Рельеф дна Мирового океана изучен гораздо хуже, чем рельеф суши. Долгое время считалось, что это в основном равнина, покрытая мощным слоем осадочных отложений. До сих пор в строении дна океана много неясного. Но несомненно одно: рельеф океанического дна очень сложен.

Океаническая кора имеет ряд особенностей: меньшая мощность, чем у материковой коры (5-15 км); отсутствие гранитного слоя; широкое распространение вулканизма (площадного типа).

Эндогенные процессы проявляются на дне довольно отчетливо. Экзогенные процессы проявляются иначе, чем на суше, их действие менее выражено. Главная роль принадлежит массе воды и движению океанических вод, а также выносам рек (вблизи материков), плавучим льдам, живым организмам. Важным экзогенным процессом является процесс осадконакопления, в котором выделяют:

1) терригенные – осадки, сносимые с суши;

2) вулканогенные – осадки, сложенные вулканическими наносами;

3) органогенные – осадки, сложенные останками живых организмов;

4) хемогенные – осадки химического происхождения (соли, железо-марганцевые конкреции;

5) полигенные – глубоководные красные глины, тончайший материал терригенного, вулканического, органического происхождения и космическая пыль.

Наибольшая мощность осадков на дне океана 1,5-2 км (и то у подножия материкового склона), средняя – несколько сот метров.

Основными крупными формами рельефа дна являются: 1) подводная окраина материков, шельф; 2) переходная зона от материков к материковому склону; 3) ложе океана со срединно океаническими хребтами и океаническими котловинами.

Подводная окраина материков занимает около 20% всей площади дна океана. Она сложена типично материковой корой (3 слоя), хотя и покрыта океаническими водами. Принято различать:

1) материковый шельф – продолжение платформенных равнин суши под уровнем океана; шельф занимает примерно 7% площади океана, средняя ширина его 60 км, местами – лишь несколько сот метров, а местами – до 1500 км (например, в Северном Ледовитом океане); глубина шельфа 200-400 м, местами – до 2 км (в Охотском море); шельф называют материковой отмелью; образование шельфа связано с повышением уровня океана (после таяния древнего ледника) и опусканием суши; рельеф шельфа преимущественно равнинный, но также имеют место холмы, ступенчатые террасы, затопленные речные долины, бараньи лбы и т.п.;

2) материковый склон – тоже имеет материковую кору; его крутизна составляет 7-15 о; для материкового склона характерны глубокие каньоны (разломы, продолжение речных долин); возникновение материкового склона объясняется крутым изгибом земной коры при одновременном поднятии платформы и прогибании ложа океана.

3) материковое подножие – здесь земная кора также материковая, но гранитный слой выступает в сторону океана.

Переходная зона дна океана занимает около 9% всей площади дна. Она имеет сложное строение. Здесь выделяют окраинные моря, островные дуги, глубоководные желоба. В этой зоне наблюдается переход от континентальной коры к океанической. На дне морей гранитный слой может отсутствовать. Форма желобов близка к «V», причем склон со стороны континента круче и выше, чем противоположный. Слой осадков в желобах до 2 км. На одном склоне земная кора материкового типа, на другом – океанического. Известно около 40 глубоководных желобов, 5 из них имеют глубину более 10 км (Марианский, Тонга, Курило-Камчатский, Филиппинский, Кермадек).

Океаническое ложе занимает почти 70% дна океана. Средняя глубина ложа 4 км. Земная кора типично океаническая. В каждом океане ложе имеет срединно-океанические хребты. Общая протяженность срединно-океани-ческих хребтов более 80 тысяч километров. Хребет состоит из осевой части и двух склонов. Ширина хребтов от 200 до 2000 км, высота 1-2 км. На дне есть и отдельные горы, цепи гор. Чаще всего они имеют вулканическое происхождение. Достигая поверхности, вершины некоторых из них образуют острова – гайоты. Огромные площади на дне занимают глубоководные абиссальные равнины (встречаются плоские, холмистые и волнистые). Их образование связано с процессами осадклонакопления. Наиболее пониженные части дна представляют собой океанические котловины. Крупными морфоструктурами ложа океана являются глубоководные поднятия – глыбовые и глыбово-вулканические. Их рельеф обусловлен разломами и сбросами.

Рельеф дна океана хорошо согласуется с представлением о его разрастании, с гипотезой движения литосферных плит. Согласно этой гипотезе, срединные хребты образуются вследствие наращивания краев плит литосферы за счет излияния магмы по разломам при раздвижении литосферных плит. При быстром раздвижении (более 3 см в год) высота хребта меньше и склоны положе, чем при медленном. Удаляясь от места образования хребтов, литосферные плиты медленно погружаются. Так, Тихоокеанская плита погружается под Евроазиатскую. В этом месте возникают глубоководные желоба. Наиболее древним океаническим дном является дно Тихого океана.

Рельеф дна Мирового океана

На дне Мирового океана выделяются че­тыре планетарные геотектуры второго поряд­ка: подводные окраины материков, переходные зоны между материками и океанами, ложе оке­ана и срединно-океанические хребты.

Подводные окраины материков (их назы­вают пассивными окраинами континентов), затопленные водами океана, составляют 82 млн км 2 , что больше половины площа­ди суши. В Северном Ледовитом океане на их долю приходится более 70% площади (табл. 15). В геологическом отношении они яв­ляются продолжением материков и обладают земной корой материкового типа. Их внешняя граница, располагающаяся на глубинах поряд­ка 3,5 км, является границей континента и океана. Подводная окраина материков состо­ит из трех главных морфоструктурных элемен­тов - шельфа, материкового склона и мате­рикового подножия (рис. 137).

Площади основных типов морфоструктур океанов (%)

(по В. М. Литвину)

Та б л и ца 15

Рис. 137. Атлантическая подводная окраина Северной Америки: шельф, материковый склон с каньонами, ма­териковое подножье (по О. К. Леонтьеву и Г. И. Рычагову)

Шельф - это прибрежная, относительно мелководная часть дна до глубин в основном 100-200 м, ограниченная бровкой материко­вого склона. Рельеф шельфа равнинный, ук­лоны поверхности обычно не превышают 1°. Во время четвертичных оледенений, когда уро­вень моря понижался на 100-120 м, значи­тельные части шельфа были сушей. На ри­сунке 138 показана конфигурация берегов Мирового океана во время максимума вал­дайского оледенения 18 тыс. лет тому назад. Отчетливо видна Берингия на месте Беринго­ва пролива, осушенные арктические шельфы и шельфы Индокитая. Шельфы Северного мо­ря были в то время заняты ледником. Этим объясняется хорошая сохранность на шельфах субаэральных реликтовых форм рельефа, воз­никших в континентальных условиях. В обла­стях оледенений шельфы - это затопленные ледниково-экзарационные и ледниково-акку-

Рис. 138. Конфигурация материков и ледниковых щитов при наинизшем стоянии уровня моря во время Валдай­ского оледенения 18 тыс. лет тому назад (по А. С. Мо-нину и Ю. А. Шишкову)

мулятивные холмистые равнины или плоские водно-ледниковые равнины. Широко представ­лены погруженные волнистые эрозионные рав­нины с четко выраженными речными долина­ми, являющимися продолжением речных до­лин суши. В частности, на шельфах Северного Ледовитого океана отчетливо прослеживают­ся подводные продолжения долин великих си­бирских рек: Оби, Енисея, Лены, Яны, Инди­гирки, Колымы (рис. 139). Местами хорошо сохранились реликтовые структурно-денудаци­онные формы рельефа в виде гряд. Помимо субаэральных форм, развиты и абразионные равнины - бенчи и подводные аккумулятив­ные террасы на разных уровнях, в том числе и ниже 120 м. Это свидетельствует о том, что равнины шельфа образовались не только при затоплении суши в результате гидрократичес-кого повышения уровня океана, но и вслед­ствие новейших тектонических опусканий окраин материков. Широко представлены и субаквальные формы, созданные волнами, дон­ными течениями; в жарком поясе типичны ко-

Высота поверхности ледниковых щитов дана в метрах, изотермы в океанах проведены через 2 °С. Контуры материков совпадают с современной изобатой 85 м. Пунктиром показана граница ма­терикового льда в Южной Америке

ралловые рифы. Большая часть рыхлого осадочного материала шельфа поступает с суши и проходит транзитом в сторону ложа океана.

Материковый склон - сравнительно уз­кая часть морского дна, непосредственно при­мыкающая к шельфу. Материковый склон об­ладает большими уклонами поверхности от 5 - 7° до 20°, быстрым увеличением глубин, ступенчатым профилем и интенсивным расчле­нением глубокими (до 2 - 3 км) врезами-лож­бинами У-образного профиля, которые назы­ваются подводными каньонами (рис. 140). Они напоминают по облику горные долины. Многие из этих каньонов лежат напротив ус­тьев больших рек, являясь их подводным про­должением. Но от речных долин они отлича­ются тем, что в них местами наблюдаются обратные уклоны продольного профиля. Зало­жение подводных каньонов обусловлено тек­тоническими разломами, а дальнейшая их раз­работка связана с субаквальными гравитаци­онными процессами - с мутьевыми потоками

Рис. 139. Продолжение долин сибирских рек на шель­фах арктических морей. Реконструкция на период позд­него плейстоцена

(по А. Н. Ласточкину и Б. Г. Федо­рову)

Рис. 140. Участок материкового склона (атлантическая подводная окраина Северной Америки). Отчетливо вид­ны подводные каньоны и шельф (левая часть схемы) (по О. К. Леонтьеву)

и оползнями. Оползневые процессы активно протекают и на самом материковом склоне, вследствие чего рыхлые отложения на нем ма­ломощны и местами обнажаются коренные по­роды. По мнению О. К. Леонтьева, матери­ковый склон - система ступенчатых сбросов, образовавшихся в результате скалывания края материковой платформы, имеющей тенденцию к поднятию, и ложем океана - с тенденци­ей к погружению.

Материковое подножие - наклонная (1-2°) аккумулятивная равнина у основания материкового склона шириной в несколько со­тен километров. В структурно-геологическом отношении это глубокий прогиб земной коры, который выполнен мощной толщей рыхлых от­ложений, достигающей 3-5 км. В основном это слившиеся конусы выноса мутьевых пото­ков, привязанных к устьям подводных каньо­нов, и оползневые массы. Самым гигантским считается Бенгальский конус выноса, который занимает практически весь Бенгальский залив. Аккумулятивные равнины материкового под­ножия можно рассматривать как огромные шлейфы у основания материкового склона, по­добно подгорным шлейфам на суше.

Переходные зоны между материками и океанами (геосинклинальные зоны, или зоны субдукции) - это зоны начинающегося горо­образования. Их называют активными окраи­нами континентов, хотя это не совсем точ­но, так как субдукция может происходить и в открытом океане, как, например, в пределах глубочайших Марианского и Инзу-Бонинского желобов. Наиболее ярко представлены гео­синклинальные зоны по западной окраине Ти­хого океана, в Зондском архипелаге, в Кариб­ском регионе и на юге Атлантического океа­на и в виде реликта в Средиземном море.

Переходные зоны характеризуются макси­мальным на Земле расчленением рельефа (до 15 км). Это результат интенсивных контраст­ных тектонических движений и сложных горо­образовательных процессов, а также резкого изменения мощности и строения земной коры. Переходным поясам присуща высокая степень сейсмичности и вулканизм.

Главными элементами переходных геосин­клинальных зон являются глубоководные же­лоба, островные дуги и котловины окраинных (или средиземных) морей.

Глубоководные желоба - узкие прогибы дугообразной формы глубиной до 10-11 км. Поперечный профиль их У-образный, асимме­тричный со склонами крутизной от 5- 6° в верхней части до 25° в нижней и с узкой по­лоской плоского дна, причем склон, обращен­ный в сторону материка, круче океаническо­го. Склоны желобов ступенчатые и разбиты подводными каньонами. Под днищами глубо­ководных желобов отмечается океаническая или субокеаническая земная кора. Глубоковод­ные желоба - геоморфологически выражен­ные на дне океанов места погружения океа­нических литосферных плит под континенталь­ные (Перуанский) или другие океанические плиты (Курильский, Марианский и др.), непо­средственно в мантию. Эти так называемые зоны Заварицкого-Беньофа - полосы повы­шенной неустойчивости земного вещества, пронизывающие земную кору и верхнюю ман­тию, ориентированные под углом 60 - 70° от­носительно земной поверхности и наклонен­ные в сторону континентов. Именно к ним приурочены гипоцентры землетрясений, глу­бина которых увеличивается в сторону под­водной окраины материков.

Островные дуги - это огромные хребты с крутыми склонами с внешней стороны, огра­ниченными глубоководными желобами, и бо­лее пологими - с внутренней, со стороны котловин окраинных морей. Глубинная струк­тура островных дуг - вал из базальтовой ко­ры, надстроенный складчатыми горами, на ко­торые насажены вулканы. Под островными ду­гами, а местами и под котловинами морей располагаются линзообразные магматические очаги, имеющие десятки километров в попе­речнике и до 15-20 км мощности. Эти внут-рикоровые и подкоровые очаги содержат маг­му кислого состава, которой питаются целые группы вулканов в течение очень длительно­го времени. Интрузивные породы таких оча­гов имеют гранитный состав. Принято считать, что в паре «глубоководный желоб - остров­ная дуга» формируется континентальная зем­ная кора.

Островные дуги разбиты поперечными глу­бинными разломами, с которыми совпадают проливы среди островов. Им присущи высо­кие значения теплового потока. К этим раз­ломам приурочены основные сейсмичные зо­ны с крупными действующими вулканами. Ост­ровные дуги бывают двойными, например внутренняя и внешняя Курильские гряды, или образуют единый массив суши из слившихся дуг, например Японские острова.

Котловины окраинных и внутренних межматериковых морей - это плоские, вол­нистые, реже холмистые абиссальные равни­ны на глубинах 2-3,5 км. Они сложены с поверхности рыхлыми осадками мощностью до 3 - 5 км, поступающими в основном с су­ши. Характерная особенность строения зем­ной коры в окраинных морях - отсутствие гранитного слоя, поэтому ее часто называют субокеанической. На фоне равнин отмечают­ся подводные плато, вулканические хребты и складчато-глыбовые горст-антиклинории. Кот­ловины окраинных и внутренних (межматери­ковых) морей различаются по истории своего развития. Котловины окраинных морей, по мнению О. К. Леонтьева, образуются в ре­зультате отсечения краевой части ложа океа­на в виде сегмента глубоководными желоба­ми. Дальнейшей изоляции их от ложа океана способствуют островные дуги. Котловины внутренних морей - это остатки когда-то крупных океанов, площадь которых постоян­но сокращается в результате сближения огра­ничивающих их плит. При полном их сближе­нии внутренние моря исчезают. Примером яв­ляются остатки океана Тетис: Средиземное, Черное, Каспийское моря, зажатые между Ев­роазиатской и Африкано-Аравийской плитами. На дне таких морей можно еще встретить реликтовые зоны субдукции, сохранившиеся от предшествовавшего этапа раздвижения ли-тосферных плит: короткие желоба и остров­ные дуги.

В целом в котловинах того и другого ти­па создаются условия для накопления рых­лых осадков повышенной мощности и погре­бения исходного холмистого вулканического рельефа.

Ложе океанов представлено двумя ти­пами морфоструктур: абиссальными (греч. аЬуззоз - бездонный) равнинами (котловина­ми) и подводными горными сооружениями. Абиссальные равнины занимают основную площадь Мирового океана; в среднем они при­урочены к глубинам более 6 км. В структур­ном отношении они соответствуют океаничес­ким платформам (талассократонам). Им присущ типично океанический тип земной коры, состоящий из маломощного (1-2 км) рыхло­го осадочного слоя, тонкого промежуточного слоя из базальтовых лав с прослоями уплот­ненных осадочных пород (так называемого вто­рого слоя) и базальтового основания, который часто называют океаническим фундаментом.

Рельеф центральных частей абиссальных равнин и тех периферийных океанических кот­ловин, которые отделены от материков глубо­ководными желобами, холмистый вследствие ограниченного поступления терригенного ма­териала. Среди холмов преобладают вулкани­ческие поднятия изометричных очертаний вы­сотой до 500 м и поперечником до 100 км, часто с уплощенной вершиной, которые назы­вают гайотами (рис. 141). В основном это щитовые вулканы и лакколиты. Некоторые под­нятия имеют грядообразную форму. Там, где холмы частично погребены под осадками зна-

Рис. 142. Морфология срединно-океанического хребта: А - основные морфоструктурные элементы Индийско-Аравий­ского хребта между разломом Оуэна и горой Вернадского;

чительной мощности, преобладают волнистые равнины.

В районах, где ложе океана примыкает к подводным окраинам материков, холмы пол­ностью скрыты под осадками - здесь обра­зовались плоские равнины. Они весьма харак­терны для окрестностей Антарктиды, где ве­лико поступление терригенного материала с айсбергами, и для Северного Ледовитого океана. Многие сводовые вулканические под­нятия в теплых океанах увенчаны коралловы­ми постройками - атоллами.

