crucé durante una buena distancia... y finalmente subí la pendiente". Durante todo el tiempo, dijo Cameron, no vio ningún pez ni ninguna criatura viviente de más de una pulgada (2,54 cm) de largo: "Los únicos nadadores libres que vi eran pequeños anfípodos ", que se alimentan del fondo como camarones. [136]
El objetivo de la expedición Five Deeps era mapear y visitar a fondo los puntos más profundos de los cinco océanos del mundo para fines de septiembre de 2019. [137] El 28 de abril de 2019, el explorador Victor Vescovo descendió a la "Poza Este" del Abismo Challenger en el Vehículo de Inmersión Profunda Limiting Factor (un sumergible modelo Triton 36000/2). [138] [139] Entre el 28 de abril y el 4 de mayo de 2019, el Limiting Factor completó cuatro inmersiones al fondo del Abismo Challenger. La cuarta inmersión descendió a la ligeramente menos profunda "Poza Central" del Abismo Challenger (tripulación: Patrick Lahey, piloto; John Ramsay, diseñador submarino). La expedición Five Deeps estimó profundidades máximas de 10.927 m (35.850 pies) ±8 m (26 pies) y 10.928 m (35.853 pies) ±10,5 m (34 pies) en ( 11°22′09″N 142°35′20″E / 11.3693, -142.5889 ) mediante mediciones directas de presión CTD y un estudio del área de operaciones por parte del buque de apoyo, el Deep Submersible Support Vessel DSSV Pressure Drop , con un sistema de ecosonda multihaz Kongsberg SIMRAD EM124. La presión medida por el CTD a 10.928 m (35.853 pies) de profundidad de agua de mar fue de 1.126,79 bar (112,679 MPa; 16.342,7 psi). [140] [141] Debido a un problema técnico, el módulo de aterrizaje de aguas ultraprofundas (sin tripulación) Skaff utilizado por la Expedición Five Deeps permaneció en el fondo durante dos días y medio antes de ser rescatado por el Limiting Factor (tripulación: Patrick Lahey, piloto; Jonathan Struwe, especialista de DNV GL ) de una profundidad estimada de 10.927 m (35.850 pies). [142] [141] Los datos recopilados se publicaron con la salvedad de que estaban sujetos a un análisis adicional y posiblemente podrían revisarse en el futuro. Los datos se donarán a la iniciativa GEBCO Seabed 2030. [143] [139] [144] [145] [146] Más tarde en 2019, tras una revisión de los datos batimétricos y múltiples grabaciones de sensores tomadas por el DSV Limiting Factor y los módulos de aterrizaje de aguas ultraprofundas Closp , Flere y Skaff , la Expedición Five Deeps revisó la profundidad máxima a 10.925 m (35.843 pies) ±4 m (13 pies). [147]
La expedición "Ring of Fire" de Caladan Oceanic en el Pacífico incluyó seis descensos tripulados y veinticinco despliegues de módulos de aterrizaje en las tres cuencas del Abismo Challenger, todos pilotados por Victor Vescovo , y un estudio topográfico y de la vida marina de todo el Abismo Challenger. [148] Las embarcaciones de expedición utilizadas son el buque de apoyo sumergible profundo DSSV Pressure Drop , el vehículo de inmersión profunda DSV Limiting Factor y los módulos de aterrizaje de aguas ultraprofundas Closp , Flere y Skaff . Durante la primera inmersión tripulada el 7 de junio de 2020, Victor Vescovo y la ex astronauta estadounidense (y ex administradora de la NOAA) Kathryn D. Sullivan descendieron a la "Poza Este" del Abismo Challenger en el vehículo de inmersión profunda Limiting Factor . [149] [150]
