На океаническом дне исследователями выявлено немало необычных структурных форм. Из них наиболее изучены подводные долины и каньоны, обычно начинающиеся на шельфе и часто прослеживающиеся не только на склоне, но и в пределах океанического ложа.
Каньоны - чрезвычайно распространенная форма рельефа океанического дна. Если совершить подводное путешествие вдоль бровки континентального шельфа любого континента, то нетрудно убедиться в том, что она буквально изрыта поперечными подводными оврагами, пересекающими бровку и глубоко врезающимися в континентальный склон.
Размеры многих долин и каньонов внушительны. Ширина крупных каньонов измеряется десятками, а длина - многими сотнями километров.
Характерный пример такой структуры - каньон Конго, являющийся подводным продолжением затопленного устья - эстуария великой африканской реки. Уже в устье эстуария глубина достигает 450 м; глубоко врезанный каньон пересекает полосу шельфа шириной около 90 км и весь склон длиной около 120 км (рис. 14). Как видно на профиле, врез каньона достигает максимальной глубины в районе бровки континентального шельфа, где высота стенок каньона достигает 1 км!
О происхождении каньонов существует несколько гипотез.
Прежде всего естественно предположить, что в пределах шельфа каньон является подводным продолжением русла, затопленного в результате векового - эвстатического поднятия уровня Мирового океана. Гораздо труднее объяснить продолжение каньона на континентальном склоне, так как вряд ли колебания уровня измерялись километрами.
Также маловероятно предположение о позднейшем опускании континентального склона, после образования каньона на его поверхности. И наконец, еще одно обстоятельство. Если все же допустить, что подводные каньоны являются затопленными речными долинами, то естественным будет их последующее сглаживание в подводном состоянии в результате накопления осадков, приносимых реками с разрушающихся берегов. Подсчитано, например, что общая масса обломков пород, сносимых р. Конго в океан, достигает 86 млн. т в год. По сравнению с объемом подводного каньона это скромная величина, но и она достаточна, чтобы полностью заполнить каньон в течение всего нескольких тысяч лет. Вместе с тем результаты обследования стенок каньона свидетельствуют об отсутствии на них современных осадков и даже о продолжающейся эрозии.
Таким образом, вероятнее предположить, что подводные каньоны образуются не на суше, а уже на океаническом дне, по крайней мере, в пределах континентального склона и глубже.
Современные исследователи связывают образование подводных каньонов с мутьевыми потоками, периодически скатывающимися с шельфа по склону. Эти потоки переносят огромные массы рыхлых осадков, как речных, так и иной природы, накапливающихся на шельфе. Такие мутьевые суспензионные потоки обладают значительной разрушительной силой, приводящей к углублению каньона и эрозии его стенок. С деятельностью мутьевых потоков связывают даже разрывы прочных трансокеанических кабелей связи, иногда пересекающих подводные каньоны.
Результатом деятельности мутьевых потоков являются обширные скопления сравнительно мелководных осадков, отлагавшихся на шельфе, а затем скатившихся по склону, подобно снежной лавине. Такие скопления слабоотсортированных осадков, перенесенных к подножию континентального склона, называются турбидитами . У открывающихся устьев каньонов турбидиты часто образуют конусы выноса. Так, вершина конуса выноса каньона Конго находится на глубине около 3,0-3,1 км. Здесь уже в пределах конуса выноса каньон резко "мелеет", разделяется на несколько рукавов; при этом некоторые из рукавов продолжаются на удалении до 500 км от берега.
Еще внушительнее каньоны Берингова моря. Начинаясь на бровке шельфа, на значительном удалении от берегов, многочисленные каньоны перерезают здесь континентальный склон и продолжаются на многие сотни километров. Своеобразным "чемпионом" является каньон Беринга, длина которого от вершины до устья достигает 1100 км; другим "рекордсменом" является каньон Жемчуг, объем которого достигает 8500 км 3 .
Положение крупных каньонов на континентальном склоне часто связывают с разломами поперечного простирания. Это и определяет высоту и крутизну стенок подводного каньона. Так, высота склонов каньона Жемчуг, связанного с грабеном (протяженным провалом), превышает 1,5 км. Естественно, что здесь часто происходят обвалы и оползни, постепенно размываемые периодическими мутьевыми потоками.
