учебники / Гаврилов В.П. «‎Общая и историческая геология и геология СССР»

Глубоководные котловины окраинных .морей представляют

собой обширные депрессии с плоским или слаборасчлененным

дном. Форма окраинных морей чаще всго изометричная, оваль­ ная, а глубина составляет 3-5 км. Различают два типа котло­ вин окраинных морей. Первые располагаются между материко­

(Филиппинская, Севера- и Южно-Фиджийская котловины). Островные дугиэто система надводных и подводных гор­

ных хребтов, приуроченных к единому цоколю. Обычно хребты имеют дугообразную форму с различным радиусом кривизны, однако встречаются и почти прямолинейные формы (Тонга­

J:(ермадек, Колвилл-Лау). Протяженность островных дуг ко­ леблется от 1000-2000 км (Курильская, Марианская) до 3000-4000 км (Тонга-Кермадек, Кюсю-Палау). Обычно ост­

ровные дуги образуют специфические островодужные системы, состоящие из несколько конформно изогнутых островных дуг и подводных поднятийаккреционных призм (линз). Послед­

ние занимают внешнее положение в системе островной дуги.

Они состоят из пакетов деформированных океанических глубо­

ководных осадков, сорванных с океанической плиты, погружаю­

щейся под островную дугу. В рельефе дна аккреционная призма выражена дугообразным подводным поднятием, обра­ зующим иногда серию невулканических островов перед фрон­ тальной островной дугой (рис. 29).

Глубоководные желоба пространственно тесно связаны с ост­

ровными дугами и расположены вдоль их фронтальных скло­

нов, обращенных в сторону океана. Этосвоеобразные морфо­

структуры переходной зоны. В рельефе океанического дна глу­ боководные желоба выражены прогибами длиной в несколько

тысяч километров (Перуано-Чилийский желоб-более 6000 км),

при ширине в пределах 20 км (по изобате 5,5-6 км). В попе­

речном сечении глубоководный желоб имеет несимметричную

V-образную форму. Крутизна наклона склонов желоба раз­

лична: со стороны островной дуги он более крутой ( 10-25°),

а со стороны океанаболее пологий (3-8°). С глубиной кру­

тизна склонов возрастает, иногда склоны переходят в почти от­

весные уступы.

Океаническое ложенаиболее обширная по площади часть

дна Мирового океана, занимающая 194,81 млн км2 (54 %).В со­

ставе его рельефа выделяют глубоководные равнины и разде­

ляющие их океанические поднятия.

Глубоководные (абиссальные) равнины располагаются

между материковым подножием (атлантический тип окраин)

или глубоководными желобами (тихоокеанский тип окраин) и ~11стемой срединно-океанических хребтов в пределах глубин

111

В центральной осевой зоне срединно-океанических хребтов

высота гор максимальна, они сопряжены с узкой расселиной,

прослеживаемой в центральной части всех хребтов. Это рифто­

вая долина Мирового океана. Ее ширина от 10 до 40 км, а от­ носительная глубина от 1 до 4 км. :Крутизна склонов рифтовой долины составляет 10-40°. Рельеф долины сложный: в преде­ лах склонов наблюдаются многочисленные системы ступеней;

в центре долины находится значительное количество вулканиче­

ских конусов, куполов застывшей лавы (блистеры), лавовых по­ токов; дно разбито трещинами со смещенными в горизонталь­ ной плоскости краями (гъяры).

Характерная форма рельефа срединно-океанических хреб­

товотдельные сегменты хребтов, вытянутые в широтном на­

правлении. Эти формы рельефа связаны с так называемыми трансформными разломами (разломы Чейн, Романш, Вима, Сан-Палау в Срединно-Атлантическом хребте; Кларион, Гала­ пагосский, Пасхи в Воеточно-Тихоокеанском хребте и др.). Ам­

плитуда широтного смещения отдельных сегментов хребтов со­

ставляет сотни километров. Максимальная величина смещения (до 750 км) замерена в экваториальных частях Срединно-Ат­ лантического и Воеточно-Тихоокеанского хребтов.

§ 3. РАЗРУШИТЕЛЬНАЯ РАБОТА МОРЯ

Море производит большую разрушительную работу, которая

выражается в размыве берегов. Ежегодно моря и океаны смы­ вают до 1,5 км3 грунта. Разрушение берегов происходит не­

сколькими способами: непосредственным воздействием прибой­ ной волны, механическим истиранием берега обломками горных

пород и химическим растворением. Совокупная разрушитель­ ная работа и составляет Аюрскую абразию.