Подводные горы в пределах ложа океа­на связаны в основном с разрывной тектони­кой, а также с современным вулканизмом. Для ложа океанов характерны глубинные разломы. Они особенно многочисленны в Тихом океа­не, где им присуще субширотное простирание. Вдоль разломов вытянуты узкие ложбины - грабены и глыбовые хребты. К рельефу ложа океанов относятся также сводово-глыбовые и сводовые хребты, океанические плато и воз­вышенности. Все поднятия, особенно сводово-

Б - поперечный профиль рифтовой долины Эсканаба (по Ле Пишону и др.)

глыбовые, осложнены вулканическими горами, увенчанными действующими вулканами над го­рячими точками - «плюмами». Подавляющее большинство их подводные, но некоторые вы­ступают над уровнем моря в виде островов, в особенности в Тихом океане. Таковы, напри­мер, Гавайские острова, среди которых нахо­дится самый высокий в мире вулкан - его относительная высота (от подошвы на дне оке­ана до вершины) превышает 10 км.

Срединно-океанические хребты образуют единую планетарную систему во всех океанах общей длиной около 80 тыс. км. Все ее зве­нья были выявлены ко второй половине 60-х гг. XX в. Эта трансокеаническая горная система представляет собой сводовое вулка­ническое поднятие высотой до 6 км и шири­ной до 1500 км с кулисообразно расположен­ными рифтовыми долинами вдоль оси и об­рамляющими их рифтовыми хребтами. Превышение гребней рифтовых хребтов над днищами рифтовых долин обычно составляет 2 - 3 км. У рифтовых долин крутые ступенча-

тые склоны и узкое плоское днище шириной несколько десятков километров (рис. 142). С обеих сторон от осевой рифтовой зоны про­тягиваются фланговые зоны, представляющие собой склоны сводового поднятия. Они тоже имеют горный рельеф, но менее контрастный, чем в осевой зоне. Фланговые зоны постепен­но переходят в холмистый рельеф ложа океанов.

Срединно-океанические хребты пересечены параллельными друг другу поперечными трансформными разломами, продолжающи­мися в пределах ложа океанов (рис. 143). С ними связаны проявления современного вул­канизма, например в районе Азорских остро­вов. Отдельные сегменты трансокеанических срединных хребтов, отсекаемые этими попе­речными разломами, сдвинуты относительно друг друга на десятки и даже сотни километ­ров, что подтверждает горизонтальные движе­ния плит.

Рифтовым зонам срединно-океанических хребтов свойственны большое значение теп­лового потока, высокая сейсмичность и оби­лие подводных вулканов вдоль гребней и скло­нов. Все это свидетельствует об интенсивном современном тектогенезе, в частности о спре-динге - раздвижении литосферных плит.

В геологическом строении осевых зон сре­динно-океанических хребтов участвуют ульт­раосновные породы, главным образом перидо­титы, внедрившиеся в первичную океаничес­кую кору в виде диапиров из верхней мантии. Такой тип земной коры называют рифтоген-ным (ультраокеаническим). Он характеризует­ся повышенной плотностью и отсутствием чет­ко выраженной границы Мохо.

Рис. 143. Трансформные разломы, по которым произо­шел горизонтальный сдвиг отдельных участков срединно-океанического хребта (по О. К. Леонтьеву и Г. И. Рычагову)

Рифтогенное горообразование рассматри­вается как особый класс горообразовательных процессов, наряду с геосинклинальным горо­образованием в переходных зонах и образова­нием глыбовых эпиплатформенных гор.

Таким образом, и на суше и в океане ос­новными планетарными формами рельефа яв­ляются горы и равнины. Но на суше это глав­ным образом тектонические складчатые, склад-чато-глыбовые и глыбовые горы, а на дне океанов - вулканические. В целом на суше за счет экзогенных процессов преобладают разрушение и снос, ведущие к выравнива­нию, а на дне океанов главный экзогенный процесс - накопление осадков и также вы­равнивание.

Рельеф дна морей и океанов очень разнообразен. Как и на поверхности материков, здесь есть и равнины, и горы, и вулканы, и хребты, и впадины.

Шельф - подводная окраина материка, чаще всего это наиболее мелководная часть дна. Внешней границей шельфа нередко служит резкий уступ, с которого начинается континентальный склон, уходящий в бездну на несколько километров. Он может иметь несколько уступов - ступеней. Как и на суше, вниз по склону перемещаются массы песка, ила, гальки, но только особым способом - в виде мутьевых потоков. В местах постоянного схода таких потоков появляются следы подводной эрозии - каньоны. Чаще всего исток такого каньона - устье реки, ведь как раз оттуда поступает материал в море. Размеры каньонов сопоставимы с Большим каньоном реки Колорадо в Северной Америке. Вниз, к абиссальной равнине, мутьевые потоки сносят материал с материка, из зоны пляжей. Абиссальная равнина простирается на многие тысячи километров - прим.. Над ней возвышаются подводные вулканы, обычно конусообразной формы, а также плосковершинные горы - гайоты.

Их плоскогорные вершины - признак того, что они некогда поднимались из-под воды и интенсивно размывались волнами. Вулканические гряды образуют цепочки островов, если выходят своими вершинами выше уровня моря.

Дно океана рассекают формы рельефа планетарного масштаба - срединно-океанические хребты. Они возвышаются на 2-3 тысячи метров над окружающей подводной равниной. В сводовой части поднятия хребтов находится глубинный разлом - рифт, по которому на поверхность поднимается вещество мантии, рождается молодая океаническая кора.

Вблизи границ литосферных плит глубина дна резко увеличивается. Длинные протяжённые глубоководные желоба достигают фантастических отметок - более 11 километров. Такова глубина самого известного Марианского желоба в Тихом океане. Среди глубочайших - Пуэрториканский жёлоб в Атлантическом океане (8742 м), Зондский жёлоб в Индийском океане (7729 м - прим.). Расположение желобов чаще всего совпадает с зонами субдукции - пододвиганием океанической литосферной плиты под континентальную. Как и рифтовые зоны срединно-океанических хребтов, это самые неспокойные и сейсмически активные зоны на Земле. Вспомним, что вблизи Зондского жёлоба располагался остров с вулканом Кракатау, извержение которого в 1883 году было признано одним из сильнейших в истории человечества. В этом же районе был эпицентр землетрясения, которое произошло в декабре 2004 года и вызвало страшные по своим последствиям волны - цунами.

Вдоль глубоководного жёлоба часто протягивается островная дуга. Посмотрев на физическую карту, можно убедиться, что это так: Курило-Камчатский жёлоб ограничивает гряда Курильских островов, Алеутский жёлоб - Алеутские острова. Все они имеют активные или древние вулканы.

В тёплых и чистых тропических морях, на мелководьях у побережий материков и на подводных склонах вулканических дуг растут колонии кораллов. Иногда их постройки достигают настолько больших размеров, что образуются коралловые рифы и острова. Большой Барьерный риф у восточной окраины Австралии - самое грандиозное сооружение такого типа.

Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко

географический факультет

Рельеф дна мирового океана

Реферат по океанологии

студента 2-го курса группы ЕСГ

Кислякова Александра Сергеевича

Киев, ноябрь 2000

Введение.

Заключение.

Литература.

ВВЕДЕНИЕ.

По мере накопления сведений о рельефе земной поверхности формировались научные представления и о строении дна Мирового океана. Геоморфология морского дна и сегодня является важнейшим средством познания структуры, динамических процессов и истории формирования океана, хранящего тайны развития и эволюции планеты Земля.

Познание геологического строения только материков не давало ответа на вопросы о происхождении земной коры, ее изменении во времени и пространстве, не объясняло даже очевидных закономерностей геометрического совпадения контуров разделенных океаном материков. Обнаружение планетарной системы срединно-океаничеких хребтов подтвердило гипотезу о спрединге (расширении) морского дна и дрейфе литосферных плит от линий восходящих конвективных потоков мантийного вещества и погружении (субдукции) других участков плит на активных окраинах континентов.

Кроме теоретических основ глобальной тектоники и геологии изучение рельефа дна Мирового океана имело прикладное значение для установления закономерностей размещения донных полезных ископаемых. Эта проблема актуальна для многих стран мира уже сегодня и в будущем будет иметь еще большее значение, поскольку истощение запасов полезных ископаемых в наземных месторождениях, а также ограничение их добычи по экологическим или экономическим показателям, позволяет рассматривать Мировой океан как потенциальный источник важнейших видов сырья в будущем.

Распределение биологических ресурсов Мирового океана также находится во взаимосвязи со строением дна и закономерностями распределения морских глубин. Кроме того, биосфера Земли, зародившись в глубинах океана, и сегодня чутко реагирует на состояние водной оболочки планеты.

Сведения о гипсометрии морского дна имеют практическое применение для навигационных целей, прокладки трубопроводов по морскому дну, учет динамики береговых линий необходим для проектных и строительных работ в прибрежной зоне, для прогноза оползневых и абразионных процессов, особенно для островных государств и прибрежных территорий.

Поскольку в изучении дна Мирового океана существует еще много нерешенных проблем и интересных вопросов, в данной работе на основе анализа литературного материала сделана попытка оценки тех сведений, которыми науки геоморфология и морская геология располагают сегодня и дана характеристика рельефа дна четырех океанов планеты, позволяющая выделить как общие закономерности так и особенности в строении отдельных участков Мирового океана.

Глава I. ОБЩИЕ ЧЕРТЫ РЕЛЬЕФА ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА

Средняя глубина Мирового океана, покрывающего более 70% земной поверхности, около 4 км. Это ничтожная величина по сравнению с общей длиной земного радиуса (всего 0,06%), но вполне достаточная для того, чтобы сделать дно Мирового океана недосягаемым для непосредственного исследования обычными геологическими и геоморфологическими методами, которыми пользуются при полевых работах на суше. Дальнейшее изучение рельефа морского дна показало ошибочность прежних представлений о монотонности и простоте строения рельефа дна океана.

Одним из важнейших средств познания строения морского дна явилось эхолотирование, которое в течение 40 – 60-х годов нашего столетия достигло больших успехов, и сейчас мы располагаем полноценными батиметрическими картами океанов и морей, не идущими ни в какое сравнение с довоенными морскими картами. В эти же годы появились и некоторые приборы, позволившие хотя бы частично пополнить зрительными впечатлениями данные эхолотирования об облике морского дна. К их числу относятся акваланги, спускаемые аппараты и другие исследовательские аппараты типа подводных лодок; подводные фотоаппараты, позволяющие фотографировать глубоководные участки дна; подводное телевидение и др. Уже в 50-х годах стала применяться специализированная аэрофотосъемка, дающая фотоизображение дна на малых глубинах. Эти и подобные им технические средства позволяют видеть морское дно, а не только знать, как изменяются в его пределах отметки глубин. Однако возможности визуального обследования дна остаются еще весьма ограниченными, в связи с чем современные представления о закономерностях распространения и развития различных форм и комплексов форм подводного рельефа продолжают основываться преимущественно на результатах эхолотирования. Естественно, что эти представления тем более точны и близки к истине, чем точнее методика и гуще сеть эхолотных промеров. Некоторые районы прибрежного мелководья изучены с точностью, близкой к точности топографической изученности рельефа суши. В то же время имеются огромные пространства морского дна (в юго-восточной части Тихого океана, в южной части Атлантического океана и др.), о морфологии которых представления самые общие и весьма приблизительные. До сих пор существуют значительные трудности в пространственной, топографической привязке точек наблюдений, которая при всех новейших достижениях в этом направлении остается в большинстве случаев менее, точной, чем на суше.

Большие трудности также стоят на пути изучения геологического строения дна океанов. Примерно до 50-х годов нашего столетия практически единственными средствами геологических исследований дна океанов и морей были грунтовые трубки, дночерпатели и драги. За последнюю четверть века основная доля данных о геологическом строении дна океанов была получена благодаря широкому внедрению в практику исследований различных геофизических методов. Однако они при всей эффективности остаются косвенными методами геологического изучения. Среди геофизических методов, безусловно, первое место принадлежит морской сейсморазведке и ее различным модификациям. Затем следуют гравиметрические, магнитометрические, геотермические исследования. Все более широкое применение в морских геологических исследованиях получают различные геохимические методы, в том числе методы радиоизотопной геохронологии.

Батиграфическая кривая. Общее представление о распределении земной поверхности по ступеням высот и глубин дает гипсографическая кривая. По способу построения это кумулятивный график распределения высот и глубин.

Сравнивая батиграфические кривые отдельных океанов и Мирового океана в целом видим, что в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах распределение глубин очень сходно и следует тем же закономерностям, что и распределение глубин по всему Мировому океану. От 73,2 до 78,8% площади дна океанов лежит на глубинах от 3000 до 6000 м, от 14,5 до 17,2% – на глубинах от 200 до 3000 м и только 4,8 – 8,8% площади океанов имеют глубины менее 200 м. Соответствующие цифры для Мирового океана 73,8, 16,5 и 7,2%.

Резко отличается структурой батиграфической кривой Северный Ледовитый океан, где пространства дна с глубинами менее 200 м занимают 44,3%, а глубины, наиболее характерные для всех океанов (т. е. от 3000 до 6000 м), – всего 27,7%. Эта особенность батиграфической кривой приближает Северный Ледовитый океан к крупным глубоководным морям типа Средиземного или Карибского (Степанов,1959).

Несомненно, глубина моря или океана – одно из важнейших условий для развития различных природных процессов, и прежде всего – развития жизни и осадкообразования, важное условие формирования рельефа и динамики геологических процессов. В зависимости от глубины океан обычно разделяют на батиметрические зоны:

1) литоральную, т. е. прибрежную, ограниченную глубинами в несколько метров;

2) неритовую – до глубин порядка 200 м»

3) батиальную – до 3 тыс. м;

4) абиссальную – от 3 тыс. до б тыс. м;

5) гипабиссальную – глубину > 6 тыс. м.

Пограничные глубины довольно условны, в отдельных конкретных случаях они сильно сдвигаются. Так, в Черном море абиссаль считается с глубины 2 тыс. м.

Еще со времен Г. Вагнера (1912) установилась традиция считать, что различные участки гипсографической кривой прямо соответствуют основным элементам рельефа дна Мирового океана. Так, отрезок кривой между отметками 0 и 200 м отождествляется с материковой отмелью – мелководной, более или менее выровненной поверхностью дна, окаймляющей обычно материки и крупные острова (в последнем случае нередко применяется термин «.островная отмель»). Ниже отметки 200 м идет относительно крутой участок кривой, который соответствует так называемому материковому склону – зоне океанского дна, характеризующейся крутыми уклонами поверхности и ограничивающей снизу материковую отмель. Далее располагается снова выположенный участок кривой, соответствующий ложу океана – сравнительно выровненной глубоководной части дна океана, лежащей на глубинах более

3 тыс. м. Самый нижний и крутой участок батиграфической кривой сопоставляют с так называемыми глубоководными впадинами, т. е. участками дна океана, имеющими глубину более 6 тыс. м. Преобладающая часть площади дна океана с глубинами более 6 тыс. м приходится на Тихий океан, в Северном Ледовитом океане такие глубины вообще отсутствуют.

В действительности гипсографическая кривая по назначению и способу построения не может служить источником для получения представления об основных элементах донного рельефа. Действительно на дне Мирового океана есть и шельфы, и материковые склоны, и ложе океана, но названные понятия таксономически далеко неравнозначны, и их существование устанавливается не из гипсографической кривой, а из конкретных данных о рельефе дна различных морей и океанов. Кроме того, этими элементами не исчерпывается перечень крупнейших элементов рельефа океанского дна, т. е. имеются и такие элементы, которые не входят ни в шельф, ни в материковый склон, ни в ложе океана. На дне океана, как и на поверхности суши, имеются и горы, и возвышенности, и равнины.

Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко

географический факультет

Рельеф дна мирового океана

Реферат по океанологии

студента 2-го курса группы ЕСГ

Кислякова Александра Сергеевича

Киев, ноябрь 2000

Введение.

Заключение.

Литература.

ВВЕДЕНИЕ.

По мере накопления сведений о рельефе земной поверхности формировались научные представления и о строении дна Мирового океана. Геоморфология морского дна и сегодня является важнейшим средством познания структуры, динамических процессов и истории формирования океана, хранящего тайны развития и эволюции планеты Земля.

Познание геологического строения только материков не давало ответа на вопросы о происхождении земной коры, ее изменении во времени и пространстве, не объясняло даже очевидных закономерностей геометрического совпадения контуров разделенных океаном материков. Обнаружение планетарной системы срединно-океаничеких хребтов подтвердило гипотезу о спрединге (расширении) морского дна и дрейфе литосферных плит от линий восходящих конвективных потоков мантийного вещества и погружении (субдукции) других участков плит на активных окраинах континентов.

