Усі книги і методички

2. Подводная окраина материков Подводная окраина материков занимает 22,6% площади Мирового океана и, в

свою очередь, делится на шельф, материковый склон и материковое подножье.

Шельф, или материковая отмель, представляет собой мелководную равнину и

вбольшинстве случаев продолжает прилегающие к берегу наземные равнины. Границей шельфа с одной стороны служит береговая линия, а с другой - крутой изгиб профиля на переходе к материковому склону, получивший название бровки шельфа. В пределах всей площади, занятой шельфом, земная кора относится к материковому типу.

Рельеф шельфа преимущественно равнинный, с небольшими уклонами дна. На общем фоне плоских или наклонных равнин встречается ряд значительных неровностей - островных плато, впадин, желобов.

Вморфометрическом плане принято характеризовать отдельные формы рельефа некоторыми средними показателями, например высотами, размерами в плане, углами наклона.

Для шельфа подобные характеристики выражаются следующими величинами [43]: средняя глубина на бровке 132м, средняя ширина 68км, средний угол наклона 7׳.

Вприроде глубина, ширина и наклон шельфа изменяются в широких пределах. Так, глубина внешнего края колеблется от 50 - 60 до 400 - 500м, ширина - от нескольких до 1500км, угол наклона - от нескольких минут до 5°.

Общая площадь, занятая шельфом, составляет 31 081тыс. км2. В его строении отчетливо выделяются три части: внутренняя, средняя, внешняя.

Внутренняя часть примыкает непосредственно к побережью, распространяясь

всреднем до глубин порядка 100м, и характеризуется выровненным рельефом, образовавшимся под действием интенсивных абразионно-аккумулятивных процессов. Эту часть шельфа называют прибрежной отмелью. Здесь возникают быстро изменяющиеся формы рельефа, получившие название динамических. Нередко в пределах прибрежной отмели встречаются песчаные гряды и эрозионные борозды, создаваемые приливными течениями и ориентированные по направлению этих течений, а также песчаные волны, ориентированные нормально к последним.

Средняя часть заметно выделяется на широких шельфах. Она характеризуется наименьшими уклонами дна, выровненной поверхностью. и распространением илистых грунтов.

Внешняя часть, расположенная обычно за пределами 100-метровой. изобаты, имеет более расчлененный рельеф. Формы рельефа, созданные еще в наземных условиях, здесь погребены лишь частично. Поэтому важнейшая особенность рельефа внешней части отмели состоит в унаследовании наземных аккумулятивных и эрозионных форм, свойственных рельефу примыкающих окраин материков.

Разнообразие и сложность рельефа шельфа при относительно малых глубинах заставляют с особой тщательностью и большой подробностью' производить здесь съемку и другие виды гидрографических работ. Между тем, упоминавшиеся выше закономерности в распределении и образовании рельефа шельфа указывают на

возможность ориентировочного прогнозирования подводных форм по известным береговым формам и геологической структуре прилегающих участков суши.

В гидрографическом отношении шельф к настоящему времени является наиболее изученным участком дна Мирового океана. Это объясняется главным образом исторически складывавшимися потребностями, а также характером развития средств для изучения подводного рельефа.

Материковый, или континентальный, склон является: частью подводной окраины материка, расположенной между шельфом и материковым подножием. В зоне материкового склона земная кора преимущественно материкового или переходного типа. Полагают, что материковый склон представляет собой область больших напряжений земной коры. Известно, например, что большое количество очагов землетрясений, охватывающих Мировой океан, приходится на зону материкового склона: здесь часто происходят резкие движения дна, вызывающие колоссальные изменения подводного рельефа.

Характернейшая общая черта материкового склона состоит в резком уклоне его поверхности в сторону ложа океана. Средние морфометрические показатели для склона выражаются следующими величинами [43]: средняя глубина внешнего края 3660 м, средняя ширина-70 км, средний уклон 3°26/.

Реальные морфометрические показатели различных участков склона колеблются в больших пределах: глубина от 2 до 5тыс. м, ширина от 12 до нескольких сотен километров, а крутизна от 2 до 25° и более. У берегов вулканических и коралловых островов, а также вблизи берегов, сложенных коренными породами, крутизна достигает даже 40 - 45° (фьорды Норвегии, Бискайский залив). Наиболее пологий склон встречается на участках, прилегающих к устьям крупных рек. Поверхность дна здесь имеет сравнительно однородный характер, а крутизна склона порядка 2°. Верхняя часть склона имеет обычно большую крутизну, достигающую в среднем 4°30/. При переходе материкового склона к ложу угол наклона нередко уменьшается преимущественно за счет накопления материала подводных оползней.