В отличие от каньона Конго каньоны Берингова моря не обнаруживают прямой связи с впадающими в него реками и в рельефе шельфа практически не прослеживаются. Однако американские геологи считают, что зарождение этих каньонов произошло в ледниковый период, когда шельф здесь был сушей и по нему протекали реки Юкон и Кускоквим. Теперь подводные продолжения русел на очень широком и практически горизонтальном шельфе почти полностью занесены осадками, однако на склоне развитие каньонов под действием мутьевых потоков продолжается.
Самым крупным на планете считается Срединно-Океанический каньон в северо-западной Атлантике. Начинаясь в проливе Дэвиса между Канадой и Гренландией, этот каньон продолжается на юг и юго-запад в море Баффина, пересекая континентальный склон и океаническое ложе до глубин почти 6 км в глубоководной котловине Нарес. В отличие от обычных каньонов, ориентированных преимущественно перпендикулярно к береговой линии, Срединно-Океанический каньон располагается почти параллельно берегам. При этом в него "впадает" множество более мелких каньонов с континентального склона п-ова Лабрадор, Гренландии, Ньюфаундленда и даже Исландии (рис. 15). По существу, это целая система каньонов, напоминающая развитую речную сеть с многочисленными притоками. Протяженность только главного "русла" каньона превышает 3000 км!
Характерны подводные каньоны и для внутренних морей. В Черном море подводные каньоны наиболее изучены на его восточном побережье, в районе мыса Пицунда, где обнаружено 11 сравнительно небольших подводных каньонов. Как показали исследования советских ученых, практически всем рекам Закавказья соответствуют подводные каньоны, продолжающиеся до глубин 1-1,5 км и завершающиеся конусами выноса.
Мировой океан покрывает около 70 процентов поверхности Земли, но изучен он людьми всего на 5%. Получается, что человечество даже не представляет, какие тайны скрывают глубокие синие воды. А этом обзоре собрана «десятка» невероятных океанских находок, которые открывают для людей новые грани прошлого. Настоящего, а порой даже позволяют заглянуть в будущее.
1. Движение тектонических плит
побережье Исландии
В последние годы североамериканская и евразийская тектонические плиты все дальше расходятся друг от друга, поскольку североамериканская плита движется на запад. Это впечатляющее явление можно увидеть как на суше, так и глубоко под водой, если погрузиться между этими двумя плитами около Исландии. Подобное уже было проделано рядом подводных фотографов и аквалангистов.
Дайвер и морской биолог Александр Горчак, который исследовал эту область, рассказал о своем опыте как о чем-то невероятном. Тем не менее он отмечает, что у неподготовленных посетителей этого места может легко возникнуть дезориентация и головокружение из-за колоссальных «стен» плит и кристально чистой воды. Сейчас плиты расходятся со скоростью около 2,5 см в год.
2. Город Павлопетри
южное побережье Греции
Обнаруженный в 1967 году доктором Ником Флеммингом, этот портовый город эпохи неолита можно найти под водой у южного побережья Греции. На этом месте была обнаружена древняя керамика, поэтому археологи предположили, что город Павлопетри вел торговлю как на суше, так и на море. По словам Флемминга, Павлопетри на тысячи лет старше большинства древних подводных руин, которые уже были обнаружены. Предполагаемая площадь города составляет около 100 000 квадратных метров.
Удаленное расположение сохранило руины от разграбления и окончательного разрушения. Неолитическая керамика - одна из самых заметных находок в данном подводном городе. Именно благодаря ей исследователи поняли, насколько древними являются эти руины. Первоначально считалось, что Павлопетри был построен во время бронзовой эпохи. Но после дальнейших исследований город оказался более чем на 1000 лет старше, чем считалось ранее.
3. Подводная река
Черное море
На дне Черного моря есть целая экосистема с текущей рекой, порогами и водопадами. Звучит бредово - река, текущая по дну моря... На самом деле это происходит потому, что вода в реке гораздо более соленая и, следовательно, плотная, чем окружающая вода в Черном море. Высокая соленость этой воды позволяет ей быстро течь по морю, тем самым и создавая реку. Как будто это уже недостаточно необычно, считается, что большой объем реки (глубина 35 метров и ширина 1 километр) делает ее шестой по полноводности рекой в мире.