Кроме теоретических основ глобальной тектоники и геологии изучение рельефа дна Мирового океана имело прикладное значение для установления закономерностей размещения донных полезных ископаемых. Эта проблема актуальна для многих стран мира уже сегодня и в будущем будет иметь еще большее значение, поскольку истощение запасов полезных ископаемых в наземных месторождениях, а также ограничение их добычи по экологическим или экономическим показателям, позволяет рассматривать Мировой океан как потенциальный источник важнейших видов сырья в будущем.

Распределение биологических ресурсов Мирового океана также находится во взаимосвязи со строением дна и закономерностями распределения морских глубин. Кроме того, биосфера Земли, зародившись в глубинах океана, и сегодня чутко реагирует на состояние водной оболочки планеты.

Сведения о гипсометрии морского дна имеют практическое применение для навигационных целей, прокладки трубопроводов по морскому дну, учет динамики береговых линий необходим для проектных и строительных работ в прибрежной зоне, для прогноза оползневых и абразионных процессов, особенно для островных государств и прибрежных территорий.

Поскольку в изучении дна Мирового океана существует еще много нерешенных проблем и интересных вопросов, в данной работе на основе анализа литературного материала сделана попытка оценки тех сведений, которыми науки геоморфология и морская геология располагают сегодня и дана характеристика рельефа дна четырех океанов планеты, позволяющая выделить как общие закономерности так и особенности в строении отдельных участков Мирового океана.

Глава I. ОБЩИЕ ЧЕРТЫ РЕЛЬЕФА ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА

Средняя глубина Мирового океана, покрывающего более 70% земной поверхности, около 4 км. Это ничтожная величина по сравнению с общей длиной земного радиуса (всего 0,06%), но вполне достаточная для того, чтобы сделать дно Мирового океана недосягаемым для непосредственного исследования обычными геологическими и геоморфологическими методами, которыми пользуются при полевых работах на суше. Дальнейшее изучение рельефа морского дна показало ошибочность прежних представлений о монотонности и простоте строения рельефа дна океана.

Одним из важнейших средств познания строения морского дна явилось эхолотирование, которое в течение 40 – 60-х годов нашего столетия достигло больших успехов, и сейчас мы располагаем полноценными батиметрическими картами океанов и морей, не идущими ни в какое сравнение с довоенными морскими картами. В эти же годы появились и некоторые приборы, позволившие хотя бы частично пополнить зрительными впечатлениями данные эхолотирования об облике морского дна. К их числу относятся акваланги, спускаемые аппараты и другие исследовательские аппараты типа подводных лодок; подводные фотоаппараты, позволяющие фотографировать глубоководные участки дна; подводное телевидение и др. Уже в 50-х годах стала применяться специализированная аэрофотосъемка, дающая фотоизображение дна на малых глубинах. Эти и подобные им технические средства позволяют видеть морское дно, а не только знать, как изменяются в его пределах отметки глубин. Однако возможности визуального обследования дна остаются еще весьма ограниченными, в связи с чем современные представления о закономерностях распространения и развития различных форм и комплексов форм подводного рельефа продолжают основываться преимущественно на результатах эхолотирования. Естественно, что эти представления тем более точны и близки к истине, чем точнее методика и гуще сеть эхолотных промеров. Некоторые районы прибрежного мелководья изучены с точностью, близкой к точности топографической изученности рельефа суши. В то же время имеются огромные пространства морского дна (в юго-восточной части Тихого океана, в южной части Атлантического океана и др.), о морфологии которых представления самые общие и весьма приблизительные. До сих пор существуют значительные трудности в пространственной, топографической привязке точек наблюдений, которая при всех новейших достижениях в этом направлении остается в большинстве случаев менее, точной, чем на суше.

Большие трудности также стоят на пути изучения геологического строения дна океанов. Примерно до 50-х годов нашего столетия практически единственными средствами геологических исследований дна океанов и морей были грунтовые трубки, дночерпатели и драги. За последнюю четверть века основная доля данных о геологическом строении дна океанов была получена благодаря широкому внедрению в практику исследований различных геофизических методов. Однако они при всей эффективности остаются косвенными методами геологического изучения. Среди геофизических методов, безусловно, первое место принадлежит морской сейсморазведке и ее различным модификациям. Затем следуют гравиметрические, магнитометрические, геотермические исследования. Все более широкое применение в морских геологических исследованиях получают различные геохимические методы, в том числе методы радиоизотопной геохронологии.

Батиграфическая кривая. Общее представление о распределении земной поверхности по ступеням высот и глубин дает гипсографическая кривая. По способу построения это кумулятивный график распределения высот и глубин.

Сравнивая батиграфические кривые отдельных океанов и Мирового океана в целом видим, что в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах распределение глубин очень сходно и следует тем же закономерностям, что и распределение глубин по всему Мировому океану. От 73,2 до 78,8% площади дна океанов лежит на глубинах от 3000 до 6000 м, от 14,5 до 17,2% – на глубинах от 200 до 3000 м и только 4,8 – 8,8% площади океанов имеют глубины менее 200 м. Соответствующие цифры для Мирового океана 73,8, 16,5 и 7,2%.

Резко отличается структурой батиграфической кривой Северный Ледовитый океан, где пространства дна с глубинами менее 200 м занимают 44,3%, а глубины, наиболее характерные для всех океанов (т. е. от 3000 до 6000 м), – всего 27,7%. Эта особенность батиграфической кривой приближает Северный Ледовитый океан к крупным глубоководным морям типа Средиземного или Карибского (Степанов,1959).

Несомненно, глубина моря или океана – одно из важнейших условий для развития различных природных процессов, и прежде всего – развития жизни и осадкообразования, важное условие формирования рельефа и динамики геологических процессов. В зависимости от глубины океан обычно разделяют на батиметрические зоны:

1) литоральную, т. е. прибрежную, ограниченную глубинами в несколько метров;

2) неритовую – до глубин порядка 200 м»

3) батиальную – до 3 тыс. м;

4) абиссальную – от 3 тыс. до б тыс. м;

5) гипабиссальную – глубину > 6 тыс. м.

Пограничные глубины довольно условны, в отдельных конкретных случаях они сильно сдвигаются. Так, в Черном море абиссаль считается с глубины 2 тыс. м.

Еще со времен Г. Вагнера (1912) установилась традиция считать, что различные участки гипсографической кривой прямо соответствуют основным элементам рельефа дна Мирового океана. Так, отрезок кривой между отметками 0 и 200 м отождествляется с материковой отмелью – мелководной, более или менее выровненной поверхностью дна, окаймляющей обычно материки и крупные острова (в последнем случае нередко применяется термин «.островная отмель»). Ниже отметки 200 м идет относительно крутой участок кривой, который соответствует так называемому материковому склону – зоне океанского дна, характеризующейся крутыми уклонами поверхности и ограничивающей снизу материковую отмель. Далее располагается снова выположенный участок кривой, соответствующий ложу океана – сравнительно выровненной глубоководной части дна океана, лежащей на глубинах более

3 тыс. м. Самый нижний и крутой участок батиграфической кривой сопоставляют с так называемыми глубоководными впадинами, т. е. участками дна океана, имеющими глубину более 6 тыс. м. Преобладающая часть площади дна океана с глубинами более 6 тыс. м приходится на Тихий океан, в Северном Ледовитом океане такие глубины вообще отсутствуют.

В действительности гипсографическая кривая по назначению и способу построения не может служить источником для получения представления об основных элементах донного рельефа. Действительно на дне Мирового океана есть и шельфы, и материковые склоны, и ложе океана, но названные понятия таксономически далеко неравнозначны, и их существование устанавливается не из гипсографической кривой, а из конкретных данных о рельефе дна различных морей и океанов. Кроме того, этими элементами не исчерпывается перечень крупнейших элементов рельефа океанского дна, т. е. имеются и такие элементы, которые не входят ни в шельф, ни в материковый склон, ни в ложе океана. На дне океана, как и на поверхности суши, имеются и горы, и возвышенности, и равнины.

При составлении гипсографической кривой в каждом случае суммируются площади участков земной поверхности, лежащие в определенном интервале высот или глубин, независимо от того, к какому элементу рельефа относятся эти участки. Так, высокие равнины, нередко достаточно обширные (Мексиканская высокая равнина и др.), по гипсографическому положению оказываются в интервале высот, соответствующем верхней крутой – «горной» части гипсографической кривой. В океане глубины менее 3 тыс. м могут быть не только в пределах материкового склона, но и на склонах подводных хребтов. Уже одно то, что на гипсографической кривой подводные горные сооружения получают лишь скрытое отражение (в интервале глубин, приписываемых материковому склону), говорит о неприемлемости выведения представления об основных элементах рельефа на основе прямого истолкования очертаний этой кривой.

Основные черты рельефа дна мирового океана по морфологическим данным. Современные данные свидетельствуют о весьма значительном и разнообразном расчленении рельефа морского дна. Вопреки прежним представлениям в пределах дна океанов наиболее распространен холмистый и горный рельеф (рис.). Ровные поверхности обычно наблюдаются вблизи суши, в пределах материковой отмели, и в некоторых глубоководных котловинах, где неровности «коренного» рельефа погребены под мощным слоем рыхлых осадков. Существенная внешняя особенность рельефа дна морей и океанов – преобладание замкнутых отрицательных элементов: котловин и узких желобообразных впадин различных размеров. Для рельефа океанского дна характерны также одиночные горы, в большом количестве встречающиеся среди холмистых или выровненных пространств, занимающих днища крупных котловин. На суше, как известно, такие «островные» горы встречаются лишь в особо специфических условиях. Редки по сравнению с сушей линейные долинообразные формы. Горные системы, как и на суше, имеют линейную ориентировку, в большинстве случаев значительно превосходят горные системы континентов по ширине, протяженности и площади, не уступают им в крупномасштабной вертикальной расчлененности. Величайшая горная система Земли – это система так называемых срединно-океанических хребтов. Она протягивается непрерывной полосой через все океаны, общая длина ее более 60 тыс. км, занимаемая площадь составляет более 15% земной поверхности.

Сложно построенные окраинные зоны океанов получили название переходных зон. Кроме описанных выше отличительных черт рельефа переходные зоны выделяются также обилием вулканов, резкими контрастами глубин и высот. Большинство их находится на окраинах Тихого океана. Максимальные глубины океанов приурочены именно к глубоководным желобам переходных зон, а не к собственно ложу океана.

В наиболее типичном виде переходные зоны, таким образом, представлены в виде комплексов трех крупных элементов рельефа: котловин окраинных глубоководных морей; горных систем, отгораживающих котловины от океана и увенчанных островами, островных дуг; узких желобообразных впадин, расположенных обычно с внешней стороны островных дуг, – глубоководных желобов. Такое закономерное сочетание перечисленных элементов явно указывает на их единство и генетическую взаимосвязь. В строении, некоторых переходных зон имеются заметные отклонения от этой типичной схемы.

Морфологически материковая отмель и материковый склон – единая система. Поскольку материки – это выступы земной поверхности, т. е. объемные тела, то материковую отмель можно рассматривать как часть поверхности материка, затопленную водами океана, а материковый склон – как склон материковой глыбы. Таким образом, на основе только морфологических особенностей намечается довольно четкое разделение дна Мирового океана на следующие основные элементы:

- подводную окраину материка, состоящую из материковой отмели, материкового склона и материкового подножия;

- переходную зону, состоящую обычно из котловины окраинного глубоководного моря, островной дуги и глубоководного желоба;

- ложе океана, представляющее собой комплекс океанических котловин и поднятий;

- срединно-океанические хребты.

Глава II. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ ПОД ОКЕАНАМИ

Для построения полноценной генетической классификации рельефа кроме морфологических признаков необходимы также данные о внутреннем строении классифицируемых объектов.

Известно, что Земля в разрезе имеет слоистую структуру. Внешнюю, твердую оболочку, сложенную кристаллическими и осадочными породами и образующую поверхность нашей планеты, называют земной корой. Геофизические исследования в океанах показали, что земная кора под океанами неодинакова по строению и мощности. Нижней границей земной коры считают поверхность Мохоровичича. Она выделяется по резкому возрастанию скоростей продольных сейсмических волн до 8 км/с и более. В пределах земной коры скорости упругих волн ниже этой величины. Ниже поверхности Мохоровичича располагается верхняя мантия Земли.

Выделяется несколько типов земной коры. Наиболее резкие различия отмечаются в строении земной коры материкового и океанического типов.

Земная кора материкового типа. По модели, предложенной Уорзеллом и Шербетом в 1965, средняя мощность земной коры материкового типа 35 км. По скорости распространения упругих волн в ней выделяют три слоя:

1) осадочный (скорости менее 5 км/с, мощность от нескольких сотен метров до 2 км);

2) гранитный (скорости около 6 км/с, мощность 15 – 17 км) и

3) базальтовый (скорости 6,5 – 7,2 км/с, мощность 17 – 20 км).

Отличительным слоем материковой коры является гранитный с плотностью вещества 2,7 г/см 3 .

В геофизических работах обычно подчеркивается условность названий слоев «гранитный» и «базальтовый». Гранитный слой не обязательно состоит только из гранитов. Скорости прохождения упругих волн через него указывают лишь на то, что он состоит из пород, аналогичных по плотности гранитам, – гнейсов, гранодиоритов, кварцитов и некоторых других плотных кристаллических пород (магматических и метаморфических), объединяемых обычно под названием «кислые» породы вследствие значительного содержания в них (более 60%) кремнекислоты.

Скорость сейсмических волн в базальтовом слое свидетельствует о том, что он сложен породами, имеющими плотность 3,0 г/см 3 . Эта плотность соответствует базальтам, а также другим основным породам (габбро и др..), которые отличаются пониженным содержанием кремнезема (менее 50%) и повышенным – окислов различных металлов.

Материковая кора широко представлена в пределах морей и океанов. Она слагает шельф, материковый склон, характерна для материкового подножия. В среднем нижняя граница ее распространения проходит примерно в пределах изобат 2 – 3,5 км, но местами отклонения от этой глубины весьма велики. Так, у подводной окраины Североамериканского материка в Атлантическом океане граница материковой коры находится на глубине более 4 км, а в Черном море – порядка 1800 м.

Океанический и рифтогенальный типы земной коры. Земная кора океанического типа в общем виде характеризуется следующим строением. Верхнюю ее часть составляет слой воды океана со средней толщиной 4,5 км и скоростью упругих волн 1,5 км/с, плотностью 1,03 г/см 3 . За ним следует слой неуплотненных осадков мощностью 0,7 км, со скоростью упругих волн 1,5 – 4,5 км/с и средней плотностью 2,3 г/см 3 . Под этим слоем залегает так называемый второй слой со средней мощностью 1,7 км, скоростью упругих волн 5,1 – 5,5 км/с и плотностью 2,55 г/см 3 . Под ним лежит базальтовый слой, по существу не отличающийся от того, который образует нижнюю часть континентальной коры. Средняя мощность его 4,2 км. Таким образом, общая средняя мощность океанической коры без слоя воды всего 6,6 км, т. е. примерно в 5 раз меньше мощности материковой коры. Существенных различий в строении океанической коры под различными океанами не наблюдается.

Под срединно-океаническими хребтами земная кора настолько специфична по строению, что ее следует выделить в качестве особого типа. Под срединным хребтом Атлантического океана выделяется довольно тонкий и непостоянный по простиранию слой рыхлых осадков, залегающий главным образом в понижениях между гребнями и грядами срединного хребта. Ниже следует слой со скоростями упругих продольных волн 4,5 – 5,8 км/с. Мощность его очень изменчива – от нескольких сотен метров до 3 км. Под ним залегают породы повышенной плотности со скоростями продольных волн 7,2 – 7,8 км/с, т. е. значительно большими, чем в базальтовом слое, но меньшими, чем на границе Мохоровичича. Последняя практически здесь не выделяется. Складывается впечатление, что под срединными хребтами земная кора не имеет четко выраженной нижней границы и в целом образована более плотным веществом, чем базальтовый слой океанической коры.

Высказывается предположение, что земную кору под срединными хребтами слагают видоизмененные разуплотненные породы верхней мантии, которые здесь как бы частично замещают базальтовый слой. Полагают, что гребни срединных хребтов представляют собой зоны развития рифтовых структур, образующихся в результате нарушений земной коры под мощным давлением восходящих потоков вещества из верхней мантии. Бурение в областях гребней срединных хребтов показало, что здесь распространены и базальты, и ультраосновные серпентинизированные породы, слагающие верхнюю мантию. Таким образом, повышенная плотность нижнего слоя может быть объяснена смешением материала базальтового слоя и верхней мантии. Описанные свойства характеризуют глубинное строение срединных хребтов и их гребневой части. По мере удаления от нее крылья или фланги хребта постепенно утрачивают эти свойства, происходит постепенный переход к типичной океанической коре.