Рельеф склона отличается сложным строением и напоминает горные страны суши. Здесь прежде всего выделяются хребты склона.

Хребтами склона называются положительные формы рельефа, характеризующиеся общим падением в сторону ложа океана. Большая часть гребней целиком расположена на склоне. Однако встречаются гребни, берущие начало в пределах материковой отмели и имеющие продолжение на ложе океана.

Своеобразной формой рельефа материкового склона являются также глубокие крутостенные каньоны. В отличие от подводных долин каньоны имеют очень большой угол падения и представляют собой глубокие трещины на поверхности склона. Поперечный профиль каньонов имеет V-образную форму, а продольный зависит от характера и крутизны материкового склона. Подводные каньоны широко распространены в Мировом океане. Особенно большое число каньонов выявлено на материковом склоне Атлантического побережья Северной Америки, в Беринговом, Черном и Средиземном морях.

Следует иметь в виду, что материковый склон в гидрографическом отношении изучен недостаточно. Более того, еще сравнительно недавно полагали, что материковый склон является единственным типом перехода от материков к ложу океана. Современные исследования показали, что этот простой переход не является повсеместным и во многих районах существует другой, весьма сложный тип перехода - зоны островных дуг.

Материковым подножием называется наклонная слабоволнистая полоса дна, примыкающая к материковому склону на глубинах до 5км и отделяющая его от ложа океана. Общая площадь материкового подножия составляет 25902тыс. км2, а средняя ширина - несколько сотен километров. Характернейшей особенностью материкового подножия является мощный слой осадков (в основном терригенного происхождения), под которым залегает кора материкового типа.

Рельеф подножия представляет собой аккумулятивные равнины, расчлененные руслами суспензионных потоков, конусами выноса, долинами.

3. Переходная зона Под термином переходная зона подразумевают области современного

горообразования (геосинклинальные области), расположенные на стыке океанов и материков. Этим одновременно подчеркиваются две стороны явления: указанные области расположены между океанами и материками, здесь же происходит перестройка материкового типа земной коры в океанический. Площадь океанического дна, занятого переходной зоной, составляет 30,6млн. км2.

Наиболее известна переходная зона в западной части Тихого океана. Структурно она состоит из трех частей: котловины окраинного моря, островной дуги и глубоководного океанического желоба. Земная кора, подстилающая котловины окраинных морей и глубоководные желоба, отличается от океанической только наличием более мощного слоя осадков. Под островными дугами кора трехслойная: в ней появляется гранитный слой.

Котловины окраинных морей представляют собой сочетание равнинного рельефа с уступами, подводными вулканами, долинами и возвышенностями.

Островными дугами называются подводные хребты, вытянутые на значительные расстояния (1500 - 2000км), имеющие в плане дугообразную форму и выходящие на поверхность океана наиболее возвышенными частями в виде изогнутых цепочек островов. В пределах островных дуг интенсивно проявляются вулканизм и землетрясения.

Глубоководные океанические желоба представляют собой самые глубокие,

узкие и длинные трещины в коре с крутыми склонами. Поперечный профиль желоба близок к V-образной форме. В плане желоба повторяют очертание прилегающей островной дуги, дно их обычно плоское за счет накопляющихся осадков. Ширина желобов не превышает 150км, длина достигает тысяч километров, а глубина обычно более 6000м. В настоящее время известно 32 глубоководных желоба, 27 из которых находятся в Тихом океане.

Наибольшая глубина Мирового океана измерена океанографическим судном «Витязь» в пределах Марианского желоба и составляет 11022м.

4. Срединно-океанические хребты Особое место в облике подводного рельефа занимают срединно-океанические

хребты.

Срединно-океанический хребет представляет собой широкое, раздробленное поднятие океанической коры, ось которого приурочена часто к средней линии океанов. Срединные хребты океанов образуют непрерывную цепь, общая длина которой более 75тыс. км, и занимают площадь, равную 55,3млн. км2. Наиболее изученный хребет Атлантического океана расположен на площади, составляющей почти одну треть его дна.

Срединно-океанические хребты имеют особое строение земной коры и являются георифтогенальными областями. Здесь отмечается повышенная сейсмичность, вулканизм и своеобразные геофизические процессы.

