книги из ГПНТБ / Давыдов Л.К. Общая гидрология учебник

расположены три котловины: Северо-Американская, в южной ча­ сти которой находится глубоководный желоб Пуэрто-Рико с мак­ симальной глубиной 9218 м (наибольшая глубина Атлантического океана), Бразильская (между экватором и 30° ю. ш.) и Аргентин­ ская (30—35° ю. ш.) с глубинами более 6000 м.

В восточной половине океана имеются четыре котловины: Се­ веро-Африканская и Гвинейская с глубинами более 6000 м, Ан­ гольская и Капская с глубинами 5000—5500 м.

Для рельефа дна Атлантического океана характерно наличие многочисленных банок, расположенных среди глубин в несколько тысяч метров. Особенно много таких банок в северной части оке­ ана к западу от побережья Марокко и Испании. Другая особен­ ность рельефа дна Атлантического океана — большие площади, занятые материковой отмелью и склоном (до 2000 м). Для Атлан­ тического океана характерно также наличие обширных абиссаль­ ных равнин с плоской поверхностью, расположенных у основания материкового склона по обе стороны Срединно-Атлантического хребта. Они распространены и в Западной, и в Восточной Атлан­ тике. Эти абиссальные равнины обнаружены около 15 лет назад и еще недостаточно изучены. Они занимают большие пространства, измеряемые сотнями тысяч квадратных километров, например рав­ нина Зеленого Мыса имеет площадь порядка 500 000 км2 с глуби­ ной более 5000 м. Предполагается, что это участки земной коры, погребенные под осадками мутьевых (суспензионных) потоков. (Потоки из смеси воды и взвешенных в ней песчано-глинистых ча­ стиц называют суспензионными или мутьевыми.) Многочисленные факты подтверждают их существование в океанах и морях в виде подводных течений. Спускаясь по склону морского дна, эти потоки способствуют образованию эрозионных долин, ущелий и ложбин, а также отложению осадков из взвешенных песков и глин. Они выносят и отлагают вдали от берегов на больших глубинах кон­ тинентальные осадки и остатки отмершей мелководной фауны.

От Северного Ледовитого океана Атлантический океан отделен возвышенностью, представляющей собой ряд подводных порогов с глубинами менее 600 м, а в Датском проливе, между Гренлан­ дией и Исландией, — не более 320 м. По обе стороны от этой воз­ вышенности, к северу и югу от нее, гидрологические условия и состав фауны глубин сильно различаются.

Северный Ледовитый океан отличается от других океанов зна­ чительно меньшими глубинами и широкой материковой отмелью, на которой находится большинство морей Европы, Азии и Аме­ рики. Порогом Нансена (между Гренландией и Шпицбергеном) Северный Ледовитый океан разделяется на два бассейна — Аркти­ ческий и Северо-Европейский. К Арктическому бассейну относятся собственно Северный Ледовитый океан, его окраинные моря, за­ ливы и проливы Канадского Арктического архипелага. Рельеф Арктического бассейна сложен. Вдоль берегов Евразии проходит широкая полоса материковой отмели, простирающаяся в море на 300—500 км, от берегов Аляски и Канадского архипелага — на

50—100 км. Рельеф Северного Ледовитого океана представляет со­ бой несколько глубоководных котловин, расчлененных хребтами. Хребет Ломоносова, простирающийся от Новосибирских островов к Гренландии на 1800 км, разделяет Арктический бассейн на две большие котловины — Канадскую с глубинами до 4000 м и Амунд­ сена с глубинами до 4500 м. В районе Северного полюса глубины около 4300—4400 м. Над хребтом Ломоносова глубины уменьша­ ются до 950—2000 м. Котловина Амундсена отделена от котловины Нансена (средняя глубина 3450 м) срединно-океаническим хреб­ том Гаккеля, представляющим собой самое северное звено в пла­ нетарной системе морфологических структур Северного Ледови­ того океана.