Нахождение этой чудесной маленькой экосистемы в море может иметь решающее значение для понимания исследователями земных океанов в целом. Подобное открытие может потенциально помочь ученым лучше понять жизнь под водой и различные условия, которые позволяют таким явлениям происходить на нашей планете.
4. Каньон Жемчуг
Берингово море
Тем, кто считает, что подводная река впечатляет, наверняка понравится этот подводный каньон. Он настолько огромен, что его можно увидеть только из космоса. Расположенный в Беринговом море, Жемчуг также является самым глубоким подводным каньоном. Учитывая его объем в 5800 кубических километров и глубину в 2,6 километра, в Жемчуге мог бы поместиться весь Гранд-Каньон. По этому каньону могут спокойно путешествовать подводные лодки.
5. Бимини-роуд
побережье Багамских островов
Одним из самых популярных туристических достопримечательностей Багамских островов является «Бимини-роуд» - подводная дорога, открытая в 1930-х годах. Происхождение этого образования на дне неизвестно, хотя многие считают, что это путь, ведущий к затерянной Атлантиде. Находящийся на глубине всего 6 метров, Бимини-Роуд доступен любому желающему, кто захочет погрузиться и увидеть таинственное образование своими глазами.
6. Британская Атлантида
Северное море
Хотя настоящую Атлантиду еще только предстоит найти, аналогичное открытие было сделано глубоко в Северном море. «Доггерленд» - это название огромной суши, которая погрузилась в океан не менее 8 500 лет назад. Исследователи считают, что ранее данный участок суши простирался от Шотландии до Дании и когда-то он был населен мамонтами. После того, как эту землю заселили мезолитические люди, она в конце концов ушла на дно моря.
Те, кто открыл Доггерленд, назвали его «настоящим сердцем Европы» из-за его большого размера и гипотетического огромного сообщества охотников-собирателей (исчисляемых десятками тысяч), жившего здесь. Доггерленд особенно впечатляет тем, что благодаря ему ученые узнали следующее: острова, которые сейчас являются Великобританией, когда-то были связаны с остальной Европой. Хотя это не настоящая Атлантида, этот подводный мир так же интересен.
7. Руины Атлит Ям
Средиземное море
Древние города, найденные в глубине моря, всегда интригуют, независимо от того, сколько их было обнаружено. Руины Атлит-Ям находятся на глубине 8-12 метров в Средиземном море у побережья Израиля. Считается, что обнаруженный в 1984 году город относится к эпохе неолита и является одним из крупнейших подводных поселений, которые когда-либо были найдены. Во время разведки в Атлит-Яме нашли остатки домов, колодцев, людей и животных, а также предметов, артефактов и таинственных структур, датируемых тысячами лет.
Одна из его самых впечатляющих структур считается ритуальным местом, состоящим из огромных камней, расположенных по кругу вокруг того, что раньше было источником. Вокруг города и в нем нашли шестьдесят пять мест захоронения человеческих останков, некоторые из которых предоставили ученым свидетельства о самых ранних известных случаях туберкулеза. Также были обнаружены кости диких и одомашненных животных, предполагая, что те, кто населял Атлит-Ям, охотились и выращивали животных для еды.
8. Черные курильщики
побережье Норвегии/Гренландии
Под водой иногда происходят необычные дымоподобные образования, когда морская вода встречается с магмой. Эти гидротермальные вентиляционные отверстия являются одной из разновидностей горячих источников, выплескивающих струи воды и жидкостей, температура которых достигает 370 градусов по Цельсию и выше. Их часто называют «черными курильщиками» из-за цвета их «дыма», представляющего собой взвесь соединений серы с железом, медью и цинком.
Подобные отверстия находили в разных местах в мировых океанах, но самая северная группа «курильщиков» была обнаружена в Северном полярном круге между Норвегией и Гренландией в 2008 году. В этом месте есть пять черных курильщиков, выглядящих как подводные башни, из верхушек которых идет черный «дым». Один из них высотой почти в четыре этажа.
9. Призрачный флот
Чуйская лагуна
Кораблекрушения - одни из самых интересных вещей, которые можно найти в океане. Они рассказывают историю других времен, и зачастую благодаря им люди узнают, что произошло сотни лет назад. Лагуна Чуук находится на островах Кэролайн в Тихом океане, к северу от Новой Гвинеи и к востоку от Филиппин.