Срединно-океанические хребты обладают также специфическими морфографическими и морфологическими признаками. В поперечном разрезе это валы шириной от нескольких сотен до 1,5 - 2тыс. км со сложнорасчлененными склонами. В осевой зоне вала различаются два параллельных хребта, разделенные глубокими понижениями, получившими название рифтовой долины. Соответственно хребты, окаймляющие эту долину, названы рифтовыми горами, а вся осевая зона (долина и горы) - рифтовой зоной. Некоторые горы на склонах зоны образуют острова. На всем протяжении срединно-океанические хребты разбиты на части поперечными разломами, по которым отдельные их звенья смещены относительно друг друга на десятки и даже сотни километров.

5. Ложе океана Ложем океана называют область океанического дна, лежащего за пределами

материкового склона и глубоководных желобов на глубинах более 3000м.

Площадь ложа океана равна 193,8млн. км2, что составляет почти 54% площади Мирового океана и около 40% поверхности Земли. В пределах ложа океана преобладает океанический тип коры. В тектоническом отношении - это область талассократонов (океанических платформ).

Общий облик ложа океана представляет собой крупноячеистую структуру, созданную сочетанием грандиозных котловин с разделяющими их хребтами и возвышенностями.

Котловины. Океаническая котловина - это обширное понижение ложа океана, ограниченное поднятиями или подводной окраиной материка. Дно котловин располагается на глубинах более 5000м и представляет собой выровненные поверхности. Котловины свойственны рельефу ложа всех океанов. Укажем некоторые из них: Бразильская, Канарская, Беллинсгаузена, Перуанская, Макарова, Нансена. В пределах котловин встречаются два типа рельефа: абиссальные плоские равнины и равнины с холмистым рельефом (абиссальные холмы).

Абиссальные равнины представляют собой почти идеально выровненные площади с уклоном менее 1׳. Здесь первичный тектонический рельеф погребен под мощным слоем осадков.

Равнины с холмистым рельефом - это участки плоского дна, усеянные куполообразными поднятиями высотой в среднем около 300м, получившими название абиссальных холмов. Реальные высоты холмов колеблются в пределах 50 - 500м при поперечниках от 1 до 10км.

Абиссальные холмы более всего распространены в Тихом океане и занимают около 85% площади его дна.

Хребты. Крупными положительными формами рельефа ложа океана являются линейно вытянутые хребты. Среди хребтов укажем прежде всего на валы.

Валами называют широкие линейно вытянутые поднятия дна значительного протяжения, отличающиеся пологими склонами, постепенно переходящими в равнину. Их ширина достигает сотен миль, а высота 4 - 5км. Вдоль гребней таких хребтов нередко образуются цепи островов с вулканическими вершинами. Наиболее известен среди хребтов этого типа Гавайский.

Своеобразные положительные формы создаются валообразными поднятиями дна, несущими на себе горы с плоскими вершинами. Такие горы называют столовыми,

или гайотами.

Иной облик придают рельефу дна глыбовые хребты, сопряженные с системой разломов. Здесь вдоль линий разломов располагаются узкие и короткие хребты и такие же узкие впадины или цепочки вулканов.

Грандиозные разломы известны в Тихом океане: Мендосино, Меррей, Кларион, Клипертон и др.

Возвышенности. Изометрические океанические возвышенности также нередко обусловлены разломами и представляют собой участки океанического дна, испытавшие заметное поднятие. Среди возвышенностей выделим прежде всего плато.

Подводными плато называются возвышенности, характеризующиеся плоской или пологой волнистой поверхностью и отделяющиеся от соседних равнинных участков относительно крутыми склонами. Многие крупные плато получили собственные наименования: Бермудское, Азорское, Рио-Гранде, Крозе, Кергелен и др.

На дне котловин и на плато встречаются многочисленные подводные горы, представляющие собой отдельные значительные повышения дна куполообразной, конической или неправильной формы со сравнительно крутыми склонами и высотой более 1000м.

Рассмотренные в этом параграфе формы подводного рельефа не исчерпывают всего их многообразия, а относятся лишь к наиболее распространенным и наиболее изученным. Даже краткое описание этих форм позволяет сделать вывод о том, что некоторые из них можно было бы использовать в качестве подводных ориентиров для определения места при плавании в океане. Вполне понятно, что к подводным ориентирам могут относиться лишь такие формы рельефа, которые резко отличаются от окружающих и легко могут быть опознаны современными гидроакустическими

средствами. Иначе говоря, для этой цели могут быть использованы лишь характерные формы рельефа.

