big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Рельеф дна океанов

Измерение глубин. Единственный способ, который дает возможность (в настоящее время) получить представление о рельефе дна водных бассейнов,— это промеры глубин. Глубины мелководных бассейнов, как уже говорилось, измеряются при помощи простого лога, состоящего из длинного шнура с грузом на конце. Глубины морей и океанов, достигающих 5—7 и даже 10 км, измерить подобным лотом нельзя, потому что вес спущенного шнура или троса будет значительно тяжелее груза (при этих условиях нельзя почувствовать, когда груз коснется дна).

Известно, что еще Магеллан пытался измерять глубину Тихого океана обыкновенным лотом, но его попытка не увенчалась успехом. Та же неудача постигла и других. Любопытно, что в некоторых случаях спускали трос, длина которого больше чем в два раза превосходила глубину, однако дна «достать» не удавалось. Так, например, в начале XIX в. у берегов Бразилии с борта американского военного судна «'Конгресс» был спущен трос более 15 тыс. м длиной и «дно достать не удалось», хотя глубина в данном месте не превышает 7 тыс. м.

Прибор для измерения морских глубин был изобретен Петром I. Era идея легла в основу так называемого лота Брука. Лот Брука состоял из железной трубки, на которую надевался груз (просверленное чугунное ядро). Когда трубка касалась дна, груз автоматически отделялся, и трубка, лишенная груза, сравнительно легко извлекалась на поверхность (рис. 151). Позднее шнур был заменен стальной струной 0,7—0,9 мм толщиной. Струна значительно крепче троса, имеет очень небольшое трение, легко наматывается на вьюшку и занимает мало места.

Глубомер. В настоящее время стальная струна морского лота спускается при помощи особого прибора, который называется глубомером. Глубомер устроен таким образом, что длина вытравленной струны измеряется оборотами колеса, через которое она проходит во время спуска. В момент, когда лот касается дна, счетчик, отмечающий количество оборотов колеса, автоматически выключается показывая достигнутую глубину. Трубка лота, коснувшись дна, захватывает часть грунта, и этот грунт служит доказательством того, что лот действительно достиг дна. Кроме того, в трубке помещается термометр, который дает возможность определить придонную температуру при каждом измерении.

Несмотря на все отмеченные нами приспособления, измерение глубин требует довольно много времени. Так, например, чтобы спустить лот на глубину 4 км, затрачивается   времени  около   1 часа,   а на 6 км—уже

Лот Брука

Принцип эхолота

около 2 час. Подъем лота совершается значительно медленнее. Таким образом, каждое измерение глубины требует длительного стояния судна. За последние 20—25 лет начали применять другой, совершенно новый способ измерения глубин при помощи так называемого эхолота (звукового лота).

Эхолот. Принцип эхолота заключается в следующем. В воде звук распространяется со скоростью около 1500 м в секунду (т. е. в пять раз быстрее, чем в воздухе). Если у поверхности воды произвести сильный звук (выстрел, взрыв), то звуковая волна будет распространяться во все стороны приблизительно с одинаковой скоростью. Достигнув дна, звуковая волна отражается и с той же скоростью направляется к поверхности воды. Если точно отметить момент возникновения звука, а потом момент возвращения отраженного звука на поверхность (рис. 152), то нетрудно будет вычислить глубину данного места. Так, например, если от момента возникновения звука до момента возвращения звука (эхо) прошло 6 сек. то, значит, звук успел за эти 6 сек. совершить путь от поверхности воды до дна и обратно. Стало быть, путь от поверхности до дна звук совершил в 3 сек. Помножив скорость звука 1500 м (в секунду) на 3, мы получим искомую глубину (4500 ж). Нетрудно видеть, что подобный способ измерения глубин требует так мало времени, что его можно производить на ходу в любое время.

В настоящее время вместо звука пользуются ультразвуковыми волнами, количество колебаний которых свыше 200 тыс. в сек. Эти ультразвуковые волны посылаются и улавливаются при помощи особых приборов. Те же приборы автоматически на светочувствительной бумаге вычерчивают подробный профиль дна по пути следования корабля.

Следует еще отметить, что при различных условиях грунта штрихи записи получаются различные. Так, при наличии илистого грунта штрихи эхограммы широкие, при наличии твердого грунта — узкие (рис. 153). Иначе говоря, эхограмма дает возможность получить представление и о характере грунтов дна моря. В настоящее время при помощи ультразвуковых волн обнаруживаются затонувшие корабли и другие предметы, находящиеся на дне моря.