Хребет Менделеева и поднятие Альфа образуют единый порог с минимальной глубиной 1230 м, отделенный Канадской котловиной от поднятия Бофорта. Новейшими советскими исследованиями

впроливе между Шпицбергеном и Гренландией открыта рифтовая долина Лены, а в котловине Нансена впадина Литке с наибольшей

вСеверном Ледовитом океане глубиной (5400 м). На материковой отмели и особенно на склоне Северного Ледовитого океана встре­ чаются подводные долины, погруженные речные долины, древние дельты сибирских рек и другие формы унаследованного рельефа. Геологическая история материковой окраины Северного Ледовитого океана более многообразна, чем в других океанах. Сочетание раз­ личных геологических структур (Америки, Гренландии, Евразии) определяет разнообразие в строении земной коры в Северном Ледо­ витом океане. Систематическое изучение физических полей — маг­ нитного, сейсмического и гравитационного — позволило советским геологам более обоснованно судить о стадийности развития, струк­ туре и происхождении Северного Ледовитого океана. На основании этих исследований предполагается, что евразийская часть океана является погруженным материком и континентальная кора перера­ ботана в океаническую. Хребет Ломоносова представляется как континентальная, частично погруженная структура, отделенная от материковой отмели западной Евразии.

Индийский океан пересечен с севера на юг подводным Цен­

тральным Индийским хребтом, разделяющим океан на две части — западную и восточную. На севере, близ архипелага Чагос, от этого хребта отходит на северо-запад Аравийско-Индийский хребет с глу­ бинами 2400—3900 м, в отдельных местах имеются поднятия до 1500 м. Между этим хребтом и северной оконечностью Централь­ ного Индийского хребта располагается Аравийская котловина (5875 м), отделенная от Сомалийской. Центральный Индийский хребет с глубинами от 3500 до 2400 м пересекает Индийский океан приблизительно до 50° ю. ш. На юге этот хребет разветвляется. Одна его ветвь под названием Кергелен-Гауссберг продолжается на юг до Антарктиды с глубинами от 500 м на севере до 2300 м на юге; другая— Австрало-Антарктическое поднятие — прости­ рается на восток к Тихому океану. Глубины над этим подня­ тием 3100—3800 м.

Части океана, расположенные к востоку и западу от Централь­ ного Индийского хребта, по характеру рельефа различны. В вос­ точной части океана в 60-х годах открыт Восточно-Индийский хребет, отделяющий Центральную котловину от Западно-Австра­ лийской котловины, которые раньше объединялись в одну Индий­ ско-Австралийскую. Восточно-Индийский хребет простирается от юго-восточной части Бенгальского залива вдоль меридиана 90° в.д. до 32—34° ю. ш. Между Австрало-Антарктическим поднятием и Антарктидой располагается Австрало-Антарктическая котловина с глубинами до 5200 м.

Рельеф западной части океана более сложен. Для него харак­ терно чередование понижений и повышений дна. Последние часто поднимаются над уровнем моря в виде островов. На севере этой части океана располагается Сомалийская котловина (5100—5300 м), к юго-востоку от о. Мадагаскар — обширная Центральная Индий­ ская котловина (до 6400 м), к югу от Мозамбикского пролива — Мадагаскарская котловина (до 5770 м). Материковая отмель дости­ гает наибольшей ширины у берегов Индостана, где хорошо просле­ живаются подводные долины рек, впадающих в океан.

Рельеф Индийского океана сложен и отличается большой рас­ члененностью. Центральный Индийский хребет по своему строению напоминает Срединно-Атлантический; здесь также встречаются рифтовые долины, у подножия склонов — плоские террасы. В котло­ винах юго-западной части обнаружены вулканические горы, а в северо-восточной на шельфе и материковом склоне — каньоны. Образование Индийского океана связано с распадом и погруже­ нием материка под влиянием разломов Гондваны, начавшихся около 240 млн. лет назад. Этот процесс, сопровождавшийся земле­ трясениями и излиянием базальтов, отразился в современном рель­ ефе Индийского океана.