Здесь были обнаружены обломки бесчисленных японских кораблей и самолетов, которые были уничтожены во Второй мировой войне. О «Призрачном флоте» в 1969 году снял фильм Жак Кусто. Утверждается, что останки тел все еще остаются среди кораблей и самолетов, а само место частично видно над поверхностью воды.
10. Большая Голубая дыра
побережье Белиза
Большая Голубая дыра в Белизе каждый год привлекает любопытных дайверов и искателей острых ощущений. Находящийся у берегов Белиза, этот естественный провал является самой крупной подводной карстовой воронкой в мире. Впервые о «дыре» сделал фильм в 1971 году Жак Кусто, и с тех пор это место превратилось в туристическую достопримечательность.
Образовалась Большая Голубая дыра из известняковой пещеры во время последнего ледникового периода сотни тысяч лет назад. Ее размеры действительно впечатляют - эта «дыра» на дне моря имеет 300 метров в поперечнике, а глубина ее - 125 метров.
Огромный интерес сегодня вызывают и . Порой эти находки оцениваются в миллионы долларов.
В конце 60-х годов прошлого века русские моряки-гидрографы вели промеры глубин вдоль Кавказского берега Чёрного моря. Здесь требовалось провести телеграфный кабель на глубинах в несколько сот метров, так, чтобы его не могли повредить ни бури, ни течения. Тогда господствовало убеждение, что материковый склон является как бы ровной «осыпью», образованной отложениями. Однако промеры показали резкие скачки глубин. На дне оказались своеобразные долины и гребни, напоминающие рельеф Кавказских гор. Эти наблюдения были опубликованы в «Морском сборнике» (1869 г.), но в своё время не привлекли внимания, так как науки о рельефе морского дна тогда ещё не существовало.
В начале XX века подобная картина была обнаружена в Атлантическом океане, против устья р. Конго, а также на материковых склонах у Британских островов и Северной Америки. Эти открытия также были сделаны при прокладке телеграфных кабелей.
Начиная с 30-х годов нашего столетия, когда широкое применение получил эхолот, стали появляться всё новые и новые сведения об открытии в разных местах земного шара громадных «оврагов», идущих поперёк материкового склона на две и более тысячи метров глубины (рис. 23). Так как эти «овраги» похожи иногда на ущелья суши (рис. 24), которые в Америке называются каньонами, их стали называть «подводными каньонами».
Появились различные теории, пытающиеся объяснить это непонятное явление. По мнению одних, подводные каньоны возникают в результате действия так называемых артезианских вод, которые вырываются под напором из трещин морского дна. Эти воды якобы растворяют окружающие породы, образуя на дне «овраги». Другие считали, что каньоны промыты особыми «плотностными» течениями. Известно, что мутная вода немного тяжелее чистой. В устьях рек, впадающих в большие пресные озёра, можно наблюдать, как мутные паводковые воды быстро стекают по склону в глубину. При этом они иногда промывают в иле углубления в виде желобов. Может быть, именно так образуются и подводные каньоны. Третьи считали, что каньоны - это затопленные долины рек.
Какая же из этих теорий правильна? Это можно выяснить только путем детальных исследований. Ясно, однако, что вопрос о происхождении каньонов нельзя решать, основываясь на каком-либо одном факте, как поступали авторы перечисленных выше теорий.
Чтобы узнать, каково строение подводных каньонов, были применены самые различные методы. Во-первых, детальный промер. Эхолот не всегда даёт точную картину рельефа подводных каньонов, так как склоны их бывают очень крутыми, настолько, что отражение не только звуковых, но и ультразвуковых волн сильно искажается. Здесь пришлось вернуться к проволочному лоту.
Многие каньоны действительно напоминают долины горных рек. Крутизна склонов каньонов нередко достигает 20–30 градусов (рис. 25). Есть и ещё более крутые участки вплоть до отвесных. Никакие рыхлые отложения на этих склонах не держатся. Поэтому они сложены коренными породами.
Чтобы получить образцы этих пород, были сконструированы особые приспособления, которые буквально отдирали от скал непрочно держащиеся куски. Выяснилось, что в некоторых каньонах стены сложены кристаллическими породами, такими, как базальты или граниты.
