Александр Конюхов - Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

• Название: Геология океана: загадки, гипотезы, открытия
• Автор: Александр Конюхов
• Издательство: Наука
• Жанр: География
• Год: 1989
• ISBN: 5-02-002023-0

Геология океана — одна из бурно развивающихся отраслей современной науки. Первые представления человека об океане относятся к глубокой древности и дошли до нас в виде мифов и легенд: о всемирном потопе, загадочной Атлантиде и др. С попыток разгадать эти тайны и начинается история освоения океана. Все эти вопросы излагаются в настоящей книге. Читатель познакомится также с важнейшими открытиями, сделанными в океане за последние десятилетия, с такими интереснейшими явлениями, как цунами, сход мощных лавин и др. Автор рассматривает особенности размещения полезных ископаемых в недрах океана, оценивает перспективы его освоения как новой среды обитания человека.

Для широкого круга читателей.

---

Еще одной достопримечательностью острова является то, что он окружен коралловыми рифами. Не будь кораллов, его плодородные долины давно были бы размыты. Рифы, как крепостные редуты, защищают остров от разрушительной мощи океанских валов.

Как же оказались гранитные острова почти в центре Индийского океана и что они представляют собой с геологической точки зрения? Сейшелы, как показали результаты геофизических исследований, не просто острова. Это выступающая над водой вершинная часть микроконтинента — крупного блока со всеми признаками континентальной структуры, прежде всего с развитым гранитным слоем. Сейшельский микроконтинент — один из осколков Гондваны, распавшейся в мезозое на ряд крупных и мелких фрагментов, которые обрамляют ныне Индийский океан и южную часть Атлантики. Из других микроконтинентов в Индийском океане можно назвать острова Мадагаскар и Шри-Ланка, а также погруженное плато Броукен близ Австралии. В Атлантике к аналогичным структурам относят Багамскую погруженную платформу, банку Роккол, остров Гренландия, Фаррерский архипелаг и др.

Острова-микроконтиненты остаются «чужими» для океана. Словно пробки, они возвышаются над поверхностью, где срезаются эрозией. На Сейшелах морем и другими агентами выветривания уничтожены породы древнего осадочного чехла и даже метаморфические образования верхних слоев фундамента. Впрочем, основная часть микроконтинента находится сейчас под водой и покрыта довольно мощной толщей карбонатных пород кайнозойского и плейстоценового возраста.

Пожалуй, наиболее распространены в океане острова на коралловых атоллах. Только в центральной и западной частях Тихого океана их количество, приближается к 10 тыс. при общей площади 1,26 млн км2. Полинезия, Меланезия и Микронезия объединяют сотни островов и десятки архипелагов, в том числе не только атоллы, но и вулканические острова. Их открытие завершилось лишь в XIX в. Коралловые атоллы концентрируется в экваториальной и тропической областях океане, т. е. в теплых водах, где возможно активное развитие кораллов основных архитекторов и строителей этих сооружений. Атолл лишь слегка возвышается над уровнем океана и поэтому может показаться очень простым образованием. Однако это не так. В составе кольцеобразной рифовой постройки различают склон рифа, рифовую платформу (риф-флет), острова и мелководную лагуну. В плане это овал либо неправильный эллипс, по периметру которого расположены три-четыре, но чаще около десятка островов. Они окружают лагуну с одиночными, или, как их еще называют, пальчиковыми, рифами. В лагуну из океана обычно ведут один-два довольно глубоких прохода.

Внешний склон рифа можно сравнить с многоярусными садами Семирамиды, размещенными под водой. Склон распадается на относительно пологое подножие с глубинами 6—15 м (ниже риф обрывается почти отвесной стенкой) и эродированную верхнюю часть — систему шпор-выступов, разделенных узкими ложбинами. Вершины ложбин заходят далеко в глубь риф-флета (рис. 4). На всех уровнях передовой склон рифа заселен колониями кораллов. Наиболее красивые ветвистые особи селятся на нижних этажах, на глубинах свыше 8—10 м. Выше, где волна и океанская зыбь действуют гораздо энергичнее, концентрируются тоже ветвистые, но более массивные формы. Живыми кораллами бывает покрыто 30—60% всей поверхности склона. При взгляде сверху сквозь плотнеющую на глубине синеву воды проступают ярус за ярусом ветви кораллов. Словно вершины экзотических деревьев, они сливаются в единую крону. Вид подводных коралловых «садов» незабываем.

Впрочем, близ гребня склона и в пределах риф-флета преобладают колонии шишковатой или мозолистой формы, напоминающие оленьи рожки или полушария мозга с многочисленными извилинами.