Тихий океан, наибольший по площади и наиболее глубоковод­

Дно океана расчленено понижениями и резкими поднятиями, часто переходящими в цепи и группы островов, по числу которых Тихий океан превосходит все другие. Многочисленные группы и цепи островов встречаются преимущественно в тропических широ­ тах открытой части океана. В южной и юго-восточной частях глубины несколько меньше и дно менее расчленено. Эти части океана пере­ сечены вытянутым поднятием дна, простирающимся от Антарктиды до экватора, к берегам Центральной Америки. В южной части это поднятие называется Южно-Тихоокеанским с глубинами, не превы­ шающими 2980 м, а местами уменьшающимися до 1220 м. Север­ ная часть носит название Восточно-Тихоокеанского поднятия. Глу­ бины над ним несколько больше, чем над Южно-Тихоокеанским, но не превышают 3480 м, местами уменьшаясь до 1550 м. В районе о. Пасхи в центральной части Восточно-Тихоокеанского поднятия от него отходят два отрога, один из которых простирается на се-

0009

Срединно-океанические хребты особенно четко выражены в Ат­ лантическом и Индийском океанах, островные дуги и глубоководные желоба с максимальными глубинами — важнейшие элементы структуры Тихого океана. В Атлантическом, Индийском и Северном Ледовитом океанах хорошо выражены глубоководные котловины, которые в Тихом выражены менее отчетливо. Имеются различия и в строении берегов океанов. Все это свидетельствует о различных условиях и стадиях формирования форм земной коры в отдельных районах Мирового океана.

§ 16. Краткая характеристика особенностей рельефа дна морей

Рельеф дна морей, расположенных в области окраины матери­ ков и переходной зоны, отражает историю формирования данного участка земной коры и отдельных структурных ее элементов.

Так, например, моря Северного Ледовитого океана, расположен­ ные в области материковой отмели, характеризуются долинно-хол­ мистым подводным ландшафтом затопленной океаном суши. Наи­ более мелководное море этого океана — Восточно-Сибирское, средняя глубина которого 58 м. К глубоководным морям Северного Ледовитого океана относятся Норвежское и Гренландское, сред­

расчлененных котловин. Самое мелководное море Мирового оке­ ана — Азовское, средняя глубина которого 9 м, а наибольшая 13,5 м. Это как бы залив Черного моря, с которым оно связано генетически.

Моря Атлантического океана Балтийское и Северное имеют весьма расчлененный рельеф, тесно связанный с процессами, про­ текавшими на материках, вблизи которых они расположены. На рельеф этих морей наложило отпечаток минувшее оледенение севера и северо-запада Европы.

В Балтийском море преобладают глубины 40—100 м, средняя

прибрежные районы Финского, Рижского и Ботнического заливов. Наибольшие глубины Финского залива 120 м, Рижского 60 м и Бот­ нического 290 м (63° с. ш.). В Балтийском море имеется несколько глубоководных впадин: Ландсортская—460 м, Готландская — 250 м, Аландская — 300 м. На севере дно моря более расчленено, скалисто, на юге более равнинно.

Большая часть морей Тихого океана расположена в его запад­ ной части; средиземные моря здесь почти отсутствуют. Берингово, Охотское и Японское моря глубоководны: максимальные глубины Берингова и Японского морей более 4000 м, Охотского 3660 м. Среди морей Тихого океана наиболее мелководно Желтое, расположен­ ное полностью на материковой отмели, имеющее среднюю глубину

жений встречаются частицы космического происхождения: косми­ ческая пыль, магнитные шарики, в составе которых обнаружен ни­ кель. Общий вес космических шариков, выпадающих на Землю, примерно 175—2400 т в год. Процесс осадкообразования сложен. Наряду с воздействием динамических, химических и других фак­ торов формирование отложений сопровождается изменениями минералогического и химического их состава, поэтому распределе­ ние, состав, цвет и другие характеристики морских отложений поз­ воляют судить о физическом и химическом состоянии среды, а также о ходе процессов, протекающих в океане и на материках.

§ 18. Классификация морских отложений

Существует несколько классификаций морских отложений: а) по генетическому признаку (по происхождению), б) по механичес­ кому составу, т. е. по крупности частиц, в) по гидродинамической активности, г) по химическому составу (по содержанию углекис­ лого кальция, кремнекислоты, органического вещества и др.). Не останавливаясь подробно на каждой из этих классификаций, укажем на одну из ранних (Меррея—Ренара, 1891 г.), дополнен­ ную современными исследователями. По этой классификации мор­ ские отложения подразделяются по глубине залегания и по про­ исхождению. По глубине залегания выделяют отложения мелко­ водные, глубоководные прибрежные и пелагические (открытого моря); по происхождению — терригенные, органические (органо­ генные), красную глину, хемогенные. Эту классификацию нельзя считать достаточно полной и строгой, но выделенные основ­ ные типы терригенных и органических отложений в ней отражены достаточно четко.

к породам суши. Продукты разрушений берегов, а также наносы, выносимые речными водами, откладываются на различном расстоя­ нии от берега. Эти отложения располагаются преимущественно на материковой отмели и материковом склоне. Среди терригенных отложений различают валуны, гальку, щебень, гравий, песок (круп­ ный, средний и мелкий), мелкий песок с примесью ила (илистый песок), ил с примесью песка (песчанистый ил) и, наконец, илы раз­ личных цветов и оттенков.

В непосредственной близости от берегов откладываются наибо­ лее крупные обломки пород, слагающих берега,—-валуны; дальше по направлению к морю располагаются последовательно галька (или щебень), гравий, пески, постепенно уменьшающиеся по своей крупности, затем илистые пески, песчанистые илы и, наконец, илы. Эта естественная схема распространения терригенных отложений нередко нарушается в той или иной мере в зависимости от рельефа дна, геологической истории данного участка моря, режима волне­ ния, течений и колебаний уровня. Иногда ил, находящийся обычно в наибольшем удалении от берега, оказывается в непосредственной

близости, а песок, напротив, вдали от него. Во всех случаях состав терригенных отложений зависит от того, какие породы слагают берега, и отчасти от состава наносов, выносимых реками.

Наибольшая часть площади, занятой терригенными отложе­ ниями, приходится на долю илов. Наиболее распространен из них синий ил (темный). Он встречается у о-вов Галапагос, в Бенгаль­ ском и Аравийском заливах, в австрало-азиатских и китайских морях и в других местах. На крайнем севере и на крайнем юге Мирового океана распространен тонкий ил преимущественно голу­ бого цвета — глауконитовый ил. Местами он простирается до сред­ них широт, как, например, в южной части Атлантического океана до так называемого Аргентинского бассейна (до 30° ю. ш.).

Большое количество глауконитовых зерен, накапливающихся в пустых раковинах корненожек, окрашивает илы в зеленый цвет. Такой зеленый ил характерен для восточного побережья США,

Большие реки Южной Америки и других материков выносят наносы, содержащие окись железа, в результате иловые отложения окрашиваются в красный цвет. Такой красный ил обнаружен на материковом склоне Южноамериканского и Африканского конти­ нентов, в Восточно-Китайском море.

Черный и серый илы встречаются в районах, характеризую­ щихся застойным режимом, где происходит разложение органичес­ ких остатков без доступа кислорода. Черный ил встречается на дне Черного моря, где илы и придонные воды содержат большое коли­ чество сероводорода.

Ввулканических областях, на различных глубинах вокруг ост­ ровов и берегов, сложенных вулканическими породами, как, напри­ мер, у о-вов Тонга, Кермадек и др., находится серый вулканичес­ кий ил и песок, иногда окрашенный и в коричневый цвет. Около коралловых островов и берегов, окаймленных коралловыми ри­ фами, в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах образуется коралловый ил белого цвета. Он встречается на глубинах до 3000 м.