El 12 de junio de 2020, Victor Vescovo y la alpinista y exploradora Vanessa O'Brien descendieron a la "Poza Oriental" del Abismo Challenger y pasaron tres horas cartografiando el fondo. O'Brien dijo que su inmersión exploró alrededor de una milla de terreno desolado del fondo, y descubrió que la superficie no es plana, como se pensaba, sino que tiene una pendiente de unos 18 pies (5,5 m ) por milla, sujeto a verificación. [151] [152] [153] [154] El 14 de junio de 2020, Victor Vescovo y John Rost descendieron a la "Poza Oriental" del Abismo Challenger en el Factor Limitante del Vehículo de Inmersión Profunda, pasando cuatro horas a profundidad y transitando el fondo durante casi 2 millas. [155] El 20 de junio de 2020, Victor Vescovo y Kelly Walsh descendieron a la "Poza occidental" del abismo Challenger en el factor limitante del vehículo de inmersión profunda y pasaron cuatro horas en el fondo. Alcanzaron una profundidad máxima de 10 923 m (35 837 pies). Kelly Walsh es hijo del capitán del Trieste, Don Walsh, quien descendió allí en 1960 con Jacques Piccard . [156] [157] El 21 de junio de 2020, Victor Vescovo y el investigador de la Institución Oceanográfica Woods Hole, Ying-Tsong Lin, descendieron a la "Poza central" del abismo Challenger en el factor limitante del vehículo de inmersión profunda . Alcanzaron una profundidad máxima de 10 915 m (35 810 pies) ±4 m (13 pies). [158] [159] [160] El 26 de junio de 2020, Victor Vescovo y Jim Wigginton descendieron a la "Poza Este" del Abismo Challenger en el Factor Limitante del Vehículo de Inmersión Profunda . [161]
El Fendouzhe (奋斗者, Striver ) es un sumergible chino tripulado de aguas profundas desarrollado por el Centro de Investigación Científica Naval de China (CSSRC). Entre el 10 de octubre y el 28 de noviembre de 2020, realizó trece inmersiones en la Fosa de las Marianas como parte de un programa de prueba. De ellas, ocho alcanzaron profundidades de más de 10 000 m (32 808 pies). El 10 de noviembre de 2020, el Fendouzhe llegó al fondo del Abismo Challenger con tres científicos chinos (Zhāng Wěi 张伟 [piloto], Zhào Yáng 赵洋 y Wáng Zhìqiáng 王治强) a bordo mientras transmitían en vivo el descenso a una profundidad reportada de 10 909 m (35 791 pies). [162] [163] Esto convierte al Fendouzhe en el cuarto vehículo sumergible tripulado que logra un descenso exitoso. El casco presurizado del Fendouzhe , hecho de una aleación de titanio de nuevo desarrollo, ofrece espacio para tres personas además de equipo técnico. [164] El Fendouzhe está equipado con cámaras fabricadas por el fabricante noruego Imenco. [165] Según Ye Cong 叶聪, el diseñador jefe del sumergible, los objetivos de China para la inmersión no son solo la investigación científica sino también el uso futuro de los recursos del fondo marino de aguas profundas. [166] [167]
El 28 de febrero de 2021, la expedición "Ring of Fire 2" de Caladan Oceanic llegó al abismo Challenger y realizó descensos tripulados y despliegues de módulos de aterrizaje en el abismo Challenger. [168] Al principio, se desplegó el módulo de aterrizaje de aguas ultraprofundas (sin tripulación) Skaff para recopilar datos de la columna de agua mediante CTD para la expedición. Los efectos de la placa de subducción del Pacífico chocando contra la placa filipina fue una de las cosas que se investigaron en el lugar. El 1 de marzo de 2021, Victor Vescovo y Richard Garriott realizaron el primer descenso tripulado a la piscina oriental . [169] Garriott se convirtió en la decimoséptima persona en descender al fondo. [170] [171] El 2 de marzo de 2021, Victor Vescovo y Michael Dubno realizaron un descenso a la piscina oriental . [171] [172] El 5 de marzo, Victor Vescovo y Hamish Harding realizaron un descenso a la piscina oriental . [173] Atravesaron el fondo del abismo Challenger. [174] [175] El 11 de marzo de 2021, Victor Vescovo y la botánica marina Nicole Yamase realizaron un descenso a la piscina occidental. [176] El 13 de abril de 2021, el experto en operaciones sumergibles en aguas profundas Rob McCallum y Tim Macdonald, que piloteó la inmersión, realizaron un descenso. [177] [178] [179] Está previsto un descenso en 2021 con un ciudadano japonés. [180] Todos los descensos tripulados se realizaron en el vehículo de inmersión profunda DSV Limiting Factor .
