Book: Геология океана: загадки, гипотезы, открытия



Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

А. И. Конюхов

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

Ответственный редактор

Доктор геолого-минералогических наук А. А. Чистяков

Рецензент доктор географических наук Ф. А. Щербаков

Редактор Л. И. Приходько

Человек и океан: у истоков цивилизации

На берегах древнего океана

Жизнь, как известно, зародилась в океане, и первые, самые продолжительные этапы эволюции органического мира также протекали в океанской среде. Однако постепенно растения, а затем и животные стали завоевывать сушу; сначала острова и побережья, потом и глубинные районы континентов. Прошли сотни миллионов лет, прежде чем в изменившихся условиях животные, находившиеся на неизмеримо более высокой ступени развития, чем их примитивные пращуры, вернулись в океан. Дельфины, киты, тюлени, морские львы стали типичными его обитателями. Последним к берегам океана вышел человек. Появившись как вид на границе саванны в тропических лесов в Африке (и на востоке Азии) около 2—1,5 млн лет назад, далекие предки человека освоили ущелья и плоскогорья Восточно-Африканской рифтовой системы, пересекли саванны и полупустыни Центральной и Северной Африки, дошли до Передней Азии и Европы. Охотники и собиратели, они расселялись все дальше на север и на восток.

Великие оледенения в плейстоцене ограничили зону обитания человека полосой от экватора до 35—45° северной и южной широты. Колыбелью человечества стала обширная дуга, пролегающая от гор Атласа через Средиземноморье, Переднюю и Среднюю Азию до Индостана и далее к восточным областям Китая. Основные миграции племен в раннем и среднем палеолите проходили вдоль края ледников, где буйно развивалась степная и лесостепная растительность, питаемая талыми водами. Люди шли за стадами крупных животных, которые давали пищу, одежду и материал для строительства жилищ.

Другими путями миграции становились реки. Они-то и вынесли ладьи наших предков, обтянутые шкурами животных, к побережью морей и океана. В то время перемещения по суше были более опасными, чем по воде.

В эпохи оледенений уровень морей и океана был ниже современного на 80—100 м. Это значит, что в состав суши входили огромные пространства современного шельфа — выработанной волнами плоской подводной террасы. Побережья в пределах таких террас отличаются изломанными очертаниями, обилием эстуариев, прибрежных болот и приливно-отливных равнин, время от времени затопляемых морем. Несомненно, это были богатые птицей, рыбой и зверем места, в большинстве своем сильно залесенные и заболоченные. Однако они оставались малопригодными для жизни древних людей, так как затоплялись во время паводков и в сезоны дождей. Москиты, мухи и другие насекомые распространяли различные заболевания. К тому же здесь не было материала для изготовления кремневых орудий. Не просто было также поддерживать огонь в отсутствие пещер и волноприбойных ниш. Лишь на берегах горных стран с узкими шельфами, многочисленными ущельями и пещерами можно было укрыться от непогоды и хищников, найти камни для обработки, охотиться и собирать пригодные для употребления растения.

Когда наступали ледниковые эпохи (стадиалы) и уровень океана понижался, между различными континентами появлялись сухопутные мосты. Так, Гибралтарский пролив, разделяющий Африку и Европу, древние люди могли преодолеть в периоды наибольшего падения уровня вод. По сухопутному мосту, существовавшему в последний стадиал в северной части Берингова моря, из Азии в Америку вслед за стадами мамонтов проникли племена древних монголоидов — предки современных индейцев. За 25—20 тыс. лет, прошедших с того времени, они расселились по территории обоих континентов, находящихся в западном полушарии.

Еще одной зоной миграций древних племен являлись зоны плоскогорий и горных массивов, образующих Альпийско-Гималайский складчатый пояс. Из Передней Азии древние племена негроидов и европеоидов расселялись на запад и на восток до нижних границ ледников, огромными пятнами покрывавших основные горные массивы.

В межледниковья и интерстадиалы (менее выраженные эпохи потепления) резко расширялась сфера обитания древнего человека на суше, но возникали непреодолимые препятствия для его миграций с одного континента на другой, так как таяние материкового льда и ледовых щитов на Северном и Южном полюсах быстро поднимало уровень Мирового океана. В результате происходили так называемые трансгрессии — морские воды продвигались в сторону суши, береговая линия отступала, образовывались эпиконтинентальные моря. Все это приводило к изоляции обширных регионов. Хотя граница обитания человека поднималась до полярных широт, в субтропиках расширялись площади пустынь и полупустынь. Широтные миграции племен в этих условиях должны были уступать место меридиональным.

В последнее рисс-вюрмское межледниковье (100—85 тыс. лет назад) резко потеплел климат, буйно расцвела наземная растительность, появилось много видов животных, значительно перестроились ландшафтные зоны. Границы климатических поясов раздвинулись, переместились в сторону полюса. Подобные перестройки вынуждали древнего человека изменять места обитания, приспосабливаться к различным климатическим условиям. В целом с межледниковыми эпохами и интерстадиалами связано увеличение популяции людей и их расселение на обширных пространствах Азии, Европы и других континентов.

Даже небольшое потепление в последний интерстадиал (40—27 млн лет назад) сопровождалось быстрым таянием части материковых ледовых щитов и горных ледников и поднятием уровня морей и океанов. Сухопутные мосты между многими регионами разрушились. В условиях относительной или полной изоляции формировались основные человеческие расы, возникали крупные племенные объединения.

Таким образом, климат и океан в позднем плейстоцене играли роль регуляторов племенных миграций и межрасовых контактов. В среднюю фазу вюрмского оледенения (45—40 тыс. лет назад) первые люди достигли Калимантана и других островов Индонезии, а в последнюю, самую суровую его фазу (25—18 тыс. лет назад) они проникли в Северную Америку и Австралию. Последовавшая затем климатическая перестройка привела к длительной изоляции населения Нового Света (и Австралии) от древних очагов возникновения человека (Африки и Азии).

Популяции животных, обитавших на приледниковых равнинах, в период массового таяния ледников и их отступания в полярные широты стали резко сокращаться из-за быстрого истощения кормовых угодий: ведь в высоких широтах меньше солнечного тепла и период вегетации растений сильно растянут во времени. Сказывалось и воздействие человека, истреблявшего значительное количество животных, особенно крупных. Вместе с климатом изменилась и среда обитания охотничьих племен. В поисках новых источников пищи они стали оседать на берегах крупных озер, где занялись рыбной ловлей. Таяние ледников на рубеже плейстоцена и голоцена привело к резкому подъему уровня не только морей, но и озер. Даже уровень озера Чад, никак не связанного с ледниками, был выше современного на 100—120 м, и оно занимало огромные площади в северной части Центральной Африки.

На обширных пространствах степей и прерий, возникших на границе оставленных ледниками морен, появились скотоводческие племена. Новые источники пищи были более надежными и обеспечивали существование гораздо более крупных людских популяций. Результатом перехода к скотоводству, а затем и земледелию был первый демографический взрыв, за которым последовал период миграций вновь возникших мощных племенных групп, старавшихся занять лучшие пастбища и земли.

В процессе постплейстоценовой трансгрессии моря материковая терраса (шельф) постепенно погружалась под уровень моря. Освободившись от груза мощных толщ льда, земная кора стала подниматься, что привело к широкому распространению в северном полушарии плоскогорий и возвышенностей. Активизировались тектонические подвижки в горных районах, где значительно сократились площадь и объемы горных ледников. В результате преобразились побережья внутриконтинентальных морей и океана. Теперь они были обрамлены скалистыми уступами. Узкие проходы между ними вели во фьорды и заливы, глубоко вдававшиеся в сушу. Фьорды в большинстве своем являлись затопленными морем троговыми долинами, по ним в плейстоцене осуществлялся сход ледников.

В субтропических и тропических поясах, для которых в плейстоцене были характерны узкие шельфы, море подступило к отрогам горных сооружений. Здесь также распространился клифовый (скалистый) тип побережий. Исчезла большая часть приливно-отливных равнин, мангровых болот, сузились и отступили речные дельты. Побережья морей и океанов оказались теперь более пригодными для обитания людей. Здесь появились поселения рыбаков, а затем, уже в историческое время, и землепашцев, так как приморский климат благоприятствовал развитию земледелия. Одним из главных очагов развития цивилизации вскоре стало Средиземноморье с его мягкими климатическими условиями (значительно менее засушливыми, чем в настоящее время), обилием тепла, разнообразием растительности и животного мира. Другими крупными очагами были районы Персидского залива, Аравийского моря, Восточной и Юго-Восточной Азии.

В период раннеголоценовой трансгрессии, пик которой отмечался 6—5,5 тыс. лет назад, были затоплены многие прибрежные равнины. Степные и лесостепные пространства к северу от Альпийско-Гималайского пояса продолжали оставаться средой обитания скотоводческих племен, тогда как Средиземноморье и более южные районы (особенно долины крупных рек — Пила, Евфрата, Инда, Тигра, Ганга и др.) превратились в обширную земледельческую зону. Аналогичная ситуация складывалась и в восточном очаге цивилизации, где лёссовые равнины Китая, главным образом в долинах Янцзы и Хуанхэ, стали областями развитого земледелия, севернее же простирался огромный скотоводческий район, включавший Монголию, Бурятию, южные районы Сибири, равнины Средней Азии.

Океан в мифах народов Средиземноморья

Безбрежные пространства океана манили и одновременно пугали человека древнего мира. Изменчивый нрав океана, неиссякаемая энергия волн, приливов, ураганных ветров и бурных течений ассоциировались в сознании человека с могучим божеством, которому была подвластна водная стихия. Глухой рокот прибоя был его грозным голосом; пенистые гребни волн — седыми разметавшимися кудрями; пучина, время от времени поглощавшая животных и людей, — огромной утробой.

Однако, наказывая неосторожных и самоуверенных, океан был и милостив. Он выбрасывал на берег диковинных рыб и огромных животных, был обиталищем съедобных моллюсков и водорослей, приносил стволы деревьев и редкие плоды. Осев на берегах морей, люди сначала на лодках, а позже на утлых суденышках стали добираться до близлежащих островов. Рассказы счастливчиков, унесенных бурей в море, но сумевших чудом остаться в живых, будоражили воображение, и самые смелые уходили все дальше.

Одними из первых стали осваивать морские просторы народы, населявшие Восточное Средиземноморье. Этому благоприятствовали длительные спокойные (бесштормовые) сезоны, множество бухт, в которых можно было укрыться в случае непогоды, и островов, где удавалось не только передохнуть, но и пополнить запасы пресной воды и продовольствия. Недавно у южных берегов Анатолии были обнаружены и подняты останки судов, сооруженных более 5—4 тыс. лет назад. И хотя их конструкция достаточно проста, она все же наводит на мысль, что суда эти имели и более примитивных предшественников. Большую роль в развитии мореплавания сыграли обитатели приморских районов Малой Азии — финикияне, карийцы и критяне. Треугольник между Балканским полуостровом, островом Крит и побережьем Малой Азии уже в середине 2-го тысячелетия до н. э. стал наиболее оживленным перекрестком морских путей. Он включал Эгейское море, Геллеспонт и Критское море. В Эгейском море так много островов, что можно переплыть из Греции в Малую Азию, не потеряв из виду земли. Со временем самые крупные из них были заселены, сначала критянами, а затем ахейцами. Они основали города-государства, где правили басилевсы. Эти царьки утверждали, что ведут свою родословную от одного из богов, обитавших на самой большой горе континентальной Греции — Олимпе. Одним из наиболее почитаемых и грозных богов-олимпийцев был повелитель морских пучин Посейдон — «колебатель Земли».

Согласно мифам, с помощью трезубца он управлял стихией: стоило Посейдону им взмахнуть, как тут же поднимались огромные морские валы. Но вот он простер трезубец над морем, и волны успокоились. Грозен был в гневе «колебатель Земли». Преследуя гиганта Полибота, который бежал после битвы с богами-олимпийцами на остров Кос, Посейдон ударом трезубца отломил огромную глыбу от этого острова и бросил в гиганта. Так, по преданию, возник остров Нисирос.

В этом и других деяниях владыки морей угадывался намек на еще более разрушительные силы, чем волны и бури,— землетрясения. Они нередкое явление в районах расселения древних греков. Сейсмические волны приходят со стороны Эгейской вулканической дуги. Греки не знали, что за ней (к югу от острова Крит) находится целая система глубоководных впадин, известных ныне как Эллинский желоб. Здесь проходит важная геологическая граница — рубеж двух литосферных плит: одна из них погружается под другую. С этим процессом и связаны многочисленные землетрясения, которые греки приписывали гневу «колебателя Земли».

Район Эгейской островной дуги и северной части полуострова Пелопоннес является зоной не только высокой сейсмичности, но и эпизодического вулканизма. Один из активных вулканов, последнее извержение которого было в 1888 г., расположен на острове Нисирос, на том самом, чье рождение легенда приписывает Посейдону. Хотя извержения в пределах Эгейской дуги случаются не часто, они все же нашли отражение в нескольких мифах. Так, в мифе о завоевании Зевсом власти над миром рассказывается о его борьбе со стоглавым чудовищем Тифоном, которое было порождением Геи (Земли) и поднялось из ее недр. Пламя окружало чудовище, а от его шагов содрогалась Земля. Когда громовержец Зевс сотнями стрел-молний поразил все 100 голов Тифона, от его тела «исходил такой жар, что плавилось все вокруг» [Кун, 1975, с. 19]. Зевс сбросил его в мрачный Тартар, но и оттуда Тифон все еще продолжал грозить живущим на Земле, вызывая бури и извержения.

В другой легенде один из великих героев Древней Греции — Беллерофонт сразился с Химерой — порождением Тифона и исполинской Ехидны. На крылатом коне Пегасе перенесся герой в Ликийские горы, что на западе Малой Азии, где нашел Химеру в темной расщелине. Трехглавая Химера, источавшая огонь и клубы дыма, выползла ему навстречу. В образе Химеры, которая сокрушает на своем пути скалы и уничтожает все живое, воплощено представление о лавовом потоке, изливавшемся из глубокой трещины. В мифологии древних греков Химера явно олицетворяет вулканические силы Земли. В мифе даже указан довольно точный адрес, где, видимо, часто происходили лавовые излияния. Это Ликия — южная оконечность Малой Азии, частично входящая в состав Эгейской вулканической дуги.

Не менее страшных чудовищ помещали греки в водные пучины или на далекие острова.

Как аргонавты в старину...

Одной из первых морских экспедиций, организованных греками в чужие края, было путешествие на «Арго» в Колхиду. Ему посвящен древнегреческий эпос, пересказанный Аполлонием Родосским в «Аргонавтике». О том, что эта экспедиция действительно могла иметь место, свидетельствует точная географическая привязка маршрута аргонавтов. Среди них, согласно легенде, были почти все любимые герои древних греков: Геракл, Орфей, братья Диоскуры, Тесей и др. Они собрались из разных городов и местностей Эллады, что символизирует общенациональный характер экспедиции. Насколько почетным представлялось ахейцам (так они себя называли) это предприятие, можно судить по составу экипажа «Арго». Ведь большинство участников — сыновья олимпийских богов, которые благословили своих детей на это опасное плавание. Уже в Препонтиде (Мраморное море) аргонавтам было уготовано первое испытание: в заливе, отсекающем от моря полуостров Кизик, они стали свидетелями могучего камнепада. В воду летели громадные обломки скал, чуть не перегородившие выход из залива. Аргонавты восприняли это явление как злой умысел, приписав его шестируким великанам. Их буйство удалось пресечь только Гераклу с помощью смертоносных стрел.

Следует напомнить, что описываемые в легенде об аргонавтах события происходили 3,5, а то и 4 тыс. лет назад. Это время отвечает завершающей фазе раннеголоценовой (фландрской) трансгрессии, когда уровень моря был выше современного на несколько метров. При таком толковании вполне возможно, что аргонавты наблюдали настоящий камнепад, вызванный подмывом (абразией) морем береговых уступов либо небольшим землетрясением.



Буквально на каждой стоянке аргонавтов ждали приключения. Но самым опасным оказался путь через Босфорский пролив, выход из которого в Черное море, согласно легенде, закрывали Симплегадские скалы. Время от времени они сходились со страшным грохотом, порождая могучие водовороты. Сейчас подобных скал на Босфоре нет, хотя берега его гористы и местами круто обрываются. В проливе множество бухт, отчего очертания его довольно извилисты. Вероятно, эта особенность Босфора, создававшая впечатление у моряков, что берега впереди смыкаются, и породила легенду о захлопывающихся скалах. Водовороты же порождены струйными течениями из Черного моря в Средиземное и обратно. Последнее течение идет по дну, так как воды Средиземного моря солонее и тяжелее черноморских. По-видимому, у Симплегадских скал, разрушенных впоследствии морем, выбивались струи придонного течения, что и порождало сильные водовороты. Вполне вероятно, что в легенде об аргонавтах описана подлинная гидрологическая ситуация.

Во время плавания вдоль Анатолийского побережья Черного моря аргонавтов атаковали крупные птицы, пытавшиеся отогнать их судно от острова Аретиады. Их нападение оказалось столь стремительным, что в легенде получило сравнение с медными стрелами-перьями, от которых могли спасти только сомкнутые щиты. Отбив атаки птиц, аргонавты пристали к Аретиаде. Здесь они наткнулись на изможденных от голода беглецов из Колхиды, которые и указали им путь к ее берегам и вход в устье реки Фасис (Риони). Дело в том, что на болотистом побережье Колхидской низменности, где в море впадает много мелких и крупных рек — Риони, Ингури, Кодари, Супса и др., очень трудно правильно определиться, не имея точной карты и не зная местности. Без проводников сделать это было просто невозможно. Отсюда и появление в легенде беглецов из Колхиды.

Как видим, создатели мифа стремились к максимальной достоверности в той его части, которая касалась лоцманского обеспечения легенды. Ведь жизнь древних греков была в основном связана с морем, поэтому они знали его очень хорошо.

Достигнув устья Риони, ахейцы укрыли судно в камышах. Русло реки, впадающей в море близ современного города-порта Поти, часто меняло свое положение, так как перемываемые морскими волнами наносы побережья, запруживали ее устье. В настоящее время оно зарегулировано. Подняться вверх по течению незамеченными (ведь аргонавты собирались похитить золотое руно, бывшее священной реликвией колхов) через прибрежную равнину сейчас кажется невозможным. Вероятно, строение побережья во времена аргонавтов было иным. Значит, их поход состоялся в эпоху климатического оптимума, когда уровень моря был выше на несколько метров, а побережье в равнинной Колхиде располагалось в глубине современной суши. Известный ученый и мореплаватель Тим Северин на своем «Арго», построенном по типу древнегреческих галер [Бабенко, 1984], смог подняться по течению Риони до города Вани только с помощью буксиров и флотилии моторных лодок [Северин, 1986].

Вторая половина путешествия аргонавтов освещена в легенде гораздо более схематично, чем первая. Интерес представляет лишь эпизод с вихрем, который отнес судно аргонавтов от оконечности Пелопоннеса к Ливийскому побережью Африки. Здесь оно застряло в глубокой тине залива, и путешественникам пришлось нести его через пустыню до Тритонийского озера целых 12 дней. Этот эпизод кажется вполне достоверным, поскольку побережье Ливии изобилует солеродными лагунами — частично усыхающими в отливы илистыми равнинами, которые отгорожены от моря вдольбереговыми барами. Сложная сеть приливно-отливных русел с песчаными валами непроходима для крупных лодок типа «Арго». Поэтому, когда моряки попали вместе с приливом в одно из них, им ничего не оставалось, как переносить свое судно из одной протоки в другую, прежде чем они достигли судоходной части лагуны. Однако найти выход из нее в море было также непростым делом: для этого необходимо было миновать водоворот у белых скал, который порождало мощное течение. В отлив оно выносит воды по довольно глубокому проливу, соединявшему лагуну с морем. Плавание по такому проливу было весьма опасным предприятием, особенно в полный отлив. Под белыми скалами, скорее всего, подразумеваются гряды береговых баров, сложенные на побережьях аридных зон белым карбонатным песком.

Таким образом, в легенде об аргонавтах собраны многие достоверные подробности, почерпнутые из богатого мореходного опыта древних греков.

Из лагуны аргонавты увезли весьма странный сувенир — ком глины, подаренный богом Тритоном Эвфему. На пути в Грецию, когда судно огибало остров Крит, Эвфем уронил подарок в воду, и, как гласит легенда, в море появился новый остров Каллисто. Под этим названием в мифе фигурирует знаменитая Тира — остров, которому было суждено сыграть довольно мрачную роль в истории Восточного Средиземноморья. Можно предположить, что в данном эпизоде нашло отражение любопытное событие — рождение одного из вулканических островов (может быть, Палео-Каймени), свидетелями которого невольно стали греческие моряки.

Извержение в районе Тиры произошло ночью. Страшный шторм грозил вынести несчастный «Арго» на подводные камни или прибрежные скалы. Но вдруг, согласно легенде, над морем блеснула золотая стрела, за ней вторая и третья. Все вокруг озарилось ярким светом, и моряки смогли пристать к острову Анафе, где переждали шторм. Они решили, что сам бог Аполлон указал им путь своими золотыми стрелами. На самом же деле и вспышки света, и разыгравшаяся буря — это признаки извержения, которое, видимо, сопровождалось выбросами пепла и излияниями лавовых потоков, застывавших близ поверхности воды. Это был лишь эпизод из сложной истории Тиры, о которой речь пойдет ниже.

А теперь обратимся к другой легенде — об Одиссее. Относительно его странствий существует много версий. Одни уводят его за геркулесовы столбы (Гибралтар), другие ограничивают плавание героя Западным Средиземноморьем и даже южной частью Ионики (Пелагское море). Большой вклад в решение загадок «Одиссеи» внес Т. Северин, прошедший в 1985 г. на «Арго» возможным маршрутом итакского царя. От берегов Дарданелл, где у подножия небольшого холма еще в конце прошлого века Г. Шлиман обнаружил развалины Трои, Т. Северин направил свое судно на северо-запад, к побережью древней Фракии (Отряд Одиссея пошел вдоль побережья, тогда как другие корабли ахейцев возвращались домой открытым морем).

В поэме Гомера говорится, что плавание в Эгейском море прошло для Одиссея и его спутников относительно благополучно. Однако, как только суда стали огибать мыс Малей на юго-востоке Пелопоннеса, разразился шторм, девять дней носивший корабли по бурному морю. Лишь на десятый день их прибило к острову, населенному лотофагами.

Т. Северин на своем «Арго» также оказался у мыса Малей в непогоду. Ветер и волны гнали его 20-весельную галеру вдоль скалистого побережья Крита, где трудно было найти убежище для стоянки. Дул северный Борей — самый сильный и коварный ветер в Восточном Средиземноморье. Нередко он гонит могучие пенные валы лазурного цвета при ясном солнце. Даже современное судно с мощным дизелем идет против этого ветра со скоростью в 3—4 раза меньше обычной.

Не обнаружив острова лотофагов, Т. Северин со своими спутниками тщательно обследовал южное побережье Крита. Здесь ему показали «пещеру Полифема» — одноглазого свирепого циклопа, ослепленного Одиссеем во время сна. Совершив этот подвиг, Одиссей навлек на себя гнев Посейдона, который, по преданию, был отцом Полифема.

Т. Северина поразило необыкновенное сходство этой пещеры с описаниями пещеры циклопа, содержащимися в поэме Гомера. Это была одна из тех огромных карстовых пещер, которые чрезвычайно широко распространены в Средиземноморском горно-складчатом поясе, сложенном в основном легкорастворимыми карбонатными породами мезозойского возраста. При падении уровня океана понижается и уровень грунтовых вод. Атмосферные осадки, проникая по трещинам в карбонатные массивы, растворяют наиболее слабые трещиноватые разности известняков, создавая в них огромные полости, связанные одна с другой узкими галереями. Подземные реки, текущие по дну этих полостей, разрабатывают их ложе, на которое обрушиваются части свода. Так возникают обширные и глубокие пещеры.

У северо-западной оконечности Крита Т. Северин высадился на каменистом островке Гарбуза (у древних греков — Корикос, что означает Кожаный мешок). Именно здесь, согласно легенде, Эос, повелитель ветров, подарил Одиссею мешок с заключенными в нем ветрами, оставив на свободе лишь самый нежный ветерок Зефир, чтобы он наполнял паруса кораблей, толкая их к Итаке. Как известно из поэмы Гомера, любопытные моряки, заподозрив, что в мешке находятся богатые дары Эоса, присвоенные Одиссеем, развязали мешок и выпустили ветры на свободу. Это имело для них печальные последствия. На острове, куда разбушевавшаяся стихия загнала флотилию Одиссея, они попали в засаду к жестоким лестригонам, которые, сбрасывая огромные камни с отвесных утесов, разбили в щепки 11 судов и уничтожили их экипажи. По-видимому, они приняли спутников Одиссея за морских разбойников (каковыми они, по существу, и были, разграбив главный город киконов в начале плавания).

Лишь осторожный Одиссей, поставивший свое судно у входа в бухту, остался жив с немногими своими товарищами. Так вот, Т. Северин разыскал угрюмую бухту лестригонов. Ею оказалась бухта Мезапос, расположенная на полуострове Мани. По свидетельству исследователя, ее окружают отвесные 30-метровые скалы. Бухта представляет собой смертельную ловушку. К сожалению, Т. Северин не уточняет строение этого не совсем обыкновенного залива, выход из которого могли перегородить два вооруженных воина. Поэтому нам трудно судить о его происхождении. Возможно, это кальдера потухшего вулкана, но нельзя исключить, что бухта Мезапос образовалась в результате обрушения свода гигантской карстовой воронки. Обследование дна бухты могло бы дать ответ на вопрос: заплывали ли сюда галеры Одиссея или другие корабли и действительно ли здесь их настигла гибель?

Удивительные находки Т. Северина позволили уточнить положение знаменитых скал Сцилла и Харибда. Хотя претендентов на звание легендарных утесов-убийц в Средиземноморье хоть отбавляй, больше всего шансов считаться их прототипами до недавнего времени было у скалистых мысов в Мессинском проливе. Правда, сейчас узость этого пролива ограничена не скалами, а глубоко выдвинутыми в море приземистыми каменистыми мысами и главную опасность представляют не грозные утесы, а водовороты и мели.

Нам кажется, что после путешествия Т. Северина на «Арго» пальма первенства перейдет окончательно к мысу с названием ... Сцилла, находящемуся в проливе между побережьем Пелопоннеса и Итакой. Здесь, западнее острова Лефкос, стоит скала Сесула, разбитая огромной трещиной, шириной 3 м. Под воду она уходит метров на тридцать. Миновать ее невозможно. Эту скалу Т. Северин отождествляет с Харибдой. Под ней и сейчас наблюдается сильный водоворот, проскочить который, не разбившись о скалу, весьма непросто («Арго» удалось это чудом).

Если же идти проливом между материком и островом, то на пути встает скалистый мыс Сцилла. На вершине Сциллы Т. Северин обнаружил пещеру, где, согласно Гомеру, обитало одноименное шестиглавое чудовище, выхватывавшее моряков с проплывавшего судна. Вот так выяснилось, что самые невероятные мифологические сюжеты разворачивались на фоне вполне реальных географических объектов.

Тайна упадка минойской культуры

История минойской культуры охватывает период с 3-го по конец 2-го тысячелетия до н. э., т. е. примерно 2 тыс. лет. Точно неизвестно, какой народ был носителем этой культуры, однако период наивысшего расцвета Критского государства исследователи связывают с именем легендарного царя Миноса. В вассальной зависимости от Крита находились карийцы, ликийцы и хетты. Раскопки, проведенные в Кноссе и в других районах острова английским археологом А. Эвансом в начале нашего столетия, позволили разработать относительно детальную периодизацию истории Крита. Сначала появились поселения городского типа. Основным занятием их жителей были торговля и пиратство. К началу 2-го тысячелетия до н. э. относится строительство первых дворцов, одним из самых больших был кносский. По сложности планировки и роскоши внутреннего убранства он не имел себе равных в Эгейском море. Обилие внутренних помещений, замысловатым образом связанных друг с другом, способствовало появлению легенды о лабиринте, находящемся во дворце Миноса.

Кносс со временем стал столицей могучего государства. Его правитель царь Минос, согласно Фукидиду, имел могущественный для того времени флот, с помощью которого установил господство над островами Кикладской группы и контролировал торговлю в бассейне Восточного Средиземноморья. Минос очистил море от пиратов и основал на островах колонии. Критяне первыми стали строить барки — крупные для того времени суда с поднятым носом и низкими бортами.

Период могущества и расцвета Минойского царства внезапно кончается где-то на рубеже 1450—1400 гг. до н. э. Вплоть до недавнего времени причины быстрого упадка минойской культуры оставались неизвестными. Версия, получившая в последнее время наибольшее распространение, связывает гибель Критского государства с одним из природных катаклизмов. Основным виновником этого считают вулкан на Тире. Некогда он представлял собой большую гору, диаметром около 16 км. Из исторических источников известно, что на нем существовали довольно крупные поселения людей, занимавшихся не только морским промыслом, но и сельским хозяйством. Действительно, вулканические почвы очень плодородны, и риск сосуществования бок о бок с огнедышащей горой долгие годы оправдывался богатыми урожаями. По-видимому, не раз вулкан проявлял свой несговорчивый нрав, но люди привыкли к частым колебаниям почвы, глухому гулу под землей, выделениям газов и даже излияниям лав. Сейчас примерно в тех же условиях обитают жители юго-восточных районов Сицилии, прилегающих к вулкану Этна.

Не всегда обильные флюиды, рождающиеся в недрах Земли, находят выход на поверхность. Иногда они скапливаются в огромном количестве в магматической камере глубоко под конусом вулкана. И тогда происходит самое страшное — взрыв ужасающей силы. В наше время подобный катаклизм случился в 1883 г., когда взорвался один из крупнейших вулканов Зондской дуги — Кракатау. Взрыв уничтожил всю наземную часть вулкана — огромную гору высотой 800 м. Его сила была такова, что стекла вылетели даже в домах, находившихся на расстоянии 160 км от Кракатау, а грохот взрыва донесся до Австралии. Огромное облако пыли, газов и обломков пород поднялось в воздух на высоту 80 км. Ими были засыпаны не только окрестности вулкана. Масса тончайших частиц попала в верхние слои атмосферы. «Эхо» Кракатау услышала большая часть населения планеты. На месте же вулканической горы близ уровня моря образовалась огромная кальдера. В ней до сих пор кипит магматический расплав и выделяются дым и вулканические газы. Число человеческих жизней, унесенных взрывом Кракатау, достигало 37 тыс.

Нечто подобное могло случиться и с Тирой примерно 3500 лет назад. Исполинский взрыв разнес в крошки конус вулкана. В атмосферу вместе с ним было выброшено громадное количество вулканического пепла и газов. Взрыв произошел, когда дули западные ветры, поэтому пепел гигантским облаком накрыл обширные районы к востоку и югу от Тиры, и в том числе расположенный южнее Крита. На месте острова-горы возникла огромная полость, в которую хлынули морские воды. Это привело к тому, что море на какое-то время вдруг отступило от побережья. Суда, стоявшие в гаванях, оказались на обмелевшем дне. Небо заволокла мгла от начавшегося пеплопада. До жителей Крита донесся глухой рокот, а затем на берега острова накатилась волна, точнее говоря, стена воды высотой в несколько десятков метров (волна от взрыва Кракатау достигала 30 м). Она все сметала на своем пути: постройки, деревья, скот и людей. Удар волны огромной высоты нанес непоправимый ущерб не только городам, расположенным на северном побережье, но и сельскохозяйственным угодьям в низовьях рек. Пеплопад довершил дело. Суда были потоплены, города и дороги разрушены, урожай смыт, виноградники засыпаны. Скот и множество людей унесены в море.

Гигантская волна прокатилась по всему Восточному Средиземноморью. Конечно, больше всего пострадали районы, находившиеся вблизи вулкана, от которого после катастрофы осталось несколько островков. Из них самый крупный — Тира обрамляет кальдеру вулкана в виде подковы с востока (рис. 1). С запада от нее находятся острова Тирасия и Палео-Каймени. О появлении одного из островов, происшедшем уже после взрыва вулкана, вероятно, говорится в той части легенды об аргонавтах, в которой описано их возвращение в Грецию. Долгие столетия эти клочки земли оставались безжизненными. Мощный слой пепла и пемзы был обнаружен геологами близ селения Акротири в одном из карьеров. Пеплом покрыта и большая часть морского дна в восточной половине Ионического моря. Этот зеленовато-серый комковатый алевритовый ил ныне играет роль маркирующего горизонта, т. е. по нему можно датировать и сопоставлять осадки, залегающие под поверхностью дна.



Геология океана: загадки, гипотезы, открытия
Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис 1. Батиметрическая карта района острова Санторин [Рэдулеску. 1979]

Буквы обозначают линии профилей


Закат империи Миноса, как считают специалисты, совпадает по времени с Тирской катастрофой. Это подтверждают также датировки вулканического пепла и древесины — 3450 лет ±50 лет. В легендах не раскрываются детали катастрофы: ведь многие свидетели ее погибли. При раскопках кносского дворца археологи обнаружили следы пожара, языки пламени которого распространялись ветром почти горизонтально. Вполне возможно, что извержения на Тире породили так называемую палящую тучу — облако раскаленных вулканических частиц. Оседая на землю, они и вызывали пожары.

