» » Строение океанов

Строение океанов

Всего около четверти века назад геологическая наука выглядела чрезвычайно консервативной, не вышедшей из описательной стадии развития и прогрессировавшей очень медленным темпом. Однако ее не обошла всеобщая научно-техническая революция, и вскоре положение стало резко меняться. На вооружение геологов, которые долго руководствовались девизом международных геологических конгрессов действовать «mente et malleo» (умом и молотком), поступило большое число новых приборов, геофизики и геохимики стали активно сотрудничать с геологами в решении общих задач наук о Земле. Резко поднялся престиж геологии в глазах образованного человечества, когда началось «геологическое» изучение других планет Солнечной системы. К тому же нельзя далее мириться с непредсказуемостью таких катастроф, как недавнее землетрясение в Мексике и извержение вулкана Руис в Колумбии. О повышении интереса к геологии среди неспециалистов можно судить хотя бы по тому, что не только в нашей «Природе», но и в таких авторитетных зарубежных изданиях, как американский «Scientific American» или французский «La Recherchex, почти в каждом номере печатаются статьи по геологии или наукам о Земле вообще.

Штурм ложа океанов
За последние время геология (здесь и далее в широком смысле слова, т. е. включая геофизику и геохимию) далеко ушла вперед, впервые превратив шись в подлинно глобальную науку, изучающую всю нашу Землю на протяжении всей ее истории, насчитывающей четыре с половиной миллиарда лет. Прежде всего с геологической карты континентовбыли стерты последние «белые пятна»:впервые получены достаточно полные сведения о высокогорной Центральной Азии, включая загадочное плато Тибет, о покрытых тропической сельвой пространствах бассейна Амазонки, о выступающей из-подо льда каменистой окраине Антарктиды. Геологи внесли ощутимый вклад в изучение Центральной Азии и Антарктиды. Заметно продвинулись вперед геологические исследования в Китайской Народной Республике после преодоления тяжелых последствий, «культурной революции». Большие успехи достигнуты и в изучении геологии нашей собственной страны, особенно ее северных и северо восточных районов, после того как в распоряжение геологов поступили вертолеты и вездеходы. Но неизмеримо большее значение имело изучение геологии ложа Мирового океана, охватывающего 3/5 поверхности нашей планеты. До начала рассматриваемого периода мы почти ничего не знали о дне океана и не только о его геологическом строении, но даже о рельефе. Сенсацией конца 50-х годов явилось открытие мировой системы срединно-океанических хребтов, пронизывающей все океаны и превышающей по общей длине 60 тыс. км. Совсем недавно появилось новое средство исследования донного рельефа — измерение высоты уровня океана с искусственных спутников Земли. Оказалось, что этот уровень, который отвечает уровню геоида — условной фигуры, аппроксимирующей форму нашей Земли, поверхность которой во всех точках перпендикулярна силе тяжести, повторяет в общем виде неровности ложа океана. Это дало возможность существенно уточнить карту глубин океана и обнаружить новые черты в рельефе его ложа. Выяснилось, например, что зона разломов Элтанин, разделяющая в южной части Тихого океана Южно- и Восточно-Тихоокеанские поднятия, простирается через весь океан от хребта Луисвилл к северу от Новой Зеландии до моря Беллинсгаузена на подступах к Антарктиде. Обнаруженные ранее нашими экспедициями возвышенности Оби и Лены в юго-западной части Индийского океана оказались вершинами одного крупного подводного поднятия Конрада и т. п. Между тем данные о рельефе дна являются исходным материалом для суждения о его геологическом строении, поскольку, в отличие от суши, морфология океанского ложа почти соответствует его тектонике. В течении 15 лет, с 1968 по 1983г., океаны мира бороздило американское буровое судно «Гломар Челленджер», на борту которого работали и советские ученые. В 1985 г. его сменило новое, более совершенное — «ДЖОЙДЕС Резолюшн», в исследованиях которого наши ученые также предполагают принять участие. В нашей стране начато строительство бурового судна подобного типа. Роль исследовательских буровых судов в изучении геологии океана трудно переоценить. Уже получен и обработан огромный материал, позволивший составить представление о строении и составе осадочного слоя океанической коры, выявить главные закономерности их изменения. Получены и некоторые данные о более глубоко залегающем базальтовом слое. Существенным дополнением к результатам бурения глубоких горизонтов коры служат сведения, получаемые при драгировании, особенно вдоль крутых, нередко высотой до 2—3 км уступов крупных океанических разломов. Все это позволило получить полный разрез океанической коры и ее перехода к верхней мантии. При этом выяснилось, что океаническая консолидированная кора не столь однородна, как казалось первоначально. Исследование этой неоднородности и выявление ее закономерностей и причин — различий и условий выплавления из мантии или различий в составе последней, или и того и другого — очередная важная задача геологии океана. Только после получения данных о ложе океанов геология превратилась в подлинно глобальную науку. При этом выявился резкий контраст в строении океанов и континентов — контраст, распространяющийся до огромных глубин, порядка 700 км, и показывающий, что это действительно фундаментальные типы не только земной коры, но и литосферы и даже тектоносферы (литосферы и астеносферы в целом). В частности, в составе литосферной части верхней мантии под континентами наряду с ультраосновными породами присутствуют эклогиты, известные в выбросах вулканов и трубках взрыва; они нигде не обнаружены в океанах. Согласно гипотезе В. С. и Н. В. Соболевых, эти породы могут быть затянутыми в мантию продуктами глубокого метаморфизма океанической коры. Мощность литосферы под континентами возрастает до 150—200 км и более против 80—100 км под океанами. Литосфера, и в частности кора континентов, формировалась в течение всей истории Земли, поскольку в ней найдены породы возрастом до 3,8 млрд лет и даже отдельные более древние минералы (4,1—4,2 млрд лет). Между тем кора современных океанов очень молода, нигде не древнее 150—180 млн лет. По современным представлениям, она рождается в осевых, рифтовых зонах срединно-океанических хребтов, что подтверждено прямыми наблюдениями с подводных аппаратов. Именно в этих зонах на небольшой глубине, местами всего в несколько километров, происходит плавление верхней мантии с излиянием базальтов на поверхность дна и застыванием остальной магмы в виде полнокристаллических пород основного и ультраосновного состава. Последние образуют третий слой океанической коры, базальты — второй, а перекрывающие их осадки — первый. В этих же зонах в последнее десятилетие обнаружены подводные горячие (до 350 С) источники — гидротермы, в которых происходит выделение сульфидов тяжелых и цветных металлов. Так получила подтверждение гипотеза о том, что именно в осевых зонах срединно-океанических хребтов тепловой поток, идущий из глубоких недр Земли, достигает своего максимального значения и что многие залежи колчеданных руд имеют подобное происхождение (остальные связаны с деятельностью вулканов островных дуг). Открытие гидротерм в некоторых окраинных морях, в частности в Западно-Марианской впадине Филиппинского моря, показало, что по крайней мере часть этих морей образовалась под действием того же механизма, который создал океанические впадины. Механизм этот, получивший название спрединга, заключается в последовательном расширении ложа океана, начиная от осей срединных хребтов, и заполнении его новообразованными базальтами. Базальты эти последовательно намагничиваются в направлении, то совпадающем по знаку с направлением силовых линий современного магнитного поля, то в обратном направлении, вследствие периодического обращения (инверсии) магнитного поля Земли. Сама инверсия представляет собой твердо установленный факт, проверенный не только на океанском материале, но и на разрезах осадочных и вулканических толщ континентов, но причины ее пока остаются не вполне ясными; возможно, что она провоцируется внеземными, космическими событиями.
Проблемы древних океанов
Как бы то ни было, спрединг и инверсия совместно создают тот характерный, параллельный осям срединных хребтов рисунок линейных магнитных аномалий который так типичен для океанов и отличен от гораздо более сложного магнитного поля континентов. Вместе с данными глубоководного бурения, проведенного в 1968— 1983 гг., картирование магнитных аномалий позволило создать карту возраста ложа океанов (точнее, кровли базальтового слоя их коры), из которой и стало видно, что здесь кора не старше юрского периода. Но означает ли это, что океанов на Земле не существовало до юры? Этот тезис представляется весьма сомнительным, хотя его и защищают некоторые исследователи. Ибо из него следует, что одновременно с образованием впадин современных океанов (которое приписывается в данном случае общему расширению Земли} из недр должен был выделиться огромный объем воды, который их и заполнил. Поэтому гораздо правдоподобнее предположение, что доюрская кора тем или иным способом удалена из области современных океанов, в частности Тихого океана, для которого веские, хотя и косвенные доказательства его большой древности (более миллиарда лет, а возможно и значительно больше). Теоретически существуют два таких способа: субдукция — погружение океанической коры в глубоководных желобах под континенты (в современную эпоху, например, под Центральную и Южную Америку) или островные дуги (как ныне на западной стороне Тихого океана), или надвигание океанической коры на те же континенты или островные дуги (обдукция). В первом и особенно втором случае мы должны наблюдать реликты древней океанической коры по периферии океанов, на склонах континентов и островных дуг. И действительно, такие реликты здесь обнаруживаются в виде так называемых офиолитов, сходство разреза пород которых с разрезом океанической коры было установлено в нашей стране в конце 60-х годов А. В. Пейве. Офиолиты распространены по всей периферии Тихого океана, от Чукотки и Корякин до Тасмании на западе, от Аляски до Патагонии на востоке. Их возраст довольно закономерно повышается в направлении от океана в глубь континента; наиболее древние офиолиты с возрастом около полутора миллиардов лет обнаружены недавно в Юго-Восточном Китае, что подтверждает древний возраст Тихого океана, предполагавшийся многими учеными. Но офиолиты известны