"Морское дно" - читать интересную книгу автора (Зенкович Всеволод Павлович)

Строение и состав морского дна

Промеры показали, что в общем, дно океана исключительно ровно. На нём преобладают совершенно незаметные глазу уклоны — менее одного градуса. Если бы вода внезапно исчезла, то перед наблюдателем возникла бы необозримая равнина.

Но среди этой равнины местами поднимаются плоскогорья и возвышенности с отлогими склонами, идущими под углом около двух-трёх градусов, а иногда и очень крутые горы. Некоторые из этих гор, особенно в Тихом океане, имеют правильные округлые очертания и возвышаются на 4–5 километров над ровным дном. Учёные распознали в них подводные вулканы.

В Атлантическом океане, примерно по его середине, был обнаружен широкий подводный хребет. В северной части океана по обе стороны от хребта расстилается плоскогорье. Глубина здесь достигает 3–4 километров. Это плоскогорье получило название «Телеграфного плато».

Но наиболее интересно для геологов, что вблизи материков и многих крупных островов дно моря представляет собой полого опускающуюся равнину, которая идёт от берега примерно до глубины в 200 метров, а потом заканчивается относительно крутым склоном, падающим до многокилометровых глубин. Эту равнину начали называть материковой платформой или шельфом (по-английски — ступень), а круто наклонённую часть дна — материковым склоном.

Далее идёт ложе океана.

Ширина шельфа бывает различна — от нескольких километров (например, у гористых берегов Тихого океана или Средиземного моря) и до многих сотен километров (например, на севере СССР и Западной Европы или у юго-восточной оконечности Азии)

Многие окраинные моря, окаймляющие материки или представляющие собой большие заливы океана, расположены только на шельфе. Там нет ни материкового склона, ни ложа. Таковы, в частности, все северные моря Советского Союза, с Баренцова и Белого до Чукотского^[2]. Шельфовыми морями являются также Северное и Балтийское моря в Европе, Жёлтое море в Азии и некоторые другие.

Но вместе с тем существуют моря, строение дна которых напоминает океанское. Они, как и океаны, имеют полосу шельфа, склон и ложе. Многие из таких морей непосредственно соединены с океанами, как, например, наши дальневосточные моря — Берингово, Охотское и Японское. Такое же строение и у южных «замкнутых» морей — Чёрного и Каспийского (рис. 4).

Рис. 4. Схематический профиль дна в северо-западной части Чёрного моря.

Изучение морских отложений также дало очень чёткую и закономерную картину.

Почти на всей поверхности материков происходит разрушение горных пород. Значительная часть этих пород в измельчённом виде уносится реками в море и отлагается па его дне.

Исследования показали, что почти всё пространство шельфов покрыто отложениями, состоящими из продуктов разрушения суши, таких, как галечники, валуны, гравий, ил и песок. В некоторых местах шельф покрыт остатками морских животных, преимущественно ракушками, а там, где господствуют сильные морские течения, встречаются выходы обнажённых коренных пород — гранита, базальта^[3] и т. д.

Материковые склоны, если они не особенно круты, обычно покрыты илом. Морской ил состоит из очень мелких частиц (чаще всего кварцевых) размером в сотую и тысячную доли миллиметра, а иногда и ещё меньше.

Там же, где склон более крут и где он омывается сильными течениями, преобладают песок, гравий и камни. Встречаются также отложения, состоящие из твёрдых остатков морских животных — моллюсков, иглокожих, ракообразных^[4] и др. Есть здесь и особый минерал глауконит, который образуется только в море. Он представляет собой соединение кремния, железа и калия. Глауконит встречается в виде зелёных зёрнышек.

Совсем иные типы отложений образуются в глубоком море. Чем дальше от берега, тем всё меньше частичек материкового происхождения, входящих в состав ила. В то же время становится больше частичек, образовавшихся в самом море. Последние представляют собой остатки мельчайших животных, обитающих в поверхностных слоях воды.

Множество таких животных имеет скорлупки (раковины) из извести, пронизанные дырочками. Поэтому их так и называют дырочниками или, по-латыни, фораминиферами. В донных отложениях чаще всего встречаются фораминиферы, называемые глобигеринами (рис. 5). На больших пространствах их бывает так много, что илы и пески называют там глобигериновыми (рис. 6).

Рис 5. Известковые скорлупки глобигерин в пробе глубоководного ила (под микроскопом).

Рис. 6. Схематическая карта грунтов северной части Атлантического океана.

У некоторых морских животных твёрдые скелетные частицы — не известковые, а кремниевые. Таковы, например, радиолярии. Их скелеты имеют симметричное кружевное строение (рис. 7, стр. 14). Радиоляриевые илы особенно широко распространены в Тихом океане.