Критская держава во многом напоминает государство атлантов, описанное в знаменитых диалогах Платона «Тимей» и «Критий». О тождестве Атлантиды с Критом времен царя Миноса впервые заявил видный английский археолог К. Фрост. Впоследствии близкие гипотезы выдвигались и другими учеными. Известный французский океанолог Жак Ив Кусто, организовавший экспедицию в прибрежные районы Крита и Тиры, также отождествляет империю Миноса с легендарной Атлантидой. В результате подводных исследований, проведенных с борта «Каллипсо» в 1984 г., удалось открыть на дне близ острова Псира у островка Дий и в районе острова Докос груды древних керамических сосудов и их обломков, относящихся к минойской культуре [Кусто, Паккале, 1986]. Здесь были закартированы целые валы амфор, получившие название «амфорные стенки». Близ Псиры и Дия аквалангисты обнаружили кладбища критских судов, затонувших при катаклизме. На Крите археологи откопали дом, засыпанный пемзой. Пепел Тиры был обнаружен на острове Парос и даже в Палестине. На самой Тире еще в XIX в. были найдены древние строения, во внутренних помещениях которых находились обрывки сетей, кости домашних животных, безделушки из золота. Наибольший интерес представлял обломок кувшина с надписью, сделанной линейным письмом А. Через 100 лет у селения Акротири греческие археологи открыли хорошо сохранившийся город. Его жители, видимо осознав, какая опасность им угрожает, покинули остров еще до катаклизма. Об этом свидетельствует то, что наиболее ценные вещи они успели захватить с собой.

Загадка Атлантиды

Размышляя о причинах и следствиях крушения царства Миноса, многие исследователи проводят параллель между этими событиями и теми, о которых повествует легенда об Атлантиде. Создавая свои диалоги, древнегреческий философ Платон вряд ли представлял себе, какую задачу он задает многим поколениям ученых на предстоящие 2,5 тыс. лет. За этот отрезок времени вышло около 2 тыс. работ (книг и статей), посвященных Атлантиде. И тем не менее, как говорится, воз и ныне там. Особенно большой интерес к этой теме проявляется в последние десятилетия в связи с интенсивными исследованиями в океанах и появлением новых эффективных научных методов. Это — подводное фотографирование и телевидение, «ныряющие блюдца» и другие погружаемые аппараты, способные вмещать пилотов и специалистов-наблюдателей, высокоразрешающие сейсмоакустические методы и эхолотирование.

Чем же вызван необыкновенный интерес ученых к Атлантиде и что она представляла собой? Согласно Платону, это был крупный остров или островной архипелаг, существовавший за геркулесовыми столбами, т. е. в Атлантическом океане. Населял его могучий народ — атланты, которые не только сумели создать развитую цивилизацию, но и завоевали окрестные территории. Атлантам были известны секреты плавления и обработки различных металлов, в том числе и довольно сложных сплавов. Столица атлантов, находившаяся на большом острове, отличалась превосходной планировкой: от центра радиально расходились улицы и концентрические системы каналов, через которые были перекинуты защищаемые башнями мосты. Гавань столицы могла вместить 1200 судов. Основными сооружениями в столице были царский дворец и храм Посейдона.

Загадки в диалогах Платона встречаются на каждом шагу. Начать хотя бы с того, что описываемые в них события были отделены от эпохи Платона на 9 тыс. лет, т. е. происходили где-то на рубеже плейстоцена и голоцена. По данным археологии, самые ранние государственные образования возникли в Месопотамии и долине реки Инд около 6 тыс. лет назад. История Древнего Египта насчитывает 4 тысячелетия, однако никаких следов развитых цивилизаций 8-9 тыс. лет назад не обнаружено. Уже один этот факт заставлял многих исследователей сомневаться в достоверности диалогов Платона. Не вызывало доверия и его утверждение о существовании в то время Афинского государства, воевавшего с могущественной Атлантидой и добившегося над ней победы. Однако настоящего победителя все-таки не было, раз в один ужасный день произошла чудовищная катастрофа, поставившая точку в борьбе атлантов и афинян. Столица последних ушла под землю, а Атлантида в течение одного дня и одной ночи исчезла в морской пучине.

Природа геологической катастрофы, повлекшей гибель Атлантиды, остается третьей загадкой диалогов Платона. Что касается соперничества атлантов с афинянами, то здесь вымысел Платона налицо: ведь время основания Афин установлено археологами достаточно точно История доплатоновских Афин исчисляется первыми сотнями, но никак не тысячами лет. Да и следов какого-либо катаклизма, в результате которого древний город мог провалиться под землю, в Аттике не обнаружено. За тысячу лет до Платона в материковой Греции существовала лишь одна могущественная по тем временам держава — Микенская, которая стала наследницей Минойского царства, действительно потерпевшего катастрофу.

Нам неизвестно, вели ли Микены войну против Крита, и если вели, то в каком веке. Единственным источником является миф о Тесее — греческом герое, победившем Минотавра из лабиринта кносского дворца. Надо сказать, что и с Микенами не приключилось того, что описывает Платон.

Решая вторую часть трагического уравнения греки = атланты и основываясь на реальном факте крупной геологической катастрофы в Эгейском море, вызванной взрывом вулкана Тиры, Ж. И. Кусто (вслед за другими исследователями) пришел к выводу, что Атлантида Платона находилась на Крите, а государство атлантов — идеализированное описание царства Миноса, бывшего когда-то первой морской державой в Средиземноморье. Действительно, как давно заметили ученые, если уменьшить на порядок (в 10 раз) основные цифры, приводимые Платоном, то его рассказ сразу обретает достоверность. В самом деле, Тирская катастрофа произошла примерно за 900 лет до эпохи Платона. В акватории близ острова Дий вполне могло уместиться 120 судов наподобие тех, которые строили критяне.

Таким образом, время и место событий и даже сложные взаимоотношения с соседями вроде бы находят подтверждение в истории Критского царства. Остается, однако, множество неясных вопросов. Например, почему Платон поместил Атлантиду за Гибралтар? Почему историю критян — ближайших соседей греков — поведали Солону, предку Платона, жрецы-египтяне? Неужели в преданиях греков, все знавших о троянской войне (вплоть до имен и родословной не только главных, но и второстепенных героев), не сохранилось ничего о грандиозных событиях, которые произошли за несколько столетий до похода Агамемнона к Трое? Почему в диалогах рассказывается о гибели не только империи атлантов, но и населенных ими островов, которые, согласно Платону, погрузились в воду? Ведь минойская культура не столько погибла, сколько угасла, а сам остров Крит вовсе не скрылся в морской пучине. И еще вопрос: нужно ли все кажущиеся нам поразительными события, встречающиеся в легендах и мифах древних (от всемирного потопа до истории гибели Атлантиды), связывать с одним-единственным природным катаклизмом, а именно с извержением Тиры? Ведь только за последние 100 лет человечество было свидетелем нескольких крупных природных катастроф, каждая из которых для обособленных цивилизаций древнего мира могла быть гибельной. Это и взрыв вулкана Кракатау, и извержение вулкана Чичон в Мексике, повлиявшие на климат многих областей Земли. Стоит вспомнить и огромную приливную волну, обрушившуюся в 1969 г. на дельту Ганга—Брахмапутры и унесшую жизни более 150 тыс. человек. В том же ряду находятся страшные по своим последствиям землетрясения в Центральной Америке, Средней Азии, Тирренском море и в других районах планеты.

В истории древнего мира, помимо Тирской, зафиксированы и другие катастрофы, например извержение Везувия в I в. до н. э., под пеплом которого были погребены города Помпеи и Геркуланум. Можем ли мы полагать, что на протяжении двух-трех тысячелетий существования первых цивилизаций в Средиземноморье, Передней Азии и Северной Африке не случалось природных катаклизмов? Думается, что такое допущение вряд ли правомерно.

Но если это так, то следует продолжать поиски Атлантиды, не ограничиваясь только районом Крита. География поисков может быть весьма широкой — от Азорских островов до южного побережья Гренландии, от подводных гор за Гибралтаром до островов Эгейского моря.

Значительный вклад в решение вопроса об Атлантиде в последние годы внесли советские океанологи и морские геологи. Они исследовали расположенные в 400 милях западнее Гибралтара подводные вулканические горы Ампер и Жозефина. Наибольший интерес представляют снимки горы Ампер, сделанные в 1979 г. на ее вершине, которая находится на глубине 70—140 м.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 2. Батиметрическая карта вершины подводной горы Ампер [Марова, Евсюков, 1987]


На сейсмоакустических профилях Ампер представляет собой огромный, усеченный у вершины вулканический конус с крутыми склонами. Он покоится на мощном базальтовом цоколе и возвышается над окружающим океанским ложем на 3000 м. Склоны этой подводной горы засыпаны мелкозернистыми осадками, которые сложены раковинками фораминифер и пластинками мельчайших планктонных организмов — кокколитофорид. Благодаря плащу осадков поверхность на склонах горы достаточно ровная. Вершина имеет относительно небольшие размеры — 4X8 км. Пики здесь чередуются с довольно глубокими впадинами (50—80 м) или «каналами», ширина которых составляет от нескольких десятков до первых сотен метров. Особенно расчленен рельеф в юго-западной и западной частях вершины (рис. 2). Это свидетельствует, скорее всего, о молодости сооружения, т. е. о том, что вулканическая деятельность здесь завершилась совсем недавно. В таком случае гребни и пики — это застывшие лавовые потоки, а впадины или понижения между ними — затопленные овраги, которые возникли в процессе поверхностного выветривания. Следовательно, в позднем плейстоцене, когда уровень океана понизился на 90—100 м, вершина возвышалась над водой и подвергалась воздействию лучей солнца, ветра и атмосферных осадков, стекавших в виде речек и ручьев в океан.

Однако сложный рельеф подводной вершины мог быть и делом человеческих рук. Ведь в диалогах Платона описываются обширная гавань и каналы, концентрическими кругами опоясывавшие царский акрополь в столице Атлантиды. Может быть, это действительно каналы? Впрочем, на сейсмопрофилях видно довольно хаотическое чередование «каналов» и разделяющих их «кварталов». Если это и остатки городской застройки, то она не столь идеально правильно спланирована, как описывал Платон.

В свете сказанного легко представить реакцию, которую вызвали фотографии, отчетливо запечатлевшие геометрически правильной формы вертикальные уступы: они явно смахивали на остатки постройки. Весть о том, что наконец-то найдены следы погибшей Атлантиды, распространили ведущие телеграфные агентства мира.

Для подтверждения этих данных Институт океанологии АН СССР запланировал специальную экспедицию в район подводных гор Ампер и Жозефина. Первая попытка исследовать в 1981 г. их вершины была неудачной: помешали затяжные штормы. Вторая попытка была предпринята летом 1984 г. в прекрасную погоду. О ее результатах подробно писал в журнале «Наука и жизнь» А. М. Городницкий [1986]. Действительно, вершина Ампер изобилует образованиями, напоминающими вертикальные стенки и карнизы. Более того, в структуре этих стенок высотой 2 м и шириной около 1 м как будто даже можно различить признаки «кладки»: поверхность стен разбита мелкими трещинками, а разделенные ими куски базальта кажутся аккуратно пригнанными друг к другу. Однако это впечатление обманчиво. Водолазы, работавшие на глубине 70 м и добывшие значительное количество образцов материала, слагающего подводные гряды, не обнаружили ни следов кладки, ни каких-либо других признаков деятельности человека.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 3. Сейсмоакустический профиль в районе подводной горы Жозефина


Сходные результаты дало исследование подводной горы Жозефина, которая представляет собой огромный усеченный конус (рис. 3). Ее вершина находится на глубинах 180—600 м. Таким образом, надежды найти Атлантиду в Атлантическом океане пока не оправдались. Но во время экспедиции были получены интересные геологические данные. Так, выяснилось, что подводные горы Ампер и Жозефина, входящие в состав Азоро-Гибралтарской горной подводной системы, образовались 12—10 млн лет назад. Вершины этих гор еще совсем недавно (в плейстоцене) представляли собой острова, разрушившиеся под действием волн и других экзогенных факторов. Вертикальные же гряды на вершине горы Ампер — скорее всего, результат трещинных излияний базальтовых магм, происшедших уже после того, как вулканическая активность горы окончательно угасла. На трещинный характер излияний указывают относительно прямолинейные очертания вулканических гряд и вертикальный характер их стенок.

Итак, теперь, когда стало ясно, что никаких «рукотворных» построек на горе Ампер нет, попробуем все же порассуждать, а могла ли существовать крупная цивилизация на вершинах подводных гор и хребтов в Атлантическом океане. Думается, что природные условия исключали такую возможность. Проникнуть на острова, отдаленные от материка на сотни миль, древнему человеку выло не под силу. Ведь эти горы не соединялись с континентами, и, следовательно, нужны были плавсредства довольно сложной конструкции, которыми человек палеолита еще не обладал. Кроме того, известно, что, когда материковые льды растаяли и уровень океана поднялся до современной отметки, а это случилось 9—8 тыс. лет назад, острова скрылись под водой. Таким образом, история палеолитической цивилизации атлантов и без дополнительного природного катаклизма должна была завершиться на рубеже плейстоцена и голоцена.

С другой стороны, атланты, поселившись на островах в Атлантическом океане, не могли развивать широко металлургию, так как эти острова сложены лишь базальтами и известняками. Значит, атланты вынуждены были завозить руду с континента? Еще что могло сдерживать развитие островной цивилизации, так это незначительные размеры вершин подводных гор. Например, площадь вершинной части горы Ампер всего около 40 км2. Здесь можно было бы построить город, и даже довольно крупный по меркам древнего мира, но не осталось бы места для сельскохозяйственных угодий, да и рыбные запасы в этом районе Атлантики не очень велики.

Однако если держава атлантов не могла возникнуть на островах за геркулесовыми столбами, то существовала ли она вообще? Скорее всего, да. В Средиземноморье можно найти несколько районов, в которых могли произойти события, подобные описываемым в диалогах Платона. Ведь Средиземное море — это океан в миниатюре. Здесь есть глубоководные котловины, вулканические островные дуги, подводные горы и хребты.

Вулканическая активность в ближайшие геологические эпохи была характерна для Апеннин, Иберийского полуострова, Балкан, Сицилии, Сардинии. В настоящее время, помимо Эгейской вулканической дуги, активны вулканы Липарского архипелага, Этна, а в недалеком прошлом Везувий. Другой район вулканизма находится в западной части Мальтийского порога, связывающего Сицилию с Африканским континентом. Это участок с континентальной корой, погруженный под воду и разбитый на поднятия и впадины крупными глубинными разломами, по которым на поверхность поступали магматические расплавы и вулканические эманации.

В западной периферии Средиземного моря, а точнее в море Альборан, известен одноименный подводный хребет вулканического происхождения. Его узкая вершина протягивается на несколько десятков километров в субширотном направлении и венчается каменистым островком Альборан. Вершина подводного хребта выровнена и покрыта тонким слоем карбонатного песка, состоящего из обломков раковин мелководных моллюсков. Севернее расположена узкая глубоководная котловина (1600—1800 м), В составе осадков здесь встречаются металлоносные илы от темно-коричневого до черного цвета. Присутствие оксидов марганца, молибдена и других металлов обычно связывают с подводной гидротермальной деятельностью, которая, в свою очередь, указывает на тектоническую активность недр в данном районе. Обогащение вод моря Альборан оксидами и гидрооксидами металлов обусловило широкое распространение на подводных банках с глубинами 200—600 м и другого, довольно редкого типа морских осадков — зеленых глауконитовых песков.

Древнегреческие источники свидетельствуют о том, что в южной части Иберийского полуострова, т. е. к северу от моря Альборан, в 1-м тысячелетии до н. э. существовало крупное по тем временам государство. Его столица Тартесс находилась в устье реки Бетиса вблизи пролива Гибралтар. В Тартесс приплывали финикийские, а затем и греческие корабли за серебром, которого здесь добывали довольно много. Это дружественное грекам государство участвовало на их стороне в войне против персов и их союзников карфагенян. В ходе военных действий Тартесс был разрушен. Поиски остатков столицы неизвестного государства пока не дали положительных результатов. Их долгие годы на юге Испании проводил немецкий археолог А. Шельтен, который выдвинул предположение о тождестве Атлантиды с Тартессом.

Описания Тартесса, встречающиеся у древних авторов, действительно во многом сходны с приводимыми Платоном. А если это так, то и район моря Альборан может быть включен в орбиту поисков. Катастрофа, описанная в диалогах греческого философа, могла произойти и в районе хребта Альборан. Однако вряд ли это была вспышка вулканической деятельности, скорее всего — крупные тектонические подвижки, приведшие к опусканию хребта или каких-либо отдельных его сегментов. Подобные смещения по глубинным разломам должны были сопровождаться оживлением гидротермальной деятельности, следы которой мы находим в виде металлоносных илов.

Для поисков следов Атлантиды несомненный интерес представляет и обширный участок морского дна между Сицилией и Тунисом. Это район так называемого Мальтийского порога с островами Мальта, Пантеллерия и др. В частности, на острове Пантеллерия, как полагает румынский вулканолог Д. П. Рэдулеску [1979], вулканизм проявлялся еще в историческое время, а на Мальте и сейчас известны горячие гидротермальные источники. Остров Пантеллерия, имеющий исключительно вулканическую природу, сложен как основными, так и кислыми вулканическими продуктами. Некоторые из них имеют очень молодой возраст. Кислые продукты приурочены к крупной кальдере, занимающей большую часть острова. Несмотря на то что сам вулкан угас, здесь действуют фумаролы (выделения очень горячих газов) с температурой около 900° С.

Морское дно на западе Мальтийского порога залегает в основном на небольших глубинах (150—600 м). На возможное нахождение Атлантиды в этом районе, по нашему мнению, указывает то место в диалогах Платона, где говорится, что после катастрофы, вызвавшей погружение на дно столицы атлантов, море перестало быть судоходным из-за огромного количества взмученного со дна ила. Подобное могло наблюдаться только на мелководье, покрытом достаточно мощным плащом глинистых или карбонатно-глинистых осадков. Именно отложения такого состава распространены в Пелагском море и на прилегающих участках Тунисского пролива. Можно предположить, что Пантеллерия и Пелагские острова являются осколками обширного архипелага — Атлантиды. Некогда он распался под влиянием активных тектонических подвижек, которые могли сопровождаться и вулканическими извержениями.

Думается, что в Средиземноморье можно найти еще не один адрес легендарной Атлантиды, образ которой в диалогах Платона, скорее всего, собирательный. В них слышатся отзвуки не одной, а нескольких природных катастроф. Вероятность их должна была повыситься в послеледниковую эпоху, так как освобождение от материкового льда огромных пространств суши вызвало изостатический подъем земной коры и соответственно перераспределение подкоровых (мантийных) масс вещества в недрах. Это привело к оживлению тектонических движений на окраинах захваченных плейстоценовым оледенением континентов, а кое-где к излияниям магм и вулканическим извержениям. Этот последний этап активизации процессов в недрах Земли, в результате которых произошло омоложение рельефа поверхности во многих районах планеты, получил название неотектонического. Он охватывает не только голоцен, но и весь плейстоцен с несколькими фазами оледенения и таяния ледников. Отзвуки геологических катастроф мы находим в легендах разных народов.

Легенды о всемирном потопе

Во многих мифах часто повторяется один сюжет: боги, разгневавшись на людей за греховное поведение, насылают на них великое бедствие — потоп, который приводит к гибели всего человечества, а также большей части живой природы. Лишь избранный богами праведник, посвященный в их замыслы, исподволь готовится к предстоящим испытаниям и на построенной заблаговременно лодке (ковчеге, ящике) спасается со своей семьей, пустившись в плавание по безбрежной водной глади. Вместе с ним в лодке пережидают бедствие представители всех видов животного царства. Плавающий зверинец после долгих поисков суши причаливает к одинокому острову, как правило, к вершине самой большой из известных тому или иному народу горы: у древних греков — Парнас (по другому варианту — Этна), у евреев — Арарат, у шумеров — Нисир (на востоке от реки Тигр). Вслед за этим начинается возрождение человечества и живой природы.

Имя избранного богами праведника у разных народов также разное: в Библии фигурирует Ной, в древнегреческом мифе о потопе — Девкалион, у шумеров — Зиусудра или Утнапиштим, у вавилонян и ассирийцев — Атрахасис. Потоп длился по одним версиям семь дней и семь ночей, по другим — девять суток, согласно библейскому сказанию — 40 дней и 40 ночей. Самый древний вариант мифа, по-видимому, восходит к началу 3-го тысячелетия до н. э. Более поздние версии относятся к началу 1-го тысячелетия до н. э.

Возникает вопрос: существовала ли одна легенда, кочевавшая от одного народа к другому, или действительно в их истории было нечто подобное потопу, что передавалось из поколения в поколение? Совершенно очевидно, что в памяти народной откладываются самые драматические события, которые постепенно трансформируются в мифы и сказания с характерными для них преувеличениями и неправдоподобными деталями. Конечно, в истории каждого народа были периоды очень неблагоприятных погодных условий: затяжные ливни или ураганы небывалой силы, за которыми следовали наводнения и сели, несшие гибель людям и животным. Нередко потери были столь велики, что случались даже переселения больших масс людей, навсегда покидавших родные места. В этом смысле легенда о потопе могла родиться у любого народа.

Однако те варианты, которые бытовали среди древнего населения Южной Европы и Передней Азии, совпадают не только по фабуле, но и по важнейшим деталям, что трудно объяснить многоочаговым возникновением этой легенды. Ведь даже наводнения вызываются разными причинами и протекают по-разному. Поэтому вполне вероятно, что миф о всемирном потопе исходит все же из одного, древнейшего источника и отражает какое-то истинное событие — катаклизм, редко случающийся в природе. Уже рожденным, этот миф распространился со временем среди народов, живших вблизи очагов его зарождения.

Значит, можно заключить, что воспоминания о реальном потопе, иначе говоря о страшном наводнении, исходят, скорее всего, от шумеров — древнейшего из народов Месопотамии — которые создали одну из первых цивилизаций в низовьях долин рек Тигра и Евфрата. От шумеров эта легенда перешла к вавилонянам и ассирийцам, последовательно сменявшим друг друга в этом регионе, а от них — к семитским племенам, переселившимся в XVIII—XVII вв. до н. э. из Месопотамии в Ханаан (Палестину). По-видимому, позднее это сказание хетты и финикийцы поведали жителям Крита, а от них оно дошло до древних греков.

Ответ на вопрос, почему именно у шумеров появилась легенда о всемирном потопе, дали раскопки на месте одного из древнейших городов мира — Ура, располагавшегося на берегах Евфрата. В глубоком шурфе, в 14 м от поверхности, под гробницами шумерских владык, живших в начале 3-го тысячелетия до н. э., английский археолог Л. Вулли обнаружил мощный горизонт илистых осадков, лишенных следов человеческой культуры. Казалось, копать дальше не имело смысла, так как шурф вскрыл подошву антропогенной толщи. Однако Л. Вулли приказал углублять шурф и был вознагражден за это. Пройдя 3-метровый слой ила, шурф снова вошел в осадки, в которых находились обломки кирпичей и керамики. Эти находки принадлежали уже совсем другой культуре, другому народу, вероятно погибшему в результате стихийного бедствия — наводнения, затопившего большие районы в Месопотамии [Церен, 1986].

Действительно, произведенные позднее расчеты говорят о том, что уровень воды, отложившей 3-метровый пласт ила, был по крайней мере на 8 м выше отметки, на которой находилось древнейшее поселение, уничтоженное стихией. Неудивительно, что немногим оставшимся в живых после подобной катастрофы людям потоп мог показаться всемирным. В дальнейшем же рассказ очевидцев, переданный новым кочевникам, которые пришли в эти места (а ими были шумеры), оброс невероятными подробностями и толкованиями жрецов. С их помощью он трансформировался в легенду о том, как боги уничтожили первых людей за их неисчислимые прегрешения, сохранив для будущего только семью праведника.

Вывод же о том, что в Ветхом завесе содержится вариант более древней шумерской легенды, сделал еще до раскопок в Уре сотрудник Британского музея Дж. Смит. Он прочитал ее на табличках из обожженной глины, которые были привезены из другого шумерского города — Ниневии. Рассказ о потопе был записан на них клинописью — древнейшим видом письма, расшифрованного этим ученым. Герой шумерского эпоса Гильгамеш встречает во время своих странствий очевидца потока Утнапиштима, чей рассказ о пережитом и приводится затем от первого лица.

Чем же вызвано было наводнение, приведшее к гибели самой ранней цивилизации в низовьях Тигра и Евфрата? Это мог быть сильнейший паводок, связанный либо с таянием небывало большого количества снега в горах Восточного Тавра, либо с затяжными ливнями в засушливых долинах. Однако трудно представить, чтобы даже самый сильный паводок мог повлечь гибель всего населения. Паводки не сразу достигают максимума, и, следовательно, наблюдая постепенное повышение уровня реки, древние обитатели могли уйти из тех мест. За несколько суток, на протяжении которых, согласно легенде, бушевали дожди, люди успели бы добраться до возвышенных плато или предгорий, никогда не затопляемых полностью водой. Да и каким бы сильным ни был паводок, он вряд ли бы способен был отложить 3-метровый пласт ила. Подобное количество перемещенного материала свидетельствует о подлинной катастрофе, происшедшей достаточно внезапно и связанной с экстраординарным событием.

Таковым вполне могло быть сильнейшее землетрясение в горах Тавра, которое привело к разрушению естественной дамбы, некогда запиравшей выход из ущелья, где находилось крупное горное озеро. Не менее грандиозное землетрясение в горах Загроса или в Ормузском проливе могло вызвать резкое смещение участков дна по разломам в Персидском заливе или Аравийском море и породить гигантскую волну, обрушившуюся на побережье. А ведь Ур находился на побережье Персидского залива, так как в период фландрской трансгрессии береговая линия располагалась в глубине суши, в некоторых десятках километров от современной.

И в. том и другом случае вода должна была тащить огромное количество взмученного илистого осадка. Однако если катастрофа случилась в горах Восточного Тавра, то она неминуемо должна была бы породить мощный селевой поток, который вместе с тонким глинистым материалом вынес бы на равнину большое число разнокалиберных обломков пород. Если же катастрофа была вызвана цунами, т. е. пришла с моря, перемыву в речных дельтах должен был бы подвергнуться глинистый ил с песком, выстилающий дно в этой части Персидского залива. Тщательное изучение осадка, слагающего горизонт ила не только в раскопанной части древнего города Ур, но и на соседних участках аллювиальной долины реки Евфрат, должно дать ответ на вопрос, какого рода геологическая катастрофа произошла в Месопотамии примерно 5 тыс. лет назад. Согласно же описаниям Л. Вулли, этот осадок не содержит крупных обломков пород. А именно они, катившись с гор с водой и илом, должны были бы накрыть древние поселения в долине Евфрата.

Еще одним свидетельством в пользу цунами может служить факт гибели примерно в то же время другой древнейшей цивилизации — Мохенжо-Даро, существовавшей в нижнем течении реки Инд в северо-западной части Индостанского полуострова, т. е. на другой окраине Аравийского моря. Сейчас в отсутствие точных датировок осадков, покрывающих развалины Ура и Мохенжо-Даро, трудно судить, насколько связаны две эти катастрофы. Очевидно, однако, что цунами, зародившись где-то в районе Ормузского пролива или на другом участке Аравийского моря, могло сохранить свою разрушительную силу, пройдя весь Персидский залив и достигнув с одной стороны Месопотамии, а с другой — дельты Инда.

Примером катастрофы, вызванной гигантской приливной волной, вторгшейся в речную дельту, могут служить события, происшедшие на нашей памяти в низовьях Ганга и Брахмапутры. Ураган, бушевавший несколько дней в Бенгальском заливе осенью 1969 г., сопровождался ветром, скорость которого превышала 200—250 км/ч. Он породил смерч, который пронесся в ночь с 12 на 13 ноября над дельтой, вырывая с корнями деревья и разрушая жилища. Затем, как свидетельствуют очевидцы, со стороны океана донесся зловещий гул, усиливавшийся с каждой минутой. Вскоре на острова и берега речных проток обрушились мощные волны. На некоторое время наступила обманчивая тишина, когда казалось, что стихия утихает. И тут хлынул страшный вал. Вода затопила не только дома, но и верхушки деревьев, на которых спасались отчаявшиеся люди. Это пришла волна, высотой 10 м. Она прокатилась по территории площадью в десятки тысяч квадратных километров, затопив все острова и часть прилегающей к дельте суши. Погибло несколько сот тысяч человек (по разным данным, от 150 до 350 тыс.).

Вот какие беды способен натворить приливный вал, порожденный ураганом, и каким разрушительным потенциалом должен обладать прилив, вызванный катастрофическим цунами, если вспомнить, что высота волн может достигать 40 м.

Открытие океана

По следам финикийских кораблей

Едва ли какой-нибудь другой народ в античном мире заслужил в такой степени название морского, как финикияне. Они поселились еще в 3-м тысячелетии до н. э. на побережье современного Ливана, создали развитую цивилизацию в городах-государствах Тир и Сидон, а затем основали многочисленные колонии на берегах Ливии (Африки) и Иберийского полуострова. Выходцы из Финикии воздвигли Карфаген, ставший грозным соперником Рима.

Этот народ не оставил значительных памятников архитектуры. Его стихией было море, а основным занятием — торговля. Финикияне выступали и в роли посредников при ведении торговых операций между различными государствами. Они первыми освоили западную часть Средиземноморья и вышли за геркулесовы столбы, в Атлантику. Остатки их поселений сохранились в различных пунктах побережья Иберийского полуострова: Малага, Секси, Абдера, Гадес. Финикияне открыли морские пути в Атлантический и Индийский океаны. Именно из финикийских источников черпали сведения античные авторы о Ливии южнее Египта и о побережьях других дальних стран.

Одним из древнейших описаний дальнего морского плавания, вернее, нескольких морских экспедиций считается «Перипл Ганнона». Этот текст, выставленный в свое время в храме верховного бога Кроноса в Карфагене для ознакомления с ним народа, как полагают, является отчетом царя карфагенян Ганнона о плавании вдоль Атлантического побережья Африки. Специалисты считают, что целью перипла было основание первых колоний карфагенян за геркулесовыми столбами. В экспедиции участвовало 60 пентеконтер — целый флот крупных галер, на которых разместились несколько тысяч человек и все необходимые для длительного путешествия припасы. По мере продвижения вдоль Африканского берега сначала на юго-запад, а потом на юг карфагеняне строили опорные пункты, поселения, храмы.

Миновав пустынное побережье современного Марокко и Мавритании, а потом и устье реки Сенегал, Ганнон со своими спутниками двигался еще много дней на юг, пока не вышел «на неизмеримый морской простор». Здесь карфагеняне, видимо, достигли Гвинейского залива, вдоль берегов которого они плыли еще несколько дней. В конце своего пути моряки увидели «землю, заполненную огнем; в середине же был огромный костер, достигавший, казалось, звезд. Днем оказалось, что это была большая гора, называемая Колесницей богов» [История Африки, 1984]. Как полагают исследователи, это описание относится к Теон Охема — вулкану на побережье Камеруна, который активен до сих пор (последнее извержение его произошло в 1929 г.).

Ганнон не пошел дальше на юг, считая свою миссию завершенной. Торговать было не с кем, и карфагеняне повернули обратно. Составленный Ганноном перипл, по существу, является первым отчетом о длительной морской экспедиции, имевшей не только коммерческое, но и большое научное значение. В нем мы находим описания природы и быта населения Западной и Северо-Западной Африки. Недаром на «Перипл Ганнона» ссылались многие античные географы и историки, что убеждает в его подлинности.

Надо сказать, что плавание Ганнона, совершенное, как полагают, в середине VI в. до н. э., было не первым проникновением в океан. Значительно более дерзкий и успешный поход совершили за несколько десятилетий до него финикияне, находившиеся на службе у египетского фараона Нехо II, который правил в 609—594 гг. до н. э.

Краткое описание этого самого невероятного из предприятий древних на море мы находим у Геродота: «Финикияне вышли из Красного моря и затем поплыли по Южному. Осенью они приставали к берегу и, в какое бы место в Ливии ни попадали, всюду обрабатывали землю; затем дожидались жатвы, а после сбора урожая плыли дальше.

Через два года на третий финикияне обогнули геркулесовы столбы и прибыли в Египет. По их рассказам (я-то этому не верю, пусть верит, кто хочет), во время плавания вокруг Ливии солнце оказывалось у них на правой стороне. Так впервые было доказано, что Ливия окружена морем» [История Африки, 1984. С. 23].

То, что вызвало в свое время недоверие Геродота, как раз сейчас доказывает, что финикияне действительно обогнули Африку: солнце, встававшее в начале плавания у них слева, во второй его половине поднималось уже справа (за мысом Доброй Надежды, когда они повернули на север).

Финикийским морякам, совершившим это беспримерное плавание, в конце концов не повезло. Вернувшись в Египет, они не застали в живых фараона Нехо, а вступивший на престол его преемник не проявлял интереса к географическим открытиям. Потому результаты экспедиции и не нашли достойного отражения в древних памятниках Египта. Это великое предприятие было вскоре забыто, и, если бы не Геродот, мы ничего бы о нем не знали.

В VI в. до н. э. финикиянин Скилак Кариандский совершил плавание в Индийский океан (тогда его называли Эритрейским морем). Он оставил описание своего путешествия, которое получило широкую известность в античном мире, но дошло до нас лишь в более поздних извлечениях греческих авторов. Другой Скилак, которого стали именовать псевдо-Скилаком во избежание путаницы со Скилаком Кариандским, через 100 лет повторил плавание Ганнона вдоль Атлантического побережья Северо-Западной Африки, добравшись, однако, только до самой дальней колонии финикиян — Керны. Результатом этого плавания была составленная псевдо-Скилаком лоция. Она содержала довольно подробное описание побережья, вплоть до предостережений о всякого рода препятствиях для плавания судов. Так, лоция предупреждала, что побережье за Керной малопригодно для плавания из-за мелей, обилия ила и водорослей [История Африки, 1984].

Эйрик Рыжий с вулканического острова

После разгрома Карфагена и установления владычества римлян в Средиземноморье в истории мореплавания наступил длительный перерыв. Лишь спустя многие столетия была открыта новая страница в летописи морских путешествий, и сделали это народы, населявшие побережья Скандинавии и Ютландского полуострова. Суровые природные условия поневоле заставляли скандинавов осваивать морское дело. В море они добывали рыбу и зверя. По морю пролегали самые удобные дороги, связывавшие не только далеко отстоявшие друг от друга области, но и соседние фьорды. Путь же по гористым и пустынным тропам через разделявшие их хребты был опаснее и длительнее плавания по морю. Ограниченность пригодных для земледелия и скотоводства земель и частые недороды вынуждали скандинавов искать новые земли, вести оживленную торговлю с соседями.