Эхограмма

Карта изобат. Глубины, определенные при помощи промеров, наносятся на карту, а потом, как и при составлении карты глубин озера, проводятся изобаты. Разница здесь заключается лишь в том, что при огромных глубинах океанов и малом количестве промеров проводятся лишь самые необходимые изобаты. Для наших целей, т. е. для изображения основных форм рельефа, берутся изобаты в 200 м, ограничивающие материковую отмель, 2 тыс. м, 4 тыс. м, ограничивающие материковые фундаменты, и 6 тыс. м, отмечающие местоположение главнейших впадин. Для большей наглядности различные ступени глубин окрашивают оттенками одной и той же краски от самой светлой до темной. Для получения более подробной карты рельефа морского дна приходится применять большее количество ступеней.

Основные черты рельефа дна Мирового океана. Чтобы получить точное представление о рельефе дна океанов и морей, нужно очень большое количество измерений. Между тем количество промеров глубин океана очень недостаточно (более 2/3 площади Мирового океана имеет менее одного измерения на каждые 10 тыс. км2). Несмотря на эту малую исследованность, основные черты рельефа дна Мирового   океана   на   картах изобат все же выступали довольно определенно.

Быстрое увеличение количества дальнейших измерений глубин значительно расширило и уточнило наше представление о рельефе дна Мирового океана, но определившиеся ранее крупные морфологические элементы остались те же. Так, изобата в 200 м как прежде, так и теперь довольно ясно вырисовывает материковую отмель в прибрежных частях всех океанов. Глубины от 200 до 2000—2500 м выявляют область материкового склона. Далее выступает самая обширная область Мирового океана с глубинами от 2500 до 5000 м. Это так называемая пелагическая область, или область распространения ложа Мирового океана. Таким образом, в пределах Мирового океана мы различаем:

Однако здесь же мы должны отметить и те главнейшие уточнения, которые внесены в наши представления о характере рельефа отмеченных нами морфологических элементов. Так материковая отмель рассматривалась ранее преимущественно как равнина, имеющая слабый наклон к ее краю. Теперь в связи с накопившимся более подробным материалом промеров, материковая отмель рисуется нам с более сложным рельефом. В областях четвертичных оледенений поверхность материковых отмелей имеет котловины, желоба и многочисленные банки (т. е. поднятия дна в виде холмов). При этом грунты дна представляют собой слабо отсортированный материал ледниковых отложений. При устьях больших рек материковая отмель, наоборот, имеет преимущественно равнинный характер и сложена главным образом илами речного происхождения. Материковая отмель, примыкающая к горным районам, обычно узкая со сложным рельефом. Там, где с материковой отмелью соприкасаются сильные морские течения, края материковой отмели имеют ясные следы смыва и т. д. Из сказанного нетрудно заключить, что материковые отмели являются как бы переходами от суши к морю, которые в последнее геологическое время неоднократно сменяли друг друга. Довольно часто они имеют характер пониженных краевых участков материка, оказавшихся под уровнем моря.

На основании тех же более подробных измерений глубин было выяснено, что средняя глубина материковых отмелей 64 м, а средняя глубина ее края 132 м. Однако в пределах отмели могут быть котловины и желоба в 300—400 и даже 500 м глубиной. Примером может служить Карское море (желоб Св. Анны 500—600 м, Новоземельский бассейн 400—500 м).

Ширина материковых отмелей очень различна — от нескольких километров до 400—500 км. Примером широкой материковой отмели могут служить моря северной Сибири (средняя же ширина материковой отмели 68 км).

Значительно яснее перед нами выступает теперь и характер материковых склонов. Средняя высота материкового склона равна 3660 ж. Но в отдельных случаях она сильно   варьирует.   Так, у западных    берегов Южной Америки она достигает 5—7 тыс. ж, а у Филиппинских островов 9 тыс. м. Материковые же склоны 1800—2000 м распространены широко и встречаются по окраинам каждого материка. Угол падения материкового склона в среднем около 4—5°, но в отдельных случаях колеблется от 2—3 до 15—20°. Наиболее крутой склон (27°) обнаружен к югу от юго-западной части Австралии. Поверхность типичных материковых склонов прямо наклонная или плавно изогнутая. Однако нередки случаи, когда по склонам встречаются холмы и гряды. Но особенно типичны для материковых склонов так называемые подводные каньоны и другие формы, напоминающие речные долины или троги. Наличие подобных форм отмечалось давно при устьях некоторых крупных рек (Конго, Инда). Но теперь они известны в большом количестве. Особенно много их обнаружено по восточному побережью США, у берегов Африки, Южной Америки, у краевых морей восточной Азии и др. Подводные каньоны по характеру рельефа довольно близки к каньонам и некоторым другим речным долинам суши. От речных долин они отличаются очень большим углом падения по продольному их профилю. Так, например, подводные каньоны восточного побережья США — 46,4 м на километр, в восточной Азии около 60 м/км (тогда как реки, текущие по дну каньонов, на суше имеют уклон 1,6—2 м/км).

Происхождение подводных каньонов до сих пор не вполне ясно. Некоторые авторы склонны объяснить их происхождение причинами тектоническими, другие более склонны считать их эрозионными. Извилистость дна многих каньонов и наличие там речных отложений (гравия, гальки) склоняет к тому, что наиболее вероятное объяснение — это затопленные долины рек. Но тот факт, что некоторые подводные каньоны прослеживаются до глубины 1500 и даже 3000 м, делают этот факт непонятным.

Наличие столь большого колебания уровня моря в течение последнего геологического периода, совершавшихся на огромных пространствах, допустить очень трудно. Тектонические трещины также не могут объяснить многих форм и особенно наличия речных отложений.

Рельеф дна Атлантического океана. Ознакомившись с основными чертами рельефа дна Мирового океана, перейдем к наиболее изученному Атлантическому океану. Атлантический океан, как уже говорилось, вытянут с севера на юг и имеет форму, слегка напоминающую зигзаг или букву Z.

В северной части океана от берегов Гренландии и до северной части Британских островов тянется широкая подводная возвышенность с глубинами от 320 до 600 м, известная под названием порога Уайвилля Томсона. Отмеченный нами порог отделяет область больших глубин Северного Ледовитого океана от области глубин Атлантического океана и препятствует холодным придонным водам полярного бассейна проникать в Атлантический океан.

Очень характерным для Атлантического океана является срединное поднятие дна, которое тянется от северного полярного круга на юг, до 58° ю. ш. Это поднятие с глубинами от 2 до 3 тыс. м вытянуто во всю длину океана и в основном повторяет его форму. К востоку и к западу от срединного поднятия располагаются наиболее пониженные части дна Атлантического океана: Европейско-Африканская — от 4 до 6 тыс. м, вытянутая вдоль берегов Европы и Африки, и Американская — от 5 до 7 тыс. м, вытянутая вдоль берегов Северной и Южной Америки. Самым глубоким местом Атлантического океана является впадина — 9 218 м к северу от о. Пуэрто-Рико.

Рельеф дна Тихого океана. Тихий океан имеет самую большую среднюю глубину (около 4300 м) и самые большие абсолютные глубины (до 10 863 м). Изобата в 5 тыс. м ограничивает большую часть океана в северном полушарии и значительную часть в южном (от острова Тонга и Новой Зеландии до 120° в. д.), что составляет более 50% всей площади океана. Для Тихого океана характерно расположение наибольших глубин по его окраинам. Особенно много больших глубин в западной половине океана. Главнейшими из них являются: Алеутская впадина (к югу от Алеутских островов) с глубинами более 6—7 тыс. м, Курильская (k востоку от Курильских островов) свыше 7—8 тыс. м с наибольшей глубиной 8576 м, Филиппинская впадина свыше 8—9 тыс. м с наибольшей глубиной около 10863 ж, впадина Тонга более 9 тыс. м и др. В восточной части океана наиболее глубокой впадиной является Перуанская (у берегов Перу и Чили) свыше 7 тыс. м.

Почти все впадины Тихого океана имеют вид сильно вытянутых ложбин, направление которых в общем совпадает с направлением горных цепей близлежащих островов.

Рельеф дна Индийского океана. Индийский океан отличается также значительной средней глубиной (3900 м), около 50% его площади имеет 4500—5000 м глубины. Для него характерны два поднятия дна, из которых одно является как бы южным продолжением Индостана, а второе— северным продолжением Антарктиды. Эти поднятия делят Индийский океан на две части: западную и восточную — с глубинами от 4 до 6 тыс. м. Наиболее глубокие впадины, имеющие вид вытянутых ложбин, лежат в восточной части. Самая глубокая из них у Зондских островов от 5 до 7 тыс. м.

Рельеф дна Северного Ледовитого океана. Северный Ледовитый океан исследован еще очень мало, однако за последние годы сделаны крупные открытия советскими дрейфующими полярными научными станциями. В частности открыт подводный хребет имени М. В. Ломоносова, пересекающий Северный Ледовитый океан от Новосибирских островов до Гренландии. Для него характерна обширная площадь глубин, ограниченная изобатой в 3 тыс. м в средней (околополярной) части океана, и две впадины между Гренландией и Скандинавским полуостровом.