Но какая же река сможет за короткий период «пропилить» столь глубокую долину в таких прочных породах? Ясно, что каньоны - это вовсе не русла затопленных рек, как считали некоторые. Попытались изучить состав отложений дна каньонов, но в них под поверхностными илами залегает мощная толща отложений, которую пробить пока не удалось.
Наконец, был спущен в каньон и водолаз с фотоаппаратом. Он проник до глубины почти в 100 метров и заснял отвесные стены и россыпи камней.
Удалось установить, что в каньонах часто происходят оползни. Илы и пески довольно быстро скапливаются в верхней части каньона, а затем под влиянием сильного шторма или землетрясения вся эта масса оползает вниз по крутому дну. Поэтому глубина вершины каньона время от времени резко изменяется. Такие явления были известны ещё в конце прошлого века у нас на Чёрном море.
Каньоны существуют вдоль берегов самого различного строения; часто они являются продолжением речных устьев. Характерно также, что они встречаются обычно группами (рис. 26). Известны только отдельные случаи единичных подводных каньонов. В этом отношении они напоминают фиорды - глубокие ущелья в береговой зоне, которые образуют узкие и длинные бухты Норвегии, Чили, Новой Зеландии, Чукотки и многих других мест.
Наиболее замечателен твёрдо установленный факт геологической молодости каньонов. Интересно сходство многих каньонов с горными долинами - и по очертаниям, и по профилю, и по продольным уклонам. Не все каньоны связаны с долинами суши. Есть каньоны, которые своими вершинами упираются в берег, имеющий характер высокого нерасчленённого плато, или в горные цепи, идущие параллельно берегу.
Надо внимательно разобраться во всех этих фактах.
Есть ещё одна теория происхождения каньонов. Сторонники её считают, что каньоны представляют собой глубокие разрывы земной коры на материковом склоне, образовавшиеся при неравномерных вертикальных движениях. Такие тектонические разрывы известны во многих местах на суше, но характер их несколько иной, чем у подводных каньонов.
Великий русский учёный М. В. Ломоносов ещё в середине XVIII века, не зная о существовании подводных каньонов, писал о возможном образовании тектонических разрывов на морском дне:
«Когда в твёрдую материю наподобие доски плоскую, каковы суть зеркальные и оконничные стёкла, лёд, каменные плиты и другие сим подобные, удар воспоследует, то но большей части бывает, что щели от места ударённого, как от центра лучи в стороны проскакивают, хотя не совсем равно и прямо, но разными фигурами и нагибами, что с механическими правилами согласно. Подобным образом, когда ровная поверхность дна морского подымалась, тогда от центра действующей силы и от подымавшейся выше всех земной части прошли великие щели… Не инако рассуждать должно и о впадинах, кои… во вкпючённые моря и озёра превратились…».
На суше большинство углублений, образовавшихся в местах тектонических разрывов, заполняется продуктами сноса с окрестных возвышенных мест. Часто эти разрывы становятся долинами рек, иногда в них образуются озёрные впадины. Подобное происхождение имеют такие озёра, как Байкал и целый ряд глубоких озёр вытянутой формы в Африке.
Выветривание склонов всегда уменьшает их крутизну и сглаживает острые, выступающие части. Совсем иные условия господствуют на дне моря. Там нет ни рек, ни ледников, а разрушение коренных пород протекает крайне медленно. Впадины заполняются илом, частицы которого равномерным «дождём» падают на всю поверхность морского дна, но при этом отложение их происходит совершенно различно в зависимости от того, как расположены трещины. Если трещины идут вдоль склона или лежат на ровной поверхности материковой платформы, то ил и песок заполняют их доверху и совершенно сглаживают. Если же зияющая трещина разрыва идёт поперёк склона (то есть вниз по склону) и, следовательно, дно её имеет значительный уклон, то ил не может в ней задерживаться. Мы уже говорили о том, что уклон в два градуса достаточен для оползания «жирных» илов Чёрного моря. А в большинстве каньонов продольные уклоны ложа составляют четыре - восемь градусов. Значит, сколько ни попадает туда ила, он будет постепенно сползать вниз, а каньон так и останется зияющей трещиной. На суше этого не происходит, потому что продукты выветривания пород накапливаются здесь на уклонах в десять и даже больше градусов.
