0. 01). В целом внутренние моря порождают в береговой зоне более раз­нообразные аккумулятивные формы.

2. Течения в океанах, морях и озерах разнообразны по генези­су, масштабам и приуроченности к слоям воды и геоморфологии дна (Айбулатов, 1966; Аксенов, 1972; Зейболд, Бергер, 1984; Зенкович и др., 1967; Исследования ..., 1979; Лакомб, 1974; Лидер, 1986; Лонгинов, 1973; Невесский, 1968; Новые ..., 1971; Павлидис, 1968; Шадрин, 1972; Reading, 1986). Большинство из них генерируется ветрами и волнением

• это ветровые, наиболее непосредственные следствия действия ветра, волновые, более отдаленные от действия ветра и действующие какое-то время после прекращения причины, дрейфовые, еще более оторванные не только от ветровой фазы, но и от волнения, но как бы сохраняющие память о первопричинах: они действуют и после волнения. По отноше­нию к берегу они бывают сгонными, разрывными, нагонными и вдольбе- реговыми, переходящими часто в циркулярные, или круговые. Так, в Азовском море от устья Дона поверхностное течение направлено вдоль северного берега на юго-запад, у Перекопа оно отклоняется на юго-вос­ток, а у Керченского пролива и дельты Кубани становится северо-вос­точным.

Нагрнные течения затапливают низкие берега, превращая их в мар­ши и себхи — болотистые приморские низины, создавая накопления, ко­торые можно принять за приливные. Высота подъема воды у берегов ре- 168 дко превышает 1 м (не считая прибоя). Сгонные течения при большом их постоянстве, например по восточным и южным берегам Азии, вы­зывают понижение уровня воды у берега, отступление моря, иногда на несколько километров (это заметно в дельтовых и мангровых зо­нах), создание неровности водной поверхности амплитудой до 0,5 м и больше (корабль от Алжира к Марселю поднимается гипсометрически на эту величину, т.е. идет как бы в гору). Самое интересное и важное для седиментологии то, что они порождают компенсационные тече­ния — подъем глубинной воды (апвеллинг) по континентальному склону, — выносящие на шельф и верхнюю часть континентального склона большое количество СОг, карбонатов, фосфатов, соединений азота и других веществ, в том числе и питательных для фитопланкто­на, который и расцветает до лавинных масс, обеспечивая массовое развитие зоопланктона и макробиоса. На дне под этими зонами нахо­дится кладбище биокомпонентов и минеральных осадков, объясняю­щих, по А.В. Казакову, в частности, первичное накопление фосфатно­го вещества (см. ч. II, гл. 9). Апвеллинги имеют и другой генезис.

Обратимся от местных и региональных к глобальным ветровым тече­ниям (рис. 3.8; 3.9), систему которых можно представить как развитие пассатных ветров под влиянием вращения Земли, или сил Кориолиса.

Рис. 3.8. Принципиальная схема циркуляции вод в поверхностном слое океа­нов (из А.П. Лисицына, 1974):

А — по О. Крюммелю (1907), Б — по В.Н. Степанову (1969). Форма гипотети­ческого океана соответствует площади, занимаемой Мировым океаном по широтным поясам. Стрелками показаны основные направления переноса вод, точками — глав­ные гидрологические фронты: I — экваториальный, II — тропические, III — субтро­пические, IV — субполярные, V — полярные. Скорости основных течений (в см/с) показаны цифрами около стрелок

Рис. 3.9. Поверхностные течения океанов (зима Северного полушария), из А.П. Лисицына (1974):

1 — теплые, 2 — холодные, 3 — области развития внетропических муссонов, 4 — области развития тропических муссонов

Поэтому все течения, испытывающие то или иное существенное воздей­ствие последних, называются геострофическими (“землевращательны­ми”). Наиболее заметно воздействие вращательных сил на устоявшиеся течения, какими являются реки, океанические течения типа Гольфстри­ма и др., особенно текущие в меридиональном направлении: в Северном полушарии они отклоняются вправо, в южном — влево. Пассатные вет­ры направлены в Северном полушарии с северо-востока на юго-запад, в южном — с юго-востока на северо-запад, т.е. они как бы должны схо­диться под углом на экваторе. Но они силой Кориолиса отклоняются на запад. Это отклонение и несовпадение с пассатными ветрами особенно заметно в порождаемых ими течениях воды в океанах — строго широт­ных, называющихся северными и южными пассатными океаническими течениями.