En julio de 2022, por cuarto año consecutivo, el sistema de inmersión profunda de Caladan Oceanic, que consiste en el sumergible profundo DSV Limiting Factor apoyado por el barco nodriza DSSV Pressure Drop , regresó al Abismo Challenger para realizar inmersiones en él. [181] A principios de julio de 2022, Aaron Newman se unió a Victor Vescovo como especialista de misión para una inmersión en la piscina central. [182] El 5 de julio de 2022, Tim Macdonald como piloto y Jim Kitchen como especialista de misión para una inmersión en la piscina oriental. [183] El 8 de julio de 2022, Dylan Taylor se unió a Victor Vescovo como especialista de misión para una inmersión en la piscina oriental. [184] Victor Vescovo (en su 15.ª inmersión en el Abismo Challenger) fue acompañado por la geógrafa y oceanógrafa Dawn Wright como especialista de misión en la inmersión del 12 de julio de 2022 a 10 919 m (35 823 pies) en la Piscina Occidental. [185] [186] Wright operó el primer sonar de barrido lateral del mundo que funcionó a toda la profundidad del océano para capturar imágenes detalladas a lo largo de transectos cortos de la pared sur de la Piscina Occidental. [187] [188]
El vehículo operado a distancia (ROV) Kaikō realizó muchos descensos sin tripulación a la Fosa de las Marianas desde su buque de apoyo RV Yokosuka durante dos expediciones en 1996 y 1998. [189] Del 29 de febrero al 4 de marzo, el ROV Kaiko realizó tres inmersiones en la cuenca central , Kaiko #21 - Kaiko #23. Las profundidades variaron desde 10.898 metros (35.755 pies) a 11°22.536′N 142°26.418′E / 11.375600, -142.440300; 142.440300 , a 10.896 metros (35.748 pies) en 11°22.59′N 142°25.848′E / 11.37650, -142.430800; inmersiones n.° 22 y n.° 23 al norte, y inmersión n.° 21 al noreste de las aguas más profundas de la cuenca central . [190] Durante las mediciones de 1996, la temperatura (la temperatura del agua aumenta a gran profundidad debido a la compresión adiabática), la salinidad y la presión del agua en la estación de muestreo fueron de 2,6 °C (36,7 °F), 34,7‰ y 1.113 bar (111,3 MPa; 16.140 psi), respectivamente, a 10.897 m (35.751 pies) de profundidad. [191] La sonda robótica japonesa de aguas profundas Kaikō rompió el récord de profundidad para sondas no tripuladas cuando llegó cerca del fondo estudiado del abismo Challenger. Creada por la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre (JAMSTEC) , fue una de las pocas sondas de aguas profundas no tripuladas en funcionamiento que podía sumergirse a más de 6.000 metros (20.000 pies) de profundidad. Se cree que el manómetro midió una profundidad de 10.911,4 m (35.799 pies) ±3 m (10 pies) en 11°22,39′N 142°35,54′E / 11,37317, -142,59233 para el abismo Challenger, la medición más precisa tomada hasta entonces. [192] [12] Otra fuente afirma que la mayor profundidad medida por Kaikō en 1996 fue de 10.898 m (35.755 pies) a 11°22.10′N 142°25.85′E / 11.36833, -142.43083 y 10.907 m (35.784 pies) a 11°22.95′N 142°12.42′E / 11.38250, -142.20700 y 10.907 m (35.784 pies) a 11°22.95′N 142°12.42′E / 11.38250, -142.20700 142.20700 en 1998. [12] El ROV Kaiko fue el primer vehículo en visitar el fondo del Abismo Challenger desde la inmersión del batiscafo Trieste en 1960, y el primer éxito en el muestreo del sedimento/lodo del fondo de la fosa, del que Kaiko obtuvo más de 360 muestras. [193] Se identificaron aproximadamente 3.000 microbios diferentes en las muestras. [194] [195] [191] Kaikō se perdió en el mar frente a la isla Shikoku durante el tifón Chan-Hom el 29 de mayo de 2003.
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Del 2 de mayo al 5 de junio de 2009, el RV Kilo Moana recibió al equipo Nereus del vehículo híbrido operado a distancia (HROV) de la Institución Oceanográfica Woods Hole ( WHOI ) para la primera prueba operativa del Nereus en su modo ROV atado de 3 toneladas. El equipo Nereus estaba encabezado por el líder de la expedición Andy Bowen de WHOI, Louis Whitcomb de la Universidad Johns Hopkins y Dana Yoerger, también de WHOI. La expedición tenía científicos codirectores: el biólogo Tim Shank de WHOI y la geóloga Patricia Fryer de la Universidad de Hawai, para dirigir el equipo científico que explotaba la batimetría del barco y organizaba los experimentos científicos desplegados por el Nereus . [196] Desde la inmersión #007ROV en Nereus a 880 m (2.887 pies) justo al sur de Guam, hasta la inmersión #010ROV en Nero Deep a 9.050 m (29.692 pies), las pruebas aumentaron gradualmente las profundidades y las complejidades de las actividades en el fondo.