При раскопках курганов в Южной Норвегии и Дании были обнаружены остовы древних кораблей, носы которых были обращены на юг, в сторону моря. Судно из Гокстада (Норвегия) поразило корабелов совершенством конструкции: мощный глубокий киль, мачта для паруса и 16 пар 6-метровых весел (помимо большого рулевого весла). Такая оснастка позволяла легко управлять кораблем и придавала ему большую маневренность. Суда викингов могли двигаться как по ветру, так и против него. Их борта были сшиты из гибких, сужавшихся к носу и корме деревянных планок, связанных вместе шпангоутом. Длина судов, на которых викинги совершали дальние походы, достигала 20—25 м. Благодаря мелкой осадке на них можно было не только совершать морские плавания, но и подниматься вверх по течению неглубоких рек. Киль судна делали из ствола одного дерева, поэтому максимальная длина кораблей не превышала 30 м. Однако и такое судно с 20 и более парами гребцов могло принять на борт крупный отряд воинов или несколько семей переселенцев с имуществом и скотом [Гуревич, 1966].

На рубеже VIII и IX вв. норвежцы стали осваивать и заселять острова в Северо-Восточной Атлантике — Шетландские, Оркнейские, Гебридские, Фарерские, где климатические условия благоприятствовали земледелию и овцеводству.

Норвежские мореходы неоднократно высаживались на берегах обширного острова, названного ими сначала Страной снегов, а затем Страной льдов,— Исландии. И хотя здесь уже обитали ирландцы (в основном отшельники), крупных поселений до викингов, однако, не было. Природные условия в Исландии для норвежцев были привычными, и в последней четверти IX в. они начали переселяться сюда вместе с семьями и домашними животными. Норвежская знать занимала земли вдоль побережья острова, где были лучшие пастбища и стоянки для кораблей.

Скандинавы в ту эпоху были язычниками и не имели письменности. Поэтому о своих походах они рассказывали в сагах — устных преданиях. Скальды — древние сказители — не только воспели героику той эпохи, по и отразили истинные исторические события, нравы и быт своих современников. Сочинители саг не были профессиональными литераторами, однако умение их складывать ценилось не меньше, чем подвиги храброго воина. Поэтому скальдами нередко становились знатные викинги и даже некоторые из их предводителей — конунги.

Наибольшую известность получили исландские саги, в которых отражена история заселения Исландии. Правда, в исландских сагах очень мало места уделено ландшафтам и необычным природным явлениям. Ведь Исландия — остров не только льдов, но и гейзеров, горячих источников и других вулканических проявлений. Уже на нашей памяти здесь произошло несколько мощных вулканических извержений.

Исландия не просто вулканический остров. Она является частью мощной системы срединно-океанических подводных хребтов, разделивших Атлантический океан на западную и восточную половины. Плодородие земель на острове во многом обусловлено разложением вулканических продуктов под влиянием физических и химических агентов выветривания.

По-видимому, заселение Исландии происходило в период относительного тектонического покоя. Во всяком случае, извержения вулканов викингов не пугали. Значение же горячих источников они оценили сразу. Первый поселенец Ингольд Арнарсон стал осваивать новые земли в районе города Рейкьявика вблизи горячих источников. В сагах они упоминаются довольно часто.

Суда викингов, промышлявших рыбу и морского зверя, нередко уносило далеко в океан. Возвращаясь из плавания, моряки рассказывали, что видели на западе неизвестную землю. Эйрик Рыжий, приговоренный за убийство к изгнанию из Исландии, решил спустя столетие после начала ее заселения отправиться на поиски этой новой земли. После нескольких недель плавания он действительно обнаружил неведомый остров, богатый пастбищами и плодородными почвами.

Таким образом, викинги стали, по-видимому, первыми людьми, которым удалось пересечь океан, а ведь только от Исландии до Гренландии расстояние превышает 2 тыс. км (в общей сложности Эйрик Рыжий преодолел расстояние 4,5 тыс. км). Викинги не только переплыли океан, но и, во существу, сделали этот путь проторенным. На протяжении примерно трех столетий поддерживалось сообщение между Исландией и Гренландией. В южной части Зеленого острова существовали крупные поселения выходцев из северных стран Европы: более 300 дворов было обнаружено археологами на его побережье.

Обосновавшись в Гренландии, исландцы стали продвигаться дальше. Уже в 986 г. Бьерни Херьюльфссон на пути из Исландии в Гренландию сбился с курса и увидел новые земли. На их поиски вскоре отправился сын Эйрика Лейф. Сначала Лейф высадился на берегу, покрытом плоскими камнями (вероятно, это были каменистые пляжи побережья Лабрадора), и обозначил эту местность как Хеллюланд (в переводе страна плоских камней). Затем южнее он обнаружил берега, поросшие лесом. Эту страну он назвал Меркланд (страна лесов). Спустя два дня, согласно «Саге о гренландцах», Лейф открыл Винланд — землю плодородных лугов (в другом варианте — страну дикого винограда). Перезимовав в Винланде, Лейф вернулся в Гренландию, после чего получил прозвище Лейф Счастливый.

Археологические изыскания на острове Ньюфаундленд подтвердили многое из того, о чем сообщается в сагах. Здесь обнаружили следы строений, почти как у викингов, и остатки кузницы.

Освоение арабскими мореходами Индийского океана

Наследниками финикиян на востоке стали арабские мореходы. После завоевания в VII—VIII вв. огромных пространств в Передней Азии, Северной Африке и на Пиренейском полуострове арабы захватили контроль над всеми торговыми путями с востока на запад. Не менее важное значение, чем караванные тропы, в арабской торговле имели морские пути, издавна пролегавшие вдоль побережий Аравийского и Красного морей, Персидского залива и западного побережья Индостана.

Так как исконные места обитания арабов небогаты лесами, они строили небольшие суда, пригодные в основном для каботажного плавания, — с одной мачтой, одним парусом и рулем, сколоченные без гвоздей. Отдельные доски крепились вместе веревками из коры кокосовых орехов. Эти веревки, правда, не гнили в воде, но хороший шторм мог разметать связанные на живую нитку элементы конструкции. Отсутствие прочных кораблей заставляло арабов учиться мореходному искусству. Они знали, где находятся опасные мели и прибрежные рифы, могли определять направление основных вдольбереговых течений и время смены ветров (муссонов). Благодаря знанию гидрологической обстановки арабские мореплаватели уже в средние века стали составлять подробные лоции с описанием берегов, основных ориентиров, городов и народов, их населявших. Это занятие считалось настолько почетным, что авторы некоторых лоций, наиболее известные муаллимы (капитаны-наставники), нередко облекали их в поэтическую форму. Так, Ахмед Ибн Маджид в конце 80-х годов XV в. создал поэму «Китаб ал-фавиид», в которой, помимо основ науки навигации, привел характеристику береговых линий, островов и морей.

Судя по приведенным в этой лоции сведениям, арабские мореходы отлично изучили побережье Восточной Африки, Западной и Восточной Индии, островов Сокотра, Ява и Цейлон. Они посещали Лаккадивские и Мальдивские острова. В лоции Ибн Маджида упоминаются острова Сулавеси, Тимор и др.

Судя по детальной характеристике островов в районе моря Банда, арабские мореходы отлично знали пути и к ним. Еще до прихода португальцев и испанцев арабы достигли Филиппин. Одним из первых и важнейших пунктов, где они делали остановку во время плавания на юг Индийского «моря», был «остров блаженства» — Сокотра. Этот гористый полупустынный остров с засушливым климатом расположен на обширном подводном карбонатном плато, окружающем с востока Африканский Рог. Сложенный известняками мелового и кайнозойского возраста, остров опоясан довольно узкой прибрежной равниной с небольшими бухтами и заливами. На склонах возвышенностей на высоте 30—50 м «висят» дюны — груды песка, занесенные сюда ветром. А там, где к берегу спускаются уступами невысокие горы, волны омывают валуны и гальку гранитов и гнейсов, закованные в известняк. Они торчат из него словно черные пушечные ядра, застрявшие в стене крепости. Это полоса бичрока, иначе говоря, присклоновая осыпь, сцементированная карбонатом кальция в зоне осушки,— передовой редут суши перед наступающим морем.

На Сокотре произрастают удивительные растения. Рядом с деревом «драконовой крови», дающим красную смолу, можно встретить странные растения с бочковидным стволом, из которого торчат две-три ветви с широкими мясистыми листьями. Это «бутылочные» деревья, широко распространенные на Сокотре. В тихую погоду до проходящих в море судов доносятся ароматы благовоний. Именно за ними заходили на остров арабские купцы.

Из портов Восточной Африки арабские мореходы, минуя Сокотру, плавали через Аравийское море на восток, к Малабарскому побережью Индии. Удивительно разнообразны берега Индийского океана! Так, покрытые буйной тропической растительностью малабарские берега представляют разительный контраст с сокотрийскими. Перед крутыми скатами зеленых холмов, округлые вершины которых вздымаются все выше к горизонту, здесь расположены короткие приливно-отливные площадки, где растут мангры. Во время отлива они превращаются в болотистую топь, наполненную черной глинистой жижей и кишащую множеством мелких живых существ. На взморье встречаются иловые холмы — глинистые отмели, образованные разжиженным илом, который легко взмучивается волнами и течениями и создает в воде бурые облака взвеси. Выйти на чистую воду из такой мели судну не всегда просто.

В поисках Эльдорадо

Конец XV столетия стал временем резкого расширения знаний, и прежде всего географических, о Мировом океане. Европейцы, до того плававшие в основном в пределах видимости берегов, стали выходить в открытый океан, где их ждали интересные находки. Наибольшие успехи в этом плане выпали на долю португальских моряков, открывших Азорские острова и острова Зеленого Мыса, а в 1488 г. под командованием Бартоломеу Диаша обогнувших мыс Доброй Надежды. Все это стало возможным благодаря значительным достижениям в судостроении и кораблевождении. В XV в. в Европе начали строить крупные многопалубные парусные суда, способные вместить в трюмы большие запасы воды и продовольствия. Новые суда выдерживали продолжительные штормы и ураганы, отличались маневренностью и при попутном ветре развивали достаточно высокую скорость, были вооружены пушками.

Морские европейские державы с завистью смотрели на Португалию, получившую от папы римского права на открытие новых земель к югу и востоку от мыса Бохадор (Северо-Западная Африка) и морских путей в Индию.

Поэтому, когда в Испании появился X. Колумб с дерзким проектом открыть западный путь в Индию, при мадридском дворе решили рискнуть, благо проект был поддержан одним из виднейших финансистов, который согласился субсидировать это предприятие. X. Колумб опирался на гелиоцентрическую теорию Коперника, доказавшего шарообразное строение Земли. Саму мысль о возможности, отплыв из Европы на запад, достичь восточных стран X. Колумбу подсказал флорентийский космолог П. Тосканелли.

Заключив небывало выгодное для себя соглашение с испанским двором (ему должна была причитаться 1/10 доля прибылей, которые могли бы быть получены во вновь открытых землях, и наследственный титул вице-короля), X. Колумб отплыл в 1492 г. из Палоса на двух кораблях, держа путь к Канарским островам. Отсюда он повернул в открытый океан, двигаясь прямо на запад. После 33-дневного плавания X. Колумб встретил неведомую землю, которую он принял за Юго-Восточную Азию. Теперь известно, что мореплаватель в первом своем путешествии через Атлантический океан наткнулся на один из островов Багамской группы, назвав его Сан-Сальвадором. Открыв еще несколько островов этого архипелага, X. Колумб повернул на юг и достиг берегов Кубы и Эспаньолы (остров Гаити), продолжая думать, что двигается вдоль края Азиатского материка.

Вернувшись в марте 1493 г. в Испанию, X. Колумб уверил королей, что открыл кратчайший западный путь в Индию. Эта весть, всколыхнувшая всю Европу, испугала португальцев, считавших, что права на освоение Индии принадлежат им. Не прошло и двух месяцев после возвращения X. Колумба, как папа Александр IV Борджиа уже произвел раздел заокеанских земель между Испанией и Португалией, закрепленный через год в Тордесильясском договоре.

Началась лихорадочная гонка между этими странами за открытие и освоение новых земель в целях установления господства над восточной торговлей. О том, насколько велики были ставки в этой гонке, говорят хронология последующих экспедиций и открытий. Так, уже в сентябре 1493 г. из города Кадиса вышла вторая экспедиция X. Колумба, направлявшаяся в Западную Индию на 17 судах; на борту их находилось более 1,5 тыс. человек. Во время этого плавания X. Колумб открыл ряд островов: Малые Антильские, Пуэрто-Рико и Ямайку.

Подхлеснутые успехами X. Колумба, португальцы в 4497 г. снарядили экспедицию на трех кораблях для освоения южного пути в Индию. Возглавил эскадру Васко да Гама. В декабре того же года его корабли обогнули южную оконечность Африки и вышли в Индийский океан, повторив путь Б. Диаша. Далее предстояло двигаться неизведанными путями. После ремонта судов и отдыха на побережье близ устья реки Замбези Васко да Гама достиг в феврале 1498 г. порта Мозамбик, а затем и города Момбас, где не встретил дружеского приема со стороны тамошнего арабского правителя. Перебравшись в Малинди, Васко да Гама получил надежного лоцмана, которым оказался известный нам Ахмед Ибн Маджид, автор лоции по Индийскому океану. Спустя 23 дня после выхода из Малинди Ибн Маджид привел эскадру Васко да Гамы к побережью Индостана. Летом следующего года два корабля этой эскадры с сильно поредевшей командой вернулись в Лиссабон.

Пока Васко да Гама пробивался к Индии, X. Колумб организовал в 1498 г. третью экспедицию в западную половину Атлантического океана. На этот раз он открыл остров Тринидад и полосу побережья Южной Америки в Карибском море, в районе залива Пария и одноименного полуострова. Несмотря на эти открытия, третье плавание X. Колумба не принесло королевской казне ничего, кроме убытков. В Испанию X. Колумб вернулся в кандалах, и, хотя его вскоре помиловали, слава этого великого мореплавателя быстро пошла на убыль. Патенты на открытие новых земель на западе получили некоторые из участников плаваний X. Колумба.

Накануне нового столетия из Испании к берегам так называемой Западной Индии устремились уже четыре экспедиции. Две из них обследовали побережье Южной Америки в Карибском море вплоть до района Карибских Анд, а третья, возглавляемая В. Пинсоном, спутником X. Колумба по второму плаванию за океан, открыла побережье Бразилии, пройдя вдоль него от 5°30' ю. ш. на северо-восток, до устья Амазонки и далее до устья Ориноко. Благодаря этим экспедициям на морских картах начали вырисовываться контуры неизвестного материка. О нем можно было сказать только то, что он не является Азией, так как протягивается на юг от экватора.

Темп открытий в Новом Свете, как назвал «Западную Индию» Америго Веспуччи, в первые годы XVI в. возрастал. Португальцы, вышедшие до того на просторы Индийского океана, хотели первенствовать и на западе. Огромная эскадра из 12 судов во главе с Педру Кабралом всего на три месяца позднее испанцев подошла к берегам Бразилии. Правда, как считают И. П. и В. И. Магидовичи [1983], португальцы двигались от островов Зеленого Мыса на юг с целью обогнуть Африку, но их снесло течением к берегам Южной Америки. И тем не менее на их долю выпал успех: на 17° ю. ш. они открыли побережье Бразилии.

Волна открытий докатилась в конце XV в. и до Британских островов. Находившийся на английской службе итальянец Джон Кабот (Джованни Кабото), выйдя в 1497 г. из города Бристоля на небольшом судне, пересек Атлантический океан и через месяц достиг острова Ньюфаундленд, который, как мы знаем, еще за 400 лет до этого начали осваивать исландские викинги.

Таким образом, на рубеже XV и XVI вв. границы мира, известного европейцам, стали стремительно раздвигаться. Почти каждое новое плавание приносило вести об открытиях новых островов, мысов, заливов и рек, выходивших к побережьям неведомых стран. Две соперничавшие на морях державы — соседи на небольшом Пиренейском полуострове — продвигались с двух сторон к Тихому океану. Уже в 1513 г. испанец Нуньес де Бальбоа пересек Панамский перешеек, вышел к его восточным берегам, а за два года до этого португальцы достигли островов Индонезии.

Следует признать, что большинством первооткрывателей двигало не столько стремление к познаниям, сколько жажда наживы. Недаром в эту эпоху получила широкое хождение легенда об Эльдорадо — стране золота, правитель которой утром покрывал себя золотой пудрой, чтобы вечером смыть ее в водах священного озера. Мечта о золоте толкала искателей приключений на поиски новых земель.

Описываемый этап открытия океана завершился первым кругосветным плаванием португальца Ф. Магеллана (1519—1521 гг.), состоявшего на службе в Испании. Он исследовал побережье Патагонии и через пролив, отделяющий Южно-Американский континент от архипелага Огненная Земля, который носит теперь его имя, открыл проход из Атлантического океана в Тихий. Ф. Магеллан пересек Тихий океан, осуществив тем самым мечту X. Колумба достичь западным путем берегов Азиатского материка. Лишь после плавания Ф. Магеллана стало ясно, какие огромные пространства на Земле занимают океаны. А ведь еще предстояло проследить границы водных пространств до самых высоких широт, нанести на карты побережья Тихого и Индийского океанов, оконтурить Северный Ледовитый океан, открыть два континента — Австралию и Антарктиду — и множество островов. Эти задачи решали следующие поколения моряков и естествоиспытателей.

Проникнув в открытый океан, люди начали его освоение с островов, многие из которых были необитаемыми. Здесь они не только открыли множество новых видов животных и растений, но и стали свидетелями неизвестных ранее природных явлений. Из наблюдений за ними родились первые представления о природе океана.

Тайны огнедышащих островов

У побережья Северо-Западной Африки расположен вулканический архипелаг. Великолепные конусы вулканов, поднимающиеся в заоблачные выси, хорошо видны в ясную погоду с Африканского берега. Ровный мягкий климат, живописные пейзажи, разнообразие растительности, теплые воды океана — все это притягивает сюда многочисленных туристов. Эти острова издавна были приманкой для завоевателей, искателей приключений, путешественников. Об их существовании знали римляне, а до них карфагеняне. Об этом свидетельствуют наскальные надписи, напоминающие карфагенское письмо. Острова эти называются Канарскими. Больше всего наскальных надписей было обнаружено на острове Иерро — самом западном островке архипелага. По мнению французского ученого Р. Верно, алфавитные знаки, которыми составлены эти письмена, являются нумидийскими.

На Канарских островах высаживались арабские мореплаватели, в том числе в 999 г. адмирал Фаррук, а спустя 400 лет — португальцы и испанцы. Многие тайны унесли с собой в могилу гуанчи — коренные жители островов, поражавшие завоевателей своей светлой кожей, золотисто-каштановыми волосами, высоким ростом и великолепным телосложением. Это были исключительно мужественные люди. Почти столетие они сопротивлялись вооруженным огнестрельным оружием испанцам, бросаясь с отвесных скал, когда не оставалось другого выхода,— в плен они предпочитали не сдаваться.

В облике современных жителей Канарских островов изредка проступают черты их загадочных предков, происхождение которых до сих пор остается тайной. Некоторые авторы видели в гуанчи потомков легендарных атлантов. Однако в отличие от последних гуанчи не знали металлов и не владели искусством судовождения. Другие исследователи полагали, что предками коренных жителей были кроманьонцы — древнее население Европы, вытесненное оттуда волнами мигрировавших из Азии индоевропейских племен. Это предположение, возможно, не лишено оснований. Во всяком случае, антропологи, исследовавшие мумифицированные останки многих гуанчи (а они, как и египтяне, владели искусством мумифицировать умерших сородичей), отметили, что по ряду признаков строения черепов они действительно напоминают кроманьонцев.

Гуанчи жили в естественных и искусственных пещерах в горах и на склонах вулканов. Язык их, судя по сохранившимся во французских и испанских хрониках корням, был близок к берберскому. Это были люди, по уровню развития еще находившиеся в каменном веке. Никто не может объяснить, как они попали на Канарские острова, отделенные от побережья Африки довольно широкой полосой (60 км) глубокой воды. Более того, у них были овцы, собаки и крупный рогатый скот. Во всяком случае, те гуанчи, которых застали здесь французы и испанцы, не умели строить даже простейшие лодки и переправлялись с одного острова на другой вплавь. Эта загадка и породила версию, согласно которой гуанчи — потомки обитавших в горах пастухов, оставшихся в живых после гибели Атлантиды. В таком случае от них нельзя требовать мореходных знаний. Увы, геологические данные свидетельствуют о том, что Канарский вулканический архипелаг образовался многие миллионы лет назад и не является центром обширного субконтинента, ушедшего под воду благодаря природному катаклизму. Каждый остров представляет собой отдельно стоящий мощный вулканический постамент, к которому приурочены один или несколько конусов вулканов. Острова разделены проливами глубиной до нескольких тысяч метров.

Самым большим и красивым вулканом Канарской группы справедливо считается Тейде, возвышающийся на острове Тенерифе. Этот наиболее крупный в архипелаге остров хранит свидетельства бурного вулканического прошлого: ущелья, заполненные лавовыми потоками, черные скалы с дресвой базальтов и окалиной вулканических корок у их подножия, старые и новые кратеры, лавовые плато. Все это придает неповторимый облик острову. Последнее крупное извержение здесь произошло в конце XVIII столетия, однако подземные толчки и взрывы регистрируются в разных частях острова время от времени и сейчас.

Тенерифский вулкан впервые был подробно обследован А. Гумбольдтом, который установил вертикальную климатическую зональность в горах, подобную широтнозональной смене климатических поясов на Земле от экватора к полюсам. Действительно, за зоной тропической и субтропической растительности на уровне 1300—1400 м в горах расположен пояс сосновых лесов, вслед за которым на высоте 2000 м туристы, поднимающиеся на Тейде, попадают на безжизненное лавовое плато Лас Канарас, куда зимой спускаются снежные лавины.

На другом острове Канарской группы — Пальма находится огромный вулканический кратер. Он так и называется — Ла Кальдерас. Это гигантский провал в горах, глубиной более 2000 м, на дне которого растут деревья и высятся скалы, напоминающие корабль. По свидетельству Л. Грина [1972], известного журналиста и путешественника, здесь раз в 5 лет происходили религиозные церемонии, перед началом которых каменный корабль украшали и очищали от наростов.

Канарский архипелаг, в который входят семь островов, приурочен к зоне щелочного вулканизма. Некоторые исследователи связывают его формирование с прохождением участка Африканской литосферной плиты над «горячей точкой», которая располагается на границе ядра и мантии. Этим пытаются объяснить щелочной состав магматических расплавов, поднимающихся здесь к поверхности. Последнее извержение зарегистрировано в 1924 г. на острове Лансароте, когда возник новый кратер. Его образование сопровождалось выбросами в воздух раскаленных камней.

К югу от экватора в центре Атлантического океана лежит остров, один вид которого вызывает у приближающихся к его берегам: путешественников чувство тревоги. «Передо мной открылся остров, не прелестно улыбчивый, а оскаленный страшной гримасой»,— писал Ч. Дарвин, посетивший остров Вознесения (а речь идет именно о нем) во время плавания на «Бигле». Как пишет Л. Грин [1972], у моряков прошлых столетий этот остров получал прозвища одно другого не лестнее; «Чертово Поддувало», «Кубок Дьявола» и др. Так чем же пугает остров вновь прибывших? Скорее всего, мрачной окраской поверхности, покрытой черными лавовыми потоками, агломератом и таким же черным песком. Кроме того, здесь отсутствует растительность.

Как и большинство островов в океане, остров Вознесения имеет вулканическое происхождение. Его вершину, площадь которой достигает нескольких сот квадратных километров, составляют 40 слившихся конусов. Самой высокой на острове является гора Грин (875 м). Именно эту вершину увидели на пути к южной оконечности Африки португальские моряки флотилии Жуана да Новы, снаряженной в Индию. Это случилось в день Вознесения в 1501 г., о чем и напоминает название острова. В те далекие времена он был, вероятно, еще более мрачным. Португальцы, ступившие на берег первыми, не нашли здесь ничего интересного, однако оставили на острове несколько коз, полагая, что как промежуточный пункт на пути в Южную Атлантику он может сослужить хорошую службу.

Так оно и было на протяжении столетий, когда остров являлся своего рода почтовым ящиком: моряки оставляли здесь в бутылках свои послания в надежде, что другие, направляющиеся в Европу суда доставят их на родину.

Лишенный воды, остров Вознесения был и своеобразным местом ссылки: сюда высаживали провинившихся моряков. Здесь же неоднократно спасались жертвы кораблекрушений. В XIX и XX вв. на острове находился пост английской кабельной службы, следившей за состоянием подводных кабелей, проложенных через океан.

Остров Вознесения наряду с островами Аннобон, Сан-Томе, Принсипи и Фернандо-По образует вулканический хребет, который подходит к побережью Африки в районе Камеруна. Остров Вознесения исключительно молод с геологической точки зрения: ему не более 50 тыс. лет. Он поднялся над поверхностью океана в эпоху последнего оледенения приполярных областей Земли. За прошедшее время на поверхности вулканических пород не успел образоваться почвенный слой, да и семенам древесных растений неоткуда было появиться. Ведь остров посещают только морские черепахи и черные крачки, редко появляющиеся вблизи материков. К тому же дожди на острове выпадают не чаще 1—2 раз в году, что также не благоприятствует развитию растительности.

Для геолога остров интересен тем, что он возвышается над одним из сегментов Срединно-Атлантического хребта, рассекающего Атлантику на восточную и западную половины. Небольшой возраст острова свидетельствует о молодости приподнятой части этого сооружения. Пройдет еще несколько сот тысяч или миллионов лет, и остров Вознесения, оказавшись уже не на гребне хребта, а на его опускающемся крыле, погрузится в пучины океана, по-видимому так и не успев избавиться от своей дурной репутации.

Другой, не менее мрачный вулканический остров (крупнейший в архипелаге) находится в центре Южной Атлантики, вблизи 40° ю. ш. Это знаменитый Тристан-да-Кунья, который не только привлекает сюда искателей кладов, но и славится удивительно здоровой средой обитания, позволяющей островитянам вести активный образ жизни до весьма преклонных лет. Старики, доживающие до 90—100 лет, здесь не столько исключение, сколько правило. Люди, живущие постоянно на острове, почти не болеют, а великолепное состояние их зубов даже в глубокой старости столь поразительно, что стало объектом специальных исследований.

На острове Тристан-да-Кунья, образованном большим вулканическим конусом, с диаметром основания около 12 км, и 30 побочными конусами, как и на острове Вознесения, преобладают темные тона. Растительность здесь развита очень слабо. К океану спускаются береговые кручи, сложенные конгломератами, включающими в основном гальку вулканических пород. Самые древние из них имеют возраст 1 млн лет. Вулкан считался давно потухшим. Однако в 1961 г. здесь произошло настолько сильное извержение, что все население острова (270 человек) было эвакуировано в Южную Африку. Лишь через несколько лет люди смогли вернуться обратно. Происхождение острова связывают с существованием «горячей точки», следом которой является также Китовый хребет.

Остров был открыт в октябре 1506 г. португальскими моряками эскадры под командованием Тристана-да-Куньи, в честь которого он и был назван. Это открытие стоило жизни многим матросам, погибшим от холода. За прошедшие с тех пор 400 с лишним лет на скалах вокруг острова потерпело крушение много кораблей. Нередко части команды удавалось спастись и даже спрятать на острове ценности. Поэтому Тристан-да-Кунья издавна имеет славу острова сокровищ.

Один из действующих в настоящее время вулканов расположен на острове Реюньон в центре Индийского океана. Этот остров был открыт в 1507 г. португальцем Педру ди Машкареньяшем, в честь которого вся группа вулканических островов восточнее острова Мадагаскар получила название Маскаренских. В XVI в. они были необитаемы, здесь не росли пряности, поэтому, открыв Реюньон, португальцы не проявили к нему интереса.

На Реюньоне известны два вулканических горных массива — Питон-де-Неж с потухшими вулканами и Фурнез, в составе которого находится знаменитый вулкан Питон де ля Фурнез. Последнее крупное извержение этого вулкана произошло в 1972 г. Реюньон является своеобразной «меккой» вулканологов. Кольцеобразный кратер диаметром в несколько километров обрывается в жерло вулкана почти отвесной стеной. Находясь на краю кратера, можно наблюдать, как в жерле вулкана, словно в адском котле, варится лава. Время от времени в воздух взмывают сгустки магмы, застывающие на лету. Ведь Питон де ля Фурнез непрерывно работающий вулкан.

Мир вулканических островов велик и разнообразен. Во многих случаях это уникальные природные заповедники с неповторимыми пейзажами, климатом, флорой и фауной. Долгая изоляция и специфическая среда способствовали появлению необычных растений, насекомых, животных и птиц. Эти виды оказались совершенно не приспособленными к контактам с вторгнувшимися на их Территорию «иммигрантами» с материка. Часть из них (например, маврикийский дронт) исчезла, другие (новозеландская киви) находятся на грани вымирания. Почти в 1006 км от Тихоокеанского побережья Южной Америки расположен Галапагосский архипелаг. Когда-то он буквально кишел черепахами, что и нашло отражение в его названии (исп. «галапаго» — черепаха). Эти «живые консервы» стали причиной настоящего ажиотажа вокруг островов.

В результате ныне осталось лишь несколько тысяч взрослых особей черепах галапаго, которые встречаются даже и не на всех островах архипелага. Некоторые из их разновидностей, обитавшие в окрестностях одного из многочисленных вулканических кратеров, уже считаются вымершими. Та же участь постигла бы и других уникальных представителей местной фауны и флоры, например черных игуан, если бы по решению ЮНЕСКО здесь не был создан Дарвиновский исследовательский центр, а сами острова не были объявлены природным достоянием человечества.

Недавно выяснилось, что еще более удивительный мир скрывался под водой в районе Галапагосского рифта. В настоящее время этот рифт не проявляет вулканической активности, однако с ним связана бурная подводная гидротермальная деятельность. Мощные источники разогретых до различных температур вод прорываются здесь к поверхности дна, создавая уникальные условия для развития донной фауны и флоры. За последние годы в Галапагосском рифте были открыты не только новые роды и виды морских животных, но даже представители новых классов и типов организмов. Район Галапагосских островов оказался своеобразным микрокосмосом, где обитают уникальные животные и бактерии. Недаром именно наблюдения, сделанные Ч. Дарвином на Галапагосских и других островах во время путешествия на «Бигле», легли в основу его учения о происхождении видов.

Острова на атоллах и острова-микроконтиненты

В Индийском океане есть удивительные острова — Сейшельские. На самом крупном из них, Маэ, располагается горный кряж, пологие склоны которого покрыты густыми тропическими лесами. Они разрежаются лишь перед гладкими гранитными громадами, изборожденными глубокими морщинами. Это настоящие гранитные «лбы» со следами действия водных потоков. Такую картину неудивительно было бы увидеть на континенте, где-нибудь в районе Балтийского или Канадского щита, но не посреди океана, для которого граниты, по существу, являются воспрещенным типом пород. Вершины гранитных кряжей воздымаются на Маэ до отметки 908 м. Чтобы попасть с западного побережья острова на восточное, необходимо преодолеть своего рода перевал, несмотря на то что их разделяет всего несколько километров. Все население острова живет на склонах и у подножия гранитных гор, где в распадках и долинах выращиваются пряности, а вдоль коротких песчаных пляжей, прерываемых нагромождением серых гранитных глыб и валунов — продуктов ветровой и водной эрозии, растут рощи кокосовых пальм. В карьерах на склонах гор, откуда извлекают камень, обнажается ярко-красная земля — кора выветривания латеритного типа, в которой накапливаются глинозем и железистые окисные соединения. На фоне океана Маэ выделяется ярким разноцветным пятном: зеленый цвет — тропические леса, серый — граниты и красный — латеритная кора выветривания.

Еще одной достопримечательностью острова является то, что он окружен коралловыми рифами. Не будь кораллов, его плодородные долины давно были бы размыты. Рифы, как крепостные редуты, защищают остров от разрушительной мощи океанских валов.

Как же оказались гранитные острова почти в центре Индийского океана и что они представляют собой с геологической точки зрения? Сейшелы, как показали результаты геофизических исследований, не просто острова. Это выступающая над водой вершинная часть микроконтинента — крупного блока со всеми признаками континентальной структуры, прежде всего с развитым гранитным слоем. Сейшельский микроконтинент — один из осколков Гондваны, распавшейся в мезозое на ряд крупных и мелких фрагментов, которые обрамляют ныне Индийский океан и южную часть Атлантики. Из других микроконтинентов в Индийском океане можно назвать острова Мадагаскар и Шри-Ланка, а также погруженное плато Броукен близ Австралии. В Атлантике к аналогичным структурам относят Багамскую погруженную платформу, банку Роккол, остров Гренландия, Фаррерский архипелаг и др.

Острова-микроконтиненты остаются «чужими» для океана. Словно пробки, они возвышаются над поверхностью, где срезаются эрозией. На Сейшелах морем и другими агентами выветривания уничтожены породы древнего осадочного чехла и даже метаморфические образования верхних слоев фундамента. Впрочем, основная часть микроконтинента находится сейчас под водой и покрыта довольно мощной толщей карбонатных пород кайнозойского и плейстоценового возраста.