Пассатные течения испытывают дивергенцию, которая приводит к возникновению конвергентного экваториального противотечения, пе­реносящего поверхностные водные массы в обратном, восточном, на­правлении. Пассатные течения, отгоняя воду от западных берегов кон­тинентов, являются причиной возникновения здесь самых крупных ап- веллингов. С другой стороны, встречая на западе материки (их восточ­ные берега) и испытывая отклонения, пассатные течения порождают од­ни из самых замечательных субмеридиональных, течений, из которых наиболее велики и изучены Гольфстрим и Куросио. В Южном полуша­рии аналогичные тепловые течения почему-то развиты слабее: Бразиль­ское, Мыса Игольного (у юго-восточной Африки), течение Тонга — Но­вой Зеландии. Эти течения отклоняются на восток и образуют субши- ротные ветви самых крупных круговых движений поверхностных вод — океанических круговоротов первого порядка — течения западных вет­ров, проходящих примерно по 35-40° ю. ш. и 40-50° с. ш. В Южном полушарии с олигоцена, когда образовался пролив между Антарктидой и Австралией, действует, может быть, самое крупное на Земле — в десят­ки тысяч километров — циркумантарктическое (т.е. вокругантарктиче- ское) течение восточного направления, т.е. тоже западных ветров. Им определяется широкий (в тысячи километров) пояс диатомовых осадков на океаническом дне.

Таким образом, в Тихом и Атлантическом океанах, распространяю­щихся на оба полушария, устойчиво существуют по два огромных анти- циклональных круговых течения, разделенных экваториальным проти­вотечением. Как их составляющие (или обособленно от них) рассматри­ваются мощные западные (в Северном полушарии) пограничные (на границах континентов и океанов) течения (Гольфстрим и Куросио) и та­кие же по типу (т.е. тоже пограничные) восточные (в Южном полуша­рии) течения (Бразильское, Мыса Игольного у юго-восточной Африки и Восточно-Австралийское, или Новозеландское). Помимо этих теплых существуют холодные течения, особенно крупные в Южном полуша­рии, действующие вдоль западных берегов континентов: Перуанское, Бенгальское и Западно-Австралийское. В Северном полушарии таковы­ми являются Лабрадорское, Восточно-Гренландское, Курильское, или Ойясио (у северо-восточной Азии), и др. К северу от основного кругово­рота в восточной части Тихого и Атлантического океанов развиты мень­шие, циклональные круговороты (Аляскинский, Северо-Атлантиче­ский) . Два круговорота действуют в Северном Ледовитом океане.

Циркуляция вод в северной части Индийского океана имеет регио­нальные особенности, подчиняющиеся муссонным ветрам, меняющим свое направление на противоположное летом и зимой: западные rt юго- западные ветры сменяются на восточные и северо-восточные.

Более частные ветровые океанические течения возникают под влия­нием местных климатических и геоморфологических факторов, а также турбулентного характера движения воздуха и воды. Вследствие этого мгновенная скорость в любой точке может сильно отличаться от средней.

Гольфстрим — наиболее изученное пограничное теплое течение

• река в водных берегах, текущая, как это свойственно геострофиче- ским течениям, не вниз по уклону, а перпендикулярно ему, так как сила Кориолиса действует под прямым углом к градиенту давления. Поэтому это течение параллельно изобарам и, как и ветры, обтекает области высокого или низкого давления. Гольфстрим обтекает “воз­вышенность” Саргассова моря, от которого поверхность моря понижа­ется к востоку. Хотя начало и конец Гольфстрима определить точно не удается, но известно, что сильное течение проходит между Мекси­кой и Кубой, огибает п-ов Юкатан, описывает петлю в Мексиканском заливе и затем выходит в океан через Флоридский пролив. На протя­жении 1200 км Гольфстрим прижимается к окраине Северной Амери­ки и, только пройдя мыс Хаттерас, начинает меандрировать, отклоня­ясь к востоку, проходит южнее Ньюфаундлендской банки и пересека­ет Северную Атлантику. Гольфстрим образует крупные меандры, час­то отрывающиеся от него и существующие до 3-5 лет с перемещением в том же направлении юго-восточнее основного течения. Последнее как единое шириной 125-175 км (ширина увеличивается по течению) течение прослеживается на 2500 км от мыса Хаттерас на северо-вос­ток к Срединно-Атлантическому хребту, распадаясь далее на ряд струй. Глубина, считавшаяся в 200 м, в действительности больше. Ес­ли судить по резким флексурообразным изгибам изотерм высотой до 700 м, образующим холодную стенку над континентальным склоном, глубина Гольфстрима достигает 2000 м. Левый его край прижимается к этой стенке, несет теплые массы воды в холодных берегах. Правый край обозначен изгибом изотерм нечетко, намечается лишь проти­вотечением, развивающимся также и слева. Максимальная скоро­сть Гольфстрима, вероятно, достигает 2,5 м/с (9 км/ч) и фиксиру­ется ближе к левому краю течения. Расход воды возрастает вниз по течению от 30 * 10⁶ м³/с у Флориды до 100 * 10 м³/с у Большой Нью­фаундлендской банки.