В последнее время на фоне возрастающей популярности гипотезы «новой глобальной тектоники» намечается тенденция к пересмотру взглядов на происхождение и состав океанической земной коры, к поискам ее генетической связи с процессами, происходящими в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов. По этим представлениям, океаническая кора имеет не базальтовый, а серпентинитовый состав и формируется в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов постепенно, в ходе расползания плит литосферы в обе стороны от рифтовой зоны, распространяясь на все пространство ложа океана. Безоговорочному признанию этих представлений препятствуют некоторые довольно веские данные. В частности, трудно объяснить, почему слой с повышенной плотностью (7,2 – 7,8 км/с) не имеет сплошного распространения в пределах ложа океана, а встречается лишь в рифтовыхзонах срединных хребтов и под некоторыми (но не срединными) поднятиями дна, если в формировании океанической коры участвуют главным образом продукты серпентинизации ультраосновных пород.

Геосинклинальный тип земной коры. Большой сложностью строения отличается земная кора под переходными зонами. В котловинах окраинных морей, входящих составными частями в эти зоны, шельф и материковый склон обычно сложены материковой корой, а глубоководная часть дна котловины – корой, по своему составу близкой к океанической, но отличающейся от нее значительно большей мощностью базальтового и осадочного слоев. Особенно резко возрастает толщина осадочного слоя. Второй слой обычно не выделяется резко, а происходит как бы постепенное уплотнение осадочного слоя с глубиной. Этот вариант земной коры был назван. Под островными дугами в одних случаях обнаруживается материковая земная кора, в других – субокеаническая, в третьих – субматериковая, отличающаяся отсутствием резкой границы между гранитным и базальтовым слоями и общей сокращенной мощностью. Так, типичная континентальная кора слагает Японские острова, южная часть Курильской островной дуги сложена субконтинентальной корой, а Малые Антильские и Марианские острова – субокеанической.

Сложное строение имеет земная кора и под глубоководными желобами. Обычно борт желоба, который одновременно является склоном островной дуги, образован корой того типа, который характерен для островной дуги, противоположный борт – океанической корой, а дно желоба – субокеанической.

Интересно, что на островных дугах мы также встречаемся с выходами ультраосновных, обычно сильно серпентинизированных пород такого же состава и облика, что и гипербазиты рифтовых зон срединно-океанических хребтов. Это со всей очевидностью свидетельствует о том, что магматические процессы в переходных зонах, как и на срединно-океанических хребтах, генетически связаны с процессами в мантии и, в частности, с восходящими движениями глубинного вещества верхней мантии.

Таким образом, строение земной коры в пределах переходной зоны отличается большой неоднородностью, мозаичностью, которая в целом очень хорошо согласуется с резкой дифференциацией рельефа переходной зоны. Дифференциация рельефа и строения земной коры отражает высокую динамичность процессов развития земной коры в пределах этих зон и может служить основанием для выделения четвертого типа земной коры, присущего переходной зоне. Его можно назвать геосинклинальным типом, так как по всем признакам строения и геодинамики переходные зоны в предлагаемом здесь понимании – современные геосинклинальные области.

Планетарные морфоструктуры дна мирового океана.

В геоморфологии формы рельефа, соответствующие определенному типу геологической структуры, принято называть морфоструктурами . Каждый тип земной коры соответствует крупнейшим тектоническим структурам или геотектурам Земли.

На основе современных тектонических представлений, распространяющихся не только на континенты, но и на океаны, можно тектоническими структурами высшего порядка (геотектурами) считать следующие:

1) материковые платформы;

2) геосинклинальные области,

3) талассократоны (структуры, характеризующиеся океаническим типом земной коры, образующие ложе океана),

4) георифтогенали (подвижные пояса в пределах океанов, образующие срединно-океанические хребты с рифтогенальной земной корой).

Перечисленные крупнейшие элементы рельефа – материковые выступы (в океане – их подводные окраины), ложе океана, срединно-океанические хребты и переходные зоны (области) – являются морфоструктурами наивысшего порядка. Что это морфоструктуры наивысшего порядка, видно из следующих классификационных признаков: 1) они не могут быть объединены иначе, чем в единое целое, т. е. объединение названных четырех элементов в какие-либо два или три элемента невозможно; 2) любой другой элемент рельефа поверхности Земли является составной частью какого-либо из названных. Говоря о соответствии каждого из типов земной коры определенному типу планетарной морфоструктуры, имеется в виду общее соответствие, допуская те или иные частные несовпадения, границ типов земной коры и планетарных морфоструктур.

Размеры планетарных морфоструктур и составляющих их морфоструктур первого порядка дает табл. .

Основные вехи геологической истории океана с позиции «новой глобальной тектоники». Наиболее известная схема палеогеографической реконструкции этих позиций приведена в работе Р. Дитца и Дж. Холдена (Новая глобальная тектоника, 1974). Авторы исходят из того, что около 200 млн. лет назад все континенты были соединены в единый суперматерик Пангею. Пангея была реконструирована путем совмещения контуров современных материков по изобате 2 тыс. м. Единый континент был окружен океаном Панталасса, залив которого – море Тетис (предшественник Средиземного моря) вторгался в пределы суши между современными Евразией и Африкой. Материки, объединенные в Пангею, располагались в общем восточнее и южнее своего нынешнего положения, так что площадь суши, находившейся в Южном и Северном полушариях, была примерно одинаковой.

Предположительно раскол Пангеи произошел не ранее 200 млн. лет назад. Одновременно с образованием разломов начался дрейф литосферных плит и расположенных на них континентов. Спустя 20 млн. лет после начала дрейфа, к концу триаса, Пангея была разделена широтным рифтом на две группы материков: северную – Лавразию, и южную – Гондвану . Последняя также начала распадаться благодаря образованию рифта, отделившего Африкано-Южноамериканский блок от Австрало-Антарктического, началось «раскрытие» Индийского океана. В юрском периоде зародилась рифтовая зона, по которой произошло «раскрытие» Северной Атлантики в результате дрейфа Северной Америки в северо-западном направлении. Море Тетис на востоке начало сужаться вследствие поворота Африканского континента против часовой стрелки и движения Индостанской глыбы к северу. Здесь происходило поддвигание части литосферной плиты под Евроазиатский континент. В дальнейшем в кайнозое, когда материки сблизились, субдукция сменилась короблением краевых зон Евразии и Индостана, что привело, в частности, к образованию горных цепей Гималаев.

Южная часть Атлантики начала раскрываться 135 млн. лет назад, в конце юры. Рифтовая зона, от которой началось раздвижение Африки и Южной Америки, как полагают, напоминала современное Красное море, Атлантический океан принял знакомые нам очертания, вероятно, к концу мела (65 млн. лет назад). Нераскрытой оставалась только самая северная его часть и Северный Ледовитый океан.

В Тихом океане в юрское и меловое время, по-видимому, существовала система глубоководных желобов, поглощающих литосферные плиты Северной и Южной Америки. Двигаясь на запад, Северная Америка надвинулась на существовавшие здесь глубоководные желоба и перекрыла их. Южная Америка, достигнув Андского (Перуанско-Чилийского) желоба, не закрыла его, а начала сдвигать его к западу. В кайнозое материки заняли современные позиции.

Глава III. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ

Общая характеристика эндогенных процессов

Эндогенные процессы – это прежде всего сложные и в общем малоизвестные движения масс, слагающих недра Земли. Воздействуя на перекрывающую эти массы земную кору, они вызывают ее Движение, деформации, формируют структуру земной коры и создают различные крупные формы рельефа.

В качестве возможных причин как вертикальных, так и движений земной коры могут быть названы следующие физические процессы, протекающие в земной коре или в подкоровом слое верхней мантии: тепловое расширение или сжатие вещества; разнообразные фазовые превращения, сопровождающиеся увеличением или уменьшением объема горных пород; зонная плавка материала мантии, приводящая к его дифференциации и поднятию легкоплавких компонентов; гравитационная или тепловая конвекция в мантии, приводящая к всплыванию более легких или более разогретых составляющих. К этому надо добавить некоторые геохимические реакции сопровождающиеся увеличением объема и выделением тепловой энергии.

Сейсмичность и вулканизм в мировом океане

В распространении и некоторых особенностях проявления землетрясений и вулканизма в пределах морей и океанов наблюдается определенная специфика, анализ которой позволяет выявить дополнительно значительные различия между планетарными морфоструктурами дна Мирового океана. Землетрясения, как известно, представляют собой результат мгновенного выделения механической энергии в толще земной коры или в подкоровой области, следствие возникающих в них огромных напряжений. При взрывоподобной разрядке напряжений из центра возникновения землетрясения – фокуса (очага) или гипоцентра – распространяются упругие волны, в принципе подобные тем, которые возникают при сейсморазведке. Проекция гипоцентра на поверхность Земли называется эпицентром землетрясения.

Издавна замечено, что эпицентры землетрясений на земной поверхности располагаются не беспорядочно, а группируются в определенные зоны или пояса, которые получили наименование сейсмических поясов. В пределах этих поясов землетрясения не только наиболее часты, но и наиболее разрушительны.

На Земле можно выделить три сейсмических пояса (рис.). Первый, крупнейший по своей протяженности, образует почти замкнутое кольцо, охватывает окраины Тихого океана и пространственно полностью совпадает с переходной зоной. Второй пояс сложно разветвлен и географически соответствует системе срединно-океанических хребтов. Третий – охватывает Средиземноморье, горы Южной Азии и сливается с первым в области Индонезийских морей и архипелагов. Таким образом, особенности распространения сейсмических поясов на поверхности Земли еще раз подчеркивают высокую подвижность земной коры в пределах наиболее динамичных структур дна Мирового океана – переходных зон и срединно-океанических хребтов. Вне их на материковых платформах (за некоторыми исключениями) и ложе океана землетрясения случаются крайне редко и не приобретают разрушительной силы.

Изучение напряжений, возникающих при землетрясениях в окраинной зоне Тихого океана, показало, что примерно 75% землетрясений здесь связано с горизонтальными подвижками по разломам. Главные горизонтальные напряжения на большей части периферии Тихого океана направлены по нормали к простираниям основных морфоструктур переходных зон. Исключение составляют Северная и Центральная Америка, а также южная часть Южной Америки, где эти напряжения обнаруживают приблизительную параллельность морфоструктурам.

Расположение фокусов землетрясений под геосинклинальными областями подчинено определенным закономерностям. Оно определяется системой зон повышенной неустойчивости земной коры и мантии, наклоненных в сторону материков и пронизывающих земные недра до глубин порядка 700 – 750. Эти зоны получили название зон. В типичном случае они уходят в глубь Земли примерно под углом.60°.

Под срединно-океаническими структурами, судя по неглубокому залеганию очагов землетрясений, плоскости разломов могут быть прослежены лишь на небольшую глубину (первые десятки километров). По всей вероятности, разломы должны иметь встречный наклон плоскостей или вертикальное заложение. Эпицентры землетрясений здесь имеют тенденцию группироваться на участках пересечений рифтовой зоны с поперечными разломами и вдоль разломов. Сходная картина отмечается и в переходных зонах: большая часть их сосредоточена там, где глубоководные желоба и островные дуги секут поперечные разломы.

Во время землетрясений нередко происходят мгновенные и весьма значительные изменения рельефа дна и берегов. Каждое землетрясение в океане или на его побережье вызывает образование огромных волн – так называемых цунами. Высота их достигает 30 м, скорость распространения – 400 – 800 км/ч. Цунами способны взмучивать донные осадки на глубинах до 1000 м. Они энергично воздействуют на берега и подводные береговые склоны, при сильных землетрясениях могут вызывать катастрофические разрушения прибрежных сооружений и населенных пунктов.

Вулканизм в Мировом океане. В распространении действующих вулканов наблюдается большое сходство с распространением эпицентров землетрясений. Из действующих вулканов (как подводных, так и надводных) в пределах ложа океана можно назвать такие, как вулканы Гавайских островов, островов Самоа, Питон-Фурнез на острове Реюньон. Можно полагать, что подводные извержения довольно часто происходят в районе острова Пасхи, где в современных осадках встречено много обломков свежих лав и туфов. В Индийском океане плато Крозе и Принца Эдуарда, банки Обь и Лена, пространства в осевой зоне Австрало-Антарктического хребта заняты покровами лав или покрыты вулканогенными осадками.

Вулканизм имеет огромное значение для формирования рельефа дна Мирового океана. Островные дуги, гигантские океанические вулканические цепи, многие хребты и вершины срединно-океаннческих хребтов, одиночные подводные горы ложа океанов – все это формы, обязанные своим происхождением вулканизму. Можно предполагать, что в ряде районов дна океана кроме обычного вулканизма центрального типа происходят и извержения трещинного типа. На суше такие извержения имели значительное распространение в неогене. В четвертичное время они отмечены в Исландии.

При вулканических извержениях быстро и эффективно изменяется подводный рельеф, внезапно появляются и исчезают новые острова в океане. И. В. Лучицкий считает, что присутствие кислых пород на дне океана может указывать либо на погружение отдельных блоков материковой коры, либо на «латеральную изменчивость состава мантии». Второе предположение нам кажется гораздо более вероятным, так как в случае погружения континентальных блоков мы должны были бы в указанных районах встретиться и со значительным увеличением мощности земной коры, что в действительности не наблюдается.

Экзогенные гравитационные и гидрогенные процессы

Сезонные изменения плотности, солености, температуры, солевого состава воды происходят лишь в самом верхнем слое и не отражаются на геологических процессах на подавляющей части площади дна Мирового океана. В придонных слоях воды и от места к месту эти характеристики изменяются также в узких пределах. Например, на глубинах более 3 км разница в средних температурах придонных вод в антарктической области и в экваториальном поясе составляет лишь 2 – 3° С. В незначительных, пределах изменяются по меридиональному разрезу плотность и соленость придонных вод.

В целом эти общие положения, казалось бы, должны указывать на второстепенное значение экзогенных процессов в формировании рельефа дна Мирового океана. Однако появляется все больше данных, свидетельствующих о значительной деятельности экзогенных факторов на дне океана, причем не только в прибрежной зоне, где огромная преобразующая роль таких факторов, как волны и течения, не вызывала сомнений, но и на больших глубинах.

Экзогенные геологические факторы, действующие в океане, разделяют на гидрогенные, гравитационные и биогенные. К гидрогенным факторам относятся: различные виды движения морских вод – ветровое волнение и производные от него волны зыби и прибойный поток, цунами, приливоотливные движения воды, течения, сопровождающие ветровое волнение и приливоотливные колебания; постоянные или квазистационарные течения поверхностной циркуляции вод; внутренние волны, вертикальная циркуляция (перемешивание) морских вод; различные придонные течения. Все они являются предметом изучения динамической океанологии, и мы ограничимся лишь оценкой их возможности производить геологическую работу на морском дне.

Гравитационные процессы. Каждый гидрогенный процесс в тон или иной степени протекает с участием силы тяжести. На дне Мирового океана довольно четко выделяется группа процессов, где сила тяжести является главным фактором движения минеральных частиц и вмещающих или пропитывающих и окружающих их масс воды. Эти процессы обычно называют гравитационными. В гидрогенных процессах обломочный (минеральный) материал всегда играет пассивную роль (Лонгинов, 1973). К гравитационным факторам относятся суспензионные или мутьевые потоки и подводные оползни (рис. 16), а также массовое медленное перемещение толщи наносов – крип – в направлении уклона дна. Одна из разновидностей крипа – «течение» песка, сопровождающееся «пескопадами», подобными наблюдавшимся при обследовании подводных каньонов у Калифорнийского побережья.

Подводные оползни могут быть структурными (движение цельных блоков осадков без существенных нарушений внутренней структуры блока) и пластичными (движение блока, или пакета отложений, постепенно переходящее в пластическое течение составляющего его материала с «внутренним взаимодействием частиц», аналогичное лавинам или грязе-каменным потокам).

Начало мутьевым потокам дают реки, выносящие огромное количество мелкоземного материала в прибрежную зону моря, подводные оползни, которые могут быть спровоцированы землетрясениями или же возникнуть самопроизвольно при накоплении очень крупных масс осадков на склонах, не соответствующих по крутизне условиям устойчивого равновесия. При движении оползня вниз по склону осадки разжижаются и оползень постепенно преобразуется в мутьевой поток. Причиной возникновения мутьевых потоков может быть также перехват подводным каньоном масс наносов, перемещающихся в береговой зоне под действием волнения. Мутьевые потоки стекают по подводным каньонам. В устьях каньонов, где скорость потоков из-за выполаживания склона падает, они отлагают осадочный материал. Мутьевые потоки, особенно мощные, могут разрывать и перемещать разобщенные куски подводных телеграфных кабелей на большие расстояния, если кабели проложены на путях их движения. По усилиям, необходимым для разрыва кабелей и переноса их обрывков на те или иные расстояния, рассчитаны скорости мутьевых потоков: они могут доходить до 100 км/ч и более. Стекая по подводным каньонам, заложенным, по-видимому, в основном по тектоническим разломам, мутьевые потоки активно воздействуют на их дно и стенки. В результате каньоны углубляются, становятся извилистыми, на них появляются террасы и другие признаки русловых и долинных форм. Там, где скорость мутьевых потоков падает, происходит массовая аккумуляция переносимого ими материала, формируются обширные конусы выноса, обычно привязанные вершинами к устьям подводных каньонов. Конусы выноса соседних каньонов могут сливаться между собой. В результате у основания материкового склона формируется обширная наклонная аккумулятивная равнина – наиболее типичное морфологическое выражение материкового подножия. Суммарная мощность осадков может достигать нескольких километров. На шельфе совокупное действие гидрогенных и гравитационных факторов обеспечивает по преимуществу транзитный режим осадочного материала. К тому же субаквальное существование шельфа непродолжительно, поэтому морфологические результаты аккумулятивной деятельности гидрогенных и гравитационных факторов и ее влияние на рельеф шельфа ограничены. В батиальной и абиссальной зонах дна Мирового океана интенсивность действия этих процессов ниже, чем на шельфе, но зато длительность действия несравненно больше.

