Fossa marina

Una fossa marina és una depressió submarina, llarga, estreta i molt profunda, limitada per marges abruptes.^[1] Les màximes profunditats marines són el que s'anomenen fosses marines o fosses oceàniques. Les fosses marines es troben, normalment, a la vora dels grans relleus continentals o de grans arcs d'illes, sovint volcàniques i tenen el seu origen en un procés de subducció d'una placa sota una altra.^[2] Representen les cavitats més profundes del fons marí. Les fosses marines ocupen una petita part de la superfície terrestre, aproximadament l'1%, a partir dels 6.200 m de profunditat. Formen part d'una zona particularment inestable de la superfície terrestre, amb una forta intensitat dels sismes i una gran activitat volcànica.^[3]

Vista en perspectiva del fons marí al mar Carib i l'oceà Atlàntic. Les petites Antilles es troben a sota, al costat esquerre de la imatge, i la península de Florida a dalt, a la dreta. L'àrea de color morat que hi ha al centre de la imatge és la fossa de Puerto Rico, que constitueix la zona més profunda de l'oceà Atlàntic i el mar Carib.

Si bé hi ha fosses marines en tots els oceans, les més profundes es troben sota l'oceà Pacífic, on sis són les fosses que aconsegueixen més de 10.000 m de profunditat. La fossa marina més profunda és la fossa Challenger de la Fossa de les Marianes que mesurada l'1 de juny 2009 pel sonar del RV Kilo Moana va indicar 10.971 metres de profunditat.^[4] En aquests llocs submarins, la temperatura de l'aigua és molt baixa, però igualment hi ha una gran varietat de flora i fauna que s'adapta a les condicions de l'ambient.^[5][6][7][8]

Origen

Les fosses marines són producte del moviment de les places tectòniques.^{[9][10][11][12]} Quan les plaques convergeixen, col·lideixen i es desplacen introduint-se una sota l'altra pel procés de subducció^[13] que forma la depressió de la superfície donant lloc al fet que el sòl s'enfonsi notablement formant així fosses marines.

Aigua i biosfera

El volum d'aigua que s'escapa des de dins i per sota de l'avantarc dona lloc a algunes de les interaccions més dinàmiques i complexes de la Terra entre fluids aquosos i roques. La major part d'aquesta aigua queda atrapada en porus i fractures a la litosfera superior i als sediments de la placa subductora. L'avantarc mitjà està soterrat per un volum sòlid de sediment oceànic de 400 m de gruix que entra a la rasa amb un 50-60% de porositat i es van esprement progressivament a mesura que es subdueixen, reduint l'espai buit i forçant els líquids a sortir al llarg de la decol·lecció i pujar cap a l'avantbraç superior, que pot tenir o no un prisma d'acreció.

Els sediments acumulats a l'avantarc són una altra font de líquids, perquè les troba aigua en els minerals hidratats,^[14] especialment argiles i òpals. L'augment de la pressió i la temperatura que experimenten els materials subduïts converteix els minerals hidrats en fases més denses que contenen aigua progressivament menys estructuralment lligada. L'aigua alliberada per deshidratació que acompanya les transicions de fase és una altra font de fluids introduïda a la base de la placa principal. Aquests fluids poden viatjar a través del prisma d'acreció de manera difusa, a través d'espais de porus interconnectats als sediments, o poden seguir canals discrets al llarg de les falles. Els llocs de ventilació poden adoptar la forma de volcans de fang o filtracions i sovint s'associen a comunitats quimiosintètiques. Els fluids que s'escapen de les parts més superficials d'una zona de subducció també poden escapar al llarg del límit de la placa, però poques vegades s'han observat que drenaven al llarg de l'eix de la rasa. Tots aquests fluids estan dominats per l'aigua, però també contenen ions dissolts i molècules orgàniques, especialment metà. El metà és sovint segrestat en forma de gel (clatrat de metà, també anomenat hidrat de gas) a l'avantarc. Es tracta d'una font d'energia potencial i es pot descompondre ràpidament. La desestabilització dels hidrats de gas ha contribuït a l'escalfament global en el passat i probablement ho farà en el futur.