Рис. 7. Кремниевые скорлупки и скелетные частицы радиолярий (под микроскопом).

В высоких широтах^[5] во множестве встречаются особые одноклеточные, так называемые диатомовые водоросли. Они имеют двойную скорлупку из кремнезёма, очень нежную и тонкую. Скопление на дне таких скорлупок даёт диатомовый ил. Частички имеют в основном размеры от 0,1 до 0,01 миллиметра.

Значительную часть донных отложений океана составляет масса красновато-бурого цвета, состав которой долго не могли разгадать, так как её частицы очень мелки (диаметром меньше 0,001 миллиметра). Эта масса залегает на больших глубинах в открытом океане. Океанографы называют её глубоководной красной глиной. Глина эта покрывает поверхность морского дна, превышающую половину площади всего земного шара.

Впоследствии учёные нашли, что в красной глине содержится много больше марганца и железа, чем в материковых породах (отсюда её своеобразный красно-бурый цвет). По некоторым характерным признакам установлено также, что глубоководная глина образовалась в результате разложения вулканических продуктов.

В толще красной глины найдены многие очень интересные образования, например мельчайшие правильные шарики железа, иногда с примесью никеля и кремния. В этих шариках учёные очень скоро распознали остатки метеоритов — твёрдых частиц вещества, попадающих в земную атмосферу из межпланетного пространства.

Но почему же мы не находим таких остатков на материках или в отложениях мелководных морей? Оказывается, они есть и там. Но если в илах Баренцева моря за многие годы было сделано всего две-три такие находки, то в глубоководной глине эти шарики содержатся в каждой пробе. Объясняется это вот чем.

В глубоководной глине были найдены кости и зубы рыб, вымерших ещё сотни тысячелетий назад. Однако толщина слоя, покрывающего эти остатки, ничтожна — всего 20–40 сантиметров. Следовательно, такая глина накапливалась чрезвычайно медленно, тысячелетиями. Скорость образования других отложений (на небольших глубинах) неизмеримо больше.

В центральные части океана не попадают материковые отложения Известковые частицы органического происхождения в глубинной воде растворяются^[6], глубоководная же глина не растворяется. А так как её отложения образуются с ничтожной скоростью, то и метеоритного вещества в каждой пробе мы находим больше, чем где-либо.

Не менее интересным образованием, которое встречается преимущественно в глубоководной глине, являются желваки окислов железа и марганца — так называемые «конкреции». Они имеют величину от горошины до крупной картофелины. Если разрезать конкрецию, то будет видно, что она состоит из тонких слоёв; внутри неё часто имеется небольшое ядро, обычно — из твёрдых остатков животных (рис. 8) или комка ила. Происхождение этих глубоководных конкреций ещё не вполне ясно.

Рис. 8. Глубоководная железо-марганцевая конкреция в разрезе. Ядром её является зуб акулы.

Существуют и мелководные конкреции; они образуются там, где отложение илов замедлено.

Уже первые исследователи пытались выяснить, изменяется ли состав донных отложений в толще дна и носит ли такое изменение слоистый характер. Этот интерес совершенно естественен: ведь слоистость присуща большинству древних горных пород, образовавшихся в морских бассейнах. Однако употреблявшиеся на первых порах приборы весьма примитивного устройства не давали возможности получить столбик грунта высотой более 80–90 сантиметров. Обычно такие пробы давали совершенно однородный осадок, и лишь в отдельных случаях были получены различные по составу столбики грунта.

Было установлено, что в средней части Атлантического океана в некоторых случаях глобигериновый ил оказался залегающим на глубоководной глине. Там же, ближе к берегам, глобигериновый ил залегал на иле, имеющем материковое происхождение. Наконец, в антарктических водах под слоем диатомового ила были встречены ледниково-морские отложения, представляющие собой разновидность материкового ила с примесью валунов, гальки и т. д. Такие отложения разносятся по морю айсбергами.

Эти находки показали, что в сравнительно недавнее время климатические условия океанов претерпели резкие изменения. Их можно связать только с ледниковым периодом, который закончился на земном шаре около 8000—10 000 лет назад. В этот период айсберги заходили в низкие широты (близкие к экватору) и рассеивали по океану свой твёрдый материал.

Описанная картина строения морского дна не могла, однако, удовлетворить интересы геологов. Новый исключительно интересный материал был получен лишь в последние десятилетия, благодаря изобретению новых совершенных приборов и методов исследования морского дна. Одним из таких приборов явился эхолот.