Геологическая работа донных и поверхностных океанских течений. В последнее время стало известно, что существует целая система донных абиссальных течений, совершающих геологическую работу на дне океана. Они образуются за счет опускания и растекания по дну выхоложенных шельфовых вод Антарктики и в меньшей степени, но также охлажденных арктических вод. Более локальное значение имеет донный сток очень соленых, а потому аномально плотных вод, втекающих в океан из Средиземного, Красного морей, а также из Персидского залива.

Главную роль в формировании донных водных масс играют антарктические воды. На пути донных потоков холодных антарктических вод, следующих на север, располагаются широтные и субщиротные звенья планетарной системы срединно-океанических хребтов, однако они не являются для этих потоков препятствием, так как рассечены поперечными ущельями, используемыми донными водами для стока из приантарктических котловин в океанические котловины, лежащие севернее.

К настоящему времени сложилось общее представление о циркуляции донных течений в Мировом океане. Изучено Атлантико-Антарктическое донное течение в южной части Аргентинской котловины, оно прорывается через узкий проход в зоне Фолклендского разлома, растекается в обе стороны от прохода, но главным образом к западу и образует Западное фолклендское донное. Скорость Западного Пограничного донного течения, образующегося вдоль материкового подножия Северной Америки в Атлантическом океане благодаря донному стоку холодных вод из Норвежско-Гренландского бассейна у северного подножия плато Блейк, достигает 20 см/с. Из течений, образуемых стоком ненормально соленых вод, изучено Лузитанское течение (к западу от Гибралтарского пролива). Его скорость по данным непосредственных измерений на глубине 700 – 800 м превышает 150 см/с.

Постоянные донные течения осуществляют массовую транспортировку осадочного материала. Подобно волнам и волновым течениям в береговой зоне моря, они создают своеобразные однонаправленные потоки движущегося осадочного материала. По аналогии с береговыми потоками наносов движение донного осадочного материала может прекратиться полностью или частично там, где по тем или иным причинам скорость донного течения понизится до критической величины, т. е. окажется недостаточной для перемещения частиц данной крупности и данного объема осадочного материала. В этом отношении наиболее хорошо изучено Западное Пограничное донное . Оказалось, что крупнейшие донные формы рельефа в зоне действия этого течения – хребты Ньюфаундлендский и Блейк-Багамский в действительности представляют собой гигантские аккумулятивные тела, сложенные косослоистыми осадками преимущественно илистого состава с песчаными прослоями, резко отличающимися по текстуре, структуре, составу от турбидитов – осадков мутьевых потоков, обычно широко распространенных в пределах материкового подножия.

Ньюфаундлендский хребет имеет вид мощной косы, сложенной толщей косослоистых алевритов с подчиненными слоями пелитовых осадков, по крайней мере до глубины 1,5 км от поверхности дна эта толща прослеживается достаточно четко. Вполне очевидно, что осадочная толща столь огромной мощности может быть сформирована либо в результате очень обильного поступления осадочного материала, либо в результате большой длительности процесса накопления.

Другая, еще более крупная аккумулятивная форма, генезис которой связан с этим же течением, Блейк-Багамский хребет – гигантский дугообразно изогнутый в плане вал, сложенный толщей илистых и глинистых осадков с тонкими прослоями мелкого песка с косой слоистостью. Для внутреннего строения толщи характерны также образования, получившие название «гигантских знаков ряби», или «гигантских рифелей» – своеобразных песчаных волн с шагом (т. е. расстоянием между ними) в 4 – 5 км. Такие ритмические образовавания отмечены также и в толще, слагающей Ньюфаундлендский хребет. Длина вала более 400 км, ширина 100 – 200 км. Наиболее полно описываемая аккумулятивная форма очерчивается изобатой 4800 м, но вся ее северная треть лежит на значительно меньшей глубине (2000 – 4000 м).

По-видимому, и в Атлантическом, и в других океанах подобные образования, связанные с транспортировкой и аккумулирующей деятельностью донных течений, не являются исключением. Есть, например, указание на существование подобной формы («хребет»). Дэви в южной части Коморской котловины в западной части Индийского океана (Канаев и др., 1975), начало формирования которой относится к верхнемеловому времени.

В Тихом океане давно известна крупнейшая аккумулятивная форма – Восточно-тихоокеанский экваториальный вал . Он начинается западнее осевой зоны Восточно-тихоокеанского хребта между 6 и 12° с. ш. и протягивается до островов Лайн. Глубоководное бурение показало, что вал сложен толщей карбонатных и карбонатно-кремнистых осадков. Наиболее глубокие из вскрытых бурением слоев имеют олигоценовый возраст. Мощность вала более 500 м. В отличие от ранее описанных форм это донное аккумулятивное образование сформировано при участии поверхностного экваториального течения и связано с зоной повышенной биологической продуктивности, приуроченной в восточной части Тихого океана к полосе апвел-линга, обусловленного дивергенцией экваториальных течений.

Донные течения со значительной скоростью препятствуют отложению тонких (глинистых или илистых) осадков. Так, распространение относительно крупнозернистых отложений на плато Блейк истолковывается как результат интенсивного воздействия Гольфстрима на дно в районе плато. При еще больших скоростях донные течения способны эродировать дно и вырабатывать долинные и русловые формы, весьма напоминающие речные долины на материках.,

Крупные долинные формы, выработанные донными течениями на больших глубинах океана, мы предлагаем называть абиссальными долинами.

В северо-восточной части Тихого океана выявлена целая система абиссальных долин протяженностью 1000 – 1500 км каждая. Эти долины прорезают поверхность плоских абис­сальных равнин – Аляскинской, Алеутской, Тафт. Возможно, что они также являются результатом эрозионной деятельности мутьевых потоков. По веерообразному рисунку планового расположения долин эти абиссальные равнины могут рассматриваться как гигантские и сильно уплощенные конусы выноса мутьевых потоков, сходные с уже упоминавшимися крупнейшими конусами выноса Ганга и Инда.

Итак, обзор некоторых результатов транспортирующей деятельности донных течений, их аккумуляционной и эрозионной работы убеждает нас в том, что на огромных пространствах дна океана энергично функционирует мощный экзогенный фактор рельефо­образования, который до сих пор совершенно не принимался во внимание в общих схемах экзогенезиса рельефа нашей планеты.

Течения в морях и океанах осуществляют огромную работу по разносу взвешенного материала. На мелководье (шельф, береговая зона) приливными течениями создаются линейно ориентированные крупные ритмические аккумулятивные формы – песчаные гряды, осложненные поперечными (также ритмичными) образованиями – песчаными волнами . Песчаные гряды – преимущественно современные динамические образования; в тех случаях, когда они расположены на большой глубине, это, возможно, реликтовые формы.

Как известно, поверхностные воды Мирового океана находятся в состоянии циркуляции, образующей систему квазистационарных течений, которые несомненно играют важную геологическую роль как фактор разноса взвешенного осадочного материала

Геологическая роль морских организмов. Роль организмов в геологической жизни океана велика и разнообразна. В ходе жизнедеятельности и при отмирании различных морских организмов происходит:

1) накопление рыхлого осадочного материала (скелетов и покровных частей различных организмов, обычно кремнистого или известкового состава);

2) формирование массивных пород типа рифовых известняков и образуемых ими форм рельефа – коралловых рифов;

3) разрушение и разрыхление горных пород вследствие деятельности различных «камнеточцев»;

4) переработка донных грунтов путем пропускания их через пищеварительный тракт илоедов, в результате которой донные отложения утрачивают слоистость и приобретают мелкокомковатую – копролитовую структуру.

Многие организмы улавливают взвеси и способствуют их осаждению. Известно, например, что мидии пропускают через себя в среднем 1,5 л/ч воды, начисто отфильтровывая все взвеси, содержащиеся в воде. При высокой плотности населения мидий, ведущих обычно колониальный образ жизни, это означает, что 1 м 2 поверхности мидиевой колонии перерабатывает за час до 150 т воды..

Многие жители моря обладают избирательной способностью концентрировать в своих покровах и мягких тканях различные элементы и неорганические соединения, растворенные в морской воде. Особенно большое значение имеет способность организмов усваивать известь или кремнезем, извлекаемые ими из морской воды. Эти вещества практически безвозвратно выбывают из кругооборота и накапливаются в донных осадках. Извлечение извести из морской воды и ее осаждение в донных осадках – один из важнейших, начиная с архея, геохимических процессов, протекающих в поверхностных оболочках Земли с постепенно нарастающей интенсивностью (Страхов, 1976). Процесс биогенного осаждения кремнезема имеет меньшие масштабы, но, как показывают результаты глубоководного бурения, также весьма характерен по крайней мере для мезокайнозойского этапа истории океана.

Одна из интереснейших и обширных проблем изучения роли биогенного фактора в формировании отложений и рельефа дна Мирового океана – образование и развитие коралловых рифов. За последние 20 лет по этому вопросу опубликован ряд капитальных работ. Извлечение извести из морской воды сопровождается рельефообразующей деятельностью мельчайших организмов – коралловых полипов, результаты которой по своим масштабам вполне сопоставимы с результатами тектонических движений земной коры.

Поступление осадочного материала в океаны

Материал, образующий поверхностный слой литосферы на морском дне, называют -морским грунтом. Морской грунт может быть представлен коренными породами, колониями живых организмов (коралловые рифы, устричные или пектеновые банки и др.), скоплением рыхлого материала, состоящего из твердых частиц различного состава и генезиса. Этот тип морского грунта называют морскими отложениями или морскими (донными) осадками. Мировой океан – гигантский резервуар, в который различными путями поступает разнообразный осадочный материал (частицы горных пород, минеральные зерна, нерастворимые остатки морских организмов и др.). Из него в ходе осаждения и накопления формируются различные типы морских отложений.

Процесс образования морских отложений называется морским осадкообразованием или морским седиментогенезом. Так как океан занимает более 2 /з земной поверхности, а морские отложения имеют широчайшее распространение в пределах нашей планеты вообще, .становится ясным, какое большое значение имеет процесс осадкообразования в океане, который, очевидно, является одним из важнейших геологических процессов на Земле.

В процессе морского осадкообразования можно различать стадии: 1) поступления осадочного материала, 2) его разноса по площади моря или океана, 3) его дифференциации или сортировки и 4) стадию собственно седиментогенеза, т. е. образования устойчивых и закономерно построенных комплексов осадочных частиц – различных типов морских отложений (Страхов, 1954).

Такое выделение последовательных стадий седиментогенеза по существу представляет собой методический прием, позволяющий более систематически ознакомиться с разными сторонами и явлениями, свойственными процессу морского осадкообразования. В действительности разнос и дифференция, поступление материала и его разнос, дифференциация и образование различных типов морских отложений тесно связаны между собой и пространственно и во времени, и выделение их носит в большой степени условный характер.

Рельеф и осадки

Осадкообразование выступает как важнейший фактор выравнивания донного рельефа путем полного или частичного захоронения неровностей коренного ложа. В результате образуются плоские (при полном) или волнистые (при частичном захоронении) абиссальные равнины. Поскольку важную роль играет скорость осадкообразования, плоские абиссальные равнины обычно формируются в зоне контакта океанических или морских котловин с подводной окраиной материка, откуда поступает осадочный материал в наибольшем количестве. С различиями в скорости осадкообразования связано также выравнивание вершинных поверхностей океанических возвышенностей при значительно расчлененном холмистом рельефе дна смежной с возвышенностью котловины: на возвышенности отлагаются известковые илы, а в котловине – красные глины, во много раз уступающие им по скорости накопления.

Осадкообразованию обязаны своим происхождением наклонные равнины материкового склона и подножия, гигантские абиссальные аккумулятивные формы, шлейфы у подножий хребтов, конусы выноса и др.

На шельфе процесс выравнивания идет при сочетании денудационного среза возвышенностей и заполнения впадин осадками. На материковом склоне совокупное действие денудационных и аккумулятивных процессов имеет тенденцию к выполаживанию ступенчатого склона за счет срезания бровок и накопления осадков в тыловых частях ступеней. Если материковый склон представлен уступом, то его выполаживание начинается снизу благодаря накоплению осадков, приносимых донными течениями, гравитационными процессами и осаждающихся в процессе нормальной седиментации у основания склона. По мере накопления материала шлейф растет, его верхняя кромка перемещается вверх по склону, а нижняя – вперед от основания склона. В обоих случаях материковый склон за счет выравнивания и выполаживания эволюционирует в наклонную равнину.

Материковое подножие, как геологическая структура, зачастую представляет собой заполненный осадками прогиб или грабен. Обильное поступление осадочного материала как из толщи воды, так и с шельфа и материкового склона ведет не только к заполнению исходной тектонической депрессии, но и к образованию широкого аккумулятивного шлейфа – наклонной равнины материкового подножия, постепенно продвигающейся своим передним краем в пределы ложа. Особенно велика в этом процессе роль конусов выноса подводных каньонов. Здесь благодаря аккумулятивным процессам возникают наиболее значительные несоответствия между тектоническими и геоморфологическими границами, т.е. наибольшие отклонения границ морфоструктур от границ тектонических структур. Своеобразно процесс аккумулятивного выравнивания проявляется в глубоководных желобах. Большая часть осадочного материала поступает со стороны островных дуг и значительно меньшая – со стороны океана. Неравенство поступления материала со стороны островной дуги и со стороны океана способствует более интенсивному накоплению материала у основания склона желоба, прилегающего к островной дуге. В результате на днищах желобов создается заметный уклон в сторону океана, и максимальные глубины желобов оказываются приуроченными к приокеанской части дна желоба.

Закономерности аккумулятивного выравнивания в котловинах переходных зон по существу аналогичны тем, которые характерны для океанических котловин.

Значение процесса осадконакопления

Анализ процессов морского осадкообразования и типов морских отложений позволяет сделать заключение об их планетарном значении в развитии земной коры и эволюции рельефа земной поверхности. Сущность процесса заключается в перегруппировке твердого вещества, мобилизуемого, перемещающегося и накапливающегося в огромных объемах. Ежегодно на дне океана отлагается 22 – 25 млрд. т. твердого вещества, наращивающего океаническую часть земной коры. Ежегодно с поверхности материков смывается и сносится в океан колоссальный объем терригенного материала. Таким образом, процесс морского осадкообразования, являющийся в конечном счете процессом наращивания земной коры, сопровождается таким же планетарным процессом срезания земной коры в пределах материковых выступов.

Глава IV. СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКИЕ ХРЕБТЫ

Срединно-океанические хребты и ложе океана

За андезитовой линией в Тихом и за внешней границей материкового подножия в других океанах простирается собственно дно океана, резко отличающееся по строению от переходных зон и тем более от подводных материковых окраин. Огромные пространства ложа занимают около 70% площади дна Мирового океана. Ложе океана отличается специфическими геофизическими особенностями и своеобразием не только земной коры, но и глубоких недр.

Дно океанов делится на два типа структур: 1) крупные, относительно стабильные и малосейсмичные области, имеющие очертания, близкие к изометрическим, и 2) подвижные вытянутые области, образующие пояса срединно-океанических хребтов. В тектонике за областями первого рода утвердилось название талассократонов, за вторыми – срединно-океанических подвижных поясов или рифтогеналей. В геоморфологии за совокупностью талассократоновых образований целесообразно сохранить емкий термин «ложе океана», а за рифтогенальными поясами – название планетарной системы срединно-океанических хребтов.

Топография планетарной системы срединно-океанических хребтов.

Пространственное прослеживание системы срединно-океанических хребтов начнем с Северного Ледовитого океана, где в начале 60-х годов был выявлен узкий и невысокий хребет Гаккеля. Несмотря на скромные размеры, он обнаруживает все признаки срединно-океанических хребтов. У пролива, отделяющего Гренландию от Шпицбергена, простирание хребта меняется на 90° и далее на юг протягивается следующее звено планетарной системы срединно-океанических хребтов – хребет Книповича. В районе Норвежского моря под 10° в.д. и 74° с.ш. хребет вновь меняет простирание на субширотное. Это звено системы получило название хребта Мона. Хребет в районе острова Ян-Майен осложнен зоной разломов, в результате чего следующее звено – хребет Кольбейнсей – сдвинут по горизонтали почти на 200 км. Хребет Кольбейнсей субмеридионального простирания. Он подходит вплотную к северному побережью Исландии и переходит затем в Большой грабен Исландии.