Пожалуй, наиболее распространены в океане острова на коралловых атоллах. Только в центральной и западной частях Тихого океана их количество, приближается к 10 тыс. при общей площади 1,26 млн км2. Полинезия, Меланезия и Микронезия объединяют сотни островов и десятки архипелагов, в том числе не только атоллы, но и вулканические острова. Их открытие завершилось лишь в XIX в. Коралловые атоллы концентрируется в экваториальной и тропической областях океане, т. е. в теплых водах, где возможно активное развитие кораллов основных архитекторов и строителей этих сооружений. Атолл лишь слегка возвышается над уровнем океана и поэтому может показаться очень простым образованием. Однако это не так. В составе кольцеобразной рифовой постройки различают склон рифа, рифовую платформу (риф-флет), острова и мелководную лагуну. В плане это овал либо неправильный эллипс, по периметру которого расположены три-четыре, но чаще около десятка островов. Они окружают лагуну с одиночными, или, как их еще называют, пальчиковыми, рифами. В лагуну из океана обычно ведут один-два довольно глубоких прохода.

Внешний склон рифа можно сравнить с многоярусными садами Семирамиды, размещенными под водой. Склон распадается на относительно пологое подножие с глубинами 6—15 м (ниже риф обрывается почти отвесной стенкой) и эродированную верхнюю часть — систему шпор-выступов, разделенных узкими ложбинами. Вершины ложбин заходят далеко в глубь риф-флета (рис. 4). На всех уровнях передовой склон рифа заселен колониями кораллов. Наиболее красивые ветвистые особи селятся на нижних этажах, на глубинах свыше 8—10 м. Выше, где волна и океанская зыбь действуют гораздо энергичнее, концентрируются тоже ветвистые, но более массивные формы. Живыми кораллами бывает покрыто 30—60% всей поверхности склона. При взгляде сверху сквозь плотнеющую на глубине синеву воды проступают ярус за ярусом ветви кораллов. Словно вершины экзотических деревьев, они сливаются в единую крону. Вид подводных коралловых «садов» незабываем.

Впрочем, близ гребня склона и в пределах риф-флета преобладают колонии шишковатой или мозолистой формы, напоминающие оленьи рожки или полушария мозга с многочисленными извилинами.

Рифовая платформа — это вершина рифа, где гасится энергия волн и океанской зыби. Она представляет собой довольно широкую (200—500 м) подводную площадку с отдельными островами. Значительная ее часть обнажается в отлив. На краю риф-флета, обращенном к океану, очень часто образуется водорослевый или валунно-глыбовый вал (рампарт). Ширина этого вала, обычно сложенного обломками рифовых известняков, достигает на острове Фунафути в западной части Тихого океана 25 м при высоте 0,5—0,75 м. На многих других атоллах рампарт отсутствует и рифовая платформа либо покрыта войлоком водорослей, либо являет собой совершенно гладкую карбонатную плиту, вблизи берега прикрытую тонким плащом кораллового песка и щебня [География атоллов..., 1973].

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 4. Морфология атолла [География атоллов..., 1973]

I — внешний склон рифа: 1 — зона подножия, 2 — зона прибойных желобов и гребней; II — рифовая платформа: 1 — внешняя зона рифовой платформы (а — рампарт, б — продольные ложбины, в — останцовые формы), 2 — срединная зона (а — острова), 3 — лагунная зона (а — лагунный склон рифовой платформы); III — лагуна


В центральной части рифовой платформы находятся острова, обычно большой протяженности и незначительной ширины (первые сотни метров). Это насыпные образования, возвышающиеся над уровнем воды всего на 2—4 м. По существу, это штормовые валы, сложенные на одних атоллах песчаным материалом, на других — гравием и щебнем. Ряд островов на атолле Фунафути представляют собой скопление глыб, валунов и щебня. Этот материал формируется при волновой абразии известняков, которыми сложена рифовая платформа. Вблизи уреза воды нередко возникают бичроки — сцементированные карбонатом кальция обломки известняков.

Бурение на атоллах в Тихом океане показало, что мощность известняков, обычно надстраивающих древний потухший вулкан, колеблется в очень значительных пределах. Так, скважина, заложенная на атолле Бикини, прошла в известняках 779 м, не достигнув кровли вулканических пород. Эта последняя располагается здесь, по данным геофизики, в разных частях атолла в 1800—3900 м от поверхности. На атолле Муруроа подошва рифовых известняков была вскрыта бурением на глубине 438 м, а на атолле Мидуэй — на глубине 384 м. При этом в большинстве скважин были пройдены в основном четвертичные и кайнозойские образования, вплоть до олигоценовых и эоценовых.

Риф выдерживает напор морской стихии в основном благодаря живым кораллам. Полипы создают ток воды и профильтровывают ее. Отмирание колоний приводит в конечном итоге к гибели всего острова, так как крепкий известняк, которым он сложен, не способен сопротивляться энергичному воздействию волн и ураганов. Это могут делать только крошечные живые существа — коралловые полипы.

Формирование научных представлений о строении и происхождении океана

Обитатели исчезнувших морей в отложениях на суше

При прокладке каналов в Северной Италии в пластах древних отложений Леонардо да Винчи (1452—1519) нашел раковины морских моллюсков. Заинтересовавшись тем, как они оказались в горах, вдали от морского побережья, он пришел к выводу, что эти моллюски когда-то обитали на морском дне и были впоследствии засыпаны осадками. Причем многие из них сохранили следы механической переработки под воздействием волн. Таким образом, стало ясно: там, где раньше было море, выросли горы. Церковь увидела в подобных находках подтверждение библейской истории о всемирном потопе. «Я не понимаю, куда девались воды моря, если они когда-либо покрывали всю землю и горы. Ископаемые раковины не являются следствием таких наводнений, а являются предшественниками животных, живущих теперь в море». Так писал Леонардо да Винчи, предвосхитив важнейшие принципы, лежащие ныне в основе геологической науки.

Один из вопросов, который разрешил великий ученый эпохи Возрождения, касался превращения мягких осадков в твердую породу и остатков морских организмов в ископаемую фауну [Гордеев, 1967]. Взгляды Леонардо да Винчи были развиты в XVII в. датским натуралистом Н. Стено (1638—1687). Изучая органические остатки, которые встречались в осадочных толщах, обнажающихся в долинах Тосканы (Северная Италия), Н. Стено первым научился отличать слои морского происхождения от горизонтов, отложенных в пресноводных обстановках, по заключенным в них ископаемым остаткам.

Один из крупнейших мыслителей Западной Европы — Г. Лейбниц (1646—1716) писал о том, что море первоначально покрывало всю Землю. Об этом свидетельствовали морские раковины, встречавшиеся почти повсеместно в древних осадочных слоях на территории европейских стран. Лишь впоследствии, по мысли Г. Лейбница, в результате обрушений на дне из первичного океана обособилась суша. Следовательно, уже на раннем этапе формирования взглядов на геологическую историю Земли была выдвинута идея о первичности океанов и вторичности суши.

Великий русский ученый М. В. Ломоносов, посвятивший геологии несколько крупных работ, писал о возникновении континентов и океанов, об изменениях во времени границ суши и моря. Именно М. В. Ломоносов ввел в арсенал геологической науки принцип актуализма, согласно которому, изучая современные процессы, можно воссоздавать геологическое прошлое Земли.

В конце XVIII в. в среде натуралистов утвердились взгляды, созвучные идеям Г. Лейбница. Сторонников этих взглядов стали называть нептунистами. Они полагали, что земной шар на раннем этапе его существования был покрыт водами Всемирного океана. В дальнейшем уровень их понизился и обнажились материки. Крупнейшим представителем этой школы был немецкий геолог А. Вернер (1750—1817). Нептунистам противостояли плутонисты, отдававшие предпочтение магматическим, в том числе вулканическим, процессам: именно эти, эндогенные, факторы были главной движущей силой в истории Земли.

Швейцарский геолог А. Грессли (1814—1865) пошел дальше своих предшественников. Среди древних морских отложений, содержавших различные фаунистические остатки, он стал выделять осадки, формировавшиеся а различных физико-географических условиях. Вслед за А. Грессли, сформулировавшим понятие фации, геологи научились распознавать по различным структурным и текстурным признакам осадков древние обстановки седиментации: литоральные, неритовые и абиссальные. Был сделан важный вклад в воссоздание истории древних океанов.

Экспедиция на корвете «Челленджер»

Постичь природу океана люди пытались давно. Некоторые из принципов, легших в основу океанологии, были сформулированы еще мыслителями древности. Аристотель, например, в IV в. до н. э. отметил, что море никогда не высохнет и не затопит сушу, так как количество атмосферных осадков равно объему той воды, которая испаряется с поверхности суши и моря. В 150 г. н. э. астроном Птолемей ввел понятия широты и долготы, которые использовал при составлении географических карт. Один из крупнейших географов античности — Страбон оставил очень интересное описание побережья Красного моря с перечнем расстояний между наиболее важными пунктами, служившими ориентирами для многих поколений моряков. Ученых и сейчас поражает точность, с которой были измерены эти расстояния. Монах Беде (673—735) писал, что фазы Луны контролируют приливы и отливы, а кардинал Н. Кью изобрел в XV столетии метод определения глубины моря. Он предложил измерять скорость всплывания буя в водах с известной глубиной, а затем освобождать тот же объект на дне океана, засекая то время, которое требуется для его подъема до поверхности воды.

В эпоху позднего Ренессанса ученым удалось измерить диаметр Земли, что дало толчок для составления карты всего Мирового океана. В XVII в. Р. Бойль (1627—1691) стал изучать температуру океанской воды и состав растворенных в ней солей. Он же исследовал разрушительное действие штормовых волн на побережья.

С конца XV в. в открытый океан снаряжались многочисленные экспедиции. Однако научный характер они приобрели только в XIX столетии. К тому времени все еще оставались недоступными полярные районы Земли, Весьма неясными были представления о распределении глубин в океане, об изменениях температур и солености, о структуре водной толщи. Круг биологических знаний был ограничен поверхностными горизонтами водного столба. О строении морского дна вообще не было известно ничего определенного. Первый реальный прорыв был совершен Чарлзом Дарвином, принявшим участие в кругосветном плавании на «Бигле». Результатом его наблюдений в этой экспедиции стала не только теория эволюции биологических видов. Он по праву считается одним из основателей морской геологии. В этой области ему принадлежит теория формирования коралловых атоллов в океане, которая не потеряла своего значения и в наше время.

Другим исследователем, внесшим существенный вклад в изучение океана, был Дж. Росс (1800—1862). Еще юношей он вместе со своим дядей участвовал в поисках Северо-Западного прохода из Атлантического океана в Тихий. В возрасте 29 лет Дж. Росс в составе другой арктической экспедиции достиг магнитного полюса Земли. В 1839 г. он отправился к берегам Антарктиды, незадолго перед этим открытой Беллинсгаузеном и Лазаревым. До 1843 г. он совершил три плавания в район Антарктиды, закартировав большую часть побережья. На борту экспедиционных судов «Эребус» и «Террор» велись сборы биологических материалов. Были осуществлены пробные траления, попытки измерить температуру на недоступных тогда глубинах (до 5000 м). Однако из-за больших давлений и примитивных приборов были получены ошибочные данные.

Отсутствие достоверных знаний и неудачи ранних исследований глубоких слоев океана привели к распространению весьма сомнительных теорий. Согласно одной из них, у океанского дна господствуют условия, при которых жизнь невозможна, так как кислорода практически нет.

Подобные взгляды были опровергнуты лишь в 60-х годах прошлого века, когда в морях стали прокладывать телеграфные кабельные линии. При ремонте кабеля, проложенного по дну Средиземного моря, вместе с ним были подняты с большой глубины живые кораллы. Интерес к изучению океанских глубин возродился. Однако организация долгосрочных экспедиций в океан требовала значительных средств, которыми не располагали в то время ни научные организации, ни тем более отдельные ученые. В конце 60-х годов в Англии были снаряжены два судна для исследования глубоководных впадин Северной Атлантики. Во время этой экспедиции было доказано перемещение водных масс на больших глубинах, а при тралении на глубине 1200 м были пойманы виды морских животных, неизвестные до того времени науке.

Благодаря этому успеху вскоре был разработан самый смелый по тем временам проект организации комплексной морской экспедиции на корвете «Челленджер». Последний, помимо полной парусной оснастки, был оборудован паровой машиной мощностью 1200 л. с. Экспедицию, целью которой было исследование «всего, что имеет отношение к океану», возглавил зоолог В. Томсон (1830— 1882). Планировалось изучить физико-химические характеристики вод, биологические сообщества, выявить факторы, которые влияют на размещение живого в различных средах. Во время плавания, начавшегося в 1872 г, и закончившегося в 1876 г., ученые измеряли температуру воды у дна и на поверхности, отбирали ее пробы, выявляли направления и скорости подводных течений, мерили давление, наконец, проводили отбор проб донных осадков. Первоначальной целью изучения грунтов было обнаружение живущих на их поверхности или в глубине живых организмов. За время плавания, продолжавшегося более трех лет, «Челленджер» прошел 68 тыс. миль, были проведены исследования во всех океанских водоемах (за исключением Северного Ледовитого океана), во многих районах осуществлялись промеры океанского дна. На борт судна были подняты 153 образца коренных пород дна и многочисленные пробы осадков с поверхности ложа океана. Удалось собрать также богатейшую коллекцию морской фауны и флоры, причем впервые было описано 4717 новых видов организмов.

После того как «Челленджер» вернулся в Англию, научные материалы экспедиции продолжали изучаться в лабораториях. На это ушли годы. Результаты экспедиции были опубликованы в 50 объемных томах, в работе над которыми участвовали 76 авторов. Коллекцию осадков, включавшую материалы не только экспедиции на «Челленджере», но и других (всего 12 тыс. проб), описали Дж. Мэррей и А. Ренар. Впоследствии А. Ренар издал монографию, посвященную морским, в том числе глубоководным, осадкам. Этот труд наряду с книгой Дж. Мэррея «Глубины океана» долго оставался наиболее популярной работой по океанологии и морской геологии. Успех экспедиции на «Челленджере» подтолкнул к изучению морей и океанов ученых разных стран. В России пионером морских геологических исследований стал Н. И. Андрусов, который в 1890 г. на судне «Черноморец» изучил первые образцы осадков, поднятые со дна Черного моря. Н. И. Андрусов обнаружил наличие сероводородного заражения глубинных вод в этом водоеме.

В США первые карты, которые содержали информацию о преобладающих ветрах и течениях, были составлены в первой половине XIX в. морским офицером М. Маури. При составлении карт Атлантического океана проводились промеры дна и отбирались пробы донных осадков. В 1882 г. под руководством С. Бэйрди в США было построено первое океанографическое судно «Альбатрос», специально оборудованное для работы в океане. Усилиями того же Бэйрди на мысе Код (штат Массачусетс), в Вудсхоле, был создан океанографический институт. В многочисленных экспедициях на «Альбатросе» в 1888—1920 гг. была собрана богатая коллекция морских осадков.

Время быстрого накопления фактов

Новый этап в развитии океанологии и морской геологии начался после окончания первой мировой войны. В 1922 г. в нашей стране был создан Плавморнин — плавучий морской институт на борту океанографического судна «Персей». Из числа сотрудников этого института вышли многие замечательные советские исследователи, среди которых были и морские геологи М. В. Кленова и Т. И. Горшкова, принимавшие участие в исследованиях северных, восточных и южный морей СССР. По книге М. В. Кленовой «Геология моря» [1948] обучалось не одно поколение советских морских геологов.

Важный вклад в познание дна Атлантического океана был сделан немецкими учеными в экспедиции на «Метеоре» в 1925—1927 гг. За период плавания судно 14 раз пересекало Атлантический океан между 20° с. ш. и 65° ю. ш., не только измеряя температуру и соленость в разных слоях водной толщи, но и выполняя детальные промеры океанского дна с помощью нового метода — эхолотирования. Использование эхолота, изобретенного первоначально для выявления подводных лодок в морских глубинах, позволило получать непрерывную запись рельефа океанского дна при различных скоростях хода судна. В экспедиции на «Метеоре» были получены данные о процессах, происходящих в обширной зоне океана на разных широтах.

Спустя два года, плавая на судне «Виллиборд Снеллиус», датские исследователи с помощью нового устройства взяли колонки донных осадков длиной около 2 м. Работы проводились в морях Индонезийского архипелага. Появилась возможность изучать последовательность слоев в верхах осадочной толщи, а следовательно, и реконструировать недавнюю геологическую историю морей и океанов.

Благодаря установке эхолотов на океанографических и гидрографических судах многих стран в 20—30-х годах нашего столетия было накоплено огромное количество данных о глубинах в различных районах океана. Стали составляться карты рельефа дна, постоянно обновлявшиеся по мере поступления новых сведений. Применение эхолотов позволило выявить неоднородную структуру ложа океана, где отчетливо выделились две области — приконтинентальная, относительно мелководная и собственно океаническая, глубоководная. Постоянными элементами приконтинентальной зоны, согласно данным эхолотных промеров, были плоская, полого падающая от берега подводная равнина с глубинами от 0 до 200 м (шельф) и круто падающая в сторону абиссали поверхность (континентальный склон). Исследования, предпринятые Береговой и Геодезической службой США, вскоре выявили подводные ложбины, прорезавшие континентальный склон. Их вершины нередко уходили далеко в глубь шельфа. Собственно говоря, эти подводные, ущелья, названные каньонами, были известны еще раньше. Однако только в конце 30-х годов стало ясным их широкое распространение, причем самые крупные подводные каньоны находились на продолжении речных дельт и эстуариев.

В 1938 г. вышла книга А. Д. Архангельского и Н. М. Страхова «Геологическое строение и история развитая Черного моря». В ней были обобщены полевые описания и результаты лабораторных исследований многих проб и колонок донных осадков, взятых в разных структурно-морфологических зонах Черноморской впадины, в том числе на шельфе и континентальном склоне Южного Крыма и Кавказа. В книге впервые были детально охарактеризованы осадки со следами гравитационного оползания и течения, сапропеля, гидротроилитовые илы и другие специфические для Черного моря образования.

В начале 40-х годов у побережья Калифорнии американские геологи К. Эмери, Ф. Шепард и др. тщательно исследовали осадки и рельеф морского дна. В те же годы Г. Хесс с помощью эхолота обнаружил в различных районах Тихого океана многочисленные подводные горы — плосковершинные потухшие вулканы, названные гайотами. Г. Хесс продолжал их исследовать и позже. Это позволило ему, исходя из данных о возрасте подводных гор, предположить, что дно Тихого океана очень медленно перемещается по направлению к глубоководным желобам, расположенным в западной и северо-западной периферии океана. Здесь, по мысли Г. Хесса, происходило его поглощение.

Небывалый ранее размах приобрели геологические исследования в океане в послевоенные годы. В историю науки вошли работы советских ученых на «Витязе» и «Михаиле Ломоносове» в дальневосточных морях, различных зонах Тихого, Индийского и Атлантического океанов, в арктических и Антарктических широтах. Значительный вклад в расшифровку структуры осадочного чехла внесли шведские и датские ученые, в начале 50-х годов работавшие на «Галатее» и «Альбатросе». В этих экспедициях использовались поршневые грунтовые трубки, способные брать колонки осадков длиной более 10 м.

К концу 50-х годов акцент в экспедиционных исследованиях стал делаться на геофизических методах, разработка которых была начата еще в 30-х годах голландским ученым Ф. Венинг-Мейнесом. Первые же гравиметрические исследования в океане связаны с именем Ф. Нансена, измерявшего силу тяготения во время легендарного дрейфа «Фрама» в арктических льдах. Создание новой высокочувствительной аппаратуры и новых методов ведения сейсмических, гидромагнитных, гравиметрических исследований в океане резко расширило возможности изучения океанского дна, позволило геологам заглянуть через многокилометровую толщу воды в глубинные слои земной коры, выявить сначала крупные, а затем и более мелкие геофизические аномалии в структуре ложа океана.

Сделанные в этой области открытия в конечном итоге привели к пересмотру всей системы взглядов на океан, да и на геологическую историю всей планеты.

После изобретения Ж. И. Кусто и Д. Ганьоном акваланга геолог смог непосредственно наблюдать морское дно на глубинах до 60—70 м. Особенно большую роль акваланг сыграл в исследованиях на коралловых рифах и атоллах. В первые послевоенные годы для проникновения на дно абиссальных котловин и даже в глубоководные желоба использовались батискафы. Однако батискаф жестко связан с судном-носителем тросом и не приспособлен для автономного плавания. Находящийся в нем ученый лишен возможности приблизиться к объекту наблюдения и отбирать образцы пород и осадков. Потому применение батискафов оказалось малоэффективным.

Глазами геолога в океанской пучине стали подводные фотокамеры. Этому способствовало создание прочных корпусов, сохранявших герметичность при высоких давлениях на больших глубинах. С помощью подводного фотографирования были открыты многие любопытные образования на абиссальном ложе океана: скопления железомарганцевых конкреций, знаки течений и поля подводных дюн на поверхности осадка, следы подводной эрозии дна.

На этом этапе развития морской геологии и геофизики выдающийся вклад в познание строения и развития океана внесли многие советские и зарубежные ученые: П. Л. Безруков, А. П. Лисицын, В. П. Петелин, Г. Б. Удинцев, Г. Менард, Б. Хизен, Г. Хесс, М. Юинг, Ф. Кюнен, К. Ле Пишон, Д. Кариг и др.

Следующий шаг в раскрытии тайн океанских недр был связан с созданием подводных обитаемых аппаратов, способных погружаться на большие глубины, и с постройкой бурового судна «Гломар Челленджер», благодаря которому стали возможными бурение практически на любой глубине и получение керна пород из глубоких слоев осадочного чехла и базальтового слоя океанической коры.

Океаны в сравнении

Океаны и моря покрывают 361,26 млн км2, или 70,8% земной поверхности. В северном полушарии суша занимает 39,4 % поверхности нашей планеты, океаны — 60,6 %, в южном полушарии на сушу приходится всего лишь 19%, тогда как на океан — 81%.

Более одной трети земной поверхности занимает Тихий океан. Это самый глубокий, холодный и наименее соленый океан, хотя в него поступает сравнительно небольшая часть речного стока. Вблизи экватора ширина Тихого океана достигает 17 тыс. км.

Второй по величине океан — Атлантический относительно узок. Его ширина равна примерно 5000 км. Извилистой лентой он протягивается между полюсами. Если площадь, занимаемая Тихим океаном, достигает 178,7 млн км2, то площадь Атлантического океана 91,6 млн км2. Он мельче Тихого океана. Его средняя глубина 3597 м (Тихого — 3940 м). В этом отношении он уступает Индийскому океану, средняя глубина которого составляет 3711 м при площади 76,17 млн км2. В Атлантический океан сбрасывают воды многие крупные реки. Объем воды, выносимой только Амазонкой и Конго, составляет около 25% всего стока рек, впадающих в океан. Несмотря на это, атлантические воды самые соленые — 34—37,3 ‰ (средняя соленость океанских вод 34,71 ‰). Это и самые теплые воды, средняя их температура достигает 3,99° С (Мирового океана — 3,51°). Столь парадоксальная ситуация обусловлена высоким уровнем обмена Атлантического океана с окраинными морями, Средиземным морем и Мексиканским заливом, воды которых отличаются высокой температурой и повышенной соленостью.

Третий но величине океан — Индийский большей своей частью расположен в южном полушарии. Максимальной ширины он достигает на самом юге, между Южной Африкой и Новой Зеландией, — 15 тыс. км. В бассейн Индийского океана впадают три крупнейшие реки — Ганг, Инд и Брахмапутра. Средняя температура воды в Индийском океане 3,88° С, средняя соленость 34,78 ‰, т. е. близка к средней для Мирового океана [Gross, 1982].

Самый небольшой по размерам и мелкий — Северный Ледовитый океан. Соленость его невелика, поскольку он со всех сторон окружен сушей, с которой стекает много мелких и крупных рек. Значительная часть поверхности океана покрыта льдами.

Хотя современные океаны имеют разные размеры, строение их примерно одинаково. В любом океане можно выделить примерно три равнозначные зоны: континентальные окраины, абиссальные котловины и срединноокеанические хребты. Континентальные окраины, включающие шельф, склон и его подножие, занимают примерно 20,5% поверхности дна океанов, на абиссальные котловины приходится 41,8% их площади, на срединно-океанические хребты и поднятия центральноокеанического типа — 32,7%. Последняя величина характерна для всех океанов. Соотношение же между континентальными окраинами и абиссальными котловинами меняется в довольно значительных пределах. Так, в Атлантическом океане, где ширина шельфов наибольшая, континентальные окраины занимают приблизительно 28% площади дна, а абиссальные котловины — 38%. В Тихом океане положение обратное: 15,7% — это подводные окраины континентов, 43% — абиссальные котловины. Правда, здесь много глубоководных желобов, однако их площадь составляет лишь 2,9% всей площади океана. Отдельно стоящие подводные вулканы и вулканические хребты наиболее многочисленны в Тихом океане, но они занимают здесь меньшую площадь, чем в Индийском океане (2,5% по сравнению с 5,4%). Впрочем, многие из этих цифр еще нуждаются в уточнении.

В океанах сложились устойчивые системы поверхностных и придонных течений. Схема распространения теплых и холодных поверхностных течений в крупнейших океанических бассейнах примерно одинакова. В экваториальных районах доминирует ветровой перенос с востока на запад, который порождает северное и южное экваториальные течения. Первое действует в северном полушарии, второе — в южном. Их разделяет довольно узкая зона, в пределах которой перенос воды происходит в обратном, восточном направлении. Это так называемое Экваториальное противотечение.

С каждым из экваториальных течений связана относительно замкнутая система других течений, образующих макроциркуляционную ячейку. Так, Северное экваториальное течение в Атлантическом океане, отклоняясь близ гряды Малых Антильских островов на север, порождает теплое течение Гольфстрим. Последнее двигается сначала вдоль континентальной окраины Северной Америки, а затем пересекает Северную Атлантику. Отсюда охлажденные воды начинают перемещаться на юг, к экватору, образуя холодное Канарское течение. В северной части Тихого океана роль Гольфстрима играет другое теплое течение — Куросио, поднимающееся в умеренные и высокие широты вдоль берегов Японии. Охлаждаясь, принесенные Куросио воды устремляются на юг, двигаясь вблизи Тихоокеанского побережья Северной Америки. Это холодное пограничное течение получило название Калифорнийского. Крупные макроциркуляционные ячейки возникли и в южной половине Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Здесь в высоких широтах под влиянием преобладающих западных ветров вокруг Антарктиды действует мощное течение Западных Ветров. Отдельные его ветви, отклоняясь на север, в виде холодных пограничных течений устремляются к экватору вдоль западных побережий Африки, Австралии и Южной Америки. Отклоняясь под действием пассатных ветров, основные ветви этих течений следуют далее через тропики к западным континентальным окраинам, откуда уже в виде теплых сточных течений движутся на юг. Эти субтропические макроциркуляционные ячейки, как и в северном полушарии, носят антициклонический характер. Другие ветви холодных компенсационных течений, отклоняясь на восток, формируют в восточной периферии тропической зоны океанов небольшие циркуляционные ячейки циклонического типа [Степанов, 1974]. В субполярных и полярных районах северного полушария, в областях исландского и алеутского минимума, существуют циклонические круговороты, хорошо выраженные в осенне-зимние сезоны.

Различия в плотности и температуре поверхностных и придонных вод порождают вертикальный водообмен. Следствием этого является возникновение придонных геострофических течений, направленных из высоких широт к экватору. Так как эти подводные реки текут вдоль континентальных склонов и над их подножиями, т. е. вдоль контуров материков в западных районах океанов, их называют контурными течениями. Самые мощные из них пересекают экватор, проникая в другое полушарие.

Таковы в самых общих чертах особенности современной океанической циркуляции. Все вышесказанное свидетельствует о том, что океанические бассейны представляют собой отдельные ячейки единой целостной системы, построенной в структурно-морфологическом и океанологическом отношении достаточно однотипно. Далее мы покажем, что эволюция океанов и протекающие в них геологические процессы подчиняются одним и тем же законам.

А. Вегенер и теория дрейфа континентов

Если посмотреть на очертания материков в Атлантическом и Индийском океанах, то в глаза бросится удивительная особенность: выступы одних довольно точно отвечают вогнутым участкам других. В качестве примера можно привести выступ Бразильского побережья Южной Америки, хорошо вписывающийся в контуры Гвинейского залива Африки. Нетрудно найти совмещаемые участки в пределах западного побережья острова Мадагаскар и лежащего напротив побережья Восточной Африки, а сомалийско-кенийский участок материка совпадает с выступающей северо-западной частью Австралии.

На сходство очертаний берегов противолежащих континентов обращали внимание многие географы и геологи, работавшие с картами Атлантического и Индийского океанов. Однако лишь немецкий геофизик А. Вегенер (1880—1930) разработал на основании этого и других фактов целую гипотезу. Суть ее заключалась в следующем: материки, определяющие лик нашей планеты, некогда составляли единое целое, а потом под влиянием центробежных сил разошлись в стороны. А. Вегенер назвал это дрейфом континентов.

Действительно, если из географической карты сначала вырезать, а затем сблизить друг с другом материки, то нетрудно найти такое их положение, при котором возникает сравнение с разбитой тарелкой: крупные осколки, по крайней мере частично, можно совместить между собой. При этом останутся промежутки различной формы, как бы указывающие на отсутствие мелких обломков.

При более тщательном анализе, особенно на крупномасштабных картах, если совмещать контуры по современной береговой линии, обнаруживается масса накладок, пробелов и несовпадений. Ведь побережье обозначает не край континента, а лишь границу суши и моря, подвижную во времени. Когда уровень океанских вод поднимается, побережье отступает, и, напротив, с падением уровня связано выдвижение берега в сторону моря. Если совмещать контуры материков по краю шельфа, как это и сделал А. Вегенер, то можно добиться более полного их совпадения. Но и в данном случае остаются пробелы и участки перекрытия. Последние особенно значительны в районах, где в океан впадают реки, образовавшие крупные дельты и их подводные продолжения. Однако здесь нет ничего удивительного, так как дельты — аккумулятивные формы, сложенные терригенными выносами рек, которые поступали с суши в течение сотен тысяч и даже миллионов лет.

В начале века исследования в морях и океанах только разворачивались, для многих районов еще отсутствовали сведения не только о положении геологической границы между материком и океаном (ее и сейчас трудно точно провести), но и о ширине шельфовой зоны. Поэтому построения А. Вегенера в основном были восприняты как спекулятивные. В те годы доказать правомочность подобных совмещений было невозможно. Лишь в наши дни, прибегнув к помощи ЭВМ, Э. Булларду, Дж. Эверетту и А. Смиту [1965] удалось удовлетворительно решить задачу. Оказалось, что наилучшего совпадения контуров материков, расположенных в Атлантике и Индийском океане, можно добиться, используя их очертания по изобате — 2000 м, т. е. уже на глубинах, соответствующих средней части континентального склона. По-видимому, эти глубины в наибольшей степени отвечают границе между континентами и океанами.

Для доказательства дрейфа материков после раскола гигантского суперконтинента, названного А. Вегенером Пангеей (Пангея состояла из двух крупных материковых конгломератов — Лавразии и Гондваны), он использовал также геологические, палеонтологические и палеоклиматические данные. Вегенер обратил внимание на близость возраста и состава осадочных и магматических формаций, слагающих периферийные районы Африки и Южной Америки со стороны Атлантического океана. Другим убедительным аргументом в пользу существования в конце палеозоя — начале мезозоя единого материка в южном полушарии — Гондваны — были следы обширного материкового оледенения, найденные на юге Африки, в Южной Америке, на Индостанском полуострове и в Австралии. Все говорило о том, что в конце карбона и в перми указанные континентальные глыбы находились вблизи Южного географического полюса и были спаяны вместе. Действительно, трудно представить, что оледенение одновременно охватывало столь удаленные друг от друга континенты.

По признанию самого А. Вегенера, на мысль о возможном дрейфе материков его натолкнули данные о близком составе палеонтологических остатков, которые были обнаружены в континентальных породах палеозойского и раннемезозойского возраста Африки и Южной Америки. Особенно поразительными оказались находки на этих континентах скелетов листозавров — представителей редкой группы динозавров, обитавших, по-видимому, в пресноводных водоемах. На материках северного полушария остатки этих животных не встречались. Все это свидетельствовало о существовании сухопутного моста между континентами в южном полушарии. Сходны были флористические комплексы из континентальных разрезов Африки и Южной Америки. Однако на рубеже поздней юры и раннего мела появились различия. Отсюда А. Вегенер сделал вывод, что отделение Южной Америки от Африки произошло в меловое время.

Интуиция А. Вегенера опередила развитие науки почти на полстолетия. Смелость и внутренняя логика концепции дрейфа континентов поначалу захватили умы многих его современников. Но спустя несколько лет были произведены расчеты, которые показали, что механизм возможного дрейфа материков в том виде, в каком он представлялся А. Вегенеру, нереален. Чтобы двигаться, огромные по толщине и размерам глыбы сиалического материала (с континентальным типом земной коры) должны были преодолевать сопротивление тяжелой и вязкой «симы» (океанической коры), а также твердой (по представлениям тех лет) мантии, т. е., по существу, взламывать и ту и другую. Центробежной силы, которая, по мысли первых мобилистов, двигала континенты, на это явно не хватало. О новообразовании (спрединге) океанической коры в срединно-океанических хребтах тогда ничего не было известно.

После нескольких лет ажиотажа вокруг гипотезы А. Вегенера ее популярность быстро пошла на убыль. Это в немалой степени было связано с трагической гибелью А. Вегенера в 1930 г. во льдах Гренландии. Негативную роль сыграли и навеянные гипотезой дрейфа материков разнообразные фантастические представления. Их отголоски мы находим, например, у А. Н. Толстого в «Гиперболоиде инженера Гарина». Герой романа изобретатель и авантюрист Гарин с помощью лучевой энергии гиперболоида пробивает на базальтовом острове глубокую шахту сквозь океаническую оболочку, в недрах которой якобы находится золотоносный рудный пояс. Как видим, здесь легко просматривается идея о том, что «тяжелая» океаническая кора должна содержать несравненно больше тяжелых металлов, чем континентальная.