Из геологической практики известно, что трещины разрыва никогда не идут в одном направлении. Они располагаются веерами или перекрещиваются в самых различных направлениях. Если такая решётка образуется на морском дне, то все трещины, кроме тех, которые идут вниз по склону, будут быстро заровнены, а трещины, идущие вниз, сохранятся. Не таково ли и происхождение подводных каньонов? Пока мы ещё не можем ответить на такой вопрос. Но недалёк день, когда наука даст исчерпывающее объяснение тому, как образуются подводные каньоны.
В обширной литературе, посвященной описанию и объяснению природы подводных долин, термины «подводная долина» и «подводный каньон» применяются довольно произвольно.
Нередко одни и те же формы отдельные исследователи называли то подводными долинами, то подводными каньонами. В действительности между ними есть различие, на которое следует обратить внимание.
В отличие от подводных долин подводные каньоны имеют глубину вреза с поперечным профилем, как и у наземных каньонов. На склонах каньонов известны выходы дочетвертичных отложений (третичных мезозойских), в то время как подводные долины врезаны большей частью только в четвертичные отложения. Конфигурация подводных каньонов сравнительно с подводными долинами более проста; если у отдельных каньонов и имеются врезы боковых притоков, то оно не так развиты и извилисты, как у подводных долин. К подводным каньонам приурочены эпицентры моретрясений, нередко значительных, чего нельзя сказать о подводных долинах. Особенно характерны для подводных каньонов подводные оползни и связанные с ними формы склонов и дна. У подводных долин, по профилю близких к обычным эрозионным долинам, такие формы встречаются редко. Приведенные признаки позволяют считать, что подводные долины и подводные каньоны в генетическом отношении являются различными формами подводного рельефа.
При изучении географического распространения подводных долин и каньонов выясняется еще одна важная сторона - различный их возраст в разных частях Мирового океана. По возрастному признаку можно различать:
1) подводные долины современного возраста, образованные подводными оползнями и мутьевыми потоками в прибрежной части шельфа;
2) унаследованные (речные) долины наземного происхождения, распространенные на шельфе и прибрежных мелководьях морей, в особенности геосинклинальных;
3) унаследованные эрозионные долины наземного происхождения на материковом склоне и склоне впадин геосинклинальных морей;
4) подводные каньоны на материковом склоне и склонах абиссальных желобов.
Распространение подводных каньонов на глубины более 3000 м наряду со значительным их врезом (до 1500 м) исключает возможность их эрозионного происхождения. Учитывая глубину вреза, объяснить их образование действием мутьевых потоков тоже нельзя. Наиболее вероятным представляется их тектоническое происхождение, связь с линиями недавнего тектонического дробления склона, как об этом сказано выше.
До последнего времени подводные долины и подводные каньоны рассматривались как некоторые «экзотические» формы поверхности морского дна. На самом деле это обычные, широко распространенные геоморфологические элементы морского дна. Их образование должно быть поставлено в прямую зависимость от истории развития поверхности шельфа материкового склона, где они развиты.
Обобщая приведенные сведения о развитии шельфа и материкового склона, можно сделать вывод, что в формировании их первенствующее значение имели: возникновение и развитие материковой флексуры, раздробление края материков с образованием зоны дробления и последующие неравномерные (положительные и отрицательные) движения отдельных блоков в зоне дробления.
Образование подводных долин и каньонов в условиях материковой флексуры может быть представлено в следующем виде. Подводные каньоны на материковом склоне приурочены к зоне дробления погрузившихся материковых платформ и краевых частей складчатых поясов. При дробном тектоническом расчленении могли образоваться долины, имеющие различное соотношение со структурами, в частности секущие эти структуры вкрест их простиранию. Господствующее растяжение способствовало образованию открытых разломов (трещин) разной ширины, протяженности и направлений. Они-то и дали начало образованию подводных каньонов. Подводные долины и каньоны можно рассматривать в качестве одной из форм неотектонического этапа развития океанического и морского дна, этапа, знаменующегося углублением и расширением океанов за счет раздробления и погружения краевой части материков и самого дна океанов.
Связывая происхождение и развитие рассматриваемых подводных образований с неотектоническим развитием океанов, в каждой морфологической зоне Мирового океана можно выявить типы подводных долин и каньонов и сопоставить их с неотектоническими движениями, свойственными каждой из морфологических зон.