Западное ответвление зоны рифтогенеза и вулканизма Исландии выходит к мысу Рейкьянес, где срединно-океанический хребет продолжается уже на юго-запад от Исландии под названием хребта Рейкьянес. Он прослеживается до поперечной зоны разломов Гибса, где вновь отмечается значительное горизонтальное смещение осевой линии хребта примерно на 250 км в восточном направлении. От разлома Гибса на юг вплоть до экваториального разлома Романш по медианной линии Атлантического океана протягивается Североатлантический хребет. Отрезок срединно-океанического хребта между впадиной Романш, расположенной на экваторе, и подводной горой Капитан Шпис, находящейся на 55° ю. ш. и 0° долготы, называется Южноатлантическим хребтом.

Между горой Капитан Шпис и островами Принс-Эдуард протягивается субширотный Африканско-Атлантический хребет, который у 40° в. д. сменяется Западноиндийским хребтом строго северо-восточного простирания. Он прослеживается до 70° в. д. и 35° с. ш.. В этом районе система срединно-океанических хребтов разветвляется. На север, сначала почти меридионально, а затем в северо-западном направлении простирается Аравийски-Индийский хребет. Он протягивается до подступов к Аденскому заливу, где срезается зоной разломов Оуэн. На юго-восток простирается Центрально-Индийский хребет, который заканчивается подводным плато Сен-Пол-Амстердам.

От плато Сен-Пол-Амстердам начинается следующее звено системы срединно-океанических хребтов – Австрало-Антарктическое поднятие, которое протягивается почти в широтном направлении на восток до 138° в. д. и 50° ю. ш., где его простирание резко меняется на субмеридиональное. Зона разломов Баллени, пересекающая срединно-океанический хребет близ 155°, может рассматриваться как граница этого поднятия с Южнотихоокеанским поднятием – следующим звеном рассматриваемой орографической системы.

Южно-тихоокеанское поднятие – субширотного простирания, с востока оно ограничено зоной разломов Элтанин. От этого разлома на северо-восток, а затем на север простирается один из крупнейших элементов планетарной системы срединно-океанических хребтов – Восточнотихо-океанское поднятие , которое прослеживается вплоть до Калифорнийского залива.

Кроме перечисленных звеньев системы есть еще несколько горных поднятий, которые предположительно относят к системе срединно-океанических хребтов. Все они находятся в Тихом океане. Это горы Горда и Хуан-де-Фука к западу от Орегонского побережья США; Чилийское поднятие – возможное ответвление системы срединно-океанических хребтов, протягивающееся от острова Пасхи к берегам Южного Чили; хребты Кокос и Карнеги, вместе с дном Панамской котловины. Красное море и Аденский залив Индийского океана, как и Калифорнийский залив в Тихом океане, в геотектоническом отношении также должны быть отнесены к срединно-океаническим хребтам.

Морфология срединно-океанических хребтов

Морфологически срединные хребты – гигантские сводообразные линейно ориентированные поднятия или вздутия земной коры, протягивающиеся в виде сплошной цепи от Северного Ледовитого океана через Атлантический и Индийский в просторы Тихого океана. В срединно-океанических хребтах различают: а) осевую или рифтовую зону, для которой характерен резко расчлененный горный рельеф, обусловленный разломной тектоникой, и б) в меньшей степени расчлененные фланги хребтов. Ширина срединных хребтов от нескольких сотен до 2 тыс. км. По существу, это не хребты, а огромные нагорья, не имеющие по занимаемой площади и по протяженности равных среди горных систем суши.

В рельефе осевой зоны срединного хребта резко выделяются узкие впадины, ориентированные по оси хребта или под некоторым углом к ней и располагающиеся относительно друг друга кулисообразно, а также узкие и асимметричные по поперечному профилю окаймляющие их гребни или небольшие хребты. Впадины обычно называют рифтовыми долинами, так как полагают, что они представляют собой грабены, образовавшиеся в условиях растяжения земной коры, т. е. рифты. Соответственно окаймляющие их хребты называют рифтовыми хребтами, а осевую зону в целом – рифтовой зоной .

Существенным элементом рельефа рифтовой зоны срединно-океанических хребтов являются крупные, резко очерченные узкие впадины, связанные с зонами поперечных разломов, рассекающих срединные хребты и именуемых трансформными. Узкие впадины в большинстве случаев значительно глубже рифтовых долин. Такие формы рельефа нередки и в пределах ложа океана, так как большинство трансформных разломов продолжается в океанических котловинах, по обе стороны от срединного хребта.

Проведены морфометрические исследования особенностей строения рельефа рифтовых зон срединно-океанических хребтов. Они выделили широкий диапазон уклонов поверхности: от нулевых, соответствующих днищам рифтовых долин и поперечных желобов до 30° на склонах.

Рифтовые зоны с резко расчлененным рельефом, где колебания глубин достигают 7 км, по обе стороны окаймлены обычно значительно более широкими фланговыми зонами. Эти зоны также характеризуются сложным ложбинно-грядовым рельефом, однако интенсивность расчленения меньше, чем в рифтовых зонах, а средние глубины расчленения закономерно уменьшаются от рифтовых зон к внешним границам срединно-океанических хребтов.

Развитие рифтовых и фланговых зон в различных звеньях планетарной системы срединно-океанических хребтов далеко неодинаково. Так, в хребтах Гаккеля, Мона, Кольбейнсей практически присутствуют только рифтовые зоны. Хребты очень узкие, а вертикальный размах рельефа не превышает 2 км. В Аравийско-Индийском и Центральноиндийском хребтах также основную часть составляют рифтовые зоны, но они отличаются большей шириной и значительным вертикальным размахом рельефа (до 5 тыс. м), определяемым главным образом большой глубиной поперечных трогов. Западно-Индийский хребет отличается преимущественным развитием рифтовых долин при более слабом развитии зон поперечных разломов.

Наиболее типична для срединно-океанических хребтов морфология Срединно-Атлантического хребта, где широко развиты рифтовая и фланговая зоны, четко выражены рифтовая долина и хребты, не менее четки поперечные зоны разломов и связанные с ними положительные и отрицательные формы рельефа. Австрало-Антарктическое, Южно- и Восточно-тихоокеанские поднятия отличаются от остальных звеньев системы слабым развитием рифтовых долин, большой шириной и, за некоторыми исключениями, сравнительно слабой расчлененностью фланговых зон.

Сейсмичность и вулканизм срединно-океанических хребтов

Срединно-океанические хребты, как уже упоминалось, отличаются сосредоточением эпицентров землетрясений и вместе с областями альпийской складчатости и современными геосинклинальными областями образуют важнейшие сейсмические пояса Земли. Фокусы землетрясений приурочены к рифтовым зонам и к секущим их разломам. В отличие от центров землетрясений в зонах Бениоффа здесь сейсмические очаги сосредоточены в зонах нормальных сбросов, не проникающих на большую глубину. Распространение центров землетрясений на глубину лишь нескольких десятков километров может рассматриваться как косвенный признак того, что астеносфера под срединными хребтами находится в состоянии, близком к жидкому или пластичному.

По средней плотности энергии землетрясений срединно-океанические хребты заметно уступают геосинклинальным областям (переходным зонам). Так, в областях Курило-Камчатской, Японской, Тонга энергия землетрясений от 14-10 17 до 18-10 10 Дж/км 2 , а на Восточно-тихоокеанском поднятии – 0,5-10 10 Дж/км 2 . Однако она несравненно больше, чем плотность энергии на океанических плитах, которые практически асейсмичны. Изучение микро землетрясений при помощи донных сейсмографов показало, что число регистрируемых сейсмических толчков в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов сравнимо с числом аналогичных по энергии землетрясений в наиболее сейсмоактивных районах материков. Очаги их оказались также приповерхностными (глубина залегания не более нескольких километров).

Срединно-океаническим хребтам присущ современный и недавний вулканизм. Действующих вулканов в пределах планетарной системы срединно-океанических хребтов, по-видимому, немало, но известны преимущественно те, которые находятся на океанических островах – вершинах срединно-океанических хребтов. На Восточно-тихоокеанском поднятии, по-видимому, в историческое время вулканы действовали на островах Пасхи и Клиппертон, а также на ответвлении восточно-тихоокеанского поднятия, на котором расположены Галапагосские острова. Главный из них – остров Изабелла – массив из пяти слившихся щитовых базальтовых вулканов с крупными кратерами, очень похожих на Гавайские. В настоящее время гавайские вулканы продолжают действовать. В Индийском океане известны два острова с недавно действовавшими вулканами – Амстердам (900 м) и Сен-Поль. Первый из них представляет собой базальтовое плато с многочисленными небольшими вулканами, второй – крупный базальтовый вулкан с затопленным морем кратером.

В Атлантическом океане на Срединно-Атлантическом хребте имеется ряд действующих или недавно действовавших вулканов. К северу от Исландии на острове Ян-Майен известен потухший вулкан Бьеренберг (2267 м) и еще один базальтовый купол с несколькими кратерами в юго-западной части острова. На самой Исландии, которая представляет собой материковый массив, вовлеченный в зону океанического рифтогенеза, известно более 140 вулканов, из них 26 действующих.

В группе Азорских островов на обширном базальтовом плато, являющимся крупным элементом структуры Срединно-Атлантического хребта, расположен ряд действующих и недавно, действовавших вулканов. Эти острова сложены базальтами, трахитами и андезитами. Массив Азорских островов – сложная многоярусная структура, имеющая складчатое геосинклинальное основание. Здесь не менее четырех–пяти действующих вулканов.

Распространение срединно-океанических рифтовых зон на окраинах континентов

В нескольких районах земной поверхности срединно-океанические хребты вплотную подходят к окраинам континентов. В одних местах они на стыке с материковой окраиной затухают, а в других они «взламывают» окраину материка и даже проникают в глубь его. Так, ответвления Восточно-тихоокеанского поднятия – хребты Кокос и Карнеги, Чилийское поднятие – не обнаруживают явного продолжения на континенте.

Хребет Гаккеля – самое северное звено планетарной системы срединно-океаническнх хребтов – теряет геоморфологическую выраженность с приближением к подводной окраине Азии и морфологически не прослеживается на шельфе. Попытки проследить продолжение рифтовых зон срединно-океанических хребтов на пространствах Якутии не привели к убедительным результатам.

Сочленение Восточно-тихоокеанского поднятия и западной окраины Северной Америки. Рифтовая зона Восточно-тихоокеанского поднятия, по данным американских авторов, продолжается в западной части США и Канады. Узкий грабен Калифорнийского залива рассматривается как крупная рифтовая долина или рифтовая зона. От вершины залива к северу система рифтов разветвляется. Одна ветвь – широко известная система разломов Сан-Андреас – определяет тектонику и новейшую геологическую структуру прибрежной Калифорнии.. Собственно зона разломов Сан-Андреас (ее северный отрезок: – разлом Сан-Бенито) близ мыса Мендосино вновь уходит в океан. С ее дальнейшим океанским продолжением связаны крайние звенья системы срединно-океанических хребтов – подводные хребты Горда, Хуан-де-Фука, Эксплорер. Другая ветвь развита целиком в пределах материка. Она охватывает рифты Юта и их дальнейшее продолжение – рифтовую систему Скалистых гор ,прослеженную до границы Аляски.

Развитие разломов, связанных с рифтовыми зонами запада Северной Америки, происходило более или менее согласно с основными простираниями мезозойских структур, образующих главную часть горных сооружений этого региона Североамериканского материка. Рифтогенез «обновил» древние структуры, подчеркнул их выраженность в рельефе, но не вызвал сколько-нибудь значительной перестройки общего структурного плана территории.

Сочленение Срединно-Атлантического хребта и Исландии.

Срединно-Атлантический хребет на отрезке между хребтами Кольбейнсей и Рейкьянес пересекает Исландию. В свете современных данных Исландия – окраинный континенталь­ный массив, в срединной части существенно преобразованный рифтогенезом. В рельефе острова эта зона выражена в виде крупной тектонической депрессии, осложненной серией рифтовых ущелий и разделяющих их горных гребней, гряд, сложенных застывшими при трещинных излияниях лавами, зияющими тектоническими трещинами и крупными вулканами (более 20 действующих).

По современным данным разрез земной коры в районе Исландии сходен с разрезом континентальной коры, но отличается очень мощным «базальтовым» слоем (сейсмические скорости 6,6 – 7,0 км/с), присутствием слоя повышенной плотности (до 7,5 км/с), глубоким залеганием поверхности Мохоровичича (до 50 км) и сильно редуцированным «гранитным» слоем.

Аденский рифт.

Ниболее изучено сочленение системы срединно-океанических хребтов с Африканско-Аравийской материковой платформой. Аравийско-Индийский хребет после пересечения его зоной разломов Оуэн испытывает сильный сдвиг к северу (примерно на 250 – 300 км). Западнее зоны разломов прослеживается Аденский рифт. Морфологически он выражен Аденским заливом.

Рельеф дна залива сильно расчленен. Шельф практически отсутствует, если не считать очень узкой прибрежной отмели вдоль главным образом Аравийского побережья. Крутые борта раздвига на глубине 1000 – 2000 м сменяются дном впадины залива. Рельеф его характеризуется чередующимися рифтовыми долинами и хребтами северо-восточного простирания. Самая глубокая впадина расположена при входе в залив. Это впадина Алула-Фартак с глубиной 5360 м. Мощность осадков во впадине невелика, но местами достигает 500 м, на поверхности это преимущественно фораминиферовые илы. Гребни рифтовых хребтов уплощены и нередко не имеют осадков. Здесь обнажаются базальты и диабазы.

Дно залива отличается высокой степенью сейсмичности. Особенно много эпицентров землетрясений приходится на рифтовые долины и их поперечные разломы. Все очаги землетрясений находятся на глубине не более 60 км. Выяснено, что на глубине 3 – 4 км залегает кровля «базальтового слоя», который на глубине 8 – 10 км подстилается поверхностью Мохоровичича. Верхняя часть разреза, как это отчасти показали и последующие данные глубоководного бурения, выражена осадочным и вторым сейсмическим слоями. Отсутствие «гранитного» слоя в разрезе земной коры Аденского залива объясняется раздвиганием континентальных масс Аравийского полуострова и Африки и формированием новой океанической коры при образовании ювенильного и в высшей степени активного срединно-океанического хребта.

Красноморский рифт.

У западного окончания Аденского залива происходит разветвление рифтовой зоны. Здесь расположена обширная вулканическая область Афар, оконтуренная серией разломов, имеющая вид треугольника, заполненного лавовыми полями и толщами молодых эффузивов четвертичного возраста. К югу от Афара простирается Эфиопский рифт – самое северное звено обширной и сложно построенной системы Восточно-африканских рифтов. С этой системой связан современный и четвертичный вулканизм Восточной Африки, к ней относятся глубочайшие рифтовые озера Танганьика, Ньяса, Рудольф, Альберт.

На северо-северо-запад от области Афар протягивается Красноморский рифт, выраженный в рельефе впадиной Красного моря. В отличие от Аденского залива Красное море имеет хорошо развитую прибрежную отмель, которая на глубине 100 – 200 м сменяется четко выраженным уступом, морфологически сходным с уступом материкового склона. Благодаря многочисленным коралловым постройкам прибрежная отмель имеет расчлененный рельеф.

Большая часть дна впадины Красного моря лежит в интервале глубин от 500 до 2000 м. Над волнистой донной равниной возвышаются многочисленные отдельные подводные горы, острова и подводные гряды, местами четко прослеживается серия ступеней, параллельных окраинам моря. Вдоль оси впадины проходит узкая глубокая борозда, которая и рассматривается как срединная рифтовая долина Красного моря. Максимальная глубина ее – 3040 м. В нескольких впадинах в долине открыты мощные выходы ювенильных вод с температурой до 56,5° С и соленостью до 257 ‰. Дно впадин сложено сцементированными осадками с очень высокими концентрациями различных металлов (меди, цинка, олова, серебра, золота, железа, марганца, ртути).

Данные геофизических и геохимических исследований свидетельствуют об отсутствии «гранитного» слоя в пределах осевой борозды Красного моря. Это, как и ступенчатость дна главной впадины Красного моря, связывают с раздвигом рифта и «дрейфом» Аравии и прилегающей части Африканской платформы. На шельфе и на ближних к материку ступенях дна главной впадины обнаружен гранитный слой. Таким образом, раздвиг на месте Красного моря значительно меньше, чем в Аденском заливе.

В северной части Красного моря рифтовая зона вновь разветвляется, образуя короткий (до 300 км) Суэцкий рифт, соответствующий одноименному заливу, и рифт залива Акаба, который продолжается на север в виде грабена Мертвого моря и Левантийских рифтов.