Влияние Гольфстрима велико и многосторонне: приводит к расцвету жизни, к биогенной садке карбонатного, кремневого и органического ма­териала по пути, снабжает кислородом глубокие слои воды, смягчает климат Северной Америки, Европы, Арктики и островов, что способст­вует пышному развитию наземной растительности, химическому вывет­риванию и усилению механической денудации континента.

Куросио во многом подобно Гольфстриму, отличается невыясненной пока странностью — почти регулярной двухвариантностью: в течение 172 ряда лет оно имеет простую траекторию в форме бумеранга (северо-се- веро-восточное направление течения сменяется на широте юга о. Хонсю на восточное), но потом по непонятным причинам в течение нескольких месяцев перестраивается на более сложную — с огромной (до 1 тыс. км в диаметре) меандрой, изогнутой на юг.

Неволновые течения разнообразны и важны. Главные из них— тер- могалинные глубинные меридиональные, стоковые, вертикальные се­зонные, суспензионные и приливо-отливные, внутренние и донные.

Термогалинные глубинные меридиональные течения вызываются опусканием плотных холодных (до +1°С и ниже) и потому более соленых (замерзание выжимает соль из льда) полярных вод — антарктических и северо-атлантических (или арктических) и растеканием их по дну океа­нов к экватору и даже в другое полушарие (рис. ЗЛО). Механизм тече­ний ясен не полностью, но можно считать, что в нем действуют как обычные течения, или адвекция, так и диффузия. О первом механизме

Рис. 3.10. Схема циркуляции придонных холодных вод (антарктических — 1 и арктических — 2) в океанах (по Б.К. Хизену и К.Д. Холистеру, 1971, из O.K. Леонтьева, 1982)

свидетельствуют контурные течения, идущие у подножия континен­тального склона, например североамериканского, где они имеют замет­ную скорость (до 20 см/с), эродируют дно, сложенное дистальными тур- бидитами или планктонными осадками, переносят и отлагают пелит и алеврит, а в некоторых случаях, например при огибании препятствий, и тонкий песок. Эти отложения названы контуритами. При малой скоро­сти таких течений возрастает доля диффузии в переносе вод и раство­ренных в них солей по типу распространения дыма в воздухе без его дви­жения. Эту диффузию, распространяющуюся горизонтально, можно представить как систему мелких вихрей.

Литологическое значение глубинных донных меридиональных тече­ний велико. Они снабжают придонные воды кислородом, содержание ко­торого в них практически такое же (6 мг/л), как в поверхностных водах, что обеспечивает возможность жизни на дне, окисление соединений же­леза и марганца, из-за чего глинистые осадки приобретают красный цвет и формируются железомарганцевые конкреции и корки. Происхо­дит подводное выветривание осадков.

Стоковые течения генетически различны. Одни из них можно рассматривать как разновидность термогалинных, например крупное течение высокосоленой (более 3,5%) тяжелой средиземноморской во­ды через порог Гибралтара и растекание ее на расстояние более 2000 км (рис. 3.11) на глубине более 1000 м в виде языка толщиной в не­сколько сотен метров.

Ч

Рис. 3.11. Сток тяжелых высокосоленых (до 3,8%) средиземноморских вод (2), переливающих­ся через Гибралтарский порог (/) и растекающихся в Атлантическом океане (5) в нижней части водных масс

36'с.ш.

.И'з.л

асто стоковые те­чения генерируются раз­ницей в уровнях сооб­щающихся через порог водоемов. Вода как бы переливается, напри­мер из Азовского в Чер­ное море, из Черного в Мраморное, далее в Эгейское и Средизем­ное. Часто при доста­точной глубине порога образуется противоте­чение более соленой во­ды. Важный механизм — выпаривание . воды в мелководных заливах или морях пустынных зон. Например, в заливе Кара-Богаз-Гол вода почти всеща на 10 м ниже уровня Каспийского мо­ря. Поэтому через песчаный бар шириной 5 км действует река, даже с порогами, и по ней поступает почти годовой приход воды в Каспий вме­сте с солями, взвесями, песком и животным миром. У впадения в залив формируется дельта диаметром до 10 км с каспийской фауной. Это сто­ковые отложения. Такая дельта в древних толщах может быть приня­та за обычную речную, и исследователь, не разобравшись глубоко в ее генезисе и палеогеографии, нарисует к западу от нее сушу, хотя там располагался морской бассейн. Другой пример подобных отложений

• дельта в Сиваше из азовоморского материала. Стоковые течения обеспечивали в прошлом формирование мощных толщ солей в эвапо- ритовых бассейнах (см. гл. 8).