Ударное воздействие производится прибойной волной в мо­ мент ее опрокидывания на берег. Оказываемое давление в этом

случае измеряется десятками тонн на 1 м2 . Полная энергия

волны Е вычисляется по формуле:

Е=-~- gpH2,

8

где g - ускорение силы тяжести; р- плотность воды; Н- вы­

сота волны.

Таким образом, полная энергия волны пропорциональна квадрату ее высоты. Ударная сила волны Р пропорциональна

ее длине L и выводится из соотношения:

Р =О, lBлL/g.

Только за счет ударной силы волны способны разрушать до­ вольно прочные породы, непрерывно долбя их своеобразными

t~~

гидравлическими клиньями, возникающими при волновых уда­

рах. Так nроисходит гидравлическое выпахивание nороды. Если

же в волне оказываются механические обломки, nоднятые ею со дна (галька, гравий, песок), то разрушительное воздействие резко увеличивается. В этом случае волны абразируют, исти­ рают крутой берег, пропиливают выемки и трещины, подтачи­

вают nороды. Содержание в морской воде различных солей, газов (прежде всего С02) делает ее химически активной, спо­

собной растворять породы, слагающие берега. Этот процесс на­

зывается галь.миролизо.м.

Скорость разрушения морских берегов зависит от характера

пород (крепости, структуры, текстуры) и особенностей их зале­ гания. Максимальная скорость разрушения берега, при прочих

равных условиях, в том случае, когда породы падают в сторону

материка, а минимальная, когда лороды падают в сторону

моря. Трещиноватые, слабосцементированные, более выветре­

лые лороды разрушаются быстрее массивных, хорошо сцемен­ тированных образований. Сильнее разрушается та часть берега,

которая попадает в зону приливов и отливов, так как при этом

максимально проявляются процессы выветривания. Морская абразия, действующая на берег постоянно, вначале приводит к образованию волноприбойной ниши, или горловины, которая располагается в основании крутого берега. При разрастании

волноnрибойной ниши в глубь материка вода подмывает крутой

берег до тех пор, nока он не обрушится под действием соб­ ственной массы. Возникшие обломки формируют намывную тер­ расу, а крутой берег (клиф) отстуnает в сторону континента.

Создается площадка, называемая волноприбойной террасой,

часть ее сложена nродуктами абразии (намывные террасы), а частькоренными породами берега (абразионная терраса). Если происходит наступление моря на континент, то серия воз­ никающих последовательно расположенных волноприбойных террас формирует шельф. При отступлении моря волноприбой­ ные террасы обнажаются. Такие террасы получили название

морских (рис. 30).

Главный результат морской абразии заключается в отступ­

лении морских берегов. В некоторых случаях эта скорость из­ меряется несколькими метрами в год. Например, в период

с 900 г. по 1900 г. периметр берегов о-ва Гельголанд в Север­ ном море сократился с 200 км до 5 км. В йоркшире, в Англии,

берег отступает со скоростью от 1 до 3 м в год. Потери со вре­

мен римских завоеваний оцениваются эдесь в виде полосы суши

шириной до 4 км. В Советском Союзе сравнительно быстрому

114

онна" терраса;

~7 1:-:-:-:lz

Рис. 30. Схема разрушения морем крутого берега:

1 - коренные породы берега; 2 - продукты морскоА абразии

Для борьбы с абразией проводят специальные мероприятия по укреплению берегов: сооружают дамбы, молы, буны, волно­ ломы, волнаотбойные стенки, набережные.

§ 4. ТРАНСПОРТИРУЮЩАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОРЯ

Морские течения и волны перераспределяют обломочный мате­

риал, попавший в море из рек или при собственном разруше­

нии берега. Во взвешенном состоянии течения, приливы и от­ ливы способны переносить сравнительно мелкие частицы. Так,

для переноса глинистых частиц скорость движения воды должна

быть 0,03-0,08 м/с, а для переноса гальки диаметром 5 см не­

обходима скорость течения 1,1 м/с и выше. Такая скорость может быть лишь у мощных океанических течений. Например,

Гольфетрим имеет скорость у берегов Флориды до 2,5 м/с. Пе­

репое крупных обломков (галька, гравий) возможен также и

приливными течениями, скорость которых достигает иногда

7 м/с. Чаще всего сравнительно крупный обломочный материал вдоль берега переносится под действием косой волны, набегаю­ щей на берег под острым углом. В этом случае твердые час­

тицы двигаются по зигзагообразным траекториям, периодиче­

ски приближаясь и отдаляясь от берега. При таком движении даже крупная галька диаметром 5-6 см переносится на мно­ гие километры, а песокна сотни километров. Так, на побе­ режье г. Сочи во время штормов зарегистрирована скорость пе­ редвижения галек до 700 м в сутки, в среднем же она состав­ ляет здесь 100 м в сутки.