Глава V. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ РЕЛЬЕФА ЛОЖА ОКЕАНОВ

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ РЕЛЬЕФА ЛОЖА ТИХОГО ОКЕАНА

Основные черты рельефа Тихого океана. По особенностям рельефа ложе Тихого океана разделяется на: 1) северную и центральную части; 2) южную и 3) юго-восточную части. Общий план расположения главных орографических элементов северной и центральной частей ложа Тихого океана образуется из системы гигантских дуг, выпуклых в плане к северо-востоку. Это дуги:

1) Гавайского хребта;

2) системы хребтов Маркус-Неккер – Лайн – Туамоту;

3) Маршалловых островов и островов Гилберта – Тувалу;

4) Каролинских островов и вала Ка-пингамаранги;

5) вала Эуриапик.

Этот план несомненно отражает важную особенность структуры ложа Тихого океана, которая нам пока неизвестна. Отмеченные ранее изгибы линейных магнитных аномалий, а также очертания разновозрастных частей океанической коры при всей условности и спорности определения их возраста в целом соответствуют этому генеральному рисунку орографического каркаса северной и центральной частей Тихого океана .

Несколько горных систем (подводные основания островов Общества, Тубуаи, Южных островов Кука) не входят в упомянутые выше системы и располагаются параллельно им. Некоторые подводные хребты и возвышенности имеют совершенно иное простирание (Императорские горы, возвышенности Шатского, Хесса и Магеллана, Маркизские острова и острова Феникс). Резко выделяется своими очертаниями плато Манихики с Северными островами Кука, расположенными на его приподнятой периферии.

Важнейшие орографические и тектонические элементы ложа Тихого океана – зоны разломов огромной протяженности и преимущественно широтного и субширотного простирания. Большинство их приурочено к самой крупной Северо-Восточной котловине Тихого океана: примерно параллельно друг другу следуют (с севера на юг) зоны разломов Чинук, Сервейер, Мендо-сино, Пайонир, Меррей, Молокаи, Кларион, Клиппертон, Галапагос, зона разломов Маркизских, островов. Они четко выражены в рельефе в виде комплексов специфических положительных и отрицательных форм рельефа. Специфичен рисунок изобат. Они как бы образуют лестницу, спускающуюся рядом гигантских ступеней от Маркизского разлома к разлому Меррей. Горные поднятия разделяют северную и центральную части ложа Тихого океана на ряд котловин. Самая крупная – Северо-Восточная – ограничена с запада и юго-запада Императорскими горами, хребтами Гавайским и Лайн-Туамоту, а на юго-востоке – Восточно-тихоокеанским поднятием. К западу от Императорских гор лежит Северо-западная котловина, в средней части которой расположена возвышенность Шатского. С юга котловина ограничена горами Маркус-Неккер. Для обеих котловин характерен преимущественно холмистый рельеф. В северной части Северо-Восточной котловины значительные площади заняты Алеутской, Аляскинской и Тафтской плоскими абиссальными равнинами, много гайотов, выделяется несколько зон разломов, не совпадающих по простиранию с широтными разломами (Императорская зона разломов и меридиональные разломы Амлиа и Адак). Обе котловины входят в число наиболее глубоких котловин Мирового океана: максимальная глубина Северо-Восточной котловины – 6741 м, Северо-Западной – 6671 м.

В юго-западном секторе описываемой части Тихого океана располагаются: Восточно-Марианская котловина, ограниченная горами Маркус-Неккер, Маршалловыми и Каролинскими островами с максимальной глубиной 6770 м; южнее следуют (с запада на восток) котловины Западнокаролинская (5650 м); Восточно-каролинская, в пределах которой расположен глубокий трог Муссау (7021 м); Меланезийская (5634 м), в средней части которой возвышается описанная ранее гора (поднятый атолл) Науру; Центральная котловина, в которой расположены многочисленные океанические поднятия – возвышенность Магеллана, подводные основания островов Феникс и Такелау, плато Манихики; в средней части котловина пересечена зоной разлома Нова-Кантон, к одному из трогов зоны приурочена максимальная глубина котловины (7600м).

Южная часть ложа Тихого океана делится Южно-тихоокеанским срединно-океаническим хребтом на две части. К северу от него находится Южно-тихоокеанская котловина. Максимальные глубины котловины находятся в ее северной части, вблизи желоба Тонга (6090 м). В средней части котловина разделена грядой подводных гор, связанных с зоной разломов Элтанин.

К югу от Южно-тихоокеанского поднятия лежит обширная котловина Беллинсгаузена (5020 м), в которой благодаря интенсивной аккумуляции айсбергового материала обширную площадь занимают плоские абиссальные равнины. Между Новозеландским континентальным массивом, поднятием Лорд-Хау и Австралией расположена Тасманова котловина с многочисленными гайотами, небольшим подводным хребтом Дампье и преимущественно холмистым рельефом (максимальная глубина 5604 м).

Особый регион ложа Тихого океана – юго-восточный – расположен к востоку от Восточно-тихоокеанского хребта. От котловины Беллинсгаузена он отделен Чилийским поднятием. По-видимому, это ответвление срединного хребта. Глыбовые хребты Сала-и-Гомес и Наска делят эту часть ложа океана па две котловины: Чилийскую (глубина 5000 м) и Перуанскую (4525 м). В западной части Перуанской котловины расположено слабо изученное Галапагосское поднятие, которое отделяет от Перуанской котловины небольшую котловину Бауэр (5126 м). К северу от разлома Галапагос расположена Гватемальская котловина с максимальной глубиной 4199 м. Для всех котловин характерен рельеф абиссальных холмов и крайне медленное осадконакопление. Это связано с тем, что они отделены от прилегающих континентов глубоководными желобами, служащими ловушками для терригенного материала, поступающего в океан.с континентов.

Тектоника ложа Тихого океана. Каждая котловина может рассматриваться как гигантская талассосинеклиза, т. е. устойчивый участок океанической плиты, испытывающий медленное погружение и разбитый региональными разломами на более мелкие глыбовые (блоковые) структуры. Крупные положительные формы рельефа образуют соответственно оводовые или глыбовые поднятия океанической коры – талассоантеклизы. С большинством из них связаны вулканические формы рельефа. Многие вулканические горы имеют вид гайотов. Это, а также данные о мощностях коралловых построек свидетельствуют о преимущественно отрицательных движениях земной коры в пределах ложа океана. Наличие отмирающих или поднятых атоллов свидетельствует о местных положительных движениях. На основе такого рода данных установлено слабое поднятие отдельных участков хребтов островов Гилберта, Эллис, Лайн и восточной гряды островов Туамоту, а также значительные поднятия восточной части Гавайского хребта.

В Северо-Восточной котловине отчетливо выражены дифферинцированность отрицательных вертикальных движений ложа океана, и это нашло отражение в образовании нескольких ступеней глубин, ограниченных зонами океанических разломов. Следовательно, в котловине можно выделить несколько плит или глыб, существенно отличающихся интенсивностью опускания. Не вызывает сомнения блоковый (глыбовый) характер и ряда других структур ложа Тихого океана, также выделяющихся по днфференцированности вертикальных движений.

Геодинамика ложа Тихого океана определяется латеральными движениями нескольких крупных плит литосферы – Тихоокеанской, Североамериканской, Антарктической, Перуанско- Чилийской – и более мелких – Панамской, Гватемальской, Техуантепекской . Считают, что скорость раздвижения рифта и соответственно перемещения плит Южно- и Восточно-тихоокеанского поднятий соответственно равна 2,0 – 4,0 и 4,2 – 6,0 см/год. Тихоокеанская плита движется на запад с разворотом на север и подвергается субдукции (погружению) в зонах Бениоффа практически на всем протяжении западной и северной окраин Тихого океана. Перуанско-Чилийская плита перемещается на восток и погружается в Перуанский и Чилийский глубоководные желоба. Панамская и соседние с ней мелкие плиты перемещаются в восточном и северо-восточном направлениях и также испытывают субдукцию на стыке с ограничивающим их Центральноамериканским желобом.

Субдукция Тихоокеанской плиты происходит и на севере. Североамериканская плита. с запада и с востока ограничена рифтовыми зонами. Теоретически где-то в средней части Северной Америки должна проходить зона поглощения плит. В действительности этого нет. Еще сложнее обстоит дело со спредингом в области Антарктической плиты, которая со всех сторон окружена рифтовыми зонами. Она должна испытывать движение, направленное к ее центру, со скоростью 1,6 – 2 см/год в Атлантике и 2,8 – 3 см/год в южной части Индийского океана.

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ РЕЛЬЕФА ЛОЖА ИНДИЙСКОГО ОКЕАНА

Рельеф ложа Индийского океана.

Орография дна Индийского океана определяется прежде всего срединно-океаничес­кими хребтами, которые разделяют Индийский океан на Африканский, Азиатско-Австра­лийский и Антарктический сегменты.

Африканский сегмент ложа, ограниченный с востока и юго-востока Западно-Индийским и Аравийско-Индийским срединными хребтами, имеет особенно сложный рельеф. Из крупных хребтов сегмента отметим Маскаренский, Амирантский, Чейн, а также возвышенность Мединглей, лежащую к северо-востоку от Маскареиского хребта. Кроме линейно ориентированных поднятий в этом районе много отдельных гор. Иные из них выступают над уровнем океана и образуют острова.

Большая часть Мозамбикского пролива, также находящегося в описываемом сегменте, относится к подводной окраине африканского материка; южная его часть, ограниченная Мадагаскарским и Мозамбикским выступами подводной континентальной окраины, образует довольно изолированную океаническую котловину с максимальной глубиной 6046 м. На границе с подводной окраиной материка расположена небольшая плоская абиссальная равнина, остальная часть дна котловины имеет холмистый рельеф. К северу и востоку от Мадагаскара, имеющего типичную материковую структуру, расположены котловины Сомалийская. Маскаренская и Мадагаскарская. Сомалийская – самая крупная котловина (максимальная глубина – 5477 м приурочена к Амирантскому желобу). В северной ее части проходит узкий глыбовый хребет Чейн, связанный с зоной разломов Оуэн, пересекающей севернее срединный хребет. Значительная часть дна котловины – плоская абиссальная равнина.

Маскаренская котловина (максимальная глубина 5342 м) отделена от Сомалийской Амирантским и Маскаренским хребтами. В западной части котловины рельеф выровненный, в восточной изобилуют холмы, подводные горы и гряды, генетически связанные с многочисленными разломами, косо секущими Аравийско-Индийский хребет. Поднятый атолл Громлен и резкие колебания глубин свидетельствуют о значительной дифференциации вертикальных движений ложа.

Очень интересны рельеф и геологическая структура Маскаренского хребта. По суще­ству, это гетерогенная морфоструктура, состоящая из нескольких плосковершинных мелко­водных массивов. Самую северную его часть образует Сейшельская банка с одно­именными островами, настоящий микроконтинент, сложенный гранитами, возраст которых 600 млн. лет. Южнее расположена банка Сайя-де-Малья с минимальными глубинами над ней 7 – 20 м. Обследование банки (Федоров, Данилов, 1980) показало, что она сложена осадоч­ными карбонатными породами (основание толщи палеогенового возраста) мощностью более 1600 м, залегающими на базальтах. Сходное строение имеет банка Назарет. Остров Маврикий с подводным основанием представляет собой горный вулканический массив.

Загадочное образование – Амирантский хребет, по очертаниям очень похожий на островную дугу, к тому же сопровождающуюся Амирантским «желобом». Вершины подводных гор, образующих хребет, увенчаны коралловыми постройками.

Мадагаскарская котловина (максимальная глубина 5815 м) имеет преимущественно грядово-холмистый рельеф. Земная кора и пределах котловины разбита многочисленными разломами. Наиболее значительный из них разлом Маврикий, с которым связан современный вулканизм (остров Реюньон).

Главные орографические элементы западной части Азиатско-Австралийского сегмента ложа Индийского океана – хребты Мальдивский и Восточноиндийский. К западу от Мальдивского хребта расположена Аравийская котловина. В западной части котловины протягивается небольшой глыбовый хребет Меррей, генетически и пространственно связанный с зоной разломов Оуэн. Севернее эта зона прослеживается в структурах шельфа и континента в виде сейсмической зоны Кветта. Большая часть Аравийской котловины заполнена подводным конусом выноса Инда, по южной периферии которого протягивается неширокая абиссальная плоская равнина с возвышающимися над ней подводными горами.

Центральная котловина на севере занята еще более грандиозным конусом выноса мутьевых потоков, связанным с подводным каньоном Ганга. По периферии конуса протягивается плоская абиссальная равнина. В южной части котловины преобладает волнистый и холмистый рельеф, есть крупные подводные горы и небольшой глыбовый хребет Ланка.

Мальдивский хребет, разделяющий котловины, имеет широкий уплощенный свод. Глубины над ним невелики, на свод насажено множество коралловых построек – очень крупных атоллов, состоящих нередко из маленьких атоллов – «фарос». Южную часть хребта образует банка Чагос с одноименными коралловыми островами.

Восточно-Индийский хребет, ограничивающий Центральную котловину с востока, уникален как по прямолинейности, так и по длине. Он почти точно вытянут по 90-му меридиану, поэтому па английских и американских картах он называется Найнти-Ист Ридж . Его протяженность более 4 тыс. км. Он явно глыбовый. Это система узких горстов, вытянутых вдоль мощной зоны разломов и сопровождающихся с восточной стороны глубокой депрессией типа грабена. От южного окончания хребта к востоку отходит хребет Брокен или Западно-австралийский – типичный косой горст, наклоненный к северу и резко обрывающийся к югу, где параллельно ему проходит система разломов Диамантина. Она представлена несколькими короткими и узкими горстами и глубокими узкими грабенами-трогами Обь и Диамантина (максимальная глубина 7102 м). Зона разломов простирается к востоку почти параллельно северной границе срединного хребта (Австрало-Антарктического поднятия) и затухает южнее Большого Австралийского залива.

Восточно-Индийский хребет и Австрало-Антарктическое поднятие образуют границы восточной части Австрало-Азиатского сегмента ложа Индийского океана. Здесь, несколько южнее 10° ю. ш. с запада на восток, протягивается вал типа оводового поднятия с насаженными подводными вулканами, разбитый поперечными разломами на отдельные блоки и известный под названием Кокосового поднятия. Один из Кокосовых островов – атолл Килинг – был впервые описан Ч. Дарвином. Остров Рождества, также расположенный в этом районе, представляет собой поднятый (до высоты 350 м) коралловый риф.

К северу от Кокосового поднятия расположена Кокосовая котловина, северная часть которой занята обширным конусом выноса мутьевых потоков, проникающих сюда из Бенгальского залива. Дно южной части котловины характеризуется холмистым рельефом. Имеется несколько крупных подводных гор. К югу от Кокосового поднятия лежит Западно-австралийская котловина (максимальная глубина 6218 м) с исключительно холмистым рельефом. На юге она ограничена Западно-австралийским поднятием, а также порогом, примыкающим к выступу подводной окраины Австралии – плато Кювье. Порог отделяет лежащую южнее котловину Натуралиста с одноименной абиссальной равниной и максимальной глубиной 6035 м.

Ряд котловин Австрало-Азиатского сектора заканчивается Южно-австралийской котловиной, большую часть дна которой занимает значительная по площади плоская абиссальная равнина.

Антарктический сегмент ложа Индийского океана включает три котловины – Асрриканско-Антарктическую, Крозе и Австрало-Антарктическую. Первая из них имеет максимальную глубину 6972 м; большая часть ее дна занята обширной плоской абиссальной равниной, сложенной с поверхности диатомовыми осадками. На севере котловина ограничена вулканическим плато Крозе, а на востоке – далеко выдвинутым в океан Кергеленским выступом подводной окраины Антарктиды. К северу от плато Крозе расположена котловина Крозе с максимальной глубиной 5625 м и преимущественно крупнохолмистым вертикальным расчленением. В Австрало-Антарктнческой котловине (максимальная глубина 6089 м) южная часть дна выровнена, в северной преобладает крупнохолмистый рельеф.

Тектоника ложа Индийского океана. Особенности рельефа ложа Индийского океана и общая картина сетки разломов позволяют выделить ряд талассосинеклиз – Сомалийскую, Маскаренско-Мадагаскарскую. Аравийскую, Центральную, Кокосовую, Западно-австралийскую, Южно-австралийскую, Мозамбикско-Агульясскую, Крозе, Африкано-Антарктическую и Австрало-Антарктическую. Это – устойчивые глыбы или плиты, обладающие общей тенденцией к погружению. Разделяющие их талассоантеклизы, (или талассоантиклинории) – либо линейно ориентированные сводово-глыбовые поднятия с выровненными вершинными поверхностями, либо горстовые структуры. К первым относятся Мальдивский и Маскаренский хребты, ко вторым – хребты Чейн, Меррей, Восточно-Индийский, Западно-австралийский. Кокосовый вал занимает промежуточное положение. Видимо, это сводовое поднятие, сильно разбитое разломами и превратившееся в систему горстовых морфоструктур.