Factors que afecten la profunditat

Diversos factors controlen la profunditat de les rases, el més important és l'aportació de sediment, que omple la rasa. Les trinxeres més profundes (més de 8.000 m) son totes no acrecionàries.^[15] En canvi, totes les trinxeres amb prismes d’acreció creixents tenen una profunditat inferior als 8.000 m. La major part dels sediments en les conques dels arcs insulars, i els sediments a les fosses consisteixen en conglomerats d'aigües profundes, turbidita i sediments pelàgics.^[15]

Un segon factor de control sobre la profunditat de la rasa és l'edat de la litosfera en el moment de la subducció, perquè la litosfera oceànica es refreda i s’espesseix a mesura que envelleix, disminueix. Com més antic és el fons marí, més profund es troba i això determina la profunditat mínima a partir de la qual comença a baixar el fons marí. Aquesta correlació evident es pot eliminar mirant la profunditat relativa, la diferència entre la profunditat regional del fons marí i la profunditat màxima de la rasa. La profunditat relativa pot estar controlada per l'edat de la litosfera a la rasa, la taxa de convergència i la caiguda de la llosa subduïda a profunditats intermèdies. Finalment, les plaques estretes poden enfonsar-se i retrocedir més ràpidament que les plaques amples, perquè és més fàcil que l’astenosfera subjacent flueixi al voltant de les vores de la placa que s’enfonsa. Aquestes plaques poden tenir baixades pronunciades a profunditats relativament poc profundes i, per tant, poden estar associades a trinxeres inusualment profundes, com la Fossa Challenger.

Fosses notables

Entre les zones abissals més profundes hi ha:

• Fossa de les Marianes: 10.971 m. la més profunda de la Terra.^[16][17]
• Fossa de Tonga: 10.822 m.^[18]

• Fossa de les Kurils: 10.542 m.^[19][20]
• Fossa de les Filipines: 10.475 m.^[21][22][23]
• Fossa Bonin: 10.375 m.^[24]
• Fossa del Japó: 10.374 m.^{[25][26][27][28]}
• Fossa de Kermadec: 10.047 m.^[29]
• Fossa de Guam: 9.636 m.^[30]
• Fossa de Salomó: 9.140 m.^[31]
• Fossa de Puerto Rico: 8.380 m.^[32]
• Fossa de les Sandwich del Sud: 8.264 m.^[33]
• Fossa de les Aleutianes: 7.679 m.^[34]