Рис. 22. Ступени, наклонённые в сторону суши, на материковом склоне Чёрного моря.
Воды Чёрного моря, начиная с глубин около 200 метров, содержат сероводород. В этой застойной воде, лишённой кислорода, могут существовать только одни бактерии. Однако на уступах пробы донных отложений до глубин 800 метров состояли из тонкого глинистого песка с ракушками.
По видам этих ракушек удалось определить, что возраст отложений - несколько десятков тысячелетий. Однако отложения более глубоких частей моря показывают, что в этот период море, как и сейчас, было заражено сероводородом. Следовательно, ракушки жили на мелководье вблизи берега и лишь впоследствии были перемещены на большую глубину в результате сбросов.
В других пробах, взятых на тех же глубинах, были обнаружены отложения прибрежного гравия и даже гальки. Всё это подтверждает правильность сделанной догадки.
Далее выяснились ещё более интересные вещи. В некоторых пробах грунта, полученных на самых крутых частях материкового склона, последовательность слоёв оказалась необычной. Отдельные слои грунта сползли вниз по склону и по пути смялись, перемешались. Подобные оползни происходят на глинистых берегах рек весной и в дождливую погоду. Но на морском дне такие явления были установлены акад. Архангельским впервые.
Как же происходит процесс оползания? Слои ила по мере накопления делаются всё толще и тяжелее. Наконец, вес их становится настолько большим, что масса ила преодолевает трение, существующее между слоями, и приходит в движение.
Оползание может происходить без видимой причины, но чаще всего оно начинается под влиянием землетрясений. В Чёрном море илы очень "жирные" . Они могут начать ползти при уклонах всего в 2 градуса. Более же плотные и "тощие" илы удерживаются иногда и на очень крутых склонах (до 10 градусов), как это было недавно установлено в морях Зондского архипелага.
Таким образом, было установлено, что материковый склон Чёрного моря по крайней мере частично представляет собой серию ступенчатых сбросов. В результате этих сбросов участки шельфа сравнительно недавно опустились на многие сотни метров.
Наибольшее количество очагов землетрясений, охватывающих побережья всех морей и океанов, приходится, как правило, на область материкового склона, что ещё раз подтверждает сделанный вывод. Часто при этом происходят резкие движения морского дна. Например, во время землетрясения 1931 года в районе Нью-Фаундленда (Северная Америка) мгновенно прервалась связь по телеграфным кабелям, проложенным на дне моря. Когда кабели были подняты для исправления, то оказалось, что все они порваны по линии материкового склона.
Таких фактов к настоящему времени накоплено очень много, и почти все геологи, изучавшие этот вопрос, единодушно считают, что материковый склон играет важную роль в развитии земной коры. По линии материкового склона произошли грандиозные сбросы, которые и придали современный облик океанам и материкам.
Что представляет собой поверхность материкового склона? С помощью эхолотов на нём обнаруживаются более или менее резко выраженные неровности. Можно сказать, что склон имеет "глыбовое" строение. Однако в тех местах, где с материка сносится большое количество ила, склон бывает относительно ровным. Это объясняется тем, что ил, покрывая неровности, сглаживает их иногда настолько, что делает склон пологим. Такое строение имеют материковые склоны, расположенные против устьев крупных рек, например, Амазонки, Миссисипи, Дуная.
Но в большинстве мест отложения ила невелики, а склон омывается сильными морскими течениями. Здесь грунтовые трубки-снаряды приносят со дна камни, иногда с песком. Случается, что грунт вовсе не попадает в приборы, и на палубу поднимают только животных, которые живут, прикрепившись к скалам (актинии, гидроиды, мшанки и др.).
Подводные каньоны
В конце 60-х годов прошлого века русские моряки-гидрографы вели промеры глубин вдоль Кавказского берега Чёрного моря. Здесь требовалось провести телеграфный кабель на глубинах в несколько сот метров, так, чтобы его не могли повредить ни бури, ни течения. Тогда господствовало убеждение, что материковый склон является как бы ровной "осыпью", образованной отложениями. Однако промеры показали резкие скачки глубин. На дне оказались своеобразные долины и гребни, напоминающие рельеф Кавказских гор. Эти наблюдения были опубликованы в "Морском сборнике" (1869 г.), но в своё время не привлекли внимания, так как науки о рельефе морского дна тогда ещё не существовало.