El 31 de mayo de 2009, durante la inmersión n.° 011, el ROV pilotó al Nereus en una misión submarina de 27,8 horas, durante las cuales atravesó durante unas diez horas la cuenca oriental del Abismo Challenger (desde la pared sur, en dirección noroeste, hasta la pared norte) y transmitió en directo imágenes y datos a su nave nodriza. Se registró una profundidad máxima de 10 902 m (35 768 pies) en 11°22.10′N 142°35.48′E / 11.36833, -142.59133 . El RV Kilo Moana se trasladó luego a la cuenca occidental , donde una inmersión submarina de 19,3 horas encontró una profundidad máxima de 10.899 m (35.758 pies) en la inmersión n.º 012ROV, y en la inmersión n.º 014ROV en la misma zona (11°19,59 N, 142°12,99 E) encontró una profundidad máxima de 10.176 m (33.386 pies). El Nereus logró recuperar muestras de sedimentos y rocas de las cuencas oriental y occidental con su brazo manipulador para realizar más análisis científicos. La inmersión final del HROV fue a unas 80 millas náuticas (148,2 km) al norte del abismo Challenger, en el arco posterior , donde bucearon 2.963 m (9.721 pies) en la caldera TOTO (12°42,00 N, 143°31,5 E). [197] [198] El Nereus se convirtió así en el primer vehículo en llegar a la Fosa de las Marianas desde 1998 y en el vehículo de inmersión más profunda en funcionamiento en ese momento. [198] El director de proyecto y desarrollador Andy Bowen anunció el logro como "el comienzo de una nueva era en la exploración oceánica". [198] El Nereus , a diferencia del Kaikō , no necesitaba ser propulsado ni controlado por un cable conectado a un barco en la superficie del océano. [199] [79] [198] [200] [201] [197] El HROV Nereus se perdió el 10 de mayo de 2014 mientras realizaba una inmersión a 9.900 metros (32.500 pies) de profundidad en la Fosa de Kermadec . [202]
En junio de 2008, la Agencia Japonesa para la Ciencia y Tecnología Marina y Terrestre (JAMSTEC) envió el buque de investigación Kairei a la zona de Guam para el crucero KR08-05 Etapa 1 y Etapa 2. Del 1 al 3 de junio de 2008, durante la Etapa 1, la sonda robótica japonesa de aguas profundas ABISMO (Automatic Bottom Inspection and Sampling Mobile) en las inmersiones 11 a 13 casi alcanzó el fondo a unos 150 km (93 mi) al este del abismo Challenger: "Desafortunadamente, no pudimos sumergirnos hasta el fondo marino porque el cable primario heredado del sistema Kaiko era un poco corto. El muestreador de núcleos de gravedad de 2 m de largo se dejó caer en caída libre y se obtuvieron muestras de sedimento de 1,6 m de longitud. También se obtuvieron doce botellas de muestras de agua a varias profundidades..." La inmersión n.° 14 de ABISMO fue en la caldera TOTO (12°42.7777 N, 143°32.4055 E), A unas 60 millas náuticas al noreste de las aguas más profundas de la cuenca central del Abismo Challenger, donde obtuvieron videos de la columna hidrotermal. [203] Tras realizar pruebas exitosas a 10 000 m (32 808 pies), el ROV ABISMO de JAMSTEC se convirtió, durante un breve período, en el único ROV con capacidad para operar a toda profundidad oceánica existente. El 31 de mayo de 2009, el HROV Nereus de la Institución Oceanográfica Woods Hole se unió al ABISMO como los únicos dos vehículos operados a distancia capaces de operar a toda profundidad oceánica existentes. Durante la inmersión de seguimiento en aguas más profundas del ROV ABISMO, su manómetro midió una profundidad de 10 257 m (33 652 pies) ±3 m (10 pies) en el "Área 1" (cercanías de 12°43' N, 143°33' E). [204] [205]
La segunda etapa, a cargo del científico jefe Takashi Murashima, se realizó en el abismo Challenger entre el 8 y el 9 de junio de 2008, para probar el nuevo "Sistema de amarre de caída libre" de JAMSTEC, es decir, un módulo de aterrizaje en profundidad oceánica . El módulo de aterrizaje se probó con éxito dos veces a 10 895 m (35 745 pies) de profundidad, tomando imágenes de vídeo y muestras de sedimentos en 11°22.14′N 142°25.76′E / 11.36900, -142.42933 , en la cuenca central del abismo Challenger. [206]
El 23 de mayo de 2016, el sumergible chino Haidou-1 se sumergió a una profundidad de 10.767 m (35.325 pies) en una posición no revelada en la Fosa de las Marianas, convirtiendo a China en el tercer país después de Japón (ROV Kaikō ) y los EE. UU. (HROV Nereus ) , en desplegar un ROV de profundidad oceánica completa. Este vehículo autónomo y operado a distancia tiene una profundidad de diseño de 11.000 m (36.089 pies). [207]
El 8 de mayo de 2020, el sumergible ruso Vityaz-D se sumergió a una profundidad de 10.028 m (32.900 pies) en una posición no revelada en la Fosa de las Marianas. [208]
El informe resumido de la expedición del HMS Challenger enumera las formas de vida unicelulares de las dos muestras dragadas tomadas cuando se descubrió por primera vez el abismo Challenger. [209] Estas ( Nassellaria y Spumellaria ) fueron reportadas en el Informe sobre Radiolaria (1887) [210] escrito por Ernst Haeckel .