В действительности же океан оставался почти таким же недоступным для исследователей, как и раньше. Новых фактов появлялось немного, и интерес в теории дрейфа материков постепенно угас. Однако она успела побудить геологов к изучению морей и океанов и дала толчок разработке дистанционных методов исследований. В частности, стали развиваться геофизические методы, способные просвечивать дно на глубину и получать непрерывные записи подводного рельефа от берега до абиссали. Огромное значение имело усовершенствование приборов эхолокации. Благодаря широкому внедрению эхолотов на флотах, а затем и на исследовательских судах за короткий промежуток времени произошел настоящий переворот в наших знаниях о рельефе морского дна. Выявилась чрезвычайно сложная геологическая структура океана, различающаяся в периферийных и центральных его частях. Началась эпоха интенсивного накопления фактических данных, что привело в конечном итоге к революционному пересмотру всей системы взглядов на историю не только океанского дна, но и континентов.

В геологической науке между тем развернулась борьба идей, продолжающаяся с разной интенсивностью до сих пор.

Фиксизм и мобилизм

Споры среди геологов относительно возможности горизонтальных перемещений крупных блоков земной коры вскоре привели к обособлению двух школ, представители которых занимали непримиримые позиции. Одни пытались объяснить особенности строения горно-складчатых поясов, выделяемых на континентах, только горизонтальными тектоническими подвижками, другие — исключительно вертикальными: воздыманием земной коры и ее опусканием. За первым течением вскоре закрепилось название «мобилизм», а за вторым — «фиксизм».

Чтобы понять суть этих споров, нужно обратиться к строению основных структурно-тектонических элементов в пределах континентального сегмента земной коры, так как о структуре океанического сегмента тогда почти ничего не знали. Речь идет о древних и молодых платформах и горно-складчатых поясах, их разделяющих. Платформы характеризуются двучленным строением, спокойным горизонтальным залеганием пластов осадочных пород, а также сглаженным, чаще всего низменным рельефом. Они имеют кристаллическое основание (фундамент), разбитое на крупные и мелкие блоки, и осадочный чехол.

Платформы, или, как их еще называют, кратоны, составляют ядро (или ядра) континентов, которые спаяны между собой горно-складчатыми поясами различного возраста. Последние нередко отделяют кратоны от океана, хотя чаще он непосредственно граничит с платформами континентов. Горно-складчатые пояса представляют собой систему разновысотных хребтов, разделенных долинами и межгорными впадинами. Серии осадочных и вулканических пород здесь собраны в крупные и мелкие складки, в ядрах которых при эрозии горных массивов обнажаются самые древние образования, а на крыльях — самые молодые. Выступающие части складок, будь то на поверхности или в недрах осадочного чехла, получили название антиклиналей, а разделяющие их понижения — синклиналей. Помимо складчатых дислокаций, в пределах горно-складчатых сооружений выявляются и иные зоны нарушений. По ним те или иные группы пластов разобщены (разорваны) и смещены друг относительно друга. Смещения эти могут носить вертикальный или горизонтальный характер. В первом случае разломы, по которым они происходят, называются сбросами или взбросами в зависимости от направления движений вниз или вверх, во втором — сдвигами. И те и другие достаточно четко проявляются и легко картируются при геологической съемке.

Известны, однако, и более сложные разрывные нарушения, получившие название надвигов. Суть их состоит в том, что разорванные по плоскости сместителя горизонты (пласты) пород не только смещаются друг относительно друга по вертикали и горизонтали, но к тому же и накладываются одни на другие. Возникает так называемая покровная структура: пласты одного возраста в разрезе образуют «слоеный пирог». При таком строении осадочного чехла скважина, заложенная на поверхности, вскроет однотипные и близкие по составу и возрасту пластины, разделенные несогласиями, иначе говоря, поверхностями разрыва, по которым перемещались слои. Возникает комплекс чешуйчатого строения.

Нередки случаи, когда в районах с покровной структурой более древние пласты, которые по законам геологической логики должны находиться под более молодыми образованиями, оказываются над ними, т. е. перекрывают их. Тут речь идет о крупных надвигах и связанных с ними значительных по амплитуде и расстоянию перемещениях.

Благодаря надвигам в непосредственном соседстве могут находиться породы и целые комплексы отложений, никак не связанных возрастом или происхождением. Для геолога является нормальной ситуация, когда в районе, где проводятся исследования, он имеет дело с породами определенного возрастного диапазона, т. е., скажем, с возникшими в докембрии, палеозое, мезозое или кайнозое. В редких случаях, да и то лишь в краевых частях древних платформ, присутствуют одновременно все эти образования. Но и здесь их удается вскрыть только очень глубокими скважинами. Как правило, тот или иной участок земной коры активно развивался в конкретный период (периоды) геологической истории.

Согласно другому закону, особенно хорошо известному литологам, т. е. специалистам по породам осадочного происхождения, в непосредственном соседстве как в разрезе, так и на площади могут находиться породы близкого генезиса, если они, конечно, не разделены крупными стратиграфическими перерывами или не контактируют по разлому. Иначе говоря, рядом с речными и озерными отложениями обычно оказываются прибрежно-морские и дельтовые, но никак не глубоководные морские или океанические. Соответственно и наоборот: осадки, сформировавшиеся в открытой части шельфа, т. е. в районах действия океанских или морских течений, не могут находиться в непосредственном соседстве с эоловыми наносами пустынь или речными выносами предгорий. Между ними обязательно должно быть связующее звено — отложения волнового генезиса или зоны действия приливов и отливов, иначе говоря, прибрежно-морские и береговые образования. Эта особенность, получившая название закона Вальтера—Головкинского, с конца прошлого века являлась своеобразным мерилом правильности геологических построений для того или иного региона.

Легко поэтому представить, какие ожесточенные споры возникали в тех случаях, когда на составлявшихся геологических картах оказывались рядом образования очень разного возраста и разной фациальной природы. С подобным соседством можно смириться, если предположить наличие разрывных нарушений, по которым были подняты к поверхности (или, наоборот, опущены в недра) слои другой возрастной группы. Однако особо острые дискуссии среди геологов разгорались тогда, когда подобные разновозрастные и разнофациальные контакты выявлялись не на площади, а в разрезе. Впрочем, совершенно чуждые друг другу комплексы пород могут оказаться рядом, если они разделены огромным стратиграфическим перерывом, в течение которого произошла резкая перестройка этого участка земной коры.

Бывают, однако, случаи, когда и подобные предположения не объясняют всей курьезности и даже парадоксальности выявленных геологических границ. И тогда остается одно: признать наличие надвига и связанного с ним покрова, развитие которых привело в непосредственное соприкосновение комплексы пород-антиподов.

Надо сказать, что на платформах подобные казусы практически не встречаются. Здесь в разрезах осадочного чехла древние отложения перекрываются более молодыми, причем залегают они в основном горизонтально я большая часть нарушений этой стратификации связана с простейшими разломами — сбросами. Лишь в краевых частях платформ, обращенных к океану или горно-складчатому поясу, имеются покровные структуры. Их появление обусловлено тектоническими процессами, протекающими в зоне перехода от континента к океану, или особенностями роста и эволюции горно-складчатых систем. В целом для осадочного этажа древних и относительно молодых кратонов (платформ) характерны малоамплитудные пологие складки простого строения, вытянутые в антиклинальные зоны. Тут все было более или менее ясно: тектонику платформенных областей на континентах определяли вертикальные, в основном малоамплитудные, движения.

В отечественной геологии основополагающие проблемы тектоники стали объектом пристального внимания ученых в 40—50-х годах, когда резко расширились региональные исследования, в том числе поисковое и разведочное бурение на нефть и газ. Велось оно, однако, неглубоко (1,5—3 тыс. м) и в районах с. относительно простым строением — в передовых прогибах и прилегающих частях древних и молодых платформ. Результаты бурения, а также геологической съемки на огромных просторах нашей страны не подтверждали наличия крупных покровных структур. Отдельные надвиги и чешуи в различных горно-складчатых системах принципиально не меняли складывавшейся к тому времени общей картины, которую легко можно было объяснить господством в геологическом прошлом вертикальных тектонических движений. Правда, работы зарубежных ученых показали покровно-надвиговое строение многих районов Альпийского складчатого пояса, что нашло отражение в термине «альпинотипная», т. е. покровная, тектоника. Однако Альпы можно было рассматривать как исключение. Отечественные же материалы, интерпретировавшиеся зачастую с учетом позиции ведущих тектонистов того времени, казалось, свидетельствовали о главенствующей роли вертикальных Движений. Фиксистские концепции получили всеобщее признание, а мобилизм, и в частности гипотеза дрейфа материков А. Вегенера, рассматривался как исторический курьез, скорее забавный, чем значимый. Впрочем, доклады мобилистов на всесоюзных тектонических совещаниях уже тогда собирали обширную аудиторию, чувствовавшую подспудно, что именно с этой стороны можно ожидать нового скачка в геологических знаниях. Провозвестниками новой геологической революции в те годы выступали в нашей стране Б. Л. Личков и П. Н. Кропоткин, а за рубежом — Ф. Венинг-Мейнес, Г. Хесс, Р. Дитц, Б. Хизен и др.

Геосинклинальная теория и гипотеза океанизации земной коры

Тектоническая мысль в первые послевоенные десятилетия развивалась в рамках геосинклинальной теории, основы которой были заложены еще в XIX в. Дж. Дэна и Г. Огом и существенно обогащены в XX столетии сначала Г. Штилле, а затем Н. С. Шатским, В. В. Белоусовым, В. Е. Хаиным, А. В. Пейве и другими учеными. Геосинклинальный режим развития земной коры, как Считает член-корреспондент АН СССР В. В. Белоусов [1976], «характеризуется глыбово-волновыми колебательными движениями, интенсивными складчатыми и разрывными дислокациями, напряженной магматической деятельностью, проявлением регионального метаморфизма и гранитизации». Иначе говоря, геосинклиналь — это область земной коры, которая на определенном промежутке времени становится ареной наиболее ярких и драматических геологических событий: проявлений магматизма, вулканических извержений, интенсивного накопления осадков, наконец, горообразования, сопровождающегося складчатостью.

Завершение геосинклинального развития земной коры символизирует переход к спокойной, платформенной стадии ее эволюции. По времени отмирания геосинклинального режима датируется возраст фундамента в пределах кратонов на континентах, а события, с которыми связаны интенсивные и широкомасштабные складчатые дислокации, протекавшие при замыкании геосинклиналей, получили собственные названия: гренвильская, байкальская, каледонская, герцинская, киммерийская и альпийская складчатость. Из сказанного следует, что геосинклинальная теория — это концепция, объясняющая становление земной коры континентов. Она, безусловно, внесла огромный вклад в понимание последовательности тектонических и общегеологических событий в истории нашей планеты. На определенном этапе развития геологического мышления она сыграла важнейшую роль.

В то же время геосинклинальная теория почти совершенно обходила молчанием океанический сектор стратисферы, хотя такие понятия, как морской режим осадконакопления, подводный магматизм и вулканизм, постоянно фигурируют в описаниях истории эволюции различных геосинклиналей. А эти последние отнюдь не были одинаковыми: в одних важнейшее место занимали миогеосинклинали, в других развитие шло через так называемую эвгеосинклиналь. Остановимся на этих понятиях, впервые введенных Г. Штилле, подробнее.

Под миогеосинклинальной зоной понимается та часть геосинклинали, где геологические события протекают в общем неспешно, неярко и довольно последовательно. Здесь накапливаются преимущественно прибрежные и мелководно-морские осадки. Их мощности, однако, выше, чем на соседних участках кратонов. Отсутствуют или очень редки вулканические проявления, а складчатые деформации, которыми завершается геосинклинальный режим, выражены сравнительно слабо и в простых формах. Иное дело эвгеосинклиналь. Для нее характерна подводная магматическая деятельность в форме главным образом излияний базальтовых лав. С ней был связан интенсивный вулканизм. Здесь же формировались мощнейшие комплексы глубоководных осадков специфического строения (флишевые формации).

Эта часть геосинклинали отличалась непоследовательным, прерывистым ходом и темпом развития, разобщенностью и сложным мозаичным расположением основных структур, зачастую оторванных от своих корней (в том залегании, в котором мы их находим в настоящее время). Наконец, здесь наблюдаются наиболее сложные и запутанные формы тектонических деформаций, свидетельствующие о срыве гигантских масс пород, их скучивании и перемещении на значительные расстояния. Словом, мио- и эвгеосинклинали, соседствующие друг с другом (первая находится в непосредственной близости от кратона, точнее, на его краю, вторая — на удалении от него),— это две области с различными динамикой осадконакопления и режимом тектонических движений.

Странное дело, но магия условных терминов в течение десятилетий не давала увидеть многим тектонистам и литологам, изучавшим древние геосинклинальные пояса, простую истину. Нарисованная ими по результатам проведенных исследований картина отражает (если убрать все те изменения, которые были наложены последующей складчатостью и другими позднейшими процессами в недрах) строение современных зон перехода от континента к океану, а иногда и самого океана. Поставив знак равенства или по крайней мере подобия между геосинклиналью и переходной зоной континент—океан, сразу раскрываешь смысл громоздких и труднопроизносимых слов: миогеосинклиналь — это шельф и прилегающий к нему континентальный склон, иначе говоря, край континента, где господствовал пассивный тектонический режим; эвгеосинклиналь — подножие континентального склона и прилегающая часть глубоководной котловины, зачастую ограниченная со стороны океана островной вулканической дугой. Несмотря на логичность и, можно даже сказать, очевидность подобного сопоставления, многие геологи и сейчас упорно не желают признавать это, цепляясь за отжившие термины и придумывая невероятные сценарии геологических событий для объяснения истории развития того или иного региона.

К разбору геосинклинальной теории с современных, актуалистических позиций мы вернемся позднее, когда познакомимся со строением океана. Здесь же следует отметить, что эта теория родилась в период, когда отсутствовали какие-либо достоверные сведения о структуре большей части поверхности Земли, поэтому в ней не нашлось места океану и переходной между ним и континентами области. Геосинклинальная теория, лишь объяснявшая эволюцию континентального сектора стратисферы, в общем довольно успешно справилась с этой задачей. Более того, она создала основу для развития палеоокеанологии, ибо недра бывших геосинклинальных поясов хранят тайны океанов прошлого.

Поскольку геология развивалась как сугубо земная наука, то и целью ее было решение прикладных задач на континентах. Господствовавшие в ней теории долгое время обходили молчанием вопросы строения и происхождения океана: континенты как бы плавали в неизвестной и в чем-то даже враждебной среде, которая не только не оказывала никакого влияния на эволюцию континентальных мегаблоков, но и существовала сама по себе. Эта ситуация смущала многих ведущих теоретиков науки и заставляла их искать место океанам в глобальной схеме эволюции Земли или по крайней мере объяснить их появление на нашей планете. Некоторые ученые поступали довольно просто: они продолжали в океан выделяемые на континентах структуры. Погрузив участки кратонов и горно-складчатых поясов на абиссальное дно, они выводили их на поверхность у берегов противолежащих континентов, стараясь создать единую схему распространения известных на континентах образований. Несмотря на полную недостоверность и непроверяемость в те времена подобных построений, последние получали одобрение, так как при этом достигалась нужная цель: океаны как бы исчезали, становясь простыми придатками континентов. Концы, так сказать, были спрятаны в воду.

Эта традиция выводить океан из континента породила еще одну теорию — океанизации (базификации) континентальной коры, которую выдвинул в начале 50-х годов нашего столетия В. В. Белоусов. Согласно этой концепции, континентальная кора, сложившаяся повсеместно еще на ранних этапах развития нашей планеты, в дальнейшем частично превратилась в современную мощную кору континентов, частично же (в конце палеозоя — начале мезозоя) трансформировалась до коры океанической. Образование континентальной литосферы, согласно этой теории, первоначально связано с гравитационной дифференциацией первичного вещества Земли, т. е. с подъемом в верхние оболочки более легких компонентов. Они и составили земную кору и верхнюю мантию планеты, в то время как тяжелые компоненты опустились вниз, сконцентрировавшись в ядре. В процессе этой гравитационной дифференциации выделяется тепловая энергия, приведшая на определенном этапе к плавлению мантии и всплыванию ультраосновных составляющих. Внедрение их в земную кору с одновременным удалением из нее воды, кремнезема и щелочей способствовало повышению плотности литосферы до 3 г/см3, а в дальнейшем и до 3,4—3,5 г/см3. В результате утяжеления континентальная кора начинала как бы тонуть в мантии, а на ее место поднимался ультраосновной и основной материал. Излияния магм основного состава приводили в конечном итоге к формированию базальтового слоя, а находившиеся под ним остатки бывшей континентальной коры расплавлялись и исчезали. Таков в общих чертах механизм «базификации» континентальной коры, в результате которой на нашей планете, по мысли В. В. Белоусова, появились океаны.

Эта гипотеза, преобразованная ее автором в 70-х годах в учение об эндогенных режимах, не нашла своего подтверждения, так как в процессе глубоководного бурения в океанах не было обнаружено следов погруженной и переработанной континентальной коры. Исключение, пожалуй, составляют районы подножий на пассивных материковых окраинах в Атлантическом и Индийском океанах. Здесь при фрагментации и расколе Пангеи и Гондваны отдельные блоки континентальной коры были погребены под базальтами и мощной толщей осадков и, возможно, утратили связь друг с другом. Эти зоны утонения и разрыва древней континентальной литосферы являются единственными, хотя и не вполне очевидными примерами «океанизации».

Возрождение мобилизма

В середине 50-х — начале 60-х годов началось бурное развитие сейсмических, магнитных и гравиметрических методов дистанционного исследования морского дна. Океаны уже бороздили корабли, оснащенные новой, гораздо более совершенной геофизической и акустической аппаратурой. Были получены первые непрерывные разрезы ложа океанов, на которых можно, было проследить границы отдельных горизонтов и толщ осадков, установлена структура океанической коры в разных регионах, уточнено распределение подкоровых масс и выявлены основные гравитационные аномалии. Стало, вырисовываться сложное и неоднозначное строение океанского дна.

Казалось, ничто не предвещало переворота во взглядах на развитие Земли. И вот однажды приборы, установленные на научно-исследовательских судах, обнаружили удивительную подробность в строении центральной части срединно-океанических хребтов, природа которых долгие годы оставалась неясной. Здесь, как показал американский геофизик Б. Хизен, почти повсеместно присутствовала глубокая трещина шириной до нескольких десятков километров, которая имела грабенообразную структуру. Чуткие сейсмографы зафиксировали на небольшой глубине от поверхности дна многочисленные сейсмические толчки, приуроченные к этой долине. Здесь же были измерены аномально высокие значения теплового потока из недр Земли. Стало ясно, что срединно-океанические хребты — это не просто поднятия на дне океана, а области проявлений активных тектонических и магматических процессов, существо которых оставалось непонятным.

После же того как на дне трещин были обнаружены следы молодых излияний магм, выяснилось, что речь идет о рифтах, пересекающих все океаны.

Открытия посыпались как из рога изобилия, взбудоражив сначала морских геологов и геофизиков, а затем и весь геологический мир. Оказалось, что параллельно рифтовой долине срединно-океанических хребтов протягиваются линейные магнитные аномалии, причем полосы пород второго слоя океанической коры, намагниченных в прямом направлении по отношению к современному магнитному полю, чередовались с породами, намагниченными в обратном направлении. Эта «зебра», как выяснилось впоследствии, покрывала все ложе океана.

Близ Атлантического побережья США благодаря глубинному сейсмическому зондированию Ч. Дрейк и другие исследователи установили присутствие глубоких прогибов, заполненных многокилометровыми осадками: один — в районе океанического шельфа, другой — в основании континентального склона. Они тянулись на многие сотни и даже тысячи километров, обрамляя со стороны океана Северо-Американский континент. Были обнаружены значительные аномалии силы тяжести вдоль края континента, а также магнитные аномалии, свидетельствовавшие о наличии крупных интрузий магматических пород на большой глубине.

Все это вызвало замешательство в стане геологов. Мобилисты начали заново штудировать А. Вегенера, пытаясь с помощью его модели объяснить добытые наукой факты. Ни один из них не был предугадан какой-либо тектонической гипотезой. Решающее значение, пожалуй, имела догадка американских геофизиков Ф. Вайна и Д. Мэттьюза (1963 г.), нашедших интересное толкование природы линейных магнитных аномалий, субпараллельных рифтовой зоне срединно-океанических хребтов. Они предположили, что в этих аномалиях отразились изменения полярности магнитного поля Земли. Только за последние миллионы лет полярность магнитных полюсов менялась более 20 раз. А если это так, то полосовые аномалии как бы метили время формирования того или иного участка океанского дна. Благодаря им можно было попытаться установить возраст дна океана.

Самое интересное заключалось в том, что распределение линейных аномалий по профилю поперек срединноокеанических хребтов в Атлантике, Тихом и Индийском океанах было во многом идентичным: рисунок отдельных аномалий носил настолько индивидуальные черты, что их можно было узнать на различных магнитных профилях. Выявился симметричный характер расположения линейных магнитных аномалий относительно срединно-океанических рифтов. Этому можно было дать только одно объяснение: сама океаническая кора рождается в районе срединно-океанических хребтов и местом ее формирования является рифтовая долина.

Зная из наземных разрезов, с какой периодичностью происходила в ближайшие к нам геологические эпохи инверсия магнитных полюсов Земли, можно было пронумеровать и примерно датировать линейные магнитные аномалии. Вскоре это было сделано не только вблизи срединно-океанических хребтов, но и на большей площади абиссальных котловин океана, где плащ осадков, перекрывающих базальтовое ложе, относительно тонок.

Остроумное решение Ф. Вайна и Д. Мэттьюза воодушевило мобилистов. Стало ясно, что идея А. Вегенера о дрейфе материков была правильной: следы его заключены в полосовых магнитных аномалиях океанского дна, причем более молодые из них расположены в пределах срединно-океанического хребта, а более древние — на соответствующем удалении от центральной рифтовой долины. Появлялась перспектива реконструировать этапы этого дрейфа во времени, достаточно было выкинуть из современной картины распространения этих аномалий ту или иную их группу по обе стороны от вершины хребта (аномалии с одинаковыми номерами). Ведь к концу 60-х годов большая часть аномалий была уже пронумерована.

Началась эпоха интенсивной гидромагнитной съемки дна океанов, а затем и палеотектонических реконструкций. Однако новые представления о структуре океанского дна оставались, по существу, умозрительными. Доказать их можно было только с помощью глубоководного бурения.

«Гломар Челленджер» и проект глубоководного бурения

Возродившаяся к жизни идея А. Вегенера вскоре получила свое достойное воплощение в разработке проекта постройки уникального бурового судна, способного проводить работы в районах, где дно залегает на глубинах в несколько тысяч метров от поверхности океана. Чтобы оценить смелость этой задумки, надо напомнить, что в те годы (середина 60-х годов) коммерческое разведочное и эксплуатационное бурение скважин на нефть и газ велось лишь в пределах 100—120-метровой изобаты на шельфе, да и то преимущественно со стационарных платформ, бетонные основания которых устанавливались на дно.

Для осуществления программы глубоководного бурения в океане (deep-sea drilling project), составленной в Океанографическом институте Скриппса при Калифорнийском университете США, необходимо было решить несколько сложнейших инженерных и навигационных задач. Во-первых, научиться спускать и поднимать колонны буровых труб длиной в несколько километров в условиях волнения и океанской зыби. Во-вторых, создать систему, допускающую повторное попадание всей колонны и бурильного инструмента в устье скважины. В-третьих, обеспечить судно системой двигателей, способных удерживать его над точкой бурения с минимальными отклонениями, так как уход его в сторону за пределы нескольких десятков метров грозил скручиванием и отрывом буровой колонны. Последняя задача потребовала разработки новой, высокоточной системы ориентаций и привязки, которую в открытом океане смогли обеспечивать сначала спутники, а впоследствии гидроакустические маяки, устанавливавшиеся на дно в окрестностях точки бурения. И те и другие должны были достаточно часто показывать координаты судна на бортовую ЭВМ, чтобы в минимальный срок можно было исправить любые отклонения в положении судна над точкой бурения, вызванные сносом течениями, ветром и другими причинами.

А пока проект разрабатывался и строилось буровое судно, теоретическая мысль ученых не стояла на месте. На глазах рушились старые представления и вырастало здание новой теории, названной французским ученым К. Ле Пишоном тектоникой литосферных плит. Однако обо всем по порядку.

Как только появились серьезные доказательства в пользу дрейфа материков, а вслед за ними и первые палеореконструкции, показывавшие, каким образом и в какой последовательности произошел распад древних суперконтинентов Пангея и Гондвана, перед учеными встали новые проблемы. Ведь если Атлантический и Индийский океаны — относительно молодые образования, возникшие, судя по возрасту линейных магнитных аномалий и другим свидетельствам, лишь в мезозое, то выходит, что за последние 200—300 млн лет заново сформировалась огромная по площади часть земной поверхности. Что это — свидетельство резкого расширения нашей планеты? А если нет, то куда девается старая земная кора? Решая эту задачу, одни ученые стали разрабатывать теорию расширяющейся Земли, другие же обратили внимание на странные структуры, почти непрерывным кольцом опоясавшие Тихий океан и глубоко избороздившие отдельные участки дна по периферии Атлантического и Индийского океанов.

Речь идет о самых глубоких образованиях в океане — желобах, куда еще в середине 40-х годов погружались на батискафах отважные исследователи. Был среди них и изобретатель многих таких аппаратов Ж. Пикар, который в 1960 г. вместе с американцем Д. Уолшем достиг дна в самом глубоком из современных желобов — Марианском на отметке 10 916 м. Глубоководные желоба как бы охватывают дугой краевые архипелаги вулканических островов, отделяя их от океана. Они же обрамляют в Тихом океане Южную, Центральную и частично Северную Америку.

Важной особенностью желобов, помимо их громадной глубины и своеобразного рельефа, является приуроченность к ним сейсмофокальных поверхностей — зон Беньофа, вдоль которых концентрируются фокусы большинства землетрясений. Эти условные поверхности сначала полого погружаются под прилегающую к желобу сушу (под углом 30—33°), а затем на глубине около 300 км круто падают (до 60°), опускаясь до 600—700 км.

Внимательный анализ показал, что эпицентры землетрясений в океане группируются отнюдь не случайно. Значительная их часть, в основном мелкофокусных, фиксируется в районе рифтовых долин срединно-океанических хребтов, другие же приурочены к переходным зонам от континентов к океанам. Причем большинство, в том числе все глубокофокусные, происходит в пределах так называемых активных окраин континентов и островных вулканических дуг, расположенных по периферии Тихого океана, т. е. как раз там, где находятся глубоководные желоба. Они, что называется, жестко привязаны к зонам Беньофа. Более того, в тех же районах сосредоточена и основная вулканическая деятельность, продукты которой имеют преимущественно средний и основной состав — андезиты и базальты.

Так что же происходит в этих районах, где проявляется в столь драматической форме тектоническая активность недр? Этот вопрос остается до сих пор предметом ожесточенных споров. И немудрено. В ответе на него заключена окончательная судьба фиксистских концепций. Ведь если глубоководные желоба всего лишь трещины в земной коре, указывающие на ее растяжение, то, следовательно, можно говорить о расширении поверхности нашей планеты, которое происходит в основном в срединно-океанических хребтах, но вызывает также растяжения в краевых зонах океана.

Для мобилистов же глубоководные желоба и связанные с ними зоны Беньофа, напротив, являются символами совсем иных процессов, протекающих в условиях сжатия и получивших собирательное название «субдукция» (поддвиг). Согласно мобилистской концепции, в зонах субдукции происходит погружение и расплавление древней коры океана или окраинных глубоководных морей, т. е. процесс, компенсирующий формирование молодой океанической коры. Именно поэтому раскрытие в мезозое и кайнозое Атлантического и Индийского океанов не означало внезапного разрастания диаметра Земли.

Оно шло за счет уничтожения палеозойской и раннемезозойской коры древних океанов, к которым принадлежит Тихий океан, а также исчезнувший океан Тетис. Заталкивание отдельных блоков океанической коры под континент или островную вулканическую дугу сопровождается серией землетрясений. Их фокусы располагаются вдоль глубинной границы, где соприкасаются погружающаяся плита и край той плиты, под которую происходит поддвигание. С расплавлением вещества в зоне субдукции связан подъем магматических расплавов к поверхности, в результате чего активизируется вулканическая деятельность.

И действительно, во всех районах, где существуют глубоководные желоба и приуроченные к ним зоны Беньофа, можно обнаружить цепочки вулканов. Они располагаются на краю континента, как в Южной Америке (со стороны Тихого океана), либо образуют вулканические архипелаги островов, выгибающиеся дугой в сторону океана. Именно поэтому последние получили название островных вулканических дуг. К ним относятся Курило-Камчатская, Алеутская, Японская, Идзу-Бонинская, Марианская, Филиппинская, Тонга-Кермадекская и еще десятки других, расположенных в краевых частях океанов.

Проанализировав глобальную схему распространения срединно-океанических хребтов и рифтовых долин, с одной стороны, и глубоководных желобов с зонами субдукции — с другой, К. Ле Пишон разделил земную твердь на восемь крупнейших литосферных плит (помимо них, существует еще несколько десятков микроплит). Согласно его схеме, границы этих плит проходят по рифтовым долинам срединно-океанических хребтов, глубоководным желобам и некоторым трансформным разломам. В крупнейшие из них (за исключением Тихоокеанской плиты и плиты Наска) впаяны континенты. Они перемещаются вместе с литосферной плитой. В процессе ее разрастания в так называемых спрединговых центрах — рифтовых долинах — плита увеличивает свою площадь. Помимо конструктивной границы плиты, вдоль которой она формируется, существует деструктивная граница, где происходит ее разрушение. В современной структуре земной поверхности разрушаются в основном плиты, выделяемые в Тихом океане,— Тихоокеанская, Кокос и Наска. Именно на них как бы наползают молодые плиты, т. е. возникшие при рождении Атлантического и Индийского океанов. Плиты располагаются над гигантскими конвекционными ячейками в мантии Земли, образуемыми восходящими и нисходящими ветвями — потоками вещества и тепла. Восходящий поток выходит на поверхность в пределах конструктивной границы плиты, т. е. в рифтовых долинах, нисходящий поток зарождается в зонах Беньофа под активной окраиной континента или под островной вулканической дугой. Таким образом, континенты медленно «плывут» по поверхности мантии, как по эскалатору: за ними возрастает количество ступенек, перед ними происходит погружение ступенек, правда, другой плиты. В качестве ступенек выступают участки океанической коры, более молодые — в начале ленты транспортера (они фиксируются в виде полосовых магнитных аномалий), более древние — у погружения ленты транспортера.

Можно еще много говорить о принципах, положенных в основу тектоники литосферных плит, но главное то, что земная кора оказывается невечной. Она проходит свой жизненный цикл, как и все во Вселенной. Только циклы эти в миллионы раз длиннее, чем жизнь живых существ на Земле, и несравненно короче тех циклов, которые проходят небесные тела. Таким образом, тектоника плит раскрывает механизм обновления нашей древней планеты, дает возможность угадывать ход дальнейшей эволюции.

Как и всякая теория, тектоника плит, связав воедино до того разрозненные и плохо объяснимые геологические явления, нуждалась в экспериментальном подтверждении. Ключ к доказательству ее истинности в буквальном смысле лежал на дне океана. Действительно, если океаническая кора относительно молода и если за пределами окраин континентов отсутствуют породы домезозойского возраста (а сам этот возраст будет уменьшаться по мере приближения к рифтовым зонам срединно-океанических хребтов), то это будет доказательством существования механизма спрединга океанского дна и вообще относительной молодости коры океана. Только глубоководное бурение могло дать ответ на многочисленные вопросы о его строении и истории развития.

Между тем основные технические проблемы, стоявшие перед создателями проекта глубоководного бурения, были как будто преодолены, и первое буровое судно такого типа, оснащенное ЭВМ и системой спутниковой навигации, вышло в море. В честь знаменитого предшественника, положившего начало научным изысканиям в океане, оно было названо «Гломаром Челленджером».

Первая точка для глубоководного бурения была выбрана в Мексиканском заливе, во впадине Сигсби, где геофизики установили присутствие на дне крупных куполов, как предполагалось образованных соляными диапирами. Бурение, проводившееся у подножия подводного уступа Сигсби, оправдало надежды специалистов и дало блестящие результаты. Буровая колонна проникла на глубину 770 м, что позволило отобрать керн осадков и пород в той части морского дна, которая дотоле оставалась «белым пятном» (впрочем, как и почти весь океан) на геологической карте.

В первом рейсе «Гломара Челленджера» был опробован и отлажен весь комплекс механизмов бурения и управления этим процессом. В следующих рейсах стали изучать строение осадочной линзы на континентальных окраинах и собственно океанского ложа, сначала в Северной и Центральной Атлантике и в восточных районах Тихого океана, которые были к тому времени наиболее полно исследованы геофизическими методами.

Буровое оборудование не обеспечивало проходку очень крепких пород, в частности горизонтов кремней, достаточно широко распространенных в верхней части осадочного чехла абиссальных котловин. Поэтому глубина проходки скважин в первые годы осуществления проекта глубоководного бурения не превышала нескольких сот метров. Проблема заключалась в невозможности смены бура, который быстро изнашивался при бурении с непрерывным отбором керна. Трудности возникали, собственно говоря, не столько со сменой оборудования, сколько с необходимостью вторичного попадания в ствол уже начатой бурением скважины. Поэтому если проходку последней по каким-либо причинам, из-за шторма или технических неполадок, приходилось прерывать, то команда судна была вынуждена закладывать новую скважину в соседней с предыдущей точке.

Нередко, чтобы выполнить первоначальную задачу и достичь расчетной глубины бурения, приходилось начинать проходку второго, третьего и даже четвертого ствола. При этом к номеру скважины прибавлялся соответственно индекс А, В и С. В дальнейшем проблема смены износившегося оборудования с продолжением бурения в том же стволе была решена. На дне стали помещать акустический маяк, подававший сигналы на поверхность.