В начале XX века подобная картина была обнаружена в Атлантическом океане, против устья р. Конго, а также на материковых склонах у Британских островов и Северной Америки. Эти открытия также были сделаны при прокладке телеграфных кабелей.
Начиная с 30-х годов нашего столетия, когда широкое применение получил эхолот, стали появляться всё новые и новые сведения об открытии в разных местах земного шара громадных "оврагов", идущих поперёк материкового склона на две и более тысячи метров глубины (рис. 23). Так как эти "овраги" похожи иногда на ущелья суши (рис. 24), которые в Америке называются каньонами, их стали называть "подводными каньонами".
Рис. 23. Пологий подводный каньон, идущий от устья р. Ингур в восточной части Чёрного моря.
Рис. 24. Сравнительные поперечные профили подводного каньона Монтерей у берегов Калифорнии (вверху) и большого каньона реки Колорадо (внизу) (вертикальный масштаб на этом рисунке в пять раз больше горизонтального).
Появились различные теории, пытающиеся объяснить это непонятное явление. По мнению одних, подводные каньоны возникают в результате действия так называемых артезианских вод, которые вырываются под напором из трещин морского дна. Эти воды якобы растворяют окружающие породы, образуя на дне "овраги". Другие считали, что каньоны промыты особыми "плотностными" течениями. Известно, что мутная вода немного тяжелее чистой. В устьях рек, впадающих в большие пресные озёра, можно наблюдать, как мутные паводковые воды быстро стекают по склону в глубину. При этом они иногда промывают в иле углубления в виде желобов. Может быть, именно так образуются и подводные каньоны. Третьи считали, что каньоны - это затопленные долины рек.
Какая же из этих теорий правильна? Это можно выяснить только путем детальных исследований. Ясно, однако, что вопрос о происхождении каньонов нельзя решать, основываясь на каком-либо одном факте, как поступали авторы перечисленных выше теорий.
Чтобы узнать, каково строение подводных каньонов, были применены самые различные методы. Во-первых, детальный промер. Эхолот не всегда даёт точную картину рельефа подводных каньонов, так как склоны их бывают очень крутыми, настолько, что отражение не только звуковых, но и ультразвуковых волн сильно искажается. Здесь пришлось вернуться к проволочному лоту.
Многие каньоны действительно напоминают долины горных рек. Крутизна склонов каньонов нередко достигает 20–30 градусов (рис. 25). Есть и ещё более крутые участки вплоть до отвесных. Никакие рыхлые отложения на этих склонах не держатся. Поэтому они сложены коренными породами.
Рис. 25. Крутосклонный подводный каньон Кап-Бретон в Бискайском заливе (Франция).
Чтобы получить образцы этих пород, были сконструированы особые приспособления, которые буквально отдирали от скал непрочно держащиеся куски. Выяснилось, что в некоторых каньонах стены сложены кристаллическими породами, такими, как базальты или граниты.
Но какая же река сможет за короткий период "пропилить" столь глубокую долину в таких прочных породах? Ясно, что каньоны - это вовсе не русла затопленных рек, как считали некоторые. Попытались изучить состав отложений дна каньонов, но в них под поверхностными илами залегает мощная толща отложений, которую пробить пока не удалось.
Наконец, был спущен в каньон и водолаз с фотоаппаратом. Он проник до глубины почти в 100 метров и заснял отвесные стены и россыпи камней.
Удалось установить, что в каньонах часто происходят оползни. Илы и пески довольно быстро скапливаются в верхней части каньона, а затем под влиянием сильного шторма или землетрясения вся эта масса оползает вниз по крутому дну. Поэтому глубина вершины каньона время от времени резко изменяется. Такие явления были известны ещё в конце прошлого века у нас на Чёрном море.
Каньоны существуют вдоль берегов самого различного строения; часто они являются продолжением речных устьев. Характерно также, что они встречаются обычно группами (рис. 26). Известны только отдельные случаи единичных подводных каньонов. В этом отношении они напоминают фиорды - глубокие ущелья в береговой зоне, которые образуют узкие и длинные бухты Норвегии, Чили, Новой Зеландии, Чукотки и многих других мест.