Наиболее. ощутима транспортирующая деятельность моря

при переносе тонкоотмученного материала в виде взвеси. По

оценкам А. П. Лисицына, в воде Мирового океана содержится

около 1370 млрд т взвеси, причем средняя продолжительность

пребывания частиц во взвешенном состоянии 60 лет. Вся эта

115

м:~сса глинистого материала перемещается океаническими те­

чениями и при снижении скорости или вследствие других nри­

чин осаждается на дно бассейна.

Обломочный материал может трансnортироваться и во

вмерзшем состоянии айсбергамиледовый разнос. Масштабы его незначительны. Более грандиозное явление-мутьевой (сус~ nензионный) nоток, который, зарождаясь на внешней бровке шельфа, сnособен перемещаться к материковому подножию со

скоростью 100 км/ч. Он переносит многие тысячи кубических

метров рыхлых образований.

§5. АI(I(УМУЛИРУЮЩАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОРЯ

ВМировой океан ежегодно rюступает 27,1 млрд т осадочного

материала, который nоставляется реками (19,5 млрд т), вулка­

вые осадочные породы морского происхождения. На. долю мор­ ских отложений приходится 3/4 всех осадочных пород земной коры. Они характеризуются большим разнообразием; их состав

и особенности строения во многом зависят от места формирова­

ния, поскольку каждая зона характеризуется своей спецификой

осадкон акоnления.

Осадки литоральной области представлены преимущест­

венно обломочным материалом (nесок, гравий, галька). Здесь происходит намывание пляжей, береговых валов, кос. Пляжи nредставляют собой насыnи гальки, гравия или песка, полого спускающиеся в сторону моря. Продолжение nляжа в море об­ разует косу. Косы, соединяющие между собой острова или другие части суши, называют пересьтью. Длинные прибрежные валы, сложенные преимущественно грубообломочным материа­

лом, выделяют как береговые валы, высота их превышает сред­ нюю высоту волны. Если подобные валы намываются перед за­

ливом или лагуной, то их рассматривают как барьерные бары. Они всегда вытянуты параллельна берегу.

В пределах литорали могут накапливаться известняки, со­

стоящие из битой ракушки (детритусовый известняк), и угле­ носные толщи (паралическое, т. е. близкое к морю, угленакоп­ ление).

Осадки перитовой области также широко представлены об­

ломочным материалом, но уже более тонкозернистым. Это

пески, песчаники, глины. Обломочный материал распределяется

здесь по определенной закономерности: грубый материал (галька, гравий, песок) формируется непосредственно у берега

до глубины 20 м (зона взмучивания); алевролиты и алевриты

откладываются на глубинах до 100 м; глины:- на глубинах

116

свыше 100 м (халистатическая зона). В пределах пернтовой об­

ласти распространены органогенные породы: известняки-раку­

шечники, коралловые известняки. Формирование последних свя­

зывают с расселением колониальных кораллов вокруг вулка­

нических островов и на подводных поднятиях. После гибели организмов коралловые постройки образуют рифы кольцевой

(атолл) или вытянутой формыбереговые рифы, барьерные рифы. Высота рифовых построек измеряется сотнями метров (высота рифа атолла Бикини- 600 м). В перитовой области

значительным развитием пользуются породы химического про­

исхождения, накопившиеся в полузамкнутых бассейнах, от­ деленных от моря подводным поднятием или рифами. Такие бассейны называют лагунами. Поскольку в них водообмен на­

рушен, происходит засоление воды и выпадение хемоrенных

осадков: каменной соли, мирабилита, гипса, ангидрита, доло­

мита и др.