не только в области Тихого океана; офиолито-вые пояса простираются практически вдоль всех складчатых систем внутри континентов (Урал, Тянь-Шань, Кавказ и др.). С ними ассоциируют пояса весьма характерных метаморфических пород, так называемых голубых сланцев (они обязаны своим цветом специфической роговой обманке — глаукофану), образующихся в условиях высоких давлений и низких температур, свойственных зонам глубоко-фокусных землетрясений, т. е. тем же зонам субдукции. Это позволило утверждать, что и в доюрское время, по крайней мере с начала рифея (возраст древнейших типичных офиолитов!) существовали бассейны с корой океанического типа. Эти бассейны должны были быть достаточно глубокими, ибо в современную эпоху они имеют глубину порядка 4 км (она может быть и значительно меньшей, например в случае Черного моря, если бассейн заполнен мощными осадками). На вопрос о ширине подобных бассейнов могут ответить лишь данные палеомагнетизма, т. е. определение положения тех или иных участков современной суши путем изучения их ориентировки в магнитном поле соответствующей эпохи по реликтовой намагниченности пород этого возраста. Для современных океанов данные палеомагнетизма, в сочетании с изучением линейных магнитных аномалий и данными бурения, открыли путь для палеоокеано-логических реконструкций, т. е. восстановления ширины и глубины океанов в отдельные геологические эпохи, начиная с поздней юры. Ключом для таких построений явилась установленная в США Дж. Слейтером, а в нашей стране О. Г. Сорохтиным зависимость глубины океанического бассейна от возраста его коры. Зная же конфигурацию бассейна и распределение в нем глубин, можно восстановить и схему течений в этом бассейне. Так родилось новое научное направление — палеоокеанология. Однако некоторые материалы, полученные в последние годы, породили определенные сомнения в существовании древних доюрских океанов, подобных современным. Во-первых, обнаруживаются отличия в тонком химическом составе офиолитов и современной океанической коры, точнее базальтов срединно-океанических хребтов. Оказывается, что офио-литы больше соответствуют коре окраинных и внутренних морей. Во-вторых, в древних складчатых системах отложения, перекрывающие офиолитовые базальты, отличаются очень большой мощностью, резко контрастирующей с крайне малой мощностью осадков современного открытого океана, и часто несут признаки накопления в относительно неглубоких водах и в небольшом удалении от суши. Все это показывает, что складчатые системы сложены не собственно океаническими образованиями, а породами, возникшими, скорее всего, в переходных зонах от океанов к континентам. Но куда же девалась кора центральных частей океанов? Наиболее правдоподобное объяснение заключается в том, что она полностью погрузилась, или, как говорят, субдуцирова-лась под островные дуги или континенты, как это обнаружено глубоководным бурением у берегов Центральной Америки. Частично же в смятом и метамор-физованном виде она вошла в фундамент островных дуг. Наибольшие же шансы сохраниться в относительно мало измененном виде имелись у таких наиболее «плавучих» элементов структуры «открытого» океана, как вулканические острова и архипелаги гавайского типа, подводные возвышенности и плато типа возвышенности Шатского и плато Манихики в Тихом океане, не говоря, естественно, о микроконтинентах типа плато Роколл в Атлантике. О них еще пойдет речь ниже. Во всяком случае, повторим это еще раз, данные палеомагнитных исследований определенно свидетельствуют о существовании, начиная с рифея, обширных межконтинентальных океанических пространств и помимо Тихого океана. Эти океаны, зародившись в рифее, исчезли в течение второй половины палеозоя и начала мезозоя. Возродился в юре лишь один из них — Тетис. На месте палеоокеанов образовались мощные складчатые горные пояса — Урало-Охотский, Альпийско-Гималайский; такие же пояса возникли на периферии Тихого океана. Говоря о палеоокеанах, следует отдавать себе отчет в том, что это не были безбрежные водные пространства с ровным глубоким ложем. В них существовали подводные плато с отдельными островами — обломки континентов (так называемые микроконтиненты), а также сходные плато, но с утолщенной океанической корой, другие подводные возвышенности и группы островов. В процессе горизонтальных перемещений эти участки океанического ложа не поддавались поглощению в зонах субдукции, а наращивали края континентов, образуя сложную мозаику. Некоторые из них при этом проделали путь в сотни и даже тысячи километров, придя в соприкосновение с другими участками, возникшими совсем в иных местах. Такие блоки коры, получившие название экзотических, в последнее время выявлены в большом числе в структуре западной окраины Северной Америки, от Аляски до Мексики, а также на нашем Дальнем Востоке и в Японии (Корякия, Чукотка и Аляска сложены ими целиком). Вполне возможно, что и структуру других межконтинентальных подвижных поясов мы должны рассматривать как мозаику (или, как иногда говорят, «коллаж») блоков различного происхождения, хотя, вероятно, и с меньшим масштабом перемещения.
Предлагаем узнать где можно купить мужскую вышыванку. Вышиванку с Закарпатья надо покупать только на нашем сайте.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.