Под характерными формами условились понимать такие участки океанического дна, которые являются резкими поднятиями или впадинами протяженностью от нескольких миль до десятков миль, а также участки большей протяженности, но характеризующиеся резким расчленением рельефа.

По морфометрическим признакам характерные формы рельефа делят на два основных типа:

-локальные формы - отдельно расположенные мезоформы подводного рельефа;

-региональные формы - области дна с резко расчлененным рельефом, но без отдельных, выделяющихся форм (абиссальные холмы, предгорья хребтов, гряды подводных гор, участки материкового склона большой крутизны).

Характерными мезоформами рельефа дна являются подводные вулканы, подводные горы, холмы и каньоны.

§7. КЛАССИФИКАЦИЯ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ МОРСКИХ БЕРЕГОВ

Характерный внешний и самый молодой облик подводного рельефа являет собой береговая линия.

Береговой линией называют границу, по которой водная поверхность пересекается с сушей. Положение береговой линии не остается неизменным. Если даже не учитывать тектонические колебания, то известны кратковременные перемещения береговой линии в результате изменений уровня моря под воздействием приливов, сгонов и нагонов, волнения. Заметные перемещения испытывает береговая линия на участках с интенсивными процессами размыва или аккумуляции.

Следовательно, под береговой линией подразумевается некоторое среднее положение границы между морем и сушей в данный период.

На навигационных морских картах для морей, где величина прилива менее 0,5м, береговая линия изображается одной чертой, соответствующей границе воды при

среднем уровне моря.

Для морей с величиной приливов более 0,5м береговая линия изображается двумя чертами: одна из них проводится по границе воды при самом низком уровне и представляет, таким образом, границу осушки, а другая соответствует уровню самой полной воды и является собственно береговой линией.

Протяженность современной береговой линии Мирового океана составляет около 777тыс. км.

Полоса суши, непосредственно примыкающая к береговой линии и формирующая рельеф под влиянием морских волн при современном среднем уровне, называется берегом.

Побережьем называют часть суши, граничащую с берегом. В пределах побережья формы рельефа создавались морем при древних, более высоких уровнях.

Прибрежная полоса моря, где сказывается активная рельефообразующая роль волнения, называется подводным береговым склоном. Берег и подводный береговой склон составляют береговую зону.

Впределах береговой зоны наиболее активно протекают современные процессы взаимодействия суши и моря, т.е. абразия и аккумуляция. Абразия разрушает или размывает берега, а в результате аккумуляции происходит накопление обломочных и рыхлых материалов. Абразия и аккумуляция - это основные экзогенные факторы, определяющие формы рельефа в береговой зоне. Однако заметную роль в формировании берегов могут оказывать также иные процессы: приливы, течения, термическое влияние воды, жизнедеятельность морских организмов.

Всоответствии с преобладающим влиянием тех или иных процессов различают два основных типа морских берегов - абразионные и аккумулятивные. При этом следует иметь в виду, что под типом условились понимать сочетание береговых форм рельефа, обладающих сходным обликом, строением, происхождением и закономерно повторяющихся на определенном протяжении.

Для абразионных берегов характерен крутой высокий уступ, сложенный коренными породами и образованный в результате разрушительной работы волн. Такой уступ называют береговым обрывом. При последующем развитии берегового обрыва происходит скопление обломочного материала непосредственно у подножия, и тогда зарождается пляж. Пляж представляет собой активную часть берега, перестраивающуюся при каждом волнении.

Для аккумулятивных берегов характерны широкие пляжи, береговые валы, косы, низкое побережье.

Берега океанов и морей отличаются большим разнообразием благодаря сложному взаимодействию тектонических движений, абразии и аккумуляции.

Наиболее очевидны различия берегов по внешним морфографическим признакам. Так, по гипсометрическому уровню выделяют низменные, возвышенные

игористые берега (пологие, обрывистые и отвесные).

По батиметрическому уровню берегового склона различают приглубые и отмелые берега.

По очертаниям береговой линии их разделяют на прямолинейные, выровненные, извилистые, двойные и островные.

Прямолинейный берег лишен изгибов на большом протяжении. При этом к прямолинейным берегам могут относиться как возвышенные крутые берега, так и низменные отлогие.

Выровненный берег отличается плавной дугообразной формой береговой линии и обычно низменным пляжем, за которым следуют крутые склоны возвышенностей, сложенные твердыми горными породами.