Durante su descenso en 1960, la tripulación del Trieste notó que el fondo estaba formado por un lodo de diatomeas e informó haber observado "algún tipo de pez plano" en el fondo del mar. [211]
Y mientras nos asentábamos en esa última braza, vi algo maravilloso. Tendido en el fondo, justo debajo de nosotros, había una especie de pez plano , parecido a un lenguado , de unos 30 cm de largo y 15 cm de ancho. Incluso cuando lo vi, sus dos ojos redondos en la parte superior de su cabeza nos espiaron: un monstruo de acero que invadía su reino silencioso. ¿Ojos? ¿Por qué debería tener ojos? ¿Simplemente para ver fosforescencia? El reflector que lo bañaba era la primera luz real que jamás había entrado en este reino abisal. Aquí, en un instante, estaba la respuesta que los biólogos habían preguntado durante décadas. ¿Podría existir vida en las mayores profundidades del océano? ¡Podría! Y no solo eso, aparentemente aquí, había un verdadero pez teleósteo óseo , no una raya primitiva o un elasmobranquio . Sí, un vertebrado altamente evolucionado, en la flecha del tiempo muy cercano al hombre mismo. Lentamente, extremadamente lentamente, este pez plano se alejó nadando. Moviéndose por el fondo, en parte en el cieno y en parte en el agua, desapareció en su noche. Lentamente también –tal vez todo sea lento en el fondo del mar– Walsh y yo nos dimos la mano. [212]
Muchos biólogos marinos se muestran ahora escépticos ante este supuesto avistamiento, y se sugiere que la criatura podría haber sido un pepino de mar . [213] [214] La cámara de vídeo a bordo de la sonda Kaiko detectó un pepino de mar, un gusano escamoso y un camarón en el fondo. [215] [216] En el fondo del abismo Challenger, la sonda Nereus detectó un gusano poliqueto (un depredador de múltiples patas) de aproximadamente una pulgada de largo. [217]
Un análisis de las muestras de sedimentos recolectadas por Kaiko encontró grandes cantidades de organismos simples a 10.900 m (35.800 pies). [218] Si bien se sabe que existen formas de vida similares en fosas oceánicas menos profundas (> 7.000 m) y en la llanura abisal , las formas de vida descubiertas en el Abismo Challenger posiblemente representen taxones distintos de los de los ecosistemas más superficiales.
La mayoría de los organismos recolectados eran foraminíferos simples de caparazón blando (432 especies según National Geographic [219] ), y cuatro de los otros representaban especies de los géneros complejos de múltiples cámaras Leptohalysis y Reophax . El ochenta y cinco por ciento de los especímenes eran alogromiidos orgánicos de caparazón blando , lo cual es inusual en comparación con las muestras de organismos que habitan en sedimentos de otros entornos de aguas profundas, donde el porcentaje de foraminíferos de paredes orgánicas varía del 5% al 20%. Como los organismos pequeños con caparazones duros y calcáreos tienen problemas para crecer a profundidades extremas debido a la alta solubilidad del carbonato de calcio en el agua presurizada, los científicos teorizan que la preponderancia de organismos de caparazón blando en el Abismo Challenger puede haber resultado de la biosfera típica presente cuando el Abismo Challenger era más superficial de lo que es ahora. A lo largo de seis a nueve millones de años, a medida que el abismo Challenger crecía hasta su profundidad actual, muchas de las especies presentes en el sedimento se extinguieron o no pudieron adaptarse a la creciente presión del agua y al entorno cambiante. [220]
El 17 de marzo de 2013, los investigadores informaron datos que sugerían que los microorganismos piezófilos prosperan en el abismo Challenger. [221] [222] Otros investigadores informaron estudios relacionados que indican que los microbios prosperan dentro de rocas hasta 579 m (1.900 pies) por debajo del fondo marino bajo 2.591 m (8.500 pies) de océano frente a la costa noroeste de los Estados Unidos. [221] [223] Según uno de los investigadores, "se pueden encontrar microbios en todas partes: son extremadamente adaptables a las condiciones y sobreviven dondequiera que estén". [221]
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11°22,4'N 142°35,5'E / 11,3733°N 142,5917°E / 11,3733; 142.5917