Впредустьевых участках рек в зависимости от рельефа дна реч­ ные наносы — аллювиальные пески и илы — или отлагаются в дель­ товой части реки (при приглубом взморье), или распространяются на большие расстояния от дельты (при мелководном взморье), образуя русловые борозды, обрисовывающие очертания подводной дельты.

О р г а н и ч е с к и е ( п е л а г и ч е с к и е ) о т л о ж е н и я . Источ­ ником образования илов органического происхождения служат ос­ татки организмов, по преимуществу планктона (см. § 80). Огром­ ное количество остатков отмирающих организмов опускается из поверхностных слоев на дно. Часть из них (скелеты, раковины) до­ стигает морского дна и образует донные отложения-— илы глубин­ ных областей Мирового океана. Наиболее распространенный из илов органического происхождения — глобигериновый, образовав­ шийся главным образом из известковых раковин мельчайших орга­

низмов глобигерин. Этот ил на 65% состоит из остатков известко­ вых организмов и на 35% из неорганических веществ. Глобигериновый ил имеет палевую или розоватую окраску.

Другой вид пелагического ила — птероподовый ил, на 80% со­ стоящий из известковых остатков раковин глобигерин и разных моллюсков, в особенности крылоногих — птеропод.

Ил, образовавшийся из кремнистых остатков, главным образом радиолярий — простейших одноклеточных животных, называется радиоляриевым илом. Он на 60% состоит из кремнистых органичес­ ких остатков и на 40% из неорганических веществ.

В холодных водах Антарктики и в северной части Тихого океана органогенные илы образуются преимущественно за счет кремнистых: остатков диатомовых водорослей, поэтому эти илы называются диатомовыми.

Красная глина залегает на самых больших глубинах Мирового океана и представляет собой тонкий глинистый остаток. Химичес­ кий анализ показывает, что она состоит из водного алюмосиликата. В красной глине находится очень небольшая примесь (около 10%) остатков организмов: зубы акул, слуховые косточки китов. Кроме того, в ней встречаются частицы пемзы, вулканическое стекло, об­ разования из окиси железа, вулканическая и атмосферная пыль и частицы космического происхождения.

Кроме терригенных и органогенных (биогенных) отложений,, в полярных районах выделена группа ледниковых и айсберговых осадков, что связано со способностью льда вмораживать частицы разной крупности, переносить их на большие расстояния, а при таянии добавлять к осадкам инородные компоненты.

В океане непрерывно идут биологические процессы и химичес­ кие реакции, образующие минеральные и органические соединения.. Так, например, в толще дна морей и океанов залегают нефть, из­ вестняк, кремнезем, железные руды. 100 лет назад на дне Мировогоокеана были обнаружены железомарганцевые конкреции, главным образом в областях больших глубин. Исследования последних де­ сятилетий показали, что на дне Тихого океана эти образования встречаются в большом количестве и на глубинах менее 1000 м. В состав их, кроме марганца и железа, входит кобальт, никель и медь. Это богатейший источник минерального сырья.

Для того чтобы свести классификацию морских отложений в единую систему, М. В. Кленовой была предложена классифика­ ция, основанная на определении механического состава осадков. Размер зерен как мелководных, так и глубоководных отложений определяется главным образом подвижностью воды. О размерах крупных отдельностей, таких, как глыбы, валуны, галька, гравий, судят по геометрической крупности (от 1000 до 1,0—0,1 мм), основ­ ные же группы мелкозернистых осадков подразделяются по содер­ жанию в них частиц мелкой фракции (<0,01 мм), так как процент частиц мелкой фракции (глинистых) наилучшим образом характе­ ризует процесс осадкообразования. Для этих частиц определяется гидравлическая крупность по скорости их оседания в воде.