Извилистый берег состоит из ряда близко расположенных друг к другу бухт и заливов. Если расстояние между соседними бухтами превышает ширину входа в бухту не более чем в 10 раз, то такие берега называют бухтовыми.

Двойные берега образуются там, где параллельно основному (коренному) берегу вытянулись косы и отмели.

Островные берега выделяют по большому числу островов и скал, тянущихся параллельно основной береговой линии.

Очертания береговой линии и строение береговой зоны определяются геологическими особенностями района и вертикальными перемещениями в результате тектонических движений земной коры или эвстатических колебаний уровня.

В качестве исходного этапа в развитии современных берегов принимают время окончания послеледниковой трансгрессии, наступившее 5 - 6тыс. лет тому назад. В последующем затопленный рельеф перерабатывался под воздействием экзогенных процессов.

Классификация берегов, принятая в Атласе океанов, в зависимости от степени изменения исходных берегов выделяет три основные группы:

I. Мало измененные морем берега, сохраняющие формы рельефа, созданные тектоническими и субаэральными процессами.

II. Берега, формирующие рельеф под воздействием преимущественно неволновых процессов.

III. Берега, формирующиеся преимущественно волновыми процессами.

Каждая из указанных групп делится на подгруппы в зависимости от стадии развития берега и соотношения между степенью влияния абразионных и аккумулятивных процессов. По этим признакам в группах выделяют подгруппы и виды берегов, которые представлены на рис. 4.

Ниже приведено краткое описание некоторых типов берегов, упомянутых в классификации, а на рис. 5 представлены их изображения.

Фьордовый берег характеризуется многочисленными узкими, извилистыми и глубокими заливами (фьордами), вдающимися в сушу на десятки километров. Такой берег имеет крутые, часто отвесные склоны, сложенные твердыми горными породами. Фьордовые берега широко распространены на Скандинавском полуострове, на севере Кольского полуострова и на островах Новой Земли (рис. 5а).

Шхерный берег отличается сложным рельефом. Для него типично наличие множества заливов неправильной формы со скалистыми берегами. В заливах и вдоль берега расположено огромное количество невысоких и небольших островов, рассеяны многочисленные подводные скалы, мели и банки. Шхерные берега широко распространены в Финском и Ботническом заливах Балтийского моря (рис. 5б).

Далматинский берег получил свое название от побережья Далмации: в Адриатическом море. Внешне этот берег характеризуется вытянутыми параллельно общему направлению многочисленными островами, полуостровами, заливами и проливами. При этом все берега сложены коренными породами и отличаются большой крутизной (рис. 5в).

Риасовый берег характеризуется большой расчлененностью и образуется там, где горные хребты подходят к берегу почти перпендикулярно. После опускания суши море затопило многочисленные долины и превратило их в вытянутые клиновидные заливы. Примером риасового берега могут служить залив Петра Великого и Севастопольская бухта. Наиболее развиты берега риасового типа в Испании, где клиновидные заливы носят название риа (рис. 5г).

Выровненный берег отличается слабой извилистостью береговой линии и низменным пляжем, к которому со стороны суши могут примыкать крутые склоны возвышенностей, сложенные твердыми породами (рис. 5д). В зависимости от преобладающих рельефообразующих процессов выровненные берега могут существенно отличаться внешним обликом. Если преобладает восходящее тектоническое поднятие и на поверхность выходят скалистые участки берегового склона, превращающиеся в пляж, береговая линия становится плавной кривой большого радиуса. Берега подобного типа характерны для юго-восточной части Черного моря и Кольского полуострова.

Лиманный берег сходен с риасовым, но образуется при затоплении морем участков речных долин. Образующиеся таким образом заливы называются лиманами

(рис. 5е).

Рис. 4

Рис.5

Лагунный берег по внешнему виду напоминает лиманный, но здесь мелководные заливы - лагуны - вытянуты вдоль общего направления низких берегов и вдаются в сушу, сложенную рыхлыми породами. Лагунный берег имеет две береговые линии: внутреннюю, как правило, очень извилистую, и внешнюю, образованную береговым баром и отличающуюся прямизной (рис. 5ж).

Дельтовый берег образуется при впадении крупных рек в море и представляет резко раздробленное многочисленными протоками и рукавами низменное побережье. Отдельные ячейки такого побережья напоминают греческую букву ∆ (дельта), что и послужило основанием для названия берега. Характерным примером такого берега является устье (дельта) реки Волга (рис. 5з).