Раскрытием рифта и разрастанием океанского дна наиболее убедительно объясняется разделение Гондваны на Африканскую, Индийскую и Антарктическую плиты и образование Индийского океана. В первоначальной схеме Э. Булларда (1971) выделялись только эти три плиты и их перемещениями объяснялась история Индийского океана. Принималось, что Африканская плита неподвижна. Однако и при таком допущении остается нерешенным вопрос о динамике Антарктической плиты.

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ РЕЛЬЕФА ЛОЖА АТЛАНТИЧЕСКОГО ОКЕАНА

Главный орографический элемент Атлантического океана – Срединно-Атлантический хребет. Он занимает лишь немногим меньшую площадь, чем собственно ложе океана (соответственно 24,6 и 37,6%), и делит весь океан на две примерно одинаковые по площади части.

К западу от срединного хребта расположен Ньюфаундлендский хребет. Бермудское плато, хребет Барракуда, поднятие Сеара, плато Риу-Гранди. Вместе с выступами подводных окраин материков и Срединно-Атлантического хребта они делят западную половину ложа Атлантического океана на Лабардорскую, Ньюфаундлендскую, Североамериканскую, Гвианскую (Гайанскую), Бразильскую и Аргентинскую котловины. Баффиново море и Норвежско-Гренландский бассейн рассматриваются обычно как части Северного Ледовитого океана.

Ньюфаундлендская (максимальная глубина 5160 м) и Лабрадорская котловины по существу единое целое. Большая часть их занята плоской абиссальной равниной, пересеченной в субмеридиональном направлении абиссальной долиной Хейзена. С юга Ньюфаундлендская котловина ограждена одноименным хребтом, который, как показали сейсмоакустические исследования, представляет собой гигантскую аккумулятивную форму, связанную с перемещением осадочного материала донными глубоководными течениями.

Североамериканская котловина – одна из крупнейших котловин ложа Атлантического океана (максимальная глубина 7110 м). Почти в центре северной части котловины расположено Бермудское плато. В северной части котловины выделяются также цепь вулканических гор Келвин и вулканический массив Корнер (или Угловое поднятие). К югу от Бермудского плато простирается волнистая абиссальная равнина, а по периферии котловины – плоские абиссальные равнины Сом, Гаттерас и Нарес. С юго-запада котловина граничит с Блейк-Багамским хребтом – крупной абиссальной аккумулятивной формой и с Внешним Антильским валом. Вал протягивается вдоль желоба Пуэрто-Рико. Вместе с расположенным на его продолжении глыбовым хребтом Барракуда он отделяет Североамериканскую котловину от Гвианской. Приток терригенного осадочного материала обеспечивает почти повсеместное развитие в пределах Гвианской котловины плоской абиссальной равнины (равнина Демерара). Максимальная глубина Гвианской котловины (5109 м) приурочена к ее северо-западной части, где преобладает холмистый рельеф. Небольшим сводово-глыбовым поднятием Сеара (Ильин, 1976), осложненным отдельными подводными вулканами, Гвианская котловина отделена от котловины, Сеара. Максимальная глубина котловины Сеара 4700 м, дно ее занято одноименной плоской равниной. Следует отметить еще две абиссальные долины – долину Вайдл с глубиной вреза до 250 м (соединяет Североамериканскую и Гвианскую котловины) и долину Пернамбуко (соединяет Гвианскую и Бразильскую котловины).

Крупнейшая в западной части океана котловина – Бразильская.. Она имеет преимущественно холмистый рельеф дна, а на небольшом участке – равнине Пернамбуко – волнистый. В Бразильской котловине много подводных вулканов. Некоторые из них возвышаются вершинами над уровнем моря и образуют вулканические острова (Фернанду-ди-Норонья, Тринидад, Мартин-Вас). Расположение подводных гор подчиняется широтным зонам разломов.

С юга Бразильская котловина отделена от Аргентинской плато Риу-Гранди. Рельеф плато сложный. Над платообразными поверхностями поднимаются отдельные подводные горы. Восточная часть плато имеет вид узкого, с плоской вершиной хребта, вытянутого в меридиональном направлении. Между плато и подводной окраиной Южноамериканского материка проходит абиссальная долина Вима, по которой стекают донные воды из Аргентинской котловины в Бразильскую. Большую часть дна Аргентинской котловины занимают волнистая равнина и (в восточной части) рельеф абиссальных холмов. На западной окраине котловины есть узкая плоская абиссальная равнина, а в южной части – крупная подводная аккумулятивная форма – хребет Сапиола, образование которого связано с приносом донных осадков и нефелоидов донным Антаркитическим течением. Крупных подводных гор в Аргентинской котловине нет, но сейсмоакустические профили показывают, что в западной части котловины под толщей осадков погребено несколько гор до 2 – 2,5 км относительной высоты.

К югу от Аргентинской котловины находится оводовое поднятие – Южноантильский внешний вал с умеренными формами расчленения. Южнее между срединно-океаническим хребтом и Антарктидой расположена Африканско-Антарктическая котловина. Условная граница между Атлантическим и Индийским океанами проводится по 20° в. д. Если учитывать эту границу, то в Атлантическом океане находится только западная часть котловины с обширной плоской абиссальной равниной Уэделла. Для северной части котловины типичен рельеф абиссальных холмов.

В восточной части ложа Атлантического океана выделяются Азорско-Бискайский или Боковой хребет , массив Горриндж с поднятием Мадейра, поднятия Канарских островов и островов Зеленого Мыса, плато Сиерра-Леоне, Гвинейское поднятие и хребет Китовый. Они делят восточную часть Атлантического океана на Западноевропейскую (максимальная глубина 5023 м). Иберийскую (5815 м), Канарскую (6549 м), Зеленого Мыса (7282 м), Сиерра Леоне (6040 м), Гвинейскую (5215 м), Ангольскую (6050 м) и Капскую (5457 м) котловины. Западноевропейская котловина расположена между Исландско- Фаррерским порогом и подводной возвышенностью Роколл – погруженными частями подводной окраины Европейского материка (с севера) и Боковым хребтом (с юга). Боковой хребет – горст с несколькими вулканическими вершинами вдоль продольного разлома. Дно котловины – преимущественно холмистая абиссальная равнина, только в Бискайском заливе и к северо-западу от него протягивается узкая Бискайская плоская равнина. . Дно Западноевропейской котловины с севера на юг прорезает крупная (длиной около 3500 км) абиссальная долина Мори, морфологически сходная с долиной Хейзена. На большом протяжении долина сопровождается аккумулятивными валами до 50 м высоты. В северной части котловины выделяются две гигантские аккумулятивные формы – «осадочные хребты» Гардар и Фени, образование которых связывают с усиленным поступлением осадочного материала с Исландско-Фарерского порога. Небольшая Иберийская котловина в центральной части занята плоской абиссальной равниной. Она соединяется с Бискайской равниной ущельем Тэта.

К югу от Иберийской котловины рельеф ложа океана очень пересечен. Его особенностиопределяются глыбово-вулканическим хребтом Гориндж с одноименной подводной горой, группой других подводных гор и поднятием. Мадейра. Весь район характеризуется обилием подводных вулканов. Дно обширных Канарской (максимальная глубина в одном из океанических трогов 6549 м) и Зеленомысской котловин по строению поверхности может быть разделено на три субмеридиональных зоны: западную, холмистую; среднюю узкую плоскую абиссальную равнину; восточную, в пределах которой океаническая кора полностью перекрыта наклонной равниной материкового подножия. Вулканические поднятия Канарских островов (в их числе четыре действующих вулкана) и островов Зеленого Мыса (один действующий) – также элементы подводной окраины Африканского материка.

Поднятие Сиерра-Леоне отличается ненормально высокими скоростями сейсмических волн (7,0 – 7,3 км/с), что связывают с внедрением ультраосновных пород в земную кору и с сильной мета-морфизацией пород коры. Дно небольших котловин Сиерра-Леоне и Гвинейской занято плоскими равнинами, окруженными абиссальными холмами. Максимальные глубины котловин соответственно 6040 и 5212 м.

На северо-восток от обширного лавового плато, расположенного на восточном фланге Срединно-Атлантического хребта в районе о-ва Св. Елены, протягивается широкое Гвинейское поднятие. Наиболее характерный элемент поднятия – Камерунская зона разломов, с которой связаны вулканические сооружения подводных гор ВНИРО и Ширшова и островов Пагалу (Анобон), Сан-Томе, Принсипи и Масиас-Нгема-Бийого (Фернандо По). Далее зона разломов протягивается в пределах Африканского континента. К ней приурочен действующий вулкан Камерун и группа центрально-сахарских вулканов, среди которых есть действующие.

Дно Ангольской котловины, лежащей к югу и к югу-востоку от Гвинейского поднятия, также в значительной степени перекрыто наклонными шлейфами материкового подножия, в том числе – обширным конусом выноса подводного каньона Конго. Центральная часть котловины – плоская абиссальная равнина, южная часть занята абиссальными холмами. В самом южном углу котловины располагается группа подводных гор, имеющих общее основание, из них наиболее значительная – гора Вюст (около 4 км относительной высоты).

Китовый хребет – глыбовое горное сооружение. Он состоит из трех крупных блоков, разделенных седловинами, имеет крутые склоны и уплощенную вершинную поверхность. Выравненность последней, видимо, в большой (а может быть, и в основной) степени связана с накоплением мощной толщи известковых отложений.

Капская котловина, расположенная к югу от Китового хребта (5457 м), отличается преимущественным развитием рельефа абиссальных холмов, а также большим числом подводных вулканических гор, сосредоточенных главным образом в южной части котловины. Группа этих гор отделяет Капскую котловину от котловины. Агульяс, которая в основном может рассматриваться как элемент ложа Индийского океана. Морфологически она сходна с Капской котловиной.

Считается, что Атлантический океан образовался как результат раскрытия рифта в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта. Все особенности рельефа и структуры дна Атлантического океана объясняются взаимными перемещениями четырех главных плит – Американской, Евразийской, Африканской и Антарктической.

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ РЕЛЬЕФА ЛОЖА СЕВЕРНОГО ЛЕДОВИТОГО ОКЕАНА

Северный Ледовитый океан – единственный океан, в пределах которого ложе занимает меньшую часть площади океанического дна. Обычно в глубоководной части Северного Ледовитого океана выделяют два крупных бассейна – Арктический и Норвежско-Грен-ландский. Особняком расположен бассейн Баффинова моря, который по природным условиям несомненно ближе тяготеет к Северному Ледовитому океану, чем к Атлантическому.

Рельеф ложа Северного Ледовитого океана.

В Норвежско-Гренландском бассейне главным орографическим «стволом» служит срединно-океанический хребет. К северо-западу от хребта лежит Гренландская, к юго-востоку – Норвежская и Лофотенская котловины. Последние две котловины отделены друг от друга погруженным выступом подводной континентальной окраины – краевым. плато Воринг и расположенными на его продолжении несколькими узкими возвышенностями, генетически связанными с зоной разломов Ян-Майен.

Дно Гренландской и Лофотенской котловин не отличается сложностью. Большую часть их площади занимают соответственно Гренландская и Лофотенская абиссальные плоские равнины. Значительную площадь в Лофотенской котловине образуют мощный Медвежинский конус выноса, который, видимо, частично подстилается океанической земной корой. Обе котловины сравнительно неглубоки (соответственно 4848 и 3220 м).

Значительно сложнее рельеф Норвежской котловины. Хребтами Ян-Майенским и Норвежским она подразделяется на три довольно самостоятельных бассейна. Самый значительный из них носит название Исландского плато. Это вулканическое лавовое плато ограничено с запада срединным хребтом (Кольбейнсей), а с востока – хребтом Ян-Маиен, сводовым меридионально вытянутым поднятием. со слабо расчлененными склонами и уплощенной вершинной поверхностью. От района его причленения к Фарерско-Исландскому порогу в северо-восточном направлении отходит Норвежский хребет. Он состоит из группы подводных гор и гряд, протягивающихся вдоль четко выраженной ложбины типа узкого грабена. Юго-восточнее Норвежского хребта рельеф дна котловины представлен плоской абиссальной равниной, северо-западнее – абиссальными холмами. В этом районе находится самое глубокое место котловины – 3921 м.

Баффиново море, как упоминалось, целесообразно считать также частью Северного Ледовитого океана. Котловина его отделена от Атлантического океана относительно высоким Дэвисовым порогом, сложенным, вероятно, континентальной земной корой. Рельеф дна глубоководной котловины Баффинова моря представлен плоской абиссальной равниной в центральной части котловины и абиссальными холмами и волнистой равниной по ее периферии.

Основную часть Северного Ледовитого океана занимает Арктический бассейн с окружающими его подводными окраинами Северной Америки и Евразии. Согласно этим представлениям, вдоль евроазиатского материкового подножия протягивается хребет Гаккеля – самое северное звено планетарной системы срединно-океанических хребтов. Параллельно ему между шельфом Новосибирских островов и Землей Пири (северная оконечность Гренландии) вблизи полюса расположен массивный, со слабо расчлененными склонами и уплощенной вершиной хребет Ломоносова, который следует отнести к сводово-глыбовым хребтам. Следующий пояс поднятий образуют плато Арлюс, глыбовый хребет Менделеева, такого же происхождения хребет или плато Альфа. Названные поднятия делят Арктический бассейн на несколько котловин.

Между материковым подножием Евразии и хребтом Гаккеля расположена узкая котловина Нансена (максимальная глубина 3925 м), большая часть которой занята абиссальной равниной Баренц. Между хребтами Гаккеля и Ломоносова лежит котловина Амундсена с обширной плоской абиссальной равниной (самая глубокая в Арктическом бассейне океана – максимальная глубина 4316 м). Между плато Альфа и хребтом Ломоносова расположена котловина Макарова с максимальной глубиной 3863 м. Дно котловины – плоская абиссальная равнина (равнина Флетчер). Менее глубоководную (менее 3 тыс. м) часть океана между хребтами Ломоносова и Менделеева выделяют как котловину Толля, или котловину Подводников (2792 м). Дно ее занято абиссальной равниной Врангеля. Между подводной окраиной Северной Америки и хребтом Менделеева с плато Альфа простирается самая большая котловина Северного Ледовитого океана – Канадская или Бофорта. Ее максимальная глубина 4108 м, большая часть ее дна лежит на глубинах 3500 м. С запада котловина ограничена Чукотским выступом – краевым плато, относящимся к подводной континентальной окраине. Большую часть дна котловины занимают обширные плоские абиссальные равнины (Канадская и Менделеева), а юго-западную часть – мощный конус выноса Макензи. На окраине котловины, примыкающей к плато Альфа, выделяется несколько подводных гор.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Специфика освоения Мирового океана настолько своеобразна и значение для всего живого на Земле так велико, что проблемы Мирового океана вообще, и рельефа дна в частности, занимают важное место в системе наук о земле. Мировой океан обеспечивает дальнейшее развитие жизни на Земле благодаря своей роли регулятора температуры, производителя кислорода и другим важнейшим функциям. Сегодня наиболее важной становится экологическая проблема и защита океана от последствий воздействия человека.

Сегодня еще очень мало используется энергия океана (волн, приливов, химической и температурной неоднородности водной среды), как один из видов возобновляемой экологически чистой энергии. С учетом того, что энергия приливов по оценке ученых, в 2000 раз превышает годовой запас энергии всех рек мира, данное направление в развитии мировой энергетики рассматривается как перспективное. Постоянным возобновляемым ресурсом является и кинетическая энергия волн и именно в шельфовой зоне она достигает высокой концентрации. Перспективным остается вопрос использования энергии течений

Успехи современной радиоэлектроники способствовали дальнейшему развитию кабельной связи в морях о океанах, которая рационально дополняет космические системы связи с использованием искусственных спутников Земли. Именно рельефом дна определяется оптимальный путь прокладки таких коммуникаций.

Помимо всех перечисленных аспектов океан по-прежнему привлекает романтикой и неизведанностью, что пробуждает научный и познавательный интерес. Украина – морская держава, имеющая значительную протяженность береговой линии на побережье Азовского и Черного морей. Кроме того, отечественными исследованиями в области мирской геологии и картографирования морского дна внесен значительный вклад в изучение Мирового океана. Продолжая традиции научной школы, было бы замечательно практический курс океанологии дополнить непосредственными наблюдениями на море, для чего предусмотреть студенческую практику с С.Н.Лисогором хотя бы в акватории Одессы или Крымских бухтах.

Литература.

1. Леонтьев О.К. Морская геология (Основы геологии и геоморфологии дна Мирового океана) М., 1982.

2. Богданов Ю.А., Каплин П.А., Николаев С.Д. Происхождение и развитие океана М.,1978.

3. Физическая география материков и океанов. Под ред. А.М.Рябчикова, М.,1988.

4. Проблемы исследования и освоения мирового океана. Под ред. А.И.Вознесенского Ленинград, 1979.

5. Канев В.Ф. Рельеф дна Индийского океана. М., 1979.

6. Неспокойный ландшафт Под ред. Д.Брансден и Дж.Дорнкемпа. М., 1981.

7. Энциклопедия для детей: т.3. География – сост. С.Т.Измаилова. Москва, «Аванта+» 1994.