Рифовая платформа — это вершина рифа, где гасится энергия волн и океанской зыби. Она представляет собой довольно широкую (200—500 м) подводную площадку с отдельными островами. Значительная ее часть обнажается в отлив. На краю риф-флета, обращенном к океану, очень часто образуется водорослевый или валунно-глыбовый вал (рампарт). Ширина этого вала, обычно сложенного обломками рифовых известняков, достигает на острове Фунафути в западной части Тихого океана 25 м при высоте 0,5—0,75 м. На многих других атоллах рампарт отсутствует и рифовая платформа либо покрыта войлоком водорослей, либо являет собой совершенно гладкую карбонатную плиту, вблизи берега прикрытую тонким плащом кораллового песка и щебня [География атоллов..., 1973].

Рис. 4. Морфология атолла [География атоллов..., 1973]

I — внешний склон рифа: 1 — зона подножия, 2 — зона прибойных желобов и гребней; II — рифовая платформа: 1 — внешняя зона рифовой платформы (а — рампарт, б — продольные ложбины, в — останцовые формы), 2 — срединная зона (а — острова), 3 — лагунная зона (а — лагунный склон рифовой платформы); III — лагуна

В центральной части рифовой платформы находятся острова, обычно большой протяженности и незначительной ширины (первые сотни метров). Это насыпные образования, возвышающиеся над уровнем воды всего на 2—4 м. По существу, это штормовые валы, сложенные на одних атоллах песчаным материалом, на других — гравием и щебнем. Ряд островов на атолле Фунафути представляют собой скопление глыб, валунов и щебня. Этот материал формируется при волновой абразии известняков, которыми сложена рифовая платформа. Вблизи уреза воды нередко возникают бичроки — сцементированные карбонатом кальция обломки известняков.

Бурение на атоллах в Тихом океане показало, что мощность известняков, обычно надстраивающих древний потухший вулкан, колеблется в очень значительных пределах. Так, скважина, заложенная на атолле Бикини, прошла в известняках 779 м, не достигнув кровли вулканических пород. Эта последняя располагается здесь, по данным геофизики, в разных частях атолла в 1800—3900 м от поверхности. На атолле Муруроа подошва рифовых известняков была вскрыта бурением на глубине 438 м, а на атолле Мидуэй — на глубине 384 м. При этом в большинстве скважин были пройдены в основном четвертичные и кайнозойские образования, вплоть до олигоценовых и эоценовых.

Риф выдерживает напор морской стихии в основном благодаря живым кораллам. Полипы создают ток воды и профильтровывают ее. Отмирание колоний приводит в конечном итоге к гибели всего острова, так как крепкий известняк, которым он сложен, не способен сопротивляться энергичному воздействию волн и ураганов. Это могут делать только крошечные живые существа — коралловые полипы.

Формирование научных представлений о строении и происхождении океана

Обитатели исчезнувших морей в отложениях на суше

При прокладке каналов в Северной Италии в пластах древних отложений Леонардо да Винчи (1452—1519) нашел раковины морских моллюсков. Заинтересовавшись тем, как они оказались в горах, вдали от морского побережья, он пришел к выводу, что эти моллюски когда-то обитали на морском дне и были впоследствии засыпаны осадками. Причем многие из них сохранили следы механической переработки под воздействием волн. Таким образом, стало ясно: там, где раньше было море, выросли горы. Церковь увидела в подобных находках подтверждение библейской истории о всемирном потопе. «Я не понимаю, куда девались воды моря, если они когда-либо покрывали всю землю и горы. Ископаемые раковины не являются следствием таких наводнений, а являются предшественниками животных, живущих теперь в море». Так писал Леонардо да Винчи, предвосхитив важнейшие принципы, лежащие ныне в основе геологической науки.

Один из вопросов, который разрешил великий ученый эпохи Возрождения, касался превращения мягких осадков в твердую породу и остатков морских организмов в ископаемую фауну [Гордеев, 1967]. Взгляды Леонардо да Винчи были развиты в XVII в. датским натуралистом Н. Стено (1638—1687). Изучая органические остатки, которые встречались в осадочных толщах, обнажающихся в долинах Тосканы (Северная Италия), Н. Стено первым научился отличать слои морского происхождения от горизонтов, отложенных в пресноводных обстановках, по заключенным в них ископаемым остаткам.

Один из крупнейших мыслителей Западной Европы — Г. Лейбниц (1646—1716) писал о том, что море первоначально покрывало всю Землю. Об этом свидетельствовали морские раковины, встречавшиеся почти повсеместно в древних осадочных слоях на территории европейских стран. Лишь впоследствии, по мысли Г. Лейбница, в результате обрушений на дне из первичного океана обособилась суша. Следовательно, уже на раннем этапе формирования взглядов на геологическую историю Земли была выдвинута идея о первичности океанов и вторичности суши.