Referències

1. Comaposada, M.A.V.; Catalans, I.E.. Aportació a la terminologia geogràfica catalana. Societat Catalana de Geografia, Institut d'Estudis Catalans, 1998, p. 113. ISBN 978-84-7283-400-2.
2. Maneja Juvanteny, Guillem. «Els misteris ocults del punt més profund del planeta». El Nacional, 18-04-2021. [Consulta: 25 agost 2021].
3. Kennish, M.J.. Practical Handbook of Marine Science. CRC Press, 2019, p. 274. ISBN 978-1-351-65409-8.
4. «Daily Reports for R/V KILO MOANA June and July 2009». University of Hawaii Marine Center, 04-06-2009 [Consulta: 4 setembre 2021]. Arxivat 2012-05-24 at Archive.is «Còpia arxivada». Arxivat de l'original el 2012-05-24. [Consulta: 4 setembre 2021].
5. Jamieson, A. The Hadal Zone: Life in the Deepest Oceans. Cambridge University Press, 2015. ISBN 978-1-316-06072-8.
6. Marshall Cavendish Corporation. Aquatic Life of the World. Marshall Cavendish, 2001, p. 392. ISBN 978-0-7614-7177-6.
7. Hoyt, E. Creatures of the Deep: In Search of the Sea's Monsters and the World They Live in. Firefly Books Limited, 2014. ISBN 978-1-77085-281-5.
8. Collard, S.B.; Wenzel, G. The Deep-Sea Floor. Charlesbridge, 2011. ISBN 978-1-60734-217-5.
9. Aleshire, P.; Nash, G.H.. Ocean Ridges and Trenches. Facts On File, Incorporated, 2007. ISBN 978-1-4381-0669-4.
10. Reilly, K.M.; Thompson, C. Fault Lines & Tectonic Plates: Discover What Happens When the Earth's Crust Moves With 25 Projects. Nomad Press, 2017. ISBN 978-1-61930-462-8.
11. Cousteau, F. Ocean: The Definitive Visual Guide. Dorling Kindersley Limited, 2014, p. 183. ISBN 978-0-241-18703-6.
12. Caron, J.M.; Alain Gauthier, G. Planete terre (en estonià). Ophrys, 2007, p. 99. ISBN 978-2-7080-1021-5.
13. Stern, Robert J. «Subduction zones». Reviews of Geophysics, 40, 4, 2002, p. 1012. DOI: 10.1029/2001RG000108.
14. Julia Ribeiro, Cin-Ty A. Lee «The role of the forearc mantle in the deep water cycle in cold subduction zones: importance of supra-slab sources of water in arc magmas» (en anglès). AGU Fall meeting, 12-2016 [Consulta: 20 setembre 2021].
15. Bjorlykke, Knut. Petroleum Geoscience: From Sedimentary Environments to Rock Physics (en anglès). Springer Science & Business Media, 2010, p. 249. ISBN 3642023320.
16. Marianas Trench Marine National Monument Visitor Facility Authorization Act of 2010: Report (to Accompany H.R. 3511) (including Cost Estimate of the Congressional Budget Office).. U.S. Government Printing Office, 2010, p. 1.
17. Geological Survey (U.S.). U.S. Geological Survey Professional Paper. U.S. Government Printing Office, 1979, p. 1-PA270.
18. «IHO-IOC GEBCO Gazetteer of Undersea Feature Names, August 2011 version». GEBCO, 8-2011 [Consulta: 20 març 2012].
19. Title. American Geophysical Union, p. 2-PA249. ISBN 978-978-087-590-9.
20. Utrata, J.; Wiechert, I.; Lietmann, A.; Linnenbrink, U. Utrata Fachwörterbuch: Geographie - Englisch-Deutsch/Deutsch-Englisch (en alemany). Utrata Fachbuchverlag, 2014, p. 204. ISBN 978-3-944318-28-8.
21. Hamilton, W.B.; Indonesia. Departemen Pertambangan; Geological Survey (U.S.). Tectonics of the Indonesian Region. U.S. Government Printing Office, 1979, p. 213.
22. Machuca, P. Historia mínima de Filipinas (en castellà). El Colegio de Mexico AC, 2019, p. 12. ISBN 978-607-564-158-4.
23. Guinto, M.Á.C.. TEXTOS BIZARROS TOMO 5 (en castellà). Miguel Ángel Cuevas Guinto, p. 39.
24. House, G.S.P.; Hodgson, D.M.; Flint, S.S.; Geological Society of London. Submarine Slope Systems: Processes and Products. Geological Society, 2005, p. 123. ISBN 978-1-86239-177-2.
25. April 26 - June 19, 1969: Japan Trench and Sea of Japan, 1971.
26. Kokuo, M. Bottom sampling in the Japan Trench. Maritime Safety Board, 1962.
27. Biju-Duval, B.; Technip, E.; Montadert, L. Histoire Structurale Des Bassins Méditerranéens (en francès). Éditions Technip, 1977, p. 61. ISBN 978-2-7108-0321-8.
28. Bogdanov, N.A.. Tectonics. Taylor & Francis, 1984, p. 33. ISBN 978-90-6764-016-9.
29. Ridgway, N.W.. Hydrology of the Southern Kermadec Trench Region, 1970.
30. Cunningham, L.J.; Beaty, J.J.. Guam: A Natural History. Bess Press, Incorporated, 2001, p. 5. ISBN 978-1-57306-067-7.
31. Georgiopoulou, A.; Amy, L.A.; Benetti, S.; Chaytor, J.D.; Clare, M.A.; Gamboa, D.; Haughton, P.D.W.; Moernaut, J.; Mountjoy, J.J.. Subaqueous Mass Movements and Their Consequences: Advances in Process Understanding, Monitoring and Hazard Assessments. Geological Society, 2020, p. 223. ISBN 978-1-78620-477-6.
32. Nalwalk, A.J.. Geology of the North Wall of the Puerto Rico Trench. University Microfilms International, 1977.
33. United States. Hydrographic Office. Operation Deep Freeze 61, 1960-1961: Marine Geophysical Investigations. The Office, 1962, p. 46.
34. Houston, J.R.. Effect of Source Orientation and Location in the Aleutian Trench on Tsunami Amplitude: Along the Pacific Coast of the Continental United States. U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, 1975.

Vegeu també

• Zona abissal
• Auguste Piccard
• Batiscaf
• Batiscaf Trieste