Вертикальная сезонная циркуляция воды происходит во всех водо­емах, но особенно эффективна она в озерах. В них дважды в год — осенью перед замерзанием и весной при стаивании льда — вода прохо­дит при охлаждении до +4°С (температуры наибольшей плотности воды) или нагревании до +4°С через наибольшую плотность. Поэтому такая 174

вода опускается (конвективно или диффузно) вниз, чем осуществля­ется перемешивание и снабжение придонных слоев воды кислородом, не­обходимым для развития жизни бентоса и нектона. В промежуточные сезоны образуются застойные режимы (стагнация), при которых проис­ходят даже заморы рыб. Эффективная глубина перемешивания — десят­ки метров.

Суспензионные течения — замечательное и исключительно важное явление в водоемах. Их седиментологическое значение стало ясным лишь в 1950-1951 гг., когда Ф.Кюненом и К.Миглиорини они были гене­тически связаны с флишем. Другие называли эти спазматические, т.е. возникающие внезапно, как сели или снежные лавины, мутьевые, или мутевые, течения турбидитными (рис. 3.12, б), что дало и название гене­тического типа отложений, созданного ими, — турбидиты (рис. 3.12, а- г). Турбидиты на 100-50% слагают флишевые формации. Они встреча­ются и в других, главным образом глубоководных, формациях. Хотя суспензионные, или турбидитные, течения действуют почти во всех во­доемах, в том числе в фиордах и даже мелких озерах, они типично раз­виваются и, главное, лучше сохраняются все элементы отложенных ими турбидитов только ниже базиса действия волн (сохраняются неперемы- тыми их тонкие илистые верхние части).

Полно развитые суспензионные течения возникают при: а) наличии достаточных масс рыхлого и илистого материала в неустойчивом (на склоне, на краю шельфа и т.д.) положении, б) амплитуде рельефа по крайней мере в сотни метров, чтобы мог развиться автокинетический (самоускоряющийся — под действием силы тяжести) процесс, приводя­щий к взвешиванию потока, т.е. отрыву от дна на каком-то отрезке пу­ти, в) наличии трубообразных промоин — каньонов в крутом склоне (Леонтьев и др., 1973, 1975; Лакомб, 1974;. Фролов, 1984; и др.), в ко­торые обрушивается рыхлый материал, концентрируется при движении, ускоряется и катастрофически с большой скоростью (до сотен километ­ров в час) передвигается, пока не будет вынесен из этого ущелья на рав­нину или пологое континентальное подножие, где, как и в пролювиаль- ном потоке, довольно быстро потеряет живую силу и дифференцирован­но не осядет в виде градационно построенного многослоя, часто грубого внизу, песчаного в средней части и илистого вверху. Четвертое условие

• толчок к свалу или обрушению — не обязательно, так как оно может произойти само собой, когда будет превзойден угол естественного откоса рыхлых накоплений или другой предел связности и устойчивости. Но чаще дело не доходит до этого созревания масс и их склона, а спусковым крючком становятся землетрясения, хотя бы отдаленные цунами или сильные шторма. В вулканических поясах такую роль выполняют пеп- лопады и лавовая нагрузка. При неграмотном “укреплении” берегов, например у Пицунды, человек может спровоцировать катастрофические суспензионные и щебнисто-глыбовые потоки тем, что подаст на берег вблизи вершины каньона большие массы якобы защитного материала.

Турбидиты практически лишены косой слоистости (за исключением редкой мелкой в середине многослоя), отличаются несортированностью внизу и улучшением сортировки выше с одновременным развитием чет­кой градационной горизонтальной слоистости и другими определенными

б

Рис. 3.12. Турбидитные течения, турбидиты, контуриты:

а

а

— глубоководный конус выноса у подножия континентального склона и его фации: 1 — проксимальная, грубофлишевая; 2 — средней части, нормального фли- ша; 3 — дистальная, тонкого флиша (стрелка показывает направление контурного течения); б — турбидитный, или суспензионный, поток, возникающий в каньоне и откладывающий градационный многослой — турбидит; в — элементарный турби­дитный циклит, состоящий из пяти элементов (Ti - Т5) и венчающийся планктоно­генными фоновыми нанопланктонными отложениями (Пл); г — схема Боума — идеальное представление об изменении состава турбидитного конуса от проксималь­ной части к дистальной — последовательное выклинивание нижних его элементов (дополнительно показано на профиле); д — упрощенная схема восточной континен­тальной окраины Северной Америки в районе плато Блейк и распространяющие­ся у подножия континентального склона контурные течения (стрелки), размыва­ющие дистальные и отчасти средние турбидиты и формирующие контуриты; е — деталь текстуры контуритов — косая слоистость мелкая, сантиметровая (по Б.К.

