Морская геология и геоморфология / Сейсмичность и вулканизм в Мировом океане

Сейсмичность и вулканизм в Мировом океане

Распространение и некоторые особенности проявления землетрясений и вулканизма в пределах морей и океанов имеют определенную специфику. Землетрясения представляют собой результат мгновенного выделения механической энергии, происходящего в толще земной коры или в подкорковой оболочке, в результате возникновения здесь огромных напряжений. При взрывоподобной разрядке этих напряжений из центра возникновения землетрясения – фокуса (гипоцентра) распространяются упругие волны. Проекция гипоцентра на поверхность Земли называется эпицентром землетрясения.

Эпицентры землетрясений располагаются не беспорядочно, а группируются в определенные зоны, или пояса, которые получили название сейсмических поясов. В пределах этих поясов землетрясения не только наиболее часты, но и наиболее разрушительны. На Земле можно выделить три сейсмических пояса:

1 пояс охватывает окраины Тихого океана и пространственно полностью совпадает с переходной зоной. Данный пояс образует почти замкнутое кольцо;

2 пояс представляет собой сложно разветвленную зону, пространственно соответствующую системе срединно-океанических хребтов;

3 пояс охватывает Средиземноморье, горы Южной Азии. Данный пояс сливается с первым в области Индонезийских морей и архипелагов.

Таким образом, особенности распространения сейсмических поясов на поверхности Земли подчеркивают высокую подвижность земной коры в пределах наиболее динамических морфоструктур Мирового океана – переходных зон и срединно-океанических хребтов. Вне их пределов на материковых платформах, за некоторым исключением и на ложе океана землетрясения или вообще не наблюдаются или случаются крайне редко и не приобретают разрушительной силы.

Сейсмичность переходных зон и срединно-океанических хребтов неодинакова. Различают:

поверхностные землетрясения (глубина гипоцентра до 50 км),

среднефокусные землетрясения (50-300 км),

глубокофокусные землетрясения (гипоцентр глубже 300 км от поверхности Земли).

В срединно-океанических зонах отмечены исключительно поверхностные землетрясения. Это возможно связано с неглубоким залеганием мантии под этими зонами. Необходимо отметить, что в зонах срединно-океанических хребтов также отмечаются единичные сильные землетрясения. Наиболее сильные землетрясения приурочены преимущественно к переходным зонам.

Изучение напряжений, возникающих при землетрясениях в окраинной зоне Тихого океана, показало, что примерно 75% землетрясений здесь связано, с горизонтальными подвижками по разломам. Система гигантских разломов наклонена в сторону материков и пронизывает земные недра до глубин порядка 700-750 км. При этом плоскость разлома наклонена примерно под углом 60°.

Под срединно-океаническими структурами плоскости разломов проникают лишь на небольшую глубину. При этом разломы, ограничивающие каждый рифт, имеют встречный наклон плоскостей. Эпицентры имеют тенденцию группироваться на участках пересечений рифтовой зоны с поперечными разломами. Сходное сгущение эпицентров отмечается и в переходных зонах. Большая часть их сосредоточена там, где глубоководные желоба и островные дуги секутся поперечными разломами.

Необходимо отметить, что главные горизонтальные напряжения на большей части периферии Тихого океана направлены к простираниям основных морфоструктур переходных зон (Бениоф, 1966). Исключение составляют Северная и Центральная Америка, а также южная часть Южной Америки, где эти напряжения параллельны морфоструктурам переходных зон. Л. А. Мишарина пришла к выводу, что в пределах системы срединно-океанических хребтов, напротив, главными являются растягивающие горизонтальные или субгоризонтальные напряжения, ориентированные от оси хребтов.

Землетрясения могут вызвать мгновенные и весьма значительные изменения рельефа дна и берегов. Топографические съемки, проведенные после землетрясения в заливе Сагами (Япония) в 1923 г., показали, что произошел некоторый поворот дна залива по направлению часовой стрелки. Причем остров Ошима, расположенный у южной окраины залива, переместился в этом направлении на 3,6 м. Часть берега испытала поднятие на несколько метров, другая часть – погружение. Отдельные участки дна залива мгновенно углубились на 100-180 м, а в северной части залива поднялся подводный гребень высотой до 170 м.

Каждое землетрясение в океане или на его побережье вызывает образование цунами – огромных волн. Эти волны возникают как результат упругого воздействия тектонических сил на водную оболочку. Цунами энергично воздействуют на берега и прибрежные зоны дна морей и океанов, а при сильных землетрясениях могут нанести катастрофические разрушения прибрежных сооружений и населенных пунктов. Поднятие дна в бухте Сагами во время упомянутого выше землетрясения вытеснило объем воды в 22,3 км3. На отдельных участках побережья высота волны перед разрушением достигала 12-14 м.

В географическом размещении действующих вулканов наблюдается большое сходство с размещением эпицентров землетрясений. Известно, что примерно 77% действующих вулканов находится в переходных зонах (главным образом на островных дугах), 21% — в пределах ложа океанов и срединно-океанических хребтов.

Подводных гор на дне океана насчитывается более 10 000, подавляющая их часть – это горы вулканического происхождения. Среди них много действующих вулканов.

Активно действующие вулканы, как надводные, так и подводные, встречаются и в пределах ложа океана. Среди них можно назвать вулканы Гавайских островов, островов Самоа, и др.

Вулканизм имеет огромное значение для формирования рельефа дна Мирового океана. Происхождение островных дуг, гигантских океанических вулканических цепей, многих гребней и вершин срединно-океанических хребтов, одиночных подводных гор ложа океана в основном связано с вулканической деятельностью. Ученые предполагают, что в ряде районов дна океана, кроме обычного вулканизма так называемого центрального типа, происходят и извержения трещинного типа.

Различным структурам земной коры свойственны заметные различия в составе магматических продуктов, выделяемых при вулканических извержениях:

переходным зонам свойственны средние и кислые вулканогенные породы при значительном участии основных пород;

ложу океана и срединно-океаническим хребтам – основные и ультраосновные породы.

Состав продуктов извержений действующих вулканов на материковых платформах (например, в Восточной Африке), также близок к вулканитам океанического типа. Это свидетельствует о том, что современный вулканизм на континентах и в океанах имеет общий источник питания и общность строения базальтового слоя под материками и океанами.< Предыдущая Следующая >