В точке бурения вместе с ним устанавливалась гигантская, до 20 м в диаметре, воронка, сужающаяся к устью скважины. Поэтому буровая колонна, вторично опускавшаяся с борта судна, должна была попасть уже не в крошечную дыру на дне, а в створ довольно большой воронки, оборудованной акустическим датчиком.

Однако, как говорилось выше, эта система была разработана позднее. В первых же рейсах «Гломара Челленджера» предпочитали разбуривать те участки океанского дна, где мощность осадочного чехла относительно невелика, — районы срединно-океанических хребтов и прилегающие к ним части абиссальных котловин. К концу 1971 г. было пробурено около 200 скважин в различных районах Мирового океана. Главным результатом этой гигантской работы было подтверждение основных мобилистских идей. Надо отметить, что очень скоро проект глубоководного бурения приобрел международный статус. В соответствии с межправительственным соглашением и другими документами, регулировавшими научный обмен между СССР и США, во многих рейсах «Гломара Челленджера» участвовали советские ученые — морские геологи, геохимики, океанологи, литологи и другие специалисты, в том числе такие известные исследователи, как А. П. Лисицын, П. П. Тимофеев, В. А. Крашенинников, И. О. Мурдмаа, Ю. А. Богданов и др.

Научная кооперация на борту «Гломара Челленджера» и в послерейсовые периоды обработки полученных материалов принесла важные научные плоды. Уровень лабораторного исследования и интерпретации материалов оставался неизменно высоким многие годы, а их результаты публиковались уже через год после завершения очередного рейса. Голубовато-зеленые тома, издававшиеся по этим рейсам, стали одним из наиболее читаемых изданий.

Структура океана

Итак, каждый рейс «Гломара Челленджера» все шире приоткрывал завесу над тайнами океана. Постепенно начинала вырисовываться структура океанского дна, совершенно непохожая на ту, какой ее себе представляли геологи, работавшие на континентах. Здесь нужны были новые исследования. Однако главное можно было считать установленным: дно океана было повсеместно молодым. Ведь даже в периферийных районах Атлантического и Тихого океанов в основании осадочного чехла бур «Гломара Челленджера» вскрыл отложения не старше мелового и позднеюрского возраста. Последние залегали на базальтах фундамента, Которые сформировались практически в то же время. Таким образом, возраст океанского ложа не превышал 150—180 млн лет. Это ничтожно мало по сравнению с докембрийским возрастом пород, слагающих фундамент кратонов на континентах и выступающих на поверхность в пределах Балтийского, Канадского, Бразильского, Анабарского и других щитов: 1—2 млрд лет для протерозойских и 3—3,5 млрд лет для архейских образований.

Молодость фундамента в океанах можно было объяснить лишь его спредингом — формированием в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов. Однако поговорим вначале о строении самой океанической коры.

Океаническая и континентальная кора: антиподы или разные стадии развития литосферы?

Земная кора — многослойное образование. Верхнюю ее часть — осадочный чехол, или первый слой,— образуют осадочные породы и не уплотненные до состояния пород осадки. Ниже как на континентах, так и в океанах залегает кристаллический фундамент. В его строении и кроются основные различия между континентальным и океаническим типами земной коры. На континентах в составе фундамента выделяются два мощных слоя — «гранитный» и базальтовый. Под абиссальным ложем океанов «гранитный» слой отсутствует. Однако базальтовый фундамент океана отнюдь не однороден в разрезе, он разделяется на второй и третий слои.

До сверхглубокого и глубоководного бурения о структуре земной коры судили главным образом по геофизическим данным, а именно по скоростям продольных и поперечных сейсмических волн. В зависимости от состава и плотности пород, слагающих те или иные слои земной коры, скорости прохождения сейсмических волн значительно изменяются. В верхних горизонтах, где преобладают слабо уплотненные осадочные образования, они относительно невелики, в кристаллических же породах резко возрастают по мере увеличения их плотности.

После того как в 1949 г. впервые были измерены скорости распространения сейсмических волн в породах ложа океана, стало ясно, что скоростные разрезы коры континентов и океанов весьма различны. На небольшой глубине от дна, в фундаменте под абиссальной котловиной, эти скорости достигали величин, которые на материках фиксировались в самых глубоких слоях земной коры. Вскоре выяснилась причина подобного несоответствия. Дело в том, что кора океанов оказалась поразительно тонкой. Если на континентах толщина земной коры составляет в среднем 35 км, а под горно-складчатыми системами даже 60 и 70 км, то в океане она не превышает 5—10, редко 15 км, а в отдельных районах мантия находится почти у самого дна.

Стандартный скоростной разрез континентальной коры включает верхний, осадочный слой со скоростью продольных волн 1—4 км/с, промежуточный, «гранитный» — 5,5—6,2 км/с и нижний, базальтовый — 6,1—7,4 км/с. Ниже, как полагают, залегает так называемый перидотитовый слой, входящий уже в состав астеносферы, со скоростями 7,8—8,2 км/с. Названия слоев носят условный характер, так как реальные сплошные разрезы континентальной коры никто до сих пор не видел, хотя Кольская сверхглубокая скважина проникла в глубь Балтийского щита уже на 12 км.

В абиссальных котловинах океана под тонким осадочным плащом (0,5—1,5 км), где скорости сейсмических волн не превышают 2,5 км/с, находится второй слой океанической коры. По данным американского геофизика Дж. Уорзела и других ученых, он отличается удивительно близкими значениями скорости — 4,93—5,23 км/с, в среднем 5,12 км/с, а средняя мощность под ложем океанов равна 1,68 км (в Атлантическом — 2,28, в Тихом — 1,26 км). Впрочем, в периферийных частях абиссали, ближе к окраинам континентов, мощности второго слоя довольно резко увеличиваются. Под этим слоем выделяется третий слой коры с не менее однородными скоростями распространения продольных сейсмических волн, равными 6,7 км/с. Его толщина колеблется от 4,5 до 5,5 км.

В последние годы выяснилось, что для скоростных разрезов океанической коры характерен больший разброс значений, чем это предполагалось ранее, что, по-видимому, связано с глубинными неоднородностями, существующими в ней [Пущаровский, 1987].

Как видим, скорости прохождения продольных сейсмических волн в верхних (первом и втором) слоях континентальной и океанической коры существенно различны.

Что касается осадочного чехла, то это обусловлено преобладанием в его составе на континентах древних образований мезозойского, палеозойского и докембрийского возраста, претерпевших довольно сложные преобразования в недрах. Дно же океана, как говорилось выше, относительно молодо, и осадки, лежащие над базальтами фундамента, слабо уплотнены. Это связано с действием целого ряда факторов, определяющих эффект недоуплотнения, который известен как парадокс глубоководного диагенеза.

Сложнее объяснить разницу в скоростях сейсмических волн при их распространении через второй («гранитный») слой континентальной и второй (базальтовый) слой океанической коры. Как ни странно, в базальтовом слое океана эти скорости оказались ниже (4,82—5,23 км/с), чем в «гранитном» (5,5—6,2 км/с). Дело тут в том, что скорости продольных сейсмических волн в кристаллических породах с плотностью 2,9 г/см3 приближаются к 5,5 км/с. Отсюда вытекает, что если «гранитный» слой на континентах действительно сложен кристаллическими породами, среди которых преобладают метаморфические образования нижних ступеней трансформации (по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове), то в составе второго слоя океанической коры, помимо базальтов, должны участвовать образования с плотностью меньшей, чем у кристаллических пород (2—2,55 г/см3).

Действительно, в 37-м рейсе бурового судна «Гломар Челленджер» были вскрыты породы океанического фундамента. Бур проник сквозь несколько базальтовых покровов, между которыми находились горизонты карбонатных пелагических осадков. В одной из скважин была пройдена 80-метровая толща базальтов с прослоями известняков, в другой — 300-метровая серия пород вулканогенно-осадочного происхождения. Бурение первой из перечисленных скважин было остановлено в ультраосновных породах — габбро и гипербазитах, которые, вероятно, уже относятся к третьему слою океанической коры.

Глубоководное бурение и исследование рифтовых зон с подводных обитаемых аппаратов (ПОА) позволили выяснить в общих чертах структуру океанической коры. Правда, нельзя с уверенностью утверждать, что нам известен полный и непрерывный ее разрез, не искаженный последующими наложенными процессами. Наиболее детально изучен в настоящее время верхний, осадочный слой, вскрытый частично или полностью почти в 1000 точках дна буром «Гломара Челленджера» и «Джойдес Резолюшн». Гораздо менее исследован второй слой океанической коры, который вскрыт на ту или иную глубину гораздо меньшим числом скважин (несколькими десятками). Однако сейчас очевидно, что этот слой сформирован в основном лавовыми покровами базальтов, между которыми заключены разнообразные осадочные образования небольшой мощности. Базальты относятся к толеитовым разностям, возникшим в подводных условиях. Это подушечные лавы, сложенные зачастую пустотелыми лавовыми трубами и подушками. Находящиеся между базальтами осадки в центральных частях океана состоят из остатков мельчайших планктонных организмов с карбонатной или кремнистой функцией.

Наконец, третий слой океанической коры отождествляют с так называемым дайковым поясом — сериями небольших магматических тел (интрузий), тесно пригнанных одно к другому. Состав этих интрузий основной в ультраосновной. Это габбро и гипербазиты, формировавшиеся не при излиянии магм на поверхности дна, как базальты второго слоя, а в недрах самой коры. Иначе говоря, речь вдет о магматических расплавах, которые застыли вблизи магматического очага, так и не достигнув поверхности дна. Их более «тяжелый» ультраосновной состав свидетельствует об остаточном характере этих магматических расплавов. Если же вспомнить, что толщина третьего слоя обычно в 3 раза превышает мощность второго слоя океанической коры, то определение ее как базальтовой может показаться большим преувеличением.

Подобно этому и «гранитный» слой континентальной коры, как выяснилось в процессе бурения Кольской сверхглубокой скважины, оказался вовсе не гранитным, по крайней мере в верхней его половине. Как уже говорилось выше, в пройденном здесь разрезе преобладали метаморфические породы низших и средних ступеней преобразования. В большинстве своем они являются измененными при высоких температурах и давлении, существующих в недрах Земли, древними осадочными породами. В этой связи сложилась парадоксальная ситуация, заключающаяся в том, что мы теперь больше знаем о коре океанической, чем о континентальной. И это при том, что первая изучается интенсивно от силы два десятилетия, тогда как вторая — объект исследований по крайней мере полутора столетий.

Обе разновидности земной коры не являются антагонистами. В краевых частях молодых океанов, Атлантического и Индийского, граница между континентальной и океанической корой несколько «размыта» за счет постепенного утонения первой из них в области перехода от континента к океану. Эта граница в целом тектонически спокойна, т. е. не проявляет себя ни мощными сейсмическими толчками, которые случаются здесь крайне редко, ни вулканическими извержениями.

Однако такое положение сохраняется не везде. В Тихом океане граница между континентальной и океанической корой относится, пожалуй, к самым драматическим рубежам раздела на нашей планете. Так что же все-таки, эти две разновидности земной коры — антиподы или нет? Думается, что мы можем с полным основанием считать их таковыми. Ведь несмотря на существование целого ряда гипотез, предполагающих океанизацию континентальной коры или, напротив, превращение океанического субстрата в континентальный за счет целого ряда минеральных трансформаций базальтов, на самом деле доказательств непосредственного перехода одного типа коры в другой нет. Как будет показано ниже, континентальная кора формируется в специфических тектонических обстановках в активных зонах перехода между материком и океаном и в основном в результате преобразования другой разновидности земной коры, называемой субокеанической. Океанический субстрат исчезает в зонах Беньофа, либо выдавливается, как паста из тюбика, на край континента, либо превращается в тектонический меланж (крошево из перетертых пород) в областях «захлопывания» океанов. Впрочем, об этом позднее.

Океанические рифты — «зияющие» трещины к мантии Земли

Рифтами называют удивительные структуры, известные и на континентах и в океанах. Если сравнить нашу планету с живым организмом, то тогда рифты уподобятся гигантским рубцам на ней, способным кровоточить. Только роль крови в данном случае выполняет магма. Магматические расплавы поднимаются здесь на поверхность, можно сказать, прямо из мантии. Действительно, рифты образуются над ее выступами и как бы протыкают, вернее, проплавляют земную кору. Рельеф, возникающий при этом, своеобразен. Обычно это глубокие провалы — долины, которые протягиваются на сотни и даже тысячи километров и окружены крутыми уступами вздыбленных блоков коры, вытянувшихся параллельно провалу в виде хребтов. Перепад высот здесь достигает нескольких сот, а иногда 2—3 тыс. м. К этим провалам шириной не более 80—100 км часто приурочены крупные озера. Уникальное по красоте, строению и гидрологии озеро Байкал обязано своим происхождением процессам рифтообразования. Другим примером является великая Восточно-Африканская рифтовая система. С ней связана целая цепочка глубоких озер — Виктория, Альберт, Ньяса и др., а также отдельные вулканы, крупнейшим из которых остается Килиманджаро.

Однако какими бы грандиозными ни были континентальные рифты, по размерам они уступают океаническим. Океаническая кора подобна тонкой коже, покрывающей мантию Земли. Она легко вспучивается и лопается, открывая путь наверх магматическим расплавам, гидротермам и газам. Открывающиеся под водой картины не менее красочны и фантастичны, чем лунный или марсианский ландшафт, вид которого нам передают телекамеры управляемых автоматических станций.

Одними из самых необычных образований на дне подводных рифтовых долин являются гъяры — глубокие и узкие трещины, протягивающиеся вдоль рифтовых долин. Их глубина может превышать 20—30 м при ширине 1—2 м, а нередко и 5—10 м. Стенки этих трещин отрыва обычно вертикальны и сложены застывшими базальтовыми лавами. Книзу гъяры сужаются, что делает опасным погружение в них подводных обитаемых аппаратов с людьми на борту. Вдоль стенок видны уровни, на которые поднималась из недр магма после раскола и образования гъяра.

Другими интересными формами подводного рельефа являются вулканические горы с коническими вершинами, образованные большим количеством лавовых труб и покровов. Двигаясь вниз по склону горы, лавовая струя застывает на контакте с водой, образуя трубу, по которой продолжает течь, пока не иссякнет ее напор. Огромное количество таких труб, напоминающих пучки гигантских макарон или соломин, формирует склоны подводных гор и более мелких вулканических построек. Акванавты дали им название «стоги сена». Среди лавовых труб много пустотелых. Они легко ломаются под тяжестью вышележащих покровов, поэтому у основания вулканических построек накапливается лавовая брекчия из обломков труб и базальтовых корок.

В рифте Таджура, располагающемся в вершине Аденского залива, советские акванавты обнаружили кратерные озера (3—4 м в диаметре, глубиной 2—3 м) с отвесными стенками. Их днище образовано стекловатым базальтом, а на стенках видны следы кратковременного стояния лавы. Нередко последняя уходила из кратеров через небольшие отверстия на дне лавовых озер.

Еще более интересной формой являются лавовые купола, приуроченные к центральной части рифтовой долины. Ширина этих вздутий, напоминающих огромные подушки, достигает 20—50 м при высоте 5—10 м. При застывании лавы образовывались радиальные трещины, которые сходятся к самой макушке купола (рис. 5). Согласно наблюдениям с погружаемых аппаратов, или, как их еще называют, ныряющих блюдец, под поверхностной коркой куполов часто находятся обширные полости. Они возникли в результате вытекания лавы из верхней части купола. Формы рельефа типа лавовых куполов впервые были описаны советскими исследователями в рейсе судна «Академик Мстислав Келдыш» в рифте Таджура [Подводные геологические исследования..., 1985]. Сердечники куполов сложены параллельно лежащими, круто падающими лавовыми пластинами.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 5. Вулканический купол (блистер) на дне Красноморского рифта. Вершина разбита радиальными контракционными трещинами [Подводные..., 1985]


Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 6. Разрезы океанических рифтовых зон а — Красноморский рифт, 18° с. ш.; б — Срединно-Атлантический рифт, 37° с. ш.; в, г — Восточно-Тихоокеанское поднятие: в — 21° с. ш., г — 3,5° ю. ш. [Подводные..., 1985]; 1 — экструзивная зона; 2 — внутренний рифт; 3 — зоны сбросовых уступов


Различные вулканические постройки концентрируются преимущественно в осевой части океанических рифтов. Она получила название экструзивной зоны. Именно здесь происходит новообразование океанической коры, сопровождающееся излияниями лав. Ширина осевой зоны, или так называемого внутреннего рифта, составляет от 5 до 15 км. Внутренний рифт распадается на центральную экструзивную зону, в которой находятся молодые вулканические постройки, и на обрамляющие ее краевые ложбины. Внешней границей внутреннего рифта с той и другой стороны служат краевые сбросовые уступы. О молодости базальтов, слагающих экструзивную зону, свидетельствуют не только определения абсолютного возраста, но и почти полное отсутствие осадков. Последние повсеместно распространены в океане и не покрывают только крутые склоны подводных гор и отвесные стенки на континентальных окраинах.

В большинстве рифтов с экструзивной зоной связано вулканическое поднятие, включающее подводные горы и гряды. Однако описаны случаи, когда это поднятие выражено лишь небольшим повышением уровня дна. Таков, например, рифт Таджура.

Наиболее низкое положение в океанических рифтах занимают краевые ложбины, где молодые базальты уже перекрыты осадками. Ширина их варьирует от 0,5 до 5 км. Осадки сглаживают неровности рельефа, лишь местами ровная поверхность дна разбита гъярами. Гъяры встречаются вблизи уступов либо в окрестностях вулканических построек на границе с экструзивной зоной.

Краевые сбросовые уступы воздымаются на 150—200 м над ложбинами и представляют собой блоки океанической коры, вершинные поверхности которых наклонены в сторону от оси рифта. С каждой стороны от нее выделяется несколько уступов в виде ступеней (рис. 6). Эти тектонические ступени имеют сбросовое происхождение. Они интересны тем, что в связанных с ними уступах обнажаются зачастую разрезы глубинных слоев океанической коры. Гребни ступеней обычно сложены базальтами, а пространство между таким гребнем и соседним уступом напоминает карман, заполненный осадками. Если в экструзивной зоне обнажаются исключительно молодые, голоценовые базальты, то сбросовые ступени сложены гораздо более древними, плейстоценовыми породами.

С позиций новой глобальной тектоники в океанических рифтах происходит раздвиг и наращивание краев соседних литосферных плит. Здесь формируется молодое океанское дно, новая кора, толщина которой в пределах экструзивной зоны не превышает первых тысяч метров. К периферийным частям рифта мощность коры возрастает до 7 км, в основном за счет приращения самого нижнего, третьего слоя со скоростями преломленных сейсмических волн 6,7—7,2 км/с. В районе хребта Рейкьянес (к югу от острова Исландия) такое приращение составляет около 2,5 км.

Наращивание новой океанической коры в рифтах происходит с различной скоростью и обычно варьирует от 2 до 15 см в год. В зависимости от скорости раздвига дна меняется не только рельеф подводной горной страны, но и интенсивность таких проявлений, как магматизм, сейсмичность, гидротермальная деятельность.

Геофизические данные свидетельствуют, что мантия под океаническими рифтами залегает наиболее близко от поверхности дна. Именно в рифтах куется молодое ложе океана, и если рифт — это наковальня, то все сооружение срединно-океанического хребта с рифтом в центре вполне можно сравнить с кузницей.

Глобальная система срединно-океанических хребтов

Одними из наиболее выдающихся структур в океане по праву считаются срединно-океанические хребты, образующие поистине глобальную систему протяженностью около 60 тыс. км. Гигантским ожерельем обвили они всю нашу планету, разделив на две равные половины Атлантический океан и на три части Индийский. Лишь в Тихом океане это ожерелье как бы сбилось в сторону. Восточно-Тихоокеанское поднятие резко смещено к Южно-Американскому континенту и к Центральноамериканскому перешейку, вдоль которого оно протягивается на север, в район Калифорнийского залива. Здесь оно исчезает, погружаясь под глыбу материка Северная Америка.

Даже в сравнительно небольшом Северном Ледовитом океане мы находим рудимент структуры, равнозначной срединно-океаническим поднятиям. Это подводный хребет Гаккеля.

Могучие вздутия на дне океанов не просто подводные хребты. Они представляют собой границы литосферных плит, делящих поверхность нашей планеты на несколько пластин. Последние можно сравнить с льдинами, в которые впаяны материки. По одному краю этих «льдин» постоянно намораживается новый «лед», на другом этот лед подтаивает. Сшибаясь, одни «льдины» наползают на другие. Как раз это и произошло в Тихом океане, где край Северо-Американской плиты перекрыл смежные участки сразу двух плит — Кокос и Тихоокеанский — вместе с разделяющей их северной ветвью Восточно-Тихоокеанского поднятия. Фрагменты этой ветви, известные как хребты Горда и Хуан-де-Фука, еще функционируют вблизи континентальной окраины материка, в пределах побережья штатов Орегон и Вашингтон. Эта ситуация является примером не очень добрососедских отношений между отдельными литосферными плитами, когда расширение одних происходит за счет поглощения других. При этом материки играют роль торосов; под них уходят, приподнимая их и дробя, участки океанической коры.

Рифтовые зоны относятся к срединно-океаническим хребтам, занимая центральное в них положение. Несмотря на одинаковое строение, облик срединно-океанических поднятий меняется от участка к участку в зависимости от скорости спрединга, т. е. формирования океанского дна. На тех участках, где приращение новой коры происходит с большей скоростью, рельеф хребта в поперечном сечении совершенно иной, нежели на участках с низкой скоростью спрединга. К последним относится рифт Таджура. Внутренний рифт и входящая в его состав экструзивная зона выражены здесь в виде крупной подводной долины. Дно ее погружено на 300—400 м относительно гребней обрамляющих ее сбросовых ступеней, причем каждая последующая пара ступеней приподнята на 100— 150 м выше предыдущей. Такое же строение имеют Красноморский рифт и некоторые участки Срединно-Атлантического хребта. Для них также характерны небольшие скорости спрединга нового океанского дна (<6 см/год).

Иначе выглядят, особенно в поперечном сечении, хребты, с которыми связаны высокие скорости спрединга. В настоящее время наиболее изучено Восточно-Тихоокеанское поднятие на широте 35° ю. ш. и 22° с. ш. Экструзивная зона выражена здесь в виде центрального поднятия (рис. 6, в, г), занимающего наиболее высокое гипсометрическое положение (на 300—500 м выше окружающего рельефа). Оно состоит из цепочки вулканических сооружений. К ним относятся так называемые линейные вулканы, напоминающие обычные щитовые вулканы, которые столь широко распространены в абиссальных котловинах океана. В вершинной части линейного вулкана прослеживается осевая депрессия, напоминающая кальдеру, глубиной до 35 м.

Ширина экструзивной зоны составляет 2—3 км. Ее опоясывают узкие понижения, изобилующие гъярами и гидротермами. Они соответствуют краевым депрессиям рифта Таджура. По мере удаления от осевой зоны появляются группы горстов и грабенов шириной 1—3 км, составляющих склоны срединно-океанического поднятия. Перепады в рельефе дна и глубина залегания отдельных гребней постепенно снижаются, приближаясь к тем глубинам, которые характерны для окружающих абиссальных котловин. При этом мощность осадочного чехла, перекрывающего базальты, быстро возрастает. Горсты и разделяющие их грабены на хребтах с высокой скоростью спрединга дна играют ту же роль, что и сбросовые ступени в рифтах с низкими скоростями спрединга.

Шрамы на теле океана

Как показала детальная батиметрическая и геофизическая съемка, дно океанов изборождено глубокими трещинами, протягивающимися зачастую на многие сотни километров. Одни из них имеют прямолинейные очертания и распространены в центральных частях Атлантического и Индийского океанов, другие проявляются в восточной половине Тихого океана. Эти трещины принадлежат к особому классу разломов, называемых трансформными,— очень специфическому типу образований, не имеющему аналогов на континентах. С геологической точки зрения трансформные разломы определяются как полусдвиги. Тектонические смещения происходят не обязательно по всей их длине, иногда лишь на отдельных отрезках, пересекающих срединно-океанические хребты. Другая особенность трансформных разломов заключается в том, что они соединяют или разъединяют самые разнородные структуры в океане и в переходной к нему от континентов зоне. Примером может служить знаменитый разлом Сан-Андреас на континентальной окраине Калифорнии, через который увязываются в единую систему северная ветвь Восточно-Тихоокеанского поднятия и спрединговые хребты Горда и Хуан-де-Фука, некогда входившие в его состав. Это правосторонний сдвиг, играющий роль скользящего края двух плит — Тихоокеанской и Северо-Американской.

Разлом Сан-Андреас приобрел печальную известность: из-за того, что с ним связаны наиболее разрушительные; землетрясения на Восточном побережье США. Достаточно вспомнить землетрясение 1906 г., приведшее к разрушению значительной части города Сан-Франциско. И в настоящее время десятки сейсмографов чутко следят за дыханием недр в районе этого разлома, так как, согласно статистике, разрушительные землетрясения происходят здесь с интервалом в несколько десятков лет и спокойный период должен вот-вот подойти к концу.

Землетрясениями сопровождаются мощные сдвиговые дислокации, в результате которых один из участков древней, плейстоценовой дельты реки Колорадо переместился за последние 150—200 тыс. лет примерно на 120 км севернее своего исходного положения. Сместились и многие другие участки на окраине Калифорнии. Поэтому составные части некогда единых геологических тел, например подводных конусов выноса рек, оказавшись по разные стороны от разлома, теперь разъехались на расстояния, превышающие 500 км.

Сан-Андреас — редкий пример того, как трансформный разлом определяет тектонический режим в краевой части континента. Сфера влияния трансформных разломов — океанское дно, где они расчленяют на отдельные отрезки срединно-океанические хребты, смещая их в латеральном направлении друг относительно друга на многие десятки километров. В этом смысле трансформные разломы — это застывшая в камне история раздвига океанского дна и дрейфа материков. Как правило, они унаследованы от гораздо более древних структур — ослабленных зон или древних глубинных разломов, с активизации которых и начался когда-то распад древних суперконтинентов.

Самые крупные смещения отрезков срединно-океанических хребтов, как выясняется, были запрограммированы еще на исходной стадии формирования молодого океана. С трансформными разломами связан механизм приспособления новых, нарождающихся форм в океане к старым, континентальным структурам. Так, для осуществления раздвига в экваториальных районах Атлантики потребовалась целая система мощных трансформных разломов, по которым срединный спрединговый хребет разорван на несколько мелких сегментов, не соприкасающихся один с другим и отстоящих на десятки и сотни километров один от другого (рис. 7).

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 7. Трансформные разломы в срединно-океанический хребет в экваториальной части Атлантического океана [Морган, 1974]

1 — поднятия на континентах; 2 — подводные окраины континентов (шельф); 3 — сегменты Срединно-Атлантического хребта, разделенные трансформными разломами


Окончания трансформных разломов упираются в континенты. В современную эпоху эти древние их участки, как правило, неактивны. Однако там, где они подходят к окраине материка, на шельфе и прилегающей суше часто обнаруживаются крупные поперечные прогибы или впадины, для которых характерен мощный осадочный чехол. Нередко трансформные разломы влияют на современную береговую линию, причудливо изгибая ее. На продолжении трансформных разломов находятся крупные заливы и бухты, например Сан-Хорхе на Атлантическом побережье Южной Америки. Впрочем, подобное выражение получают лишь наиболее крупные трансформные разломы очень древнего заложения. Там, где к континенту подходил такой разлом, на его окраине длительное время существовала ослабленная зона — область активного прогибания земной коры. Именно по этим зонам устремлялись к океану многие, в том числе и крупные, реки. В их дельтах на побережье оседало огромное количество взвешенного материала, а по прошествии миллионов лет формировались прогибы, заполненные осадками.

Таким образом, не только структура дна океана, но и во многом рельеф и даже речной сток с континентов определялись тектоническими движениями по трансформным разломам. В целом же активной тектонической Жизнью живут лишь те отрезки трансформных разломов, которые разъединяют соседние участки срединно-океанических хребтов. Именно здесь многочисленные тектонические подвижки сопровождаются сейсмическими толчками, внедрением магматических расплавов, выходами гидротерм. Так, при обследовании трансформного разлома Атлантис французские специалисты, находившиеся на борту ПОА «Сиана», впервые обнаружили продукты подводной гидротермальной деятельности. Эти специфические натечные образования были сложены закисными и окисными соединениями металлов.

Даже когда срединно-океанический хребет перекрывается континентом, как северная ветвь Восточно-Тихоокеанского поднятия, на прилегавших к нему участках абиссали еще долгое время сохраняются разломные зоны протяженностью в тысячи километров. По этим гигантским морщинам на ложе океана продолжаются тектонические подвижки в основном сдвигового характера, благодаря которым обновляется рельеф и на дно трещин стряхиваются осадки, скопившиеся на бортах трещин. Особенно поражают размерами реликты древних трансформных разломов в восточной части Тихого океана: Меррей, Мендосино, Кларион, Клиппертон, Пайонир и др. Один из бортов у этих разломов зачастую вздернут на 100— 200 м относительно другого. Многие участки напоминают гигантские ущелья глубиной до нескольких километров. В стенках, их обрамляющих, обнажаются зачастую основные слои океанической коры. Последняя нередко становится проницаемой для подкоровых субстанций. Об этом свидетельствует то обстоятельство, что близ многих трансформных разломов располагаются цепочки щитовых вулканов и даже целые системы подводных вулканических гор, например Безлунные горы и горы Музыкантов в восточной части Тихого океана или подводные горы Атлантис у разлома Ошеанографер в Центральной Атлантике. Интересно, что такие горы не обязательно теснятся вблизи срединно-океанического хребта, но часто вырастают в периферийных участках трансформных разломов. Таковы Ампер и Жозефина в районе Гибралтарского разлома.

Сложная тектоническая жизнь трансформных разломов в их влияние на эволюцию океанского дна еще до конца не выяснены. Остается, например, загадкой, почему активность в районе ряда разломов, в том числе и сейсмическая, сохраняется лишь по одну сторону от срединно-океанического хребта, тогда как другая его половина совершенно пассивна.

Трансформные разломы выполняют еще одну функцию в океане: зачастую они становятся тем коридором, по которому сообщаются глубинные водные массы, изолированные по обе стороны от срединно-океанического хребта. Так, в районе разлома Чарли-Гиббс происходит переток глубинных вод из Лабрадорского моря в северо-восточные районы Атлантического океана. Происходит движение вод и в обратном направлении.

В районе подводного ущелья Вим в Южно-Бразильской котловине Атлантики также протекают сложные гидрологические процессы. Вблизи дна осуществляется переток на север, к экватору, тяжелых и холодных антарктических вод (так называемое Антарктическое контурное течение), которые затем по трансформному разлому Рио-Гранде поворачивают на восток. Над ними же в противоположном направлении, т. е. на юг от экватора, двигаются менее тяжелые глубинные воды, имеющие арктический генезис. Граница раздела между ними находится на глубинах около 4000 м. Таким образом, циркуляция придонных океанских вод во многом связана с системами трансформных разломов.

Грозное дыхание недр океана

Несмотря на то что основная вулканическая деятельность в океане протекает на дне рифтовых долин, более изучен вулканизм слабосейсмичных хребтов центральноокеанического типа. Это и неудивительно. Ведь происходящие в срединно-океанических рифтах процессы до последнего времени были скрыты от глаз человека, тогда как об огнедышащих вулканах на затерянных в океане островах стало известно еще в период великих географических открытий.

Согласно гипотезе о «горячих точках», выдвинутой в начале 70-х годов В. Морганом, вулканизм центральноокеанических хребтов типа Гавайского и Лайн обусловлен подъемом мантийных диапиров. Так называются столбы перегретого вещества, которые зарождаются на границе ядра и мантии Земли и поднимаются к поверхности.

В. Морган относит их к стабильным, долгоживущим образованиям. Поэтому когда литосферная плита проходит над «горячей точкой», последняя прожигает ее, как газовая горелка. Возникший при этом разрез залечивается застывшими базальтами. Непосредственно над «горячей точкой» начинается вспучивание земной коры, которую прорывают магматические расплавы. Вскоре здесь вырастает вулкан, иногда возвышающийся над поверхностью воды на 3—4 км. Период его роста отличается наивысшей активностью. В океане образуется вулканический остров с одним или несколькими конусами, каждый со своим нравом и периодичностью извержений.

Так как для центральных частей океана характерен вулканизм основного или щелочного состава, т. е. из недр сюда поднимаются тяжелые расплавы, эруптивная деятельность проявляется главным образом в виде лавовых излияний, а не выбросов вулканического пепла и камней, хотя последние также происходят. Соответственно конусы вулканов, образующиеся в центральных частях океана, очень широкие, с относительно пологими склонами, многократно наращенными потоками застывшей лавы. Отличительной особенностью этих вулканических зон считается очень слабая сейсмичность, т. е. излияния магмы не сопровождаются здесь крупными тектоническими дислокациями. Расплавам, по-видимому, не надо пробивать путь к поверхности.

По мере продвижения плиты старые вулканы затухают и начинают разрушаться под воздействием физических и химических агентов выветривания. Зато в их тылу над «горячей точкой», занимающей фиксированное положение, вырастает молодое вулканическое поднятие, увенчанное новым конусом. В течение многих миллионов лет подобное перемещение плиты над мантийным диапиром приводит к формированию целого вулканического хребта, зачастую огромной протяженности. Подтверждением гипотезы о «горячих точках» могут служить линейные очертания многих хребтов центральноокеанического типа, а также постепенное омоложение вулканов от одного края хребта к другому.