Хизену и др., 1966)

структурными и текстурными признакам^ (см. рис. 2.7), не оставляю­щими сомнения в способе их образования. Дальность переноса суспензи­онными течениями осадочного материала — десятки и сотни километров (Фролов, 1984; и др.). Таким образом, это главный механизм переноса

довольно грубого — песчаного, дресвяного и даже щебнистого и валунно- глыбового — материала на океаническое дно, появление которого долго интриговало геологов и чаще всего объяснялось ледовым разносом. За­трагивая стадию седиментации, можно отметить лавинный характер осадконакопления и большие разовые скорости его — до метра и больше за часы и дни.

Суспензионные течения повсеместны, где есть крутые склоны и мас­сы осадочного материала. Геоморфологическое изучение морского дна обнаружило гигантские конусы выноса рек Ганга и Брахмапутры (до 4000 км протяженностью и до 2000 км шириной), Инда, Нигера, Конго, Амазонки, рек запада Северной Америки и Канады и т.д. Мощности осадков в них достигают 4000 м.

Приливо-отливные течения, совершающиеся дважды в сутки под влиянием притяжения Луны, захватывают мощную (до 1500 м) верх­нюю зону океанов, перемешивают и усредняют состав воды, снабжают глубинные слои кислородом, транспортируют большие массы осадочного материала, особенно в прибрежной зоне, и определяют обстановку осад­конакопления, в приливной зоне шириной до десятков километров: при­ливные равнины, мангры, эстуарии и заливы. Здесь формируется особый генетический тип — приливные отложения, имеющие исключительно важное историко-геологическое значение: если они достоверно установ­лены в древних отложениях, то можно считать доказанным существова­ние океанов в этот период, так как даже в Средиземном море их практи­чески нет: его размеры недостаточны для развития приливов и отливов. Максимальная высота приливов достигает 14-15 м, например в Север­ном полушарии на побережьях Кольского полуострова, Шотландии, Пенжинской губы Охотского моря и др.

Так как механизм приливов и отливов менее динамичен по сравне­нию с волновым, то приливные отложения могут сохраниться от перемы­вания только в достаточно защищенных участках побережий — за бара­ми, гасящими бблыпую часть энергии волнения, в заливах, эстуариях, лагунах. Энергии приливов и отливов чаще всего достаточно для перено­са лишь илистого и негрубого песчаного материала, из которого форми­руются два морфологических элемента — песчаные равнины с характер­ной рябью, часто усеченной сверху, с косоволнистой слоистостью, и ка­налы стока, заполненные тонким илистым осадком, что является самым надежным диагностическим признаком для типа. Бывают каналы стока и с более грубым — песчаным и дресвяно-брекчиевым — заполнением. Исключительно обильны следы жизни — ползания и зарывания, а так же следы птиц и других наземных животных. Обычны высокое содержа­ние органического вещества гумусового и сапропелевого типов и обилие восстановленных аутигенных минералов (Фролов, 1984).

Движения воды происходят и в самой водной толще и на дне океанов и узких котловинных морей. Водная толща океанов — своеобразный слоеный пирог, состоящий из 4-5 слоев, отличающихся температурой, соленостью и другими океанологическими характеристиками и часто происхождением этих водных масс. Когда движения в этих слоях проти­воположные или несовпадающие, возникают наиболее крупные внут­ренние волны. Внутренние движения часто препятствуют осаждению

тонкого взвешенного материала, и он нередко снова растворяется в хо­лодных глубинных водах.

Донные движения разной скорости и направлений обнаруживаются по ряби течения, сфотографированной на дне океанов. Особенно харак­терны они для возвышающихся участков дна, на которых они препятст­вуют осаждению илистого материала. Поэтому осадки вершин поднятий и гор всегда более грубы и в какой-то степени сконденсированы. Часто это глобигериновые пески, а вокруг холма или возвышения всего в 1-2 м

• илистые кокколитовые. Донные движения формируют фациальную пестроту осадков дна океана и морей. Лишь на дне котловин с застойным режимом осадки в полной мере монотонны и однообразны.