Обширные площади материковых отмелей Евразии и Северной Америки окружают глубоководную срединную часть океана. Наибольшая глубина   (известная в настоящее время) достигает свыше 5220 м.

Грунты морского дна. Для добычи образцов грунта со дна океанов и морей служит прежде всего лот, на нижнем конце которого помещается трубка с салом (к которому прилипает грунт). Чтобы получить большее количество грунта, применяют длинную тонкую трубку с косым срезом наподобие шприца. Трубка, привинченная к нижнему концу лота, при ударе о дно глубоко проникает в толщу грунта и захватывает столбик грунта до 0,5 м высоты.

В настоящее время применяются более совершенные трубки, позволяющие захватывать колонки от   1,5 до 2,0 м. Трубки же,  снабженные дополнительным, посылаемым сверху грузом и насасывающим поршнем, позволяют брать колонки до 20 м.

Кроме обыкновенного лота, употребляются еще храпы. Храпы бывают разного устройства, но принцип их один и тот же. Створки храпа имеют вид двух раскрытых чашечек, которые смыкаются своими отверстиями и захватывают грунт. Для получения больших количеств грунтов употребляются драги. Драга — это большой парусиновый мешок, пришитый отверстием к железной тяжелой раме. Рама идет по дну, врезывается в грунт и захватывает его в мешок. К концу мешка привязывается несколько длинных швабр из пакли, в которых легко запутываются морские животные и таким образом извлекаются на поверхность.

В последнее время стало широко применяться также подводное фотографирование. Камера фотоаппарата помещается в водонепроницаемый медный корпус и опускается на дно вместе с осветительным прибором. Особую ценность в изучении дна моря представляют цветные фотографии.

Глобигериновый ил

Радиоляриевый ил

Исследования показали, что в области материковой отмели дно океанов покрыто илом, состоящим из пород принесенных с материка. У берегов это пески, а дальше глины и илы из пород материкового происхождения. Общая площадь распространения этих континентальных илов около 90 млн. км2.

Дно пелагической области имеет грунты другого характера. Сюда осадки (илы) материкового происхождения обычно не доходят, и потому здесь преобладают илы органического происхождения. Это по большей части остатки микроскопических растений, скелетов и раковинок и животных.

Насколько велики отложения органических илов, можно видеть хотя бы по тому, что одних известковых илов в течение года на дне Мирового океана отлагается около 1,4Х109 т. Наибольшим распространением в океанах и морях пользуются илы, образованные известковыми раковинами, и. скелетами преимущественно одноклеточных животных глобйгерин (рис. 154)   и  птеропод.   Глобигериновый ил имеет обычно  палевый или розоватый цвет и является наиболее распространенным на глубинах от 700 до 5 тыс. м. Площадь его распространения составляет около 140 млн. км2. Птероподовый ил встречается гораздо реже. Площадь распространения около 1,3 млн. км2, на глубине от 700 до 2800 м.

В тропических морях и океанах (Индийском и Тихом) широко распространен так называемый радиоляриевый ил, состоящий из кремневых скелетов радиолярий (рис. 155). Общая площадь его распространения около 10,4 млн. км2. В арктических морях большим распространением пользуется диатомовый ил (соломенно-желтого цвета), состоящий из скелетов диатомовых водорослей (рис. 156). Общая площадь его распространения около 26,5 млн. км2 на глубинах от 1100 до 3600 м.

В глубинных областях дно покрыто почти исключительно красной глубоководной глиной. Это, по-видимому, продукты разложения вулканической пыли, разносимой воздушными течениями, а также тончайшая муть коллоидных глин, разносимых морскими течениями. Отложение глубоководной красной глины происходит крайне   медленно. Это

Скелеты диатомовых водрослей

можно заключить по тому, что в образцах грунта, захваченных лотом с больших глубин, были обнаружены зубы акул, живших еще в третичном периоде. Площадь распространения глубоководной красной глины свыше 100 млн. км2. Она характерна для глубин, превышающих 4—5 тыс. м.

На первый взгляд может показаться странным, почему на больших глубинах почти нет органического ила. Объясняется это тем, что мельчайшие раковины и скелеты одноклеточных животных, погружаясь крайне медленно (от двух до трех суток), успевают раствориться в морской воде прежде, чем достигнут больших глубин. Только очень крепкие косточки морских животных и зубы акул доходят до дна без заметных изменений.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.