Самым наглядным примером такого рода образований может служить Гавайское вулканическое поднятие. На западе это подводный хребет на массивном цоколе с цепочкой отдельно стоящих гор, их вершины находятся на глубине 100—350 м. Самая западная подводная гора Кинмей имеет почти меридиональное простирание. Это крупное вулканическое сооружение, покрытое «шапкой» ранне- и позднекайнозойских известняков — литифицированных рифовых массивов, над которыми залегают пласты фораминиферовых сцементированных песков. Рельеф вершины горы, расположенной на глубине 340—360 м, очень неровный. На ней много выступов и гребней, разделенных впадинами и карманами. В процессе тралений были подняты обломки кремовых и бурых известняков, очень плотных, в отдельных случаях кавернозных. Нередко они покрыты марганцевыми корками и пленками и состоят из фрагментов мшанок, тонкостенных раковин моллюсков и фораминифер. Автор этих строк, участвовавший в экспедиции ТИНРО на подводную часть Гавайского хребта, собрал большую коллекцию образцов этих пород. На его глазах из тралов (экспедиция носила научно-промысловый характер) наряду с экзотическими рыбами извлекали обломки черных драгоценных кораллов, растущих на вершине горы Кинмей. Они напоминали диковинные деревья с глянцевыми черными стволами и ветвями, на которых висели редкие красные «листочки» — наросты других, мягких полипов. На сломе такого «деревца» видно концентрическое строение его ствола. Учитывая то обстоятельство, что на плоской вершине этой горы выявляется впадина заливообразной формы, можно предполагать, что банка Кинмей была когда-то атоллом (рис. 8).

Другие подводные горы Гавайского хребта имеют небольшие овальной формы вершины (в плане), которые очень непросто разыскать в открытом океане. На эхолотных записях они выглядят как острия поставленных вертикально игл. Есть подводные горы и с плоскими вершинами. Это так называемые гайоты — подводные вулканические горы со срезанными эрозией или с нивелированными осадками конусами. Типичными гайотами с плоскими выровненными вершинами являются подводные горы Милуоки (Центральная и Южная, рис. 9), Карандаш, Пьедестал, Восточная и др., как, впрочем, и описанная выше гора Кинмей. Над вершинами подводных гор зачастую висят целые скопления промысловых рыб. Они здесь кормятся или отдыхают.

На Гавайском хребте вершины подводных гор постепенно поднимаются к водной поверхности в восточном направлении и наконец появляются над ней, сначала в виде атолла (атолл Мидуэй), а затем в виде все более крупных вулканических островов. Замыкает эту цепь самый значительный по размерам остров — Гавайи. Его занимает мощный вулкан Мауна-Лоа с конусом, поднявшимся на высоту 4168 м над уровнем океана. Это активный вулкан.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 8. Эхолотные профили через вершину подводной горы Кинмей


Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 9. Эхолотные профили через вершину подводной горы Милуоки


Эруптивная деятельность характерна и для соседнего с ним острова Мауи: действующий вулкан расположен в восточной его части. Возраст вулканических пород, встречающихся в пределах Гавайского хребта, увеличивается в западном направлении. На западе Мауи он составляет 1,3 млн лет, на островах Молокаи и Оаху вулканиты датируются 0,1—3,3 млн лет, на Кауи — 0,6—5,9 млн лет. Еще дальше, уже в подводной части хребта, возраст вулканических пород 41—46 млн лет (столько лет, например, горе Кинмей). В районе этой банки Гавайский хребет меняет свое простирание на близкое к меридиональному. Отсюда он прослеживается вплоть до северной оконечности Курило-Камчатского глубоководного желоба. Это более древняя, мезозойско-раннекайнозойская часть подводного вулканического поднятия, получившая название Императорских гор. Они сравнительно невысокие, но имеют мощный цоколь. Объем таких подводных гор самый большой в Тихом океане — 4— 5 тыс. км3. Их вершины перекрыты крупными карбонатными шапками мощностью до нескольких сот метров в постепенно погружаются на север от 500 до 1200 м. Возраст же вулканических пород, слагающих эти торы, увеличивается до 76 млн лет.

Подводные горы Императорского и Гавайского хребтов — разросшиеся щитовые вулканы с типичными для последних широкими основаниями и относительно пологими склонами. Цоколи отдельных вулканов к настоящему времени слились вместе, образовав единое обширное поднятие, шириной на отдельных участках до 800 км. Усеченные вулканические конусы — подводные банки — в основном сидят на гребне поднятия. Однако встречаются и периферийные подводные вулканы высотой 2—3 км и шириной основания от 100 до 200 км. Всего в составе Гавайского хребта выявлено более 50 подводных гор, в большинстве своем гайотов, а в составе Императорского хребта — 42 подводные горы, из них шесть гайотов.

Императорский и Гавайский подводные хребты — это след прохождения Тихоокеанской плиты в позднем мезозое и кайнозое над Гавайской «горячей точкой». Если это так, то изменение в простирании хребтов должно свидетельствовать об изменении направления движения плиты где-то на рубеже мезозоя и кайнозоя, а может быть, и несколько позднее.

Помимо Гавайской, В. Морган выделил еще около 20 «горячих точек», иначе диапиров, и описал их как столбообразные области конвективного подъема разогретого мантийного вещества. В плане эти зоны рисуются как круги и овалы диаметром около 150 км. Следами «горячих точек» внутри плит в Тихом океане, по мнению В. Моргана, являются также острова Кука и Табуаи, хребет Лайн и острова Общества, в Атлантике — Канарский вулканический архипелаг, в Индийском океане — Коморские острова. Другие «горячие точки» фиксированы в районах срединно-океанических спрединговых поднятий. Здесь с ними связано формирование таких вулканических островов, как Исландия, Пасхи, Галапагосские, Азорские и др.

Надо отметить, что многие данные, в частности петрохимические и геохимические исследования базальтов, а также определения их возраста, подтверждают гипотезу «горячих точек». Вместе с тем в последнее время накапливаются факты, трудно объяснимые с позиций этой концепции. Однако в настоящее время нет другой Гипотезы, которая давала бы лучшее толкование всей совокупности данных, накопленных наукой при изучении вулканических хребтов в центральных частях океанов.

До 90% вулканических пород, слагающих вулканические хребты (а на Гавайских островах и все 99%), составляют толеитовые базальты. Они особенно характерны для ранней стадии развития — стадии щитовых вулканов, когда основная масса базальтов бывает представлена подушечными лавами. Для зрелого вулкана характерна кальдера, появление которой можно объяснить частичным опорожнением промежуточной магматической камеры, находящейся в недрах самого вулкана. В этот период, помимо толеитовых базальтов, образуются щелочные, оливиновые их разности.

Выделяется и посткальдерная стадия жизни вулканов, с ней связаны излияния и извержения вулканитов среднего и даже кислого состава.

Континент и океан — неуживчивые соседи?

Материки — острова в океане. В современную эпоху большинство из них со всех сторон окружены обширными участками с океанической корой. Лишь Евразиатский и Африканский континенты непосредственно соприкасаются друг с другом в обширной полосе от Гибралтара до Ормузского пролива. В условиях длительного «вынужденного» соседства между материками и океаном сложилась своего рода демаркационная линия, вернее сказать, переходная зона, характеризуемая особым режимом, тектоническим и седиментационным. В научной литературе эта переходная зона получила название континентальной или материковой окраины. Наиболее важным ее признаком является наличие резкого перепада в рельефе — свала глубин, возрастающих на коротком расстоянии с 180—200 до 2000—3500 м, а на активных окраинах и того больше. Свал наблюдается в пределах континентального склона, который в большинстве случаев и считается краем континента.

Как уже указывалось, береговая линия — это лишь географическая граница океана. За ней простирается область относительно небольших глубин, поверхность которой полого погружается в направлении континентального склона. Эта особенность и отразилась в названии шельфа — выровненной волнами и течениями подводной окраины материков с глубинами от 0 до 180—200 м. На разных окраинах ширина шельфа меняется очень резко — от 20 до 500 км, что связано с тектоническим режимом окраин. В экономическом отношении шельф — наиболее важная область континентальной окраины, да и, пожалуй, всего океана, так как здесь сосредоточены основные биологические, в том числе рыбные, ресурсы, а также наиболее крупные из разведанных запасов нефти и газа.

Не менее значительным с геологической точки зрения элементом переходной зоны между материком и океаном является континентальный склон. В его пределах уклоны дна возрастают до 1—4°, а на отдельных участках до 20—40° (на шельфе они не превышают 0,01—0,1°). По существу, это колоссальный уступ, опоясывающий по периметру все континенты. По протяженности и размаху рельефа он не имеет себе равных на планете. Как уже говорилось, на разных участках склон прорезан глубокими подводными каньонами, осложнен многочисленными мелкими ложбинами и уступчиками. Здесь зарождаются мощные гравитационные потоки, происходит разгрузка насыщенных взвесью струйных течений. Это область гигантских оползней и подъема глубинных вод, от которого зависит жизнь множества морских организмов. Геофизические исследования выявили в недрах континентального склона крупные гравитационные и магнитные аномалии, свидетельствующие о наличии намагниченных тел — интрузий магматических расплавов. Здесь же с помощью глубинных методов зондирования установлены огромные мощности осадочного чехла, в среднем 8—10 км, а на ряде участков перед дельтами крупнейших рек просто грандиозные — 18—20 км.

Тем не менее именно в пределах континентального склона пассивных окраин отмечено постепенное утонение континентальной коры, точнее говоря, ее фундамента. Предполагают, что здесь он дробится на блоки, погружающиеся в поле более молодых базальтов. Фрагментация нередко выражена в рельефе дна: оторванные от края части шельфа образуют крупные подводные плато. Наиболее известны подводные плато Блейк, Мазарган, Эксмут, Седана и др.

Видимо, фрагментацией и погружением краевых блоков континентальной коры обусловлено и само существование склона как глобальной структуры. Судя по геофизическим данным, именно в его нижней половине либо в пределах обрамляющего склон континентального подножия проходит граница между континентальной и океанической корой. На атлантической окраине Северной Америки ее отождествляют с магнитной аномалией Е, граничащей с невозмущенным магнитным полем шельфа и континентального склона.

В состав подводной окраины материков включают не только склон, но и его подножие — слабовсхолмленную глубоководную равнину. Она полого погружается к абиссальным котловинам океана, периферийной частью которых, по существу, является. Континентальное подножие простирается от склона на 300—500 км, т. е. по протяженности превосходит его в 5—7 раз (средняя ширина континентального склона 70 км). Здесь разгружаются гравитационные потоки, зародившиеся у края шельфа и на склоне; над дном пролегают пути самых длинных и мощных подводных рек на планете — контурных геострофических течений.

К самым примечательным образованиям на континентальных подножиях следует отнести глубоководные конусы выноса — подводные дельты (фэны), иногда гигантских размеров. Это самые большие на нашей планете распределители и хранилища терригенных, т. е. рожденных на суше осадков, выносимых с континента в океан реками.

Шельф, континентальный склон и его подножие составляют понятие подводной материковой, или континентальной, окраины. К наземной ее части в областях с пассивным тектоническим режимом относится прибрежная равнина, которую можно рассматривать как осушенную часть шельфа. Дело в том, что в эпохи подъема уровня океанских вод прибрежная равнина в результате отступания берега почти полностью заливается морем. Ширина современной прибрежной равнины в зависимости от возраста материковой окраины и ее тектонического типа колеблется в разных районах от 2-5 до 150—250 км.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 10. Современные континентальные окраины в областях с активным тектоническим режимом [Конюхов, 1987]

Типы окраин: а — андийский (южные районы Перу), б — невадийский (Калифорния), в — камчатский; 1 — породы докембрийского фундамента; отложения: 2 — палеозойские, 3 — мезозойские; 4 — неоген-четвертичные вулканогенные породы; 5 — отложения кайнозойского и четвертичного возраста; 6 — лавовые покровы; 7 — массивы гранитоидов; 8 — интрузивные комплексы; 9 — действующие вулканы; 10 — потухшие вулканы; 11 — аккреционные комплексы отложений; 12 — отложения пирокластических потоков


Пассивные материковые окраины занимают внутриплитное положение, т. е. разделяют континент и океан — единый в тектоническом отношении мегаблок, движущийся за счет разрастания плиты в спрединговом конвейере. Подобные окраины распространены в «молодых» океанах— Атлантическом, Индийском и Северном Ледовитом. Они образовались в позднемезозойско-кайнозойское время и продолжают расширяться.

Материки находятся как бы на передовом, ведущем крае литосферных плит, выполняя роль ножа бульдозера. Острием этого ножа являются активные окраины. Наиболее типичные их представители — тихоокеанские окраины Северной и Южной Америки (рис. 10). В отличие от описанных выше пассивных зон они обрамлены со стороны континента мощными горно-складчатыми сооружениями — Андами и Кордильерами.

Кордильеры и Анды возникли в результате колоссальных напряжений сжатия, существующих на границе между континентами Нового Света и Тихим океаном. Эти сжатия привели к формированию наиболее контрастного рельефа, перепад которого на расстоянии 150—250 км нередко составляет 10—12 тыс. м, а также к резкому утолщению коры, например в перуанском секторе тихоокеанской окраины Южной Америки до 60—70 км. Эту окраину постоянно сотрясают землетрясения, а время от времени из жерлов вулканов в Андах выбрасываются тучи вулканического пепла и изливаются огненные реки лав.

Напряжения сжатия в тихоокеанских окраинах свидетельствуют о том, что под ними происходит поглощение и ассимиляция океанической коры Тихого океана. Она погружается под континенты Нового Света, расплавляясь в зонах Беньофа (у тихоокеанской окраины Южной и Центральной Америки) либо сминаясь и скучиваясь в виде гигантских торосов перед краем континента (у берегов Калифорнии, Британской Колумбии и частично Аляски).

Там, где отмечается поглощение и расплавление океанической коры, окраина континента обрамлена со стороны океана глубоководным желобом. Это Перуано-Чилийский, Центральноамериканский, Алеутский желоба в восточной половине Тихого океана, являющиеся внешней границей активных континентальных окраин. Внутреннюю же их границу можно проводить по андезитовой линии — цепочке наземных вулканов, извергающих материал среднего и основного состава, в том числе андезитовые и базальтовые лавы. Это очень мощные и опасные вулканы, дремлющие до поры до времени. Только на памяти нашего поколения известно несколько катастрофических извержений: Сент-Хеленс (1980 г.) в Каскадных горах, Чичон (1981 г.) в Мексике, Руис в Колумбии (1985 г.). Они принесли значительные разрушения и повлекли огромные человеческие жертвы.

Последним по времени примером активной тектонической жизни описываемых окраин может служить катастрофическое землетрясение в Эквадоре, разрушившее многие деревни и поселки, а также нефтепровод, по которому из внутренних районов страны в порты побережья поступала нефть.

Строение активной окраины намного сложнее по сравнению с пассивными. На суше за узкой полоской прибрежной равнины высятся хребты Анд, часть из которых вплоть до цепи активных вулканов принадлежит окраине. В океане за зоной шельфа, также обычно суженной до нескольких десятков километров, находится крутой континентальный склон, обрамленный глубоководным желобом. Подножия здесь не существует, так как гравитационные потоки затухают на дне желоба, где и концентрируются осадки.

Несколько иная ситуация сложилась на тихоокеанской окраине Северной Америки, в штатах Калифорния, Орегон и Вашингтон. Как отмечалось выше, «борьба» между древней, Тихоокеанской и молодой, Северо-Американской плитами зашла настолько далеко, что под континент ушел северный сегмент Восточно-Тихоокеанского поднятия. После того как это случилось, тихоокеанская окраина Северной Америки стала действовать как бульдозер, сгребающий в кучи выпавший на дорогу снег. Огромный «торос» из фрагментов океанической коры, но главным образом из осадочных масс, составлявших некогда ее чехол, громоздится в настоящее время у берегов Калифорнии, наращивая ее в сторону океана. Это поднятие, получившее название аккреционного хребта, состоит из приподнятых гряд и разделяющих их впадин. Во впадинах осадки залегают спокойно, тогда как в грядах они собраны в складки. Последние частично срезаны волновой эрозией и составляют шельф и склон Калифорнии. Частично же они выведены на поверхность и слагают Береговые хребты этого штата. Для такой окраины не характерна активная вулканическая деятельность, хотя сохраняется состояние повышенной сейсмической опасности. Здесь нет в строгом смысле ни континентального склона, ни глубоководного желоба. Первый замещен системой подводных поднятий и прогибов. Глубина их залегания относительно уровня океана постепенно, хотя и неравномерно возрастает по мере удаления от побережья. Желоб вообще отсутствует, так как в этом регионе зона Беньофа не выражена. В некоторых отношениях данный тип окраины, получившей название невадийской, является промежуточным между типичными пассивной и активной.

Так каковы же взаимоотношения между материком и океаном? Действительно ли их можно назвать неуживчивыми соседями? На этот вопрос ответить однозначно трудно. Все дело в том, что если континент — это единое образование, то океан с геологической точки зрения не является единым. Он распадается на две или три части, которые относятся к разным литосферным плитам. Внутренними границами между этими частями служат, как мы видели выше, срединно-океанические хребты. Так вот, если континент и прилегающая к нему область океана относятся к одной и той же литосферной плите, то отношения между ними на протяжении длительных отрезков времени остаются достаточно мирными. Этой ситуации как раз и отвечают зоны перехода в областях со спокойным тектоническим режимом, называемые еще пассивными окраинами. Однако и в этой, в целом «мирной», обстановке возможны серьезные эксцессы на границе континента и океана. Достаточно вспомнить Лиссабонское землетрясение 1755 г., уничтожившее значительную часть города и унесшее около 60 тыс. человеческих жизней.

Надо сказать, что несильные мелкофокусные землетрясения на пассивных окраинах случаются довольно часто. Они, видимо, обусловлены тектоническими подвижками, связанными с опусканием отдельных блоков коры в краевой части материка. Разрушительной силы землетрясения возможны лишь на тех участках пассивных окраин, где в континент упираются крупные трансформные разломы, по которым время от времени резко смещаются участки дна. В результате местами происходит обрушение шельфа и континентального склона. Вулканические извержения почти неизвестны на пассивных окраинах. Исключение составляет группа камерунских вулканов.

Другое дело, когда материк и соседний с ним участок океана принадлежат к разным литосферным плитам, как это имеет место в периферийных зонах Тихого океана. В этой ситуации между материком и океаном начинается «конфронтация», сопровождаемая вулканизмом, сейсмическими толчками, внедрением магматических интрузий, а также складчатостью и интенсивными горообразовательными процессами. Недаром Тихий океан окружен с севера, востока и юга обширными системами горных хребтов. Продолжающийся подъем этих горно-складчатых поясов свидетельствует о гигантских напряжениях на границе континента и океана. Учитывая вышесказанное, можно прийти к заключению, что неуживчивый характер проявляет не столько континент или океан, сколько литосферные плиты, вернее, группы плит. В современную эпоху ареной основного противоборства являются периферийные зоны Тихого океана. Три океанические плиты этого региона (в их составе нет блоков с корой континентального типа): Тихоокеанская, Кокос и Наска — сопротивляются давлению со стороны Северо- и Южно-Американской литосферных плит, на переднем крае которых находятся континенты Нового Света.

Океаны в миниатюре

Не менее драматичная ситуация сложилась на западе Тихого океана. С этой стороны он опоясан целой системой островных вулканических дуг, перед которыми расположены глубочайшие на земной поверхности структуры — океанские желоба. За дугами находятся окраинные котловинные моря — весьма необычные образования с субокеаническим типом земной коры, куда входят реликтовые континентальные, а иногда и чисто океанические структуры.

Данные глубинного сейсмического зондирования, проведенного во многих окраинных морях, свидетельствуют о том, что глубинные слои коры и мантия характеризуются в целом близкими скоростями, напоминающими скоростные разрезы нормальной океанической коры. Так, в нижних слоях фиксируются скорости преломленных волн 5,2—6,0 км/с, а в верхней мантии они возрастают до 8—8,2 км/с. Однако такое положение существует не повсеместно. В некоторых впадинах, входящих в окраинные моря, были выявлены аномальные глубинные сейсмические разрезы: породы со скоростями, типичными для мантии, находятся в удивительной близости от поверхности дна. Они свидетельствуют о разуплотненном достоянии мантии в этих районах. Здесь же были установлены аномально высокие значения теплового потока, что подтверждает нахождение вблизи дна мощного мантийного диапира.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 11. Положение островных дуг, желобов и междуговой впадины в переходной зоне от континента к океану [Karig, 1971]


Эти факты заставили американского геолога Д. Карига выделить среди окраинных субокеанических бассейнов две группы впадин — активные и неактивные в тектоническом отношении. Активные впадины, как выяснилось в последние 10—15 лет, практически лишены осадочного покрова. Дно их выстлано молодыми базальтовыми лавами. Это подтверждают и геофизические данные: в верхнем слое коры определены скорости около 4,8 км/с, что типично для второго слоя океанической коры. Ниже залегает слой со скоростями 6,8 км/с, подстилаемый типично мантийными массами со скоростями 8,1 км/с. Самое, однако, интересное в том, что толщина первых двух коровых слоев не превышает 5—6 км. Эти впадины, получившие название междуговых, имеют в ширину от 150 до 200 км. Для них характерен сложно пересеченный рельеф ложа, как выяснилось весьма напоминающий рельеф центральной части срединно-океанических хребтов.

Действительно, в окружении хаотического нагромождения подводных гор и хребтов здесь прослеживается иногда довольно широкая долина, во многом сходная с рифтовыми зонами океана. Именно эти участки «живого» дна, часто сотрясаемого подземными толчками и заливаемого лавами, лишены сплошного осадочного покрова. Подобные долины, точнее сказать — впадины с окружающими их хребтами, тектоническими ступенями и подводными вулканическими горами, и получили название междуговых впадин (рис. 11). Особенно характерно в этом отношении строение глубоководной впадины Андаманского моря, расположенной за Никобарской островной дугой.

Сходство между рифтовыми долинами срединно-океанических хребтов и междуговыми впадинами не ограничивается особенностями рельефа и геофизическими характеристиками. Здесь доминируют базальты возрастом не более 1—3 млн лет, а в центральной части впадин и вовсе современные и плейстоценовые образования. При гидромагнитной съемке выявляются полосовые магнитные аномалии, аналогичные магнитным аномалиям срединноокеанических хребтов. Речь, следовательно, идет о «новоиспеченных» участках коры океанического типа, формирующейся в процессе спрединга дна. В отличие от рифтовых зон океана, входящих в глобальную систему срединно-океанических хребтов огромной протяженности, междуговые впадины расположены локально и имеют относительно небольшие размеры, в пределах нескольких сот километров.

Д. Кариг, который ввел в научный лексикон термин «междуговая впадина», хотел, видимо, подчеркнуть то обстоятельство, что активные в тектоническом отношении участки окраинных морей пространственно связаны с островными вулканическими дугами. А так как его модель, объясняющая происхождение окраинных морей, была построена по результатам исследования регионов с двумя-тремя островными дугами, то впадина с активно разрастающимся дном океанического типа получила название междуговой. На самом же деле она может разделять фронтальную вулканическую дугу и окраину континента, как в Андаманском море, и, таким образом, является скорее задуговой, чем междуговой, впадиной.

Окраинное море (его глубоководная часть) лишь в редких случаях образовано одной активно разрастающейся впадиной, где происходит спрединг молодого дна. Здесь известны и глубоководные котловины, заполненные осадками, с обычной глубинной структурой коры, напоминающей нормальную океаническую. Тепловой поток в этих впадинах либо характеризуется нормальными значениями, либо слегка повышен, однако не до значений, выявляемых в междуговых впадинах. Отдельные котловины обычно разделены подводными хребтами вулканического происхождения, утратившими былую активность. Подобные хребты получили название остаточных. Их может быть один, два или более. Например, в Филиппинском море к остаточным вулканическим хребтам относятся Западно-Марианский, Кюсю-Палау и Дайто. Все это подводные поднятия, утратившие вулканическую активность очень давно, хотя и в разное время. Как и гайоты в океане, они покрыты мощной шапкой мелководных карбонатных пород, а самые крупные их вершины до сих пор воздымаются над поверхностью моря в виде коралловых островов-атоллов. Многие из ныне погруженных вершин тоже прошли в свое время стадию атоллов, поэтому вдоль гребней остаточных хребтов нередко обнажаются рифовые известняки.

Остаточные хребты разделяют впадины с субокеанической корой различного возраста. Причем по мере удаления от фронтального хребта, отделяющего окраинное море от океана, время образования впадины отодвигается от наших дней в глубь геологических эпох. Так, за Западно-Марианским хребтом простирается бассейн Паресе-Вела, кора которого имеет позднекайнозойский возраст. На западе ее отделяет от другой впадины, Западно-Филиппинской, хребет Кюсю-Палау. Возраст Западно-Филиппинской впадины, как показало глубоководное бурение с борта «Гломара Челленджера», меловой.

Из сказанного можно сделать вывод, что развитие окраинных морей, подобных Филиппинскому, охватывало несколько этапов. С каждым из них было связано существенное приращение его площади. Таким образом, как и «молодые» океаны, окраинные котловинные моря на протяжении последних десятков миллионов лет активно расширялись за счет формирования молодой коры океанического типа. Однако в отличие от срединно-океанических хребтов прирост дна этих морей шел лишь в одну сторону.

Явление подобного приращения океанического дна получило название одностороннего спрединга.

Завершая раздел, важно отметить следующее. Современные окраинные моря в большинстве своем исключительно молоды. Их активное развитие происходило в основном в позднем кайнозое — плейстоцене. Они включают разновозрастные участки дна, омолаживающиеся по мере приближения к островной вулканической дуге и соответственно удаления от края континента. Все они вместе с этой дугой входят в состав сложнопостроенной зоны перехода от континента к океану. В этих зонах, помимо собственно окраины континента, развивающейся в стиле обычной пассивной (похожей на атлантическую) окраины, находятся чисто океанические по происхождению структуры, не принадлежащие, однако, к океану. В теории новой глобальной тектоники окраинные моря определяются как микроплиты.

Дальневосточные моря СССР также относятся к окраинным океаническим бассейнам. По-видимому, период активной тектонической жизни этих морей, кроме юго-восточной части Охотского, уже завершился.

Где рождается континентальная кора

Самым загадочным образованием в системе сложнопостроенных переходных зон, или, как их еще называют, островодужных окраин, остается, несомненно, островная вулканическая дуга. В морфологическом отношении это цепочка более или менее крупных островов-вулканов, покоящихся на едином разросшемся цоколе. Острова обычно разделены довольно глубокими проливами. В структурном отношении дуга распадается на следующие части: подводное аккреционное поднятие, склон которого, обращенный к океану, образует внутренний борт глубоководного желоба; островное сооружение или собственно дуга, включающая также островной шельф и часть подводного склона; молодые вулканические постройки — конусы действующих или недавно потухших вулканов, среди которых есть и подводные (см. рис. 11). Последнюю цепь называют еще третьей дугой. Она находится на границе с впадиной окраинного моря, а напластования лав и вулканитов, образующих внутренний склон островной дуги, являются одновременно внешним бортом этой впадины. На этом крутом борту осадки удерживаются только в отдельных карманах и западинах рельефа. Напротив, внешний склон дуги и островная отмель, обращенная к океану, как правило, сложены довольно мощной толщей осадков вулканического и биогенного (карбонатные и кремнистые породы) происхождения.

Собственно вулканические конусы занимают довольно скромное по объему место на островной дуге. Это высокие постройки с неширокими основаниями, что резко отличает их от вулканов центральноокеанических хребтов. Дело в том, что островные дуги — зоны андезитового и андезитово-базальтового вулканизма, т. е. его продукты имеют средний состав. Это определяет тип магматических расплавов, поднимающихся к поверхности, и резко выраженный эксплозивный характер вулканизма островных дуг. Извержения, сопровождающиеся выбросами пепла и камней, здесь случаются чаще, чем излияния лав. Наблюдались и такие явления, как образование палящих туч и лахаров, а иногда и взрывы самих вулканических конусов (вспомним взрыв вулкана Кракатау).

Многочисленные выбросы вулканического пепла, происходящие на фоне слабого проникновения с континента терригенного материала, создают уникальную седиментационную обстановку вокруг дуг. Пепел разносится воздушными и водными течениями на довольно значительные расстояния и садится на дно в виде прослоев туфа. Часть его разлагается, не доходя до дна. В результате воды в этом районе насыщены растворенной кремнекислотой, что благоприятствует развитию кремнестроящих организмов (преимущественно там, где действуют холодные течения типа Ойясио либо происходит подъем к поверхности холодных глубинных вод). Формирующиеся вокруг дуги осадки имеют вулканогенно-кремнистый или вулканогенно-карбонатный состав. Так возникает уникальная островодужная биогенно-вулканогенная ассоциация осадочных пород, появление которой в древних разрезах позволяет устанавливать положение вулканических дуг, давно исчезнувших с лица Земли. Академик Н. М. Страхов назвал вулканические островные дуги зонами интразонального литогенеза, поскольку климатическая зональность здесь ослаблена.

Наибольший интерес в островной вулканической дуге представляет аккреционное поднятие, или асейсмичный хребет. Он образует козырек перед дугой в непосредственной близости от глубоководного желоба, обрамляющего дугу со стороны океана. В отличие от самой дуги, сложенной вулканическими комплексами пород, а в подводной части отложениями биогенного и вулканогенного генезиса, асейсмичный хребет образован породами, в большинстве своем чуждыми островной дуге. В их составе наиболее часто встречаются образования чисто океанического происхождения, в том числе реликты океанической коры, входящие в офиолитовую ассоциацию. Это базальты, гиалокластиты, габбро, а также ультрамафиты, которые, как полагают, отражают состав и строение подкоровых слоев литосферы, а возможно, и мантии Земли.

Драгировки, осуществленные во фронтальной части островных дуг, например на хребте Лау (юго-западная часть Тихого океана), позволили достать с глубины 4—5 км, т. е. уже в пределах внутреннего борта глубоководного желоба, уникальные образцы, отвечающие по составу многим из перечисленных выше типам пород. Но как они появились в составе островной вулканической дуги? Исследование многих геофизических особенностей асейсмичных хребтов дало возможность разработать модель их строения и происхождения. В самом названии этих хребтов содержится одно из удивительных их свойств — пассивный характер в очень активном с тектонической точки зрения районе.

С аккреционными поднятиями не связаны ни вулканические извержения, ни глубинные проявления магматизма, ни сейсмическая активность, хотя рядом находится дуга, сотрясаемая катаклизмами. Интересны и такие особенности асейсмичных хребтов, как отрицательные аномалии силы тяжести и низкие значения теплового потока, свидетельствующие об удаленности от поверхности астеносферных и мантийных масс вещества.

Наконец, в составе осадочных пород, слагающих асейсмичный хребет, оказалось много турбидитов — отложений, формирующихся либо у основания островного склона, либо в глубоководном желобе. Набор компонентов в составе турбидитов свидетельствует об одном: они возникли в глубоководном желобе и сложены обломками пород, снесенными с самой дуги.

Во многих районах асейсмичный хребет настолько разросся, что его гребень достигает поверхности океана и даже выступает над ней в виде цепочки островов (южная ветвь Курильской дуги). Подобное же происхождение имеет остров Барбадос, находящийся в составе Малой Антильской дуги (Карибское море). Поэтому породы аккреционного хребта можно изучать, не погружаясь в морские пучины.

Объяснить появление турбидитов и других отложений глубоководного генезиса у поверхности океана удалось только с помощью механизма аккреции пород. Для того чтобы понять, как действует этот механизм, необходимо напомнить о существовании зоны Беньофа — сейсмофокальной поверхности, вдоль которой концентрируются фокусы (очаги) большинства землетрясений, происходящих в районе островных дуг. Выше уже говорилось, что они порождены поддвигом океанической коры под тело дуги с последующим ее расплавлением на глубинах 600— 700 км.

Так вот, в процессе этого поддвига не вся плита уходит в мантию. Уже в самом начале погружения с нее сдираются верхние, мягкие слои, главным образом осадочные образования и часть базальтов второго слоя. Вместе с осадками океанического происхождения в зоны субдукции заталкиваются осадки гравитационной природы, в том числе и турбидиты, скапливающиеся в глубоководном желобе. Сюда они попадают с островного склона по системам подводных ложбин и каньонов. В условиях гигантских напряжений, которые обусловлены трением погружающейся и перекрывающей пластин, осадки сдираются с нижней пластины и «налипают» на верхнюю в виде отдельных чешуй. Из этих чешуй и построен асейсмичный хребет, козырьком накрывающий верхнюю часть зоны Беньофа (см. рис. 11).

Если океаническая плита покрыта мощной толщей осадков или если в глубоководный желоб мутьевыми потоками сбрасывается с дуги огромное количество осадочного материала, то «козырек» быстро разрастается, а его вершина возвышается над водой. При этом ранее возникшие чешуи оказываются наверху, а более молодые подпирают их снизу. В результате у поверхности можно обнаружить глубоководные отложения, образовавшиеся когда-то на глубинах 5—8 км. Реальность этого механизма подтверждается тем, что породы, слагающие асейсмичный хребет, несут следы воздействия огромных давлений. Этот тип метаморфизма в отличие от метаморфизма высоких температур приводит к формированию совершенно особого комплекса минералов.

А теперь вспомним заголовок раздела. Казалось бы, какая может быть связь между островной вулканической дугой, выдвинутой на сотни и тысячи километров в океан, и континентальной корой? И тем не менее она существует. На островных вулканических дугах возникает молодая континентальная кора за счет разрушения старой коры океана и выплавления из нее наиболее легких ингредиентов. Последние в форме магматических расплавов среднего, а также кислого состава поднимаются от зоны Беньофа к поверхности. И если в первые фазы развития дуги эти расплавы изливаются или выбрасываются тучами раскаленного пепла, то на стадии затухания ее активности они уже не доходят до поверхности и застывают на глубине, давая начало интрузивным комплексам пород. Впоследствии начинается гранитизация как интрузивных комплексов, так и вулканических пород, которыми сложены основание конуса вулкана и большая часть дуги. Так зарождаются гранитные «ядра». Вокруг них в дальнейшем формируется гранитный слой континентальной коры. По прошествии многих миллионов лет островная дуга причленяется к краю материка. Таков вероятный механизм его постепенного разрастания во времени.

