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.

---

Тем не менее именно в пределах континентального склона пассивных окраин отмечено постепенное утонение континентальной коры, точнее говоря, ее фундамента. Предполагают, что здесь он дробится на блоки, погружающиеся в поле более молодых базальтов. Фрагментация нередко выражена в рельефе дна: оторванные от края части шельфа образуют крупные подводные плато. Наиболее известны подводные плато Блейк, Мазарган, Эксмут, Седана и др.

Видимо, фрагментацией и погружением краевых блоков континентальной коры обусловлено и само существование склона как глобальной структуры. Судя по геофизическим данным, именно в его нижней половине либо в пределах обрамляющего склон континентального подножия проходит граница между континентальной и океанической корой. На атлантической окраине Северной Америки ее отождествляют с магнитной аномалией Е, граничащей с невозмущенным магнитным полем шельфа и континентального склона.

В состав подводной окраины материков включают не только склон, но и его подножие — слабовсхолмленную глубоководную равнину. Она полого погружается к абиссальным котловинам океана, периферийной частью которых, по существу, является. Континентальное подножие простирается от склона на 300—500 км, т. е. по протяженности превосходит его в 5—7 раз (средняя ширина континентального склона 70 км). Здесь разгружаются гравитационные потоки, зародившиеся у края шельфа и на склоне; над дном пролегают пути самых длинных и мощных подводных рек на планете — контурных геострофических течений.

К самым примечательным образованиям на континентальных подножиях следует отнести глубоководные конусы выноса — подводные дельты (фэны), иногда гигантских размеров. Это самые большие на нашей планете распределители и хранилища терригенных, т. е. рожденных на суше осадков, выносимых с континента в океан реками.

Шельф, континентальный склон и его подножие составляют понятие подводной материковой, или континентальной, окраины. К наземной ее части в областях с пассивным тектоническим режимом относится прибрежная равнина, которую можно рассматривать как осушенную часть шельфа. Дело в том, что в эпохи подъема уровня океанских вод прибрежная равнина в результате отступания берега почти полностью заливается морем. Ширина современной прибрежной равнины в зависимости от возраста материковой окраины и ее тектонического типа колеблется в разных районах от 2-5 до 150—250 км.

Рис. 10. Современные континентальные окраины в областях с активным тектоническим режимом [Конюхов, 1987]

Типы окраин: а — андийский (южные районы Перу), б — невадийский (Калифорния), в — камчатский; 1 — породы докембрийского фундамента; отложения: 2 — палеозойские, 3 — мезозойские; 4 — неоген-четвертичные вулканогенные породы; 5 — отложения кайнозойского и четвертичного возраста; 6 — лавовые покровы; 7 — массивы гранитоидов; 8 — интрузивные комплексы; 9 — действующие вулканы; 10 — потухшие вулканы; 11 — аккреционные комплексы отложений; 12 — отложения пирокластических потоков

Пассивные материковые окраины занимают внутриплитное положение, т. е. разделяют континент и океан — единый в тектоническом отношении мегаблок, движущийся за счет разрастания плиты в спрединговом конвейере. Подобные окраины распространены в «молодых» океанах— Атлантическом, Индийском и Северном Ледовитом. Они образовались в позднемезозойско-кайнозойское время и продолжают расширяться.

Материки находятся как бы на передовом, ведущем крае литосферных плит, выполняя роль ножа бульдозера. Острием этого ножа являются активные окраины. Наиболее типичные их представители — тихоокеанские окраины Северной и Южной Америки (рис. 10). В отличие от описанных выше пассивных зон они обрамлены со стороны континента мощными горно-складчатыми сооружениями — Андами и Кордильерами.

Кордильеры и Анды возникли в результате колоссальных напряжений сжатия, существующих на границе между континентами Нового Света и Тихим океаном. Эти сжатия привели к формированию наиболее контрастного рельефа, перепад которого на расстоянии 150—250 км нередко составляет 10—12 тыс. м, а также к резкому утолщению коры, например в перуанском секторе тихоокеанской окраины Южной Америки до 60—70 км. Эту окраину постоянно сотрясают землетрясения, а время от времени из жерлов вулканов в Андах выбрасываются тучи вулканического пепла и изливаются огненные реки лав.

Напряжения сжатия в тихоокеанских окраинах свидетельствуют о том, что под ними происходит поглощение и ассимиляция океанической коры Тихого океана. Она погружается под континенты Нового Света, расплавляясь в зонах Беньофа (у тихоокеанской окраины Южной и Центральной Америки) либо сминаясь и скучиваясь в виде гигантских торосов перед краем континента (у берегов Калифорнии, Британской Колумбии и частично Аляски).

Там, где отмечается поглощение и расплавление океанической коры, окраина континента обрамлена со стороны океана глубоководным желобом. Это Перуано-Чилийский, Центральноамериканский, Алеутский желоба в восточной половине Тихого океана, являющиеся внешней границей активных континентальных окраин. Внутреннюю же их границу можно проводить по андезитовой линии — цепочке наземных вулканов, извергающих материал среднего и основного состава, в том числе андезитовые и базальтовые лавы. Это очень мощные и опасные вулканы, дремлющие до поры до времени. Только на памяти нашего поколения известно несколько катастрофических извержений: Сент-Хеленс (1980 г.) в Каскадных горах, Чичон (1981 г.) в Мексике, Руис в Колумбии (1985 г.). Они принесли значительные разрушения и повлекли огромные человеческие жертвы.

Последним по времени примером активной тектонической жизни описываемых окраин может служить катастрофическое землетрясение в Эквадоре, разрушившее многие деревни и поселки, а также нефтепровод, по которому из внутренних районов страны в порты побережья поступала нефть.

Строение активной окраины намного сложнее по сравнению с пассивными. На суше за узкой полоской прибрежной равнины высятся хребты Анд, часть из которых вплоть до цепи активных вулканов принадлежит окраине. В океане за зоной шельфа, также обычно суженной до нескольких десятков километров, находится крутой континентальный склон, обрамленный глубоководным желобом. Подножия здесь не существует, так как гравитационные потоки затухают на дне желоба, где и концентрируются осадки.

Несколько иная ситуация сложилась на тихоокеанской окраине Северной Америки, в штатах Калифорния, Орегон и Вашингтон. Как отмечалось выше, «борьба» между древней, Тихоокеанской и молодой, Северо-Американской плитами зашла настолько далеко, что под континент ушел северный сегмент Восточно-Тихоокеанского поднятия. После того как это случилось, тихоокеанская окраина Северной Америки стала действовать как бульдозер, сгребающий в кучи выпавший на дорогу снег. Огромный «торос» из фрагментов океанической коры, но главным образом из осадочных масс, составлявших некогда ее чехол, громоздится в настоящее время у берегов Калифорнии, наращивая ее в сторону океана. Это поднятие, получившее название аккреционного хребта, состоит из приподнятых гряд и разделяющих их впадин. Во впадинах осадки залегают спокойно, тогда как в грядах они собраны в складки. Последние частично срезаны волновой эрозией и составляют шельф и склон Калифорнии. Частично же они выведены на поверхность и слагают Береговые хребты этого штата. Для такой окраины не характерна активная вулканическая деятельность, хотя сохраняется состояние повышенной сейсмической опасности. Здесь нет в строгом смысле ни континентального склона, ни глубоководного желоба. Первый замещен системой подводных поднятий и прогибов. Глубина их залегания относительно уровня океана постепенно, хотя и неравномерно возрастает по мере удаления от побережья. Желоб вообще отсутствует, так как в этом регионе зона Беньофа не выражена. В некоторых отношениях данный тип окраины, получившей название невадийской, является промежуточным между типичными пассивной и активной.

Так каковы же взаимоотношения между материком и океаном? Действительно ли их можно назвать неуживчивыми соседями? На этот вопрос ответить однозначно трудно. Все дело в том, что если континент — это единое образование, то океан с геологической точки зрения не является единым. Он распадается на две или три части, которые относятся к разным литосферным плитам. Внутренними границами между этими частями служат, как мы видели выше, срединно-океанические хребты. Так вот, если континент и прилегающая к нему область океана относятся к одной и той же литосферной плите, то отношения между ними на протяжении длительных отрезков времени остаются достаточно мирными. Этой ситуации как раз и отвечают зоны перехода в областях со спокойным тектоническим режимом, называемые еще пассивными окраинами. Однако и в этой, в целом «мирной», обстановке возможны серьезные эксцессы на границе континента и океана. Достаточно вспомнить Лиссабонское землетрясение 1755 г., уничтожившее значительную часть города и унесшее около 60 тыс. человеческих жизней.