Осадки батиальной и абиссальной областей моря относят к пелагическим. Здесь, вдали от берегов, при незначительном

поступлении обломочного материала, осаждаются тонкоотму­

ченные глинистые частицы, остатки простейших организмов

и глубоководных водорослей. В соответствии с этим дно ба­

тиальной и абиссальной областей Мирового океана выстлано

специфическими зелеными, синими или красными илами,

цвет которым придают минеральные включения: глауко­

нит, органика или оксидные соединения железа. Органо­

генные породы этих областей океана представлены глоби­ гериновыми, радиоляриевыми и диатомовыми илами. Первые

сложены микроскопическими остатками простейших орга­

низмов; вторыекремнистыми остатками диатомовых водо­

рослей.

Характерные осадки батиальной и абиссальной областей

океановтурбидиты, отлагающиеся обычно в пределах мате­ рикового подножия. Это маломощные (1-100 см) пласты тон­ козернистых песков и алевритов с укрупнением обломков от

кровли к подошве и слоистой текстурой в кровле. Часто тур­

бидиты переслаиваются тонкими пропластками пелагических

осадков. Осадочный материал, из которого состоят турбидиты,

приносится с внешнего края шельфа, с континентального

склона, с помощью суспензионных (мутьевых, турбидитных)

потоков. Мощные накопления подобных осадков известны вдоль

западного побережЬя Северной Америки, где они образуют ог­ ромные конусы выноса против устьев подводных каньонов. Пре­

имущественно турбидитами заполнены, вероятно, периокеаниче­

ские прогибы, вытянутые вдоль атлантического побережья Северной Америки. Ряд внутриконтинентальных осадочио-по­

родных бассейнов (например, Лос-Анджелес, Вентура в США)

выполнен:w турбидитами.

117

На глубинах 6-8 км известны весьма специфические осадки

океановкрасные глины, происхождение которых оконча­

тельно не установлено. Присутствие в ней метеоритной пыли

дает основание предполагать ее космическое происхождение.

Скорость накопления красной глины исключительно медленная

(порядка 5 мм за 1000 лет). Еще одним весьма специфиче­

ским видом современных осадков глубоководных частей Миро­

вого океана являются железомарганцевые конкреции. Предпо­ лагают, что эти образования имеют химическое происхождение

ивозникли как стяжение различных металлов вокруг мелких

частиц (песчинка, зуб акулы и т. д.). Железомарганцевые кон­ креции состоят из гидроксидов железа, марганца, кобальта, ни­ келя, меди, свинца; присутствуют в них кремний, алюминий,

барий, опал, гётит, рутил и т. д. (всего до 30 элементов). Наи­

более широко распространены эти конкреции в Тихом океане, где они занимают площадь 16 млн км2, т. е. на 1 м2 дна при­ ходится до 10 кг конкреций. Общие их запасы только в Тихом океане оцениваются в 1,66 · 1012 т.

В последние годы благодаря развитию визуальных глубоко­ водных наблюдений установлено, что в Мировом океане даже

на глубинах 6-7 км может происходить донная эрозия с накоп­

лением песчаных и более грубообломочных пород. Такие отло­ жения выделяют как эдафогенные. Они находятся в стадии изу­

чения. Другим экзотическим образованием глубоководных об­

ластей Мирового океана является скопление сульфидов, форми­

рование которых связывают с гидротермальной деятельностью

океанического дна. В Тихом океане обнаружены сульфидные тела с запасами до 25 млрд т.

Таким образом, разрушающая работа моря непрерывно ком­ пенсируется накоплением осадков: разрушение крутых берегов в одних местах влечет за собой намывание пляжей, отмелей и даже островов в других. Причем намывающая деятельность

моря не менее грандиозна, чем ее разрушительная работа. В Ка­

лифорнии было зарегистрировано намывание пляжей со ско­ ростью до 600 тыс. т песка в год.

На дне Мирового океана распределение осадков подчинено

некоторым закономерностям: по мере удаления от срединно­

океанических хребтов увеличиваются их мощность и возраст.

В рифтовой долине океана осадочные образования практически

отсутствуют, там дно сложено молодыми базальтовыми излия­

ниями. В пределах самих хребтов осадки развиты прерывисто,

заполняя ущелья и карманы между горными пиками. Причем толщина осадков не превышает 100 м. На дне глубоководных котловин мощность осадков достигает 500 м, увеличиваясь к бе­

регу континентов до 2 км. В некоторых местах материкового

подножия зарегистрированы линзы осадков толщиной до 15 км

(периокеанические прогибы). Велика мощность отложений и Н3

118

дне окраинных морей (до 20 км). В аналогичной последова­

тельности меняется и возраст осадочных отложений: в цен­

Озера и болота представляют собой изолированные водные бас­ сейны. Возникают они при условии близкого залегания от по­ верхности грунтовых вод. В Советском Союзе 8,3 % всей тер­

ритории приходится на озера и болота, из них 1,3 % падает на долю озер и 7 % -на долю болот. Наиболее крупные озера­ Каспийское (395 000 км2 ), Аральское (65448 км2 ), Байкал

(30500 км2 ) и Ладожское ( 18400 км2 ). Болота распространены на севере нашей страны, в Сибири, в Полесье. Изучением озер занимается наука лимнология (озероведение), болоттельма­ тология (болотоведение).