Геологические процессы в океане

Почему рвутся подводные кабели

19 ноября 1929 г. произошло экстраординарное событие: в течение короткого времени между Северной Америкой и Европой прекратилась телефонная и телеграфная связь. Она обеспечивалась системой подводных кабелей, трассы которых пролегали через континентальный склон в районе Большой Ньюфаундлендской банки. Проведенное обследование показало, что кабели были порваны. Поскольку одновременно с нарушением связи сейсмические станции на континенте зафиксировали в этом районе небольшое землетрясение, всю ответственность за случившееся возложили на него. Однако вскоре выявилась любопытная подробность: связь по различным каналам прекратилась не одновременно, а с интервалами, причем первыми были порваны кабели, проложенные на меньших глубинах, последними же — на больших.

В 60-х годах, когда появились надежные средства исследования океанского дна, была найдена разгадка тех событий. Выяснилось, что в результате подземного толчка с края шельфа Большой Ньюфаундлендской банки на склон хлынули огромные массы рыхлого песка, образовавшие подводный суспензионный поток типа селевого. Ударной силы его оказалось достаточно, чтобы порвать подводные кабели, проложенные в различных частях склона. Подняв старые документы, американские геологи Ф. Шепард и Р. Дилл [1966] по времени прекращения связи рассчитали, что скорость подводной лавины достигала 30 км/ч. Для подводных условий это не так уж мало, если учесть, что вместе с лавиной на континентальное подножие переместилась масса осадков огромного Объема. Подобные суспензионные потоки, представляющие собой смесь осадочного материала с водой, отличаются значительной плотностью; они называются массфлоу (по англ. «флоу» — поток).

Пастообразные потоки, или потоки обломков, обусловлены течением вниз по склону вязких масс глинистого или карбонатно-глинистого ила, также обладающих высокой плотностью. Эти потоки напоминают сели, хотя и двигаются под водой несравненно медленнее. Они увлекают вместе с собой все попадающиеся на пути обломки, вплоть до гальки и валунов, и способны достигать больших глубин. Так, один из них был закартирован геофизическими методами при исследовании атлантической окраины США на глубинах 4500—5000 м (рис. 12).

Потоки обломочного материала все же не приводят к таким грандиозным перемещениям осадков, которые связаны с другими, более масштабными явлениями, например с гигантскими подводными оползнями. Об истинных масштабах последних стало известно только после того, как началась планомерная сейсмоакустическая съемка континентальных склонов и подножий. В результате на континентальных окраинах в Северной Атлантике были обнаружены подводные гряды оползневого происхождения высотой до 1000 м и протяженностью в десятки и сотни километров. Один из таких оползневых фронтов прослеживается к югу от мыса Хаттерас (атлантическая окраина США) в средней части континентального склона почти на 100 км. Многочисленные оползни покрывают склон и верхнюю часть подножия черноморской окраины Кавказа. Как показывает изучение колонок поднятых осадков, один оползень обычно покоится здесь на другом, а общее число мелких оползней в одном небольшом разрезе, длиной 3—4 м, может достигать 8 или 10. На сейсмопрофилях нередко видно совершенно хаотическое залегание отдельных массивов осадков, съехавших по склону и образовавших грядовый рельеф.

При исследовании тихоокеанского склона Камчатки в одном из подводных каньонов с помощью сейсмоакустики (НСП) была обнаружена огромная глыба древних пород, оторвавшаяся от коренного субстрата (видимо, от края шельфа) и перегородившая русло каньона на глубине 800—1200 м. Размеры этого блока превышают несколько сот метров. Отрыв такого массива и его перемещение по крутому склону способны породить мощную приливную волну — цунами. Подобные явления очень часты на активных континентальных окраинах, где они порождаются землетрясениями и смещениями блоков земной коры по глубинным разломам.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 12. Линза осадков, отложенная гравитационный потоком вещества на подножии атлантической окраины Северной Америки [Embley, 1980]


Однако самым распространенным и значимым с геологической точки зрения явлением, приводящим к перераспределению огромных масс осадочного материала, следует считать мутьевые, или турбидитные, течения. Как и другие суспензионные потоки, они зарождаются на краю шельфа или в верхней части континентального склона и вскоре превращаются в мутьевое облако. Вобрав огромные массы разнообразной взвеси, оно несется вниз по склону со скоростью в несколько десятков километров в час. Обычными трассами движения мутьевых течений являются подводные каньоны и ложбины, которые, собственно говоря, вырыты ими и постоянно разрабатываются благодаря мощному эродирующему воздействию мутьевого потока на днище и борта каньона. Впрочем, в последнее время были описаны мутьевые потоки, не связанные пространственно с каньонами. Они действуют в основном в районах с высокой сейсмической активностью, в частности на фронтальных участках островных вулканических дуг, например в пределах склона аккреционного поднятия (асейсмичного хребта).

Надо сказать, что с мутьевыми течениями связан особый класс осадков. Они отличаются ярко выраженными структурно-текстурными признаками и своеобразным характером организации вещества, прежде всего повторяемостью в разрезе. Голландский геолог Ф. Кюнен, изучавшей повторяемость слоев в разрезах некоторых морских отложений, обратил внимание на присутствие слоев в градационной слоистостью: снизу вверх в них постепенно уменьшаются размеры частиц осадка. Ф. Кюнен первым дал объяснение подобному феномену. Он пришел к выводу и подтвердил его экспериментально, что такие слои формируются в процессе осаждения частиц из облака взвеси. Первыми благодаря большему весу на дно оседают более крупные осадочные зерна, а вслед за ними более мелкие, взвешенные в воде и обладающие большей плавучестью частицы.

Таким образом зародилось представление о турбидитах. Интересно, что в верхней их части (кровле) есть слоечки, которые состоят из раковинок планктонных организмов, чаще всего фораминифер. Они живут в поверхностных горизонтах водной толщи морей и океанов, а после отмирания их карбонатные раковинки опускаются сквозь воду на дно. Эти карбонатные слоечки резко контрастируют в колонках турбидитов с другими слоями, как правило образованными терригенным материалом либо обломками форменных элементов организмов, живущих на относительно мелком дне (раковины моллюсков, пластинки морских ежей и лилий, обломки кораллов и т. п.). Ф. Кюнен истолковал различия в составе материала, слагавшего низы и верхи турбидита, однозначно. Нижняя его часть составлена частицами, принесенными мутьевым потоком с шельфа или верхней части склона, т. е. в результате возникновения и схода вниз по континентальному склону гравитационного потока, верхний же слоек образован тем материалом, который родился в самой водной толще (например, раковинки фораминифер) и никакого отношения к мутьевому потоку не имеет. Вместе эти слои образуют так называемый турбидитовый циклит.

Удивительным оказался не только сам этот факт, но и масштабы времени, потребовавшегося для формирования циклита турбидита. Поскольку в разрезе турбидитов обычно много органических остатков (фауны и микрофауны), эпоха их отложения хорошо датируется. В такой толще легко подсчитать количество турбидитовых прослоев, т. е. число подводных лавин. Поделив время, в течение которого сложился весь разрез, на это число, можно узнать среднюю продолжительность временного интервала, отделяющего сход одной лавины от другой. Выяснилось, что в зависимости от тектонического режима того района, где происходили в геологическом прошлом эти события, продолжительность интервала колеблется от нескольких сот до нескольких тысяч лет. Размер единичного циклита весьма невелик — 5—6 или 15—20 см. Следовательно, для того чтобы отложились эти 5—20 см осадка, потребовались тысячелетия.

Стало ясно, что нижняя и большая часть каждого циклита, характеризующаяся градационной и тонкой параллельной слойчатостью, а также соседние производные от мутьевого потока слои образовались с точки зрения геологического времени практически мгновенно. Ведь мутьевое облако двигается со скоростью морского судна, а для осаждения частиц из него после прекращения движения, вероятно, требуется несколько недель, быть может, месяцев. Так на что же ушли сотни и тысячи лет, отделяющие сход одной подводной лавины от другой? Как это ни парадоксально, но все эти годы потребовались для формирования верхних, зачастую очень тонких слоечков, сложенных глиной и раковинками фораминифер. Вот каковы различия в масштабах отдельных седиментационных процессов.

В дальнейшем американский геолог А. Боума уточнил и детализировал модель Ф. Кюнена и выделил еще несколько горизонтов в циклите турбидитов, объяснив происхождение каждого из них. За последние десятилетия выяснилось широчайшее распространение турбидитов, других гравитационных отложений, многообразие их состава. Встречаются турбидиты терригенного, карбонатного, кремнистого, вулканогенного, но чаще всего смешанного состава. Ими образованы мощнейшие осадочные толщи как молодого, так и древнего возраста. В сущности, турбидиты давно были известны и фигурировали в геологических описаниях под названием «флиш». Но пожалуй, самым важным оказалась строгая пространственная локализация турбидитов. В большинстве своем они представляют отложения материковых окраин, накапливающиеся либо в пределах подножия континентального склона, либо в глубоководных желобах или впадинах асейсмичного хребта.

Следы «птичьих лап» в абиссали

Как было установлено в конце 60-х — начале 70-х годов, турбидиты распространены на окраинах континентов отнюдь не повсеместно. Они локализуются в пределах мощных аккумулятивных тел, размеры которых колеблются от относительно небольших (сотни квадратных километров) до гигантских (миллионы квадратных километров). Эти тела были названы подводными конусами выноса или глубоководными фэнами.

Конусы выноса известны и на суше, где они образуются у выхода из гор, расположенных в аридном и ледовом климате, сезонных водных потоков. На равнине уклоны дна в руслах этих потоков резко уменьшаются, вследствие чего потоки теряют скорость и уже не в состоянии перемещать крупный осадочный материал. Поэтому валуны, дресва и галька скапливаются здесь в виде дамбы, подпруживающей течение горного потока. Через нее он пробивается в виде отдельных струй и ручьев, способных тащить лишь относительно мелкий материал — гравий, песок и более тонкие частицы. В дальнейшем по мере снижения скорости водных струй происходит осаждение гравийных и песчаных зерен. Так, ветвясь и меандрируя, ручейки воды достигают подножия естественной дамбы, растеряв по дороге большую часть переносимого ими материала. Оседая, этот материал постепенно наращивает аккумулятивное тело, имеющее в плане форму конуса. От паводка к паводку, когда горный поток, захватывая множество разнокалиберных обломков и взвеси, превращается в грозную силу, конус разрастается в высоту и по площади.

Как выяснилось, нечто подобное происходит и под водой, близ устьев крупных каньонов, прорезающих континентальные склоны. Однако протекающие здесь процессы осадконакопления значительно сложнее и многообразнее тех, которые приводят к формированию конусов выноса на суше. Да и масштабность их совершенно иная.

Поистине колоссальных размеров достигают глубоководные конусы выноса, выросшие на продолжении дельт крупнейших рек. Достаточно сказать, что подводный конус Ганга и Брахмапутры занимает почти всю глубоководную котловину Бенгальского залива и даже выходит за его пределы. Площадь этого конуса, вероятно, превышает несколько миллионов квадратных километров. Другой, не менее громадный глубоководный фэн находится в западной части Центральной Атлантики. Он является подводным продолжением дельты Амазонки и протягивается от континентального склона Бразилии до дальних отрогов Срединно-Атлантического хребта, покрывая расстояние более чем в тысячу километров. Практически каждая крупная водная артерия, выходящая к океану или на окраину котловинного морского водоема, формирует мощный конус. Это, кроме упомянутых, такие реки, как Миссисипи, Нигер, Конго, Лимпопо, Нил, Дунай, Рона, Маккензи, Ингури и др. Значительные по протяженности секторы современных континентальных окраин еще очень слабо изучены, поэтому пока трудно представить истинные масштабы такого геологического явления, как формирование подводных конусов выноса. Ясно, однако, что им принадлежит особая роль в развитии многих переходных зон от континентов к океану.

Уже сам факт открытия глубоководных конусов вызвал в среде геологов определенное замешательство. Действительно, реки выносят с суши в океан огромные количества осадочного материала, главным образом в форме взвеси. Тем не менее долгое время полагали, что большая его часть как бы складируется в дельтах рек. Русло реки разбивается на крупные и мелкие рукава, каждый из которых наращивает в период активного развития «язык» из наносов, в основном из песка, выдвигающийся в открытое море. Передняя часть дельты является зоной смешения соленых морских и пресных речных вод, где слипаются и садятся на дно многие глинистые частицы. Скорости накопления осадков в дельтах настолько велики, что Л. П. Лисицын [1982] отнес их к зонам лавинной седиментации, подразумевая при этом не зарождение подводных лавин, а именно огромный темп осаждения вещества. За сравнительно короткое время в районе дельты накапливается толща мощностью в несколько сот и даже тысяч метров.

И вот эти-то грандиозные вместилища терригенного материала оказались лишь верхушкой айсберга, главная часть которого, как выяснилось благодаря работам Нормарка, Комара, Мура и других исследователей, находится глубоко под водой, у подножия континентальных склонов. Вскоре удалось установить, что подводные конусы выноса — это не только гигантские накопители осадков, но и система подводных русел, валов и поднятий, связанных в единое целое и развивающихся по своим законам.

Если можно было бы удалить водную оболочку и посмотреть с самолета на глубоководный конус выноса, мы бы увидели рисунок, напоминающий гигантский след «птичей лапы» (рис. 13). Пространственно она приурочена к подводному каньону. Именно от устья этого каньона отходит основная, питающая конус артерия, иначе говоря, центральная конусная долина, которая на удалении от континентального склона начинает распадаться на другие, гораздо более узкие и менее глубокие русла. Те, в свою очередь, ветвятся на более мелкие, распадаясь в конце концов на систему лощин и распадков, тонкой сетью кровеносных сосудов опутывающих нижнюю часть подводного конуса.

Наиболее грандиозно (не с птичьего полета, а на сейсмопрофилях) выглядит верхняя половина глубоководного фэна. В подводном конусе Дуная (где автором данной работы совместно с другими научными сотрудниками МГУ проводились детальные геолого-геофизические исследования) ближняя к континентальному склону часть конуса представляет собой мощный насыпной кряж. Он поднимается над морским ложем на 600—700 м и протягивается от склона в глубь абиссали Черного моря на 120 км. По гребню этого поднятия шириной 30—50 км пролегает глубокая подводная долина У-образной формы, врезанная в тело подводного хребта на 400 м. На удалении от склона центральная долина несколько сужается, образует своего рода петлю и наконец распадается на сеть мелких ложбин и проток.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 13. Строение подводного конуса выноса [Hicks, 1981]

А — песчаные линзы в подводных руслах (отложения зерновых потоков и потоков обломков); Б — массивные пески; В — переслаивание глин и песков (турбидиты); Г — переслаивание песков, алевритов и глин (турбидиты дальних частей конуса выноса); Д — отложения гравитационных потоков разного типа; Е — оползшие массы осадков; Ж — гемипелагические илы


Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 14. Сейсмоакустический профиль через верхнюю часть подводного конуса выноса Дуная [Конюхов, Иванов, Кульницкий, 1988]


В целом эта часть конуса напоминает гигантскую бобслейную трассу, по которой «прокатываются» мощные подводные лавины — мутьевые течения. Именно ими было насыпано тело конуса. Свидетельством их недавней активности являются гребни насыпных валов (второго порядка), которые тянутся вдоль всей центральной конусной долины как на южном, так и на северном ее борту (рис. 14). Высота валов достигает 200 и даже 300 м.

Центральная конусная долина непосредственно связана с подводным каньоном, врезанным в континентальный склон, каньон же питается речными выносами Дуная. В настоящее время в условиях высокого стояния уровня моря дельта Дуная (и многих других рек) удалена от головной части каньона, сюда не поступает то количество осадочного материала, которого достаточно для образования мутьевых потоков. Судя по распределению различных типов осадков в подводном конусе выноса, последние 10— 15 тыс. лет здесь не накапливались турбидиты, следовательно, не возникали и мутьевые потоки. С бортов долины на ее дно сползают неуплотненные осадки — сапропелевые и диатомово-кокколитовые илы, образовавшиеся за счет чисто морских источников осадочного материала (организмов, живущих в водной толще). В результате многие подводные долины и русла постепенно засыпаются осадками.

Так как в дельте крупных рек часто происходит перераспределение ролей между различными ее рукавами (одни постепенно отмирают, другие же становятся основными транспортными артериями), со временем изменяется и статус того или иного подводного каньона. Периферийная ложбина на континентальном склоне начинает вдруг быстро углубляться и превращается вскоре в обширный и глубокий желоб, по которому вниз проходит выносимый из дельты реки терригенный материал. Старый же, до того основной, каньон заиливается. Как следствие, периферийная долина приобретает значение основной питающей артерии конуса выноса. Вдоль нее нарастает мощный аккумулятивный вал, поглощающий частично или полностью более древний.

Именно такая ситуация сложилась в районе Дунайского фэна. Здесь под южным склоном современного хребта обнаруживается древний, засыпанный молодыми осадками конус выноса с характерной для подобных образований глубокой центральной долиной. Контуры этого древнего поднятия отчетливо прорисовываются на ряде сейсмоакустических разрезов.

Для каждого из основных геоморфологических элементов глубоководного конуса выноса характерны определенные типы осадков. В колонках, взятых в осевой части каньонов, встречаются многочисленные прослои песка и алевритов. В центральной конусной долине и в периферийных руслах конуса они также присутствуют в виде тонких слойков среди глинистых осадков. В бортовых частях русел накапливаются сползшие со склонов поднятия илы разного состава с характерной кашеобразной консистенцией. На валах, окружающих долину, формируются пачки турбидитов. В Черноморском регионе, в подводных конусах Дуная, Ингури и других рек, они представлены крошкой плотных древних пород — аргиллитов, обогащенных закисным железом и окрашенных в черный цвет. Этими породами сложены днище и борта каньонов, по которым устремляются вниз мутьевые потоки. Их воздействие на дно настолько энергично, что приводит к разрушению даже очень плотного субстрата. Обломки пород, главным образом глины, выносятся в пределы подводного конуса. При этом часть пиритного железа, по-видимому, окисляется до гидротроилита — минерала, придающего осадкам иссиня-черную окраску. При его окислении на воздухе цвет осадков вскоре меняется на ржаво-рыжий. Поэтому турбидиты в колонках, поднятых с валов на вершинной части конуса выноса, отчетливо проявляются на воздухе (прослои с дресвой древних темноцветных глин на воздухе становятся рыжими). Толщина отдельных циклитов здесь изменяется от 5 до 15 см, причем иссиня-черные (впоследствии рыжие) горизонты разделены голубоватыми пластичными глинистыми илами. Общий вид такой колонки, разрезанной на половинки для детального описания и съемки осадков, напоминает рисунок на шкуре зебры.

В дальних частях подводных конусов выноса, развитых на континентальном подножии Кавказа, появляются классические турбидиты с градационным нижним горизонтом и верхним карбонатным слоечком, сложенным фрагментами наннопланктона.

В древних глубоководных фэнах, существовавших некогда на активных окраинах материков в Тихом океане (например, в пределах континентальной окраины Калифорнии), в составе верхней части конуса накапливались мощные пачки конгломератов — отложений, которые образованы галькой разнообразных пород. Описаны здесь и отложения потоков обломков — медленно текущих подводных селей. Однако главным элементом большинства подводных конусов выноса остаются повсеместно турбидиты, состав которых меняется от района к району, так как зависит прежде всего от характера тех толщ, которыми сложены континентальный склон или подножие.

Там, где крупные реки сбрасывают в океан огромное количество материала, смываемого с обширнейших пространств континента, подводные конусы приобретают грандиозные размеры не только в ширину, но и в высоту. Осадки засыпают здесь склон вплоть до бровки шельфа, трансформируя его в поднятие, поверхность которого ступенчато опускается в сторону абиссальной котловины. Это связано с образованием многочисленных сбросов в толще неуплотненных отложений. При этом отдельные блоки неравномерно проседают в результате отжатия из пластов седиментационных вод. По периферии конуса нередко наблюдаются структуры протыкания — глиняные диапиры.

Подводные конусы выноса не просто своеобразные формы аккумулятивного рельефа на океанском дне. Там, где они создавались миллионы лет, например на продолжении дельт Нигера, Миссисипи, Маккензи и др., на континентальных окраинах сложились мощнейшие комплексы осадочных пород, способные вмещать многочисленные залежи нефти и газа. Действительно, в последние годы благодаря морскому разведочному бурению в этих районах были открыты десятки крупных и средних по запасам месторождений нефти и газа. В подводных конусах Нигера и Миссисипи нефтяные скопления обнаружены не только в относительно древних образованиях (песчаниках), но и, что удивительно, в песках исключительно молодого, плейстоценового возраста.

Реки в океане

Известно, что в океане существуют гигантские струйные течения, определяющие климат многих стран. Например, Гольфстрим и Ойясио распространяются на тысячи километров. Гольфстрим ежегодно перекачивает огромные массы теплой воды из тропических широт, главным образом из Мексиканского залива, в полярные области, отогревая побережья Скандинавии и Кольского полуострова, которые в противном случае были бы ледяными пустынями. Ойясио, напротив, гонит охлажденные в высоких широтах воды вдоль гряды Курильских и Японских островов на юг, делая климат наших восточных побережий более суровым.

Не так давно в океане были обнаружены другие течения, не менее мощные. Их можно назвать реками в океане. Они текут близ поверхности дна над подножием континентальных склонов из высоких широт в низкие. Так как эти течения несут свои воды вдоль контура материков, они получили название контурных геострофических. Первыми свидетельствами существования этих придонных течений были фотографии участков дна на глубинах 3000—5000 м, сделанные в южных районах атлантической окраины США. На них отчетливо видны разнообразные знаки ряби на поверхности осадка. Знаки ряби — это система субпараллельных подводных валов и разделяющих их ложбин, которая напоминает ветровую рябь, возникающую на поверхности воды. Ее появление на дне связано с перераспределением частиц осадка под воздействием струй придонного течения. Знаки ряби известны в руслах рек, в эстуариях и дельтах, на приливно-отливных равнинах, на открытых участках шельфа, а также на абиссали — словом, везде, где перемещаются водные массы. В зависимости от высоты гребней подводных валов и расстояний между ними различаются мелкая рябь, мегарябь и подводные дюны. Мегарябь, например, характеризуется превышением ее гребней над ложем ложбин не свыше 60 см и расстоянием между соседними волнами ряби до 12 м. Подобные же «волны», но меньшей высоты и длины, именуются просто знаками ряби. Наконец, крупные аккумулятивные тела на поверхности дна по ассоциации с прибрежными насыпными формами получили название подводных дюн.

В глубоководных обстановках наблюдались дюны высотой 91 м. Нередко они выстраиваются цепочками с расстояниями между соседними валами 9,6 км. В пределах континентальных подножий были открыты целые поля ряби, сформировавшейся на поверхности осадка. Стало ясно, что речь идет о новом явлении, ведь на абиссали не действуют приливно-отливные течения, ветровые волны или океанская зыбь. Дальнейшие исследования подтвердили, что обнаружены следы процессов, имеющих глобальные масштабы и играющих первостепенную роль в «проветривании» (вентиляции) океанских глубин. Датчики скорости течений, установленные у дна, зафиксировали устойчивые перемещения водных масс над некоторыми его участками со скоростью до 50 см/с. Эти придонные течения устремлялись к экватору и, как выяснилось вскоре, даже пересекали его, проникая в другое полушарие. Сначала было открыто Арктическое контурное течение, формируемое холодными водами высоких широт северного полушария. Затем над континентальным подножием Южной Америки в Атлантическом океане обнаружили другое контурное течение, несущее к экватору холодные воды антарктического происхождения. Над окраиной Южной Бразилии оба течения встречаются и текут одно под другим в противоположных направлениях: арктические водные массы над антарктическими, более холодными и тяжелыми.

Таким образом, соленые тяжелые воды, охлажденные в высоких широтах, погружаются ко дну абиссальных котловин вдоль континентальных склонов полярных стран и текут над дном вдоль контура материков к экватору. Это довольно медленные течения, разбивающиеся на отдельные струи, меандрирующие в пространстве. Однако эту пространственную неустойчивость компенсирует их относительная стабильность во времени. Холодные воды богаты кислородом, поэтому контурные течения разносят его на огромных пространствах, предотвращая тем самым возникновение застойных явлений и сероводородного заражения осадков и придонных масс воды.

Как и реки на суше, контурные течения перемещают не только огромные водные массы, но и значительное количество осадочного материала. При скорости 40—50 см/с вода способна волочить частицы довольно крупных размеров, вплоть до крупного песка. Собственно говоря, знаки ряби и являются прямым свидетельством перемещения осадков. Ведь волны ряби постоянно мигрируют, двигаясь по ходу течения с небольшой, но довольно постоянной скоростью. При этом зерна осадка время от времени взмучиваются и оседают в зависимости от ундуляции скорости отдельных водных струй у дна. Об эффективности этого процесса свидетельствует тот факт, что осадочный материал, подхваченный в высоких арктических широтах, в конечном итоге оказывается вблизи экватора и даже к югу от него. Более того, контурные течения, энергия которых в значительной степени расходуется по пути к экватору, на определенном отрезке уже не способны перемещать значительное количество частиц. Они оседают, формируя поля подводных дюн или гигантские насыпные валы. Одним из наиболее изученных образований такого рода является вал Блейк, отделяющий континентальное подножие Багамской погруженной платформы от внутренних частей абиссальной котловины в центральном секторе Атлантики. Протяженность другого вала, Ньюфаундлендского, превышает 500 км, а высота более 1 км. Мощность осадочной толщи, состоящей, как полагают, почти исключительно из контуритов, составляет 1,5 км. Это пятнистые однородные с плохо выраженной слоистостью отложения, имеющие преимущественно карбонатно-терригенный состав (известковые глины и мергели) и пелитово-алевритовую размерность (<0,1 мм). Встречаются и прослои, сложенные тонким песчаным материалом (>0,1 мм), в том числе раковинками фораминифер (более 20%) и скелетными остатками других организмов. Осадки обычно плохо отсортированы и несут следы сильного перемешивания илоедами. Скорости их накопления меняются от 1 до 12 см в 1000 лет.

Казалось бы, каким образом можно установить, что осадки вала Блейк или какого-либо другого аналогичного по строению поднятия на дне океана являются контуритами? На деле существуют вполне надежные критерии. Ведь материал, идущий из приполярных широт, весьма своеобразен по составу. Это касается прежде всего глинистой фракции, в которой преобладают иллит и хлорит — минералы, легко разрушающиеся в гумидных условиях на суше. С континента в океан они сносятся в основном ледниками, т. е. в полярных широтах. В тропиках же эти минералы, особенно хлорит, становятся неустойчивыми. Поэтому, когда на участках континентального подножия в низких широтах появляются осадки с явно чужеродной для окружающей суши минеральной ассоциацией, можно заподозрить, что эти осадки отложены контурным геострофическим течением.

Апвеллинг и природные питомники в океане

С борта судна океан чаще всего кажется безжизненным. Иногда за несколько дней плавания удается увидеть лишь двух-трех дельфинов, пристроившихся к носу судна, либо редкий фонтанчик воды, выброшенный в воздух кашалотом, случается мелькнет акула. Однако это впечатление верно, если считать, что океан населяют только крупные животные. На самом деле в поверхностном слое океана обитают мельчайшие организмы — фитопланктон, питающий все остальные группы морских организмов.

Для существования фитопланктона мало только солнечного света и растворенной в воде углекислоты, участвующих в фотосинтезе. Необходимы также биогенные элементы, и прежде всего фосфор, азот, кремний, кальций, из которых строятся органические и неорганические части организма. В большинстве районов океана фитопланктон развивается в условиях жесткого лимита нитратов, фосфатов и кремнезема. По мере выедания этих соединений цветение фитопланктона притормаживается.

Однако известны такие зоны в океане, где фитопланктон не испытывает недостатка в биогенных соединениях. В результате величина биологической продукции в этих зонах необычайно высока — в тысячи и десятки тысяч раз превосходит среднюю для океана. Плотность популяций фито- и зоопланктона, ряда видов рыб, морских млекопитающих и птиц здесь достигает максимальных значений. Эти огромные по протяженности (несколько сот и даже тысячи километров), но относительно узкие области вдоль континентальных окраин — настоящие природные питомники.

Подобная, на первый взгляд странная локализация жизни в океане определяется исключительно важным и интересным явлением, получившим наименование «апвеллинг» (устойчивый подъем глубинных вод). Дело в том, что в нижней части водной толщи океана скапливается и разлагается большая часть выведенных из биологического круговорота продуктов метаболизма морских организмов. Поэтому за многие миллионы лет здесь образовалась настоящая кладовая всех необходимых для жизни веществ. Отсутствие света на больших глубинах не дает возможности организмам их использовать. Однако там, где глубинные массы поднимаются вверх, сразу же наблюдается вспышка жизни, которая поддерживается почти непрерывным цветением фитопланктона.

Наиболее интенсивные и устойчивые апвеллинги возникают в областях пассатной циркуляции. Пассаты, постоянно дующие в западном направлении ветры, отгоняют от побережья теплую поверхностную воду. На ее место из глубин поднимается холодная, богатая биогенами вода. Пассаты дуют из пустынь на границе тропической и субтропической зон. Они во многом определяют структуру поверхностных течений. Возбуждаемые ими экваториальные течения выносят огромные массы разогретой воды из восточной периферии океана в западную. Отсюда теплые тропические течения движутся вдоль континентальных окраин на юг или на север. Грандиозный перенос теплых вод в средние и высокие широты компенсируется с другой стороны океана перетоком холодных вод из антарктических (или арктических) районов по направлению к тропикам. Эти течения, названные холодными пограничными, двигаясь вдоль восточных континентальных окраин в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах, играют особую роль. Насыщенные кислородом, холодные воды особенно благоприятны для развития в зонах апвеллинга крупных популяций организмов. К мощным холодным пограничным течениям относятся Перуанское и Калифорнийское в Тихом океане, Канарское и Бенгельское в Атлантике, Восточно-Австралийское в Индийском океане. Вместе с холодными водами Перуанского и Бенгельского течений почти к самым тропикам из Антарктики поднимаются киты, пингвины, морские слоны и другие животные, а также птицы из высоких широт. Здесь они охотятся за многочисленными стаями рыб, ресурсы которых в апвеллинговых зонах по-истине неисчерпаемы.

Автору этих строк довелось участвовать в исследованиях, проводившихся в 1972 г. на судне «Профессор Месяцев» у побережья Перу совместно с перуанскими специалистами. Ночью вода здесь фосфоресцирует от несметного множества крошечных живых существ — диатомей. То тут, то там ее прочерчивают сотни зеленых полосок. Это проносятся стайки перуанского анчоуса — мелкой рыбешки, брюшные полости которой набиты светящимся фитопланктоном.

Диатомеи, строящие свои панцири из кремнезема, особенно бурно размножаются в холодной воде. Мелкие рачки и рыбешки не способны поглотить огромные количества этих существ. Отмирая, они опускаются на дно, где разлагаются, образуя черный осадок типа каши. Этот осадок содержит также целые или полуразрушенные створки панцирей диатомей, зерна кварца с «пустынным загаром» и агрегаты глинистых частиц. Значения pH в таком осадке обычно составляют 9—10, a Eh (окислительно-восстановительный потенциал) нередко опускается до —200 мВ. Это максимальные значения, определяемые в современных осадках. Они свидетельствуют о существовании на дне агрессивной щелочной среды, обусловленной отсутствием кислорода и сероводородным заражением не только самого осадка, но и придонного слоя воды. Созданию такой обстановки на шельфе и на прилегающих участках склона способствуют, видимо, катастрофические заморы, время от времени случающиеся в зонах подъема глубинных вод. В районе перуанского апвеллинга они связаны с отходом холодного течения от подводной окраины континента или с поворотом на юг теплого экваториального течения Эль-Ниньо. Вторжение разогретых до 30° вод, почти лишенных кислорода, приводит сначала к гибели диатомового фитопланктона, а затем и всего сообщества рыб, птиц и морских организмов, составляющих единую трофическую цепочку.

Подобные процессы носят циклический характер: они происходят в среднем раз в 10—12 лет. Катастрофические заморы отмечались у побережья Юго-Западной Африки, т. е. в зоне действия Бенгельского течения, у Западного побережья полуострова Индостан, где апвеллинг является сезонным и связан с муссонами.

Скопление на дне огромного количества неразложившихся органических остатков создает неблагоприятные условия для развития бентоса, представленного здесь лишь немногими группами микроорганизмов, например сульфатредуцирующими бактериями. Концентрации органического вещества в переводе на Сорг достигают в осадках апвеллинговых зон 10—16% сухого веса. Это вещество присутствует в форме сложных полигетероконденсатов, содержащих фрагменты белковой, углеводной и нуклеиновой природы. Много и липидных компонентов.

Вместе с органическими остатками в осадки попадает большое количество фосфора, серы, меди, железа, ванадия, урана и других биофильных элементов. Одни из них входили в состав прижизненных клеточных структур, другие адсорбировались при прохождении органических остатков сквозь толщу воды. В условиях высоких pH и отрицательных Eh многие устойчивые образования, например кремнистые скорлупки диатомей, распадаются, а некоторые элементы становятся подвижными. Уходя из зон распространения углеродистых черных илов, они концентрируются на границах их ареалов. Фосфор выпадает главным образом в виде карбонатапатита, замещая костные остатки животных, либо образует фосфатные «рубашки» вокруг зерен терригенных минералов: кварца, полевых шпатов и др. Промысловые тралы, использовавшиеся в экспедиции на «Профессоре Месяцеве» для изучения донных рыб и других бентосных животных, нередко поднимали со дна целые фосфоритовые плиты вместе с Другими коренными породами. Области древних апвеллингов являются в настоящее время богатейшими фосфоритоносными провинциями. Таковы, например, Марокканский и Сенегальский бассейны, а также бассейн Тарфая-Аюн на континентальной окраине Северо-Западной Африки.

С зонами апвеллингов связаны уникальные парагенезы осадков, не встречающиеся в других частях ложа океана.

Так, в верхней половине континентального склона многие участки покрыты глауконитовым песком. Глауконит — минерал глинистой природы, встречающийся, однако, не в виде тонких чешуек, как большинство глинистых минералов, а в форме темно-зеленых зерен размерностью от крупