Этот неизвестный океан. Как работают приливы, рождаются шторма и живут невидимые создания в морских глубинах - Александр Осадчиев
Рис. 21.Материковое и океаническое полушария
Воды океанов и морей на Земле распространены неравномерно. Условно поверхность Земли можно разделить на два одинаковых по площади полушария. В одном полушарии сосредоточена большая часть суши (материковое полушарие) – Евразия, Северная Америка и большая часть Африки. В другом – больше воды (океаническое полушарие); здесь находится небольшая часть Южной Америки, а также Австралия, Антарктида и часть австралийских и азиатских островов.
Если изучить и измерить рельеф всей планеты Земля, то можно составить гипсографическую кривую Земли, то есть на распределение высот и глубин на земном шаре, и увидеть, что оно очень неравномерное. На всем диапазоне значений – от –11 022 метров (глубина Марианской впадины) до +8848 метров (высота Эвереста) – есть два сегмента, которым соответствует большая часть поверхности нашего земного шара. Примерно четверть площади поверхности Земли приходится на первый сегмент – от –200 до +900 метров, – что соответствует невысокой суше и неглубокому морю. Второй сегмент – морские глубины от 3 до 6 километров – занимает около половины площади поверхности Земли.
Геологические исследования показали, что эти два максимума соответствуют двум типам земной коры – континентальной и океанической. Каким же образом они связаны? Для этого надо обратиться к строению Земли. Большая часть Земли состоит из ядра и мантии. Земная кора и верхняя часть мантии (до глубин 100 километров под океанами и 350 километров под континентами) образуют твердую литосферу, которая разбита на блоки двух типов – континентальные и океанические. Они и составляют твердую поверхность суши и дна Мирового океана.
Рис. 22.Гипсографическая кривая Земли
Строение земной коры под океанами отличается от строения земной коры у континентов. Океаническая кора довольно тонкая – около 10 километров, поэтому она невысоко поднимается над мантией. Половина поверхности Земли, занятая глубинами от 3 до 6 километров, – это и есть проявление наиболее типичной мощности (то есть толщины) океанической коры. Континентальная кора имеет мощность в разы больше, от 15–20 до 70–75 км, поэтому она возвышается над мантией гораздо сильнее. При этом ее минимальные значения присущи шельфовым морям, а максимальные – молодым горным сооружениям (Анды, Памир, Гималаи).
Кроме того, континентальная и океаническая кора имеют очень разный возраст. Вся океаническая кора под современными океанами сформировалась не раньше 200 миллионов лет назад (то есть вся она моложе 200 миллионов лет), а большая часть континентальной – не менее, чем 2,5 миллиарда лет назад (то есть почти вся она старше 2,5 миллиарда лет). Таким образом, океаническая кора гораздо моложе, чем континентальная.
Рис. 23.Континентальная и океаническая кора
Принципиальные различия в строении и возрасте континентальной и океанической коры стали ключевым элементом теории движения литосферных плит. Еще в XVII веке люди заметили, что контур восточного побережья Южной Америки очень похож на западное побережье Африки. Такое сходство породило разные теории о том, что когда-то эти материки были вместе. Со временем стало известно, что твердая поверхность Земли состоит из восьми крупных, десятков средних и большого количества маленьких литосферных плит. Они представляют собой внутренне жесткие блоки, которые находятся в медленном (несколько сантиметров в год), но непрерывном движении, расходятся и сталкиваются между собой, периодически погружаются друг под друга. Под литосферой лежит слой мантии с пониженной вязкостью, называемый астеносферой, по которой и скользят литосферные блоки.
На протяженных участках морского дна расположены срединно-океанические хребты. В осевой части этих хребтов есть глубокие долины, там океанская кора имеет самую маленькую мощность. Через протяженные разломы в этих долинах изливается магма и превращается в новую океаническую кору. Срединно-океанические хребты образуются в местах, где земная кора расходится. Они образуют самую протяженную горную цепь на планете, их обнаружение стало одним из наиболее громких и значимых открытий в морской геологии.
Рис. 24.Расположение литосферных плит на Земле
При столкновении тонкой океанической и толстой континентальной плит более легкая океаническая плита погружается под континентальную и исчезает, расплавляясь в мантии. Бывает и так, что одна океаническая плита погружается под другую океаническую плиту. В любом случае при погружении океанической плиты формируются высокие горы, островные дуги и глубоководные желоба. Таким образом, океаническая кора непрерывно формируется в одних районах и непрерывно исчезает в других. Именно поэтому нет океанической коры старше 200 миллионов лет. Континентальная кора, напротив, представляет собой стабильные блоки, которые медленно формируются и медленно исчезают.
Одним из важнейших свидетельств формирования и расползания в стороны новой океанической коры в океанических разломах стало исследование магнитных свойств океанической коры. У Земли есть Северный и Южный полюса, через которые проходит ось вращения. Также у Земли есть магнитные полюса, северный и южный, через которые проходит ось магнитного поля Земли. Оказывается, магнитные полюса Земли не стоят на месте, а постоянно смещаются и даже периодически меняются местами. Эта смена полярности, инверсия магнитного поля Земли, происходит достаточно редко – с частотой от сотен тысяч до десятков миллионов лет. Последний раз инверсия магнитного поля произошла около 773 тысяч лет назад.
Рис. 25.Возраст океанической коры в Атлантическом океане
Когда магма изливается из океанических разломов и застывает в виде океанической коры, у нее формируются некие магнитные свойства, остаточная намагниченность, которая указывает, как в момент застывания были ориентированы Северный и Южный магнитные полюса Земли. Неоднократные инверсии магнитного поля планеты за десятки и сотни миллионов лет приводят к формированию полос прямой и обратной намагниченности параллельно и симметрично линии океанических разломов.
Рис. 26.Остаточное намагничивание океанической коры в районе срединно-океанического хребта
В местах, где литосферные плиты соприкасаются, формируются очаги землетрясения и места активного вулканизма. Если нанести на карту активные вулканы и очаги землетрясений, то проявятся контуры литосферных плит. А почему вообще плиты двигаются? Нижняя часть мантии нагревается от земного ядра и поднимается вверх. Горячая мантия, которая находится у нижней поверхности земной коры, остывает и поэтому опускается вниз. Так формируются огромные ячейки циркуляции вещества в мантии, включающие в себя вертикальные и горизонтальные движения, приводящие к сдвигам континентальных и