§ 1. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОЗЕР

Озероэто изолированный, иногда слабопроточный водоем, центральная часть которого не покрыта растительностью. Озера

выделяются по размерам, форме, солености, температуре, ха­

рактеру осадков и т. д. Наиболее распространена классифика­ ция озер по происхождению (генезису). С этих позиций выде­

ляют озера экзогенного и эндогенного происхождения.

Экзогенные озера возникли за счет деятельности внеш­

них сил природы. По характеру углубления, заполненного водой, экзогенные озера делят на котловинные и плотинные. Первые образуются за счет эрозионной деятельности рек, ледников, ветра, подземных вод. В зависимости от этого вы­

деляют:

речные озера, созданные речной эрозией; обычно это речные

старицы:

ледниковые озера, образовавшиеся при выпахивающей лед­

никовой эрозии (озера l(арелии, окрестностей Ленинграда);

для этих озер характерна вытянутость в сторону движения лед­

ника, т. е. в юга-восточном направлении (Ладожское, Онеж­

ское и др.); эоловые озера, возникшие в результате выдувающей дея­

тельности ветра;

карстовые (провальные) озера, появление которых обуслов­ лено провалом сводов подземных карстовых полостей (Суксун­ ское озеро в Предуралье, более 250 подобных озер в СФРЮ) ; эта категория озер развита р карстовых районах, где близко от

JJSI

поверхности залегают легко карстующиеся породы (известняк, гипс, ангидрит и т. д.).

Плотинные озера возникают при подпруживании воды на

отдельных участках земной поверхности. Одна из стенок озер­

ного углубления в этом случае является своеобразной плотиной,

которая может возникнуть вследствие обвалов, оползней, под­

пора ледниковыми отложениями, в результате изменения на­

правления течения рек, отгораживания береговым валом при­

брежных участков моря. В зависимости от этого выделяют ла­ винные (или обвальные), ледниковые, прирусловые или речные

и морские озера.

Лавинные озера образуются в горных областях. Одно из

грандиознейших озер такого типаСарезское, на Памире. На равнинах чаще встречаются ледниковые и прирусловые озера.

Из группы плотинных озер следует особо отметить искус­

ственные озера, созданные человеком: Московское, Цимлянское, Куйбышевское, Рыбинское и др.

Эндогенные озера возникли в результате деятельности внут­ ренних факторов Земли. Они подразделяются на вулканиче­

ские, тектонические и реликтовые. Вулканические формируются на месте кратеров древних недействующих вулканов. Такие

озера известны на Камчатке, Курильских островах, в Северной Америке, Африке, Новой Зеландии и др. Тектонические, или

дислокационные озера обязаны своим происхождением текто­

ническим движениям, приводящим к образованию расколов и опусканию по ним отдельных блоков коры. Возникают крупные

грабены, заполняющиеся атмосферной или подземной водой.

Классический пример такого типаоз. Байкалсамое глубо­ кое озеро в мире. Глубина его 1741 м, длина более 600 км, ши­ рина до 70 км. К тектоническим озерам относятся также Ис­ сыккуль, Танганьика, Виктория и др. Реликтовые, или остаточ­

ные озера возникли при отделении крупных водных прост­

ранств от основного материнского моря или океана. К такому

типу озер можно отнести Каспийское и Аральское моря-озера.

В свое время (20-25 млн лет назад) эти водоемы соединялись с Черным, Азовским и Средиземными морями, образуя единый

океанический бассейн.

В зависимости от водного режима озера подразделяют на

проточные (Ладога, Байкал) и бессточные (Арал, Каспий, Бал­

хаш); в зависимости от солености различают пресные озера­

чак).

Органическая жизнь в большинстве озер намного беднее, чем в морях. Из животных организмов наиболее распростра­

нены простейшие, моллюски, рыбы; из растенийразличные

водоросли. Известны озера, где органическая жизнь практиче-

!20