Этот неизвестный океан. Как работают приливы, рождаются шторма и живут невидимые создания в морских глубинах - Александр Осадчиев
Подводные горы и каньоны
Переходная зона между континентом и глубоким океаном называется континентальной окраиной, которая может быть активной (если океаническая кора погружается под континентальную) или пассивной (если нет активного взаимодействия литосферных плит).
Пассивная континентальная окраина разделяется на континентальный шельф, континентальный склон и континентальное подножие. Самая мелководная зона, шельф, – это окраины континентов, затопленные океаном, поэтому его глубины обычно не превышают 100–200 метров. Континентальный склон – это окраина континентальной коры, которая непосредственно граничит с океанической. Из-за их разной толщины на континентальном склоне происходит резкое увеличение глубин до 2–2,5 километров ниже уровня моря. Далее наклонная поверхность континентального склона становится более пологой, и с этих глубин начинается континентальное подножие – плавное продолжение континентального склона вплоть до глубин около 4 километров. Активные континентальные окраины включают в себя узкий шельф, континентальный склон и глубоководный желоб, глубокую и длинную впадину на дне океана в зоне погружения океанической плиты под континентальную. Ложе океана – самая обширная область океанического дна с глубинами от 4 до 6 километров. Ложе океана находится на коре океанического типа и имеет сложную и разновозрастную структуру. В ложе океана есть свои горы и впадины: уже упомянутые срединно-океанические хребты, глубоководные желоба и океанские котловины.
Рельеф дна океана был очень плохо изучен вплоть до второй половины XX века. До этого времени определение глубины океана производилось непосредственным опусканием лота, то есть груза на тросе, с судна. Когда лот касался морского дна, фиксировалась глубина океана в определенной точке. Очевидно, что измерения глубин таким способом очень долгие, а для больших глубин еще и не очень точные, так как трос с лотом не опускается вертикально, а сносится морскими течениями. В начале XX века были изобретены эхолоты, которые испускают акустический сигнал в направлении морского дна и по времени его возврата рассчитывают расстояние до дна, то есть глубину моря. Эхолот позволяет определять глубину океана значительно быстрее и точнее, чем лот. При этом измерения все равно привязаны к судну: современные многолучевые эхолоты и гидролокаторы бокового обзора могут считывать рельеф дна только вдоль небольшой полосы непосредственно под судном, шириной от сотен метров до 20 километров.
Рельеф поверхности суши или поверхности Луны известен достаточно точно, с шагом в сотни и десятки метров, потому что его можно определять со спутников широкой полосой. Спутниковые измерения внесли некоторый вклад и в измерения рельефа морского дна, правда, весьма косвенным образом. Спутниковые гравиметрия, то есть измерение гравитационного поля Земли, позволяет выявлять аномалии, связанные с подводными горами и подводными хребтами, так как они влияют на локальные значения гравитации. Спутниковая альтиметрия позволяет выявлять области со стабильно повышенной или пониженной высотой поверхности моря, которые коррелируют с наличием крупных подводных объектов. Тем не менее рельеф морского дна со спутников с высокой точностью и подробностью до сих пор определять не получается. Его приходится закрывать измерениями непосредственно под судами, оборудованными гидролокаторами, которые ведут съемку рельефа дна. В настоящее время среднее разрешение цифровых моделей рельефа для открытого океана составляет единицы километров.
Рельеф дна очень сильно зависит от распределения осадочного вещества. Базальтовые лавы океанической коры сверху впоследствии засыпаются осадочным веществом. Процесс океанского осадконакопления формируется поступающими в воду частицами минеральной и органической природы. Осадочное вещество состоит, во-первых, из минеральных частиц, которые выносятся с суши в океан с реками или ветром в результате выветривания (то есть разрушения) горных пород суши или мелководного дна. Деятельность вулканов, выбрасывающих огромные объемы пепла, тоже является важным источником осадочного вещества. В полярных и субполярных районах осадочный материал также активно разносится айсбергами и морским льдом. Во-вторых, осадочное вещество формируется органической взвесью: живыми и мертвыми организмами (особенно имеющими твердый и медленно разлагающийся скелет) и продуктами их жизнедеятельности. За десятки и сотни миллионов лет оседания взвеси и ее переноса морскими течениями и лавинообразными потоками на крутых участках морского дна может накапливаться очень значительный слой осадочного вещества. Под собственной тяжестью рыхлые осадки преобразуются в твердые осадочные породы. Мощность этого слоя, осадочного чехла, в большинстве случаев не превышает нескольких километров, но в отдельных районах достигает 20–25 километров.
В некоторых прибрежных районах океана осадки накапливаются на морском дне очень быстро. В частности, это происходит около устьев крупных и мутных рек, которые выносят в море огромные потоки взвешенного вещества. Нередко такие приустьевые области находятся на узком шельфе, то есть на небольшом расстоянии от берега моря и речного устья шельф переходит в континентальный склон. Что же случится в таком месте, где взвесь в огромном количестве оседает и накапливается на дне, которое имеет крутой уклон от шельфа к континентальному склону? Случится что-то похожее на оползень или снежную лавину, когда осадков станет слишком много, они не удержатся и покатятся вниз по морскому дну. Эти турбидные (или мутьевые) потоки, так же, как и их аналоги на суше, обладают чудовищной разрушительной силой. Они сметают и ломают все на своем пути длиной в сотни и тысячи километров: не только обитателей морского дна, но и подводные телекоммуникационные кабели. Кстати, именно по зафиксированному времени последовательных обрывов телекоммуникационных кабелей удается измерить скорости некоторых турбидных потоков, рекордные значения составляют более 50 километров в час.
На геологических масштабах времени турбидные потоки прорывают огромные подводные каньоны на континентальном склоне. По своей сути эти каньоны похожие на гигантские речные русла на суше, глубиной в несколько тысяч метров. Через русла рек огромные объемы твердого вещества переносятся с суши на морской шельф, а потом часть этого вещества через подводные каньоны поступает на глубоководные абиссальные равнины. Река Конго, вторая по полноводности в мире после Амазонки, в океане продолжается подводным каньоном длиной 800 километров.
Рис. 27.Абразионный и аккумулятивный берега моря
Пройдя континентальный склон, турбидные потоки замедляются и останавливаются, и все двигавшееся твердое вещество оседает на абиссальной равнине. Так образуются подводные конусы выноса с характерной формой. Из крупных рек через подводные каньоны в подводные конусы выноса поступает большое количество органического вещества, которое со временем может превратиться в нефть и природный газ. Самый большой конус выноса сформировался в Бенгальском заливе благодаря стоку рек Ганг и Брахмапутра (в сумме примерно равному стоку Конго), поступающему в океан через общую дельту. Площадь его составляет более 4 миллионов квадратных километров, а максимальная мощность – 16,5 километра!
Вода камень точит
Взаимодействие моря с прибрежной зоной в чем-то похоже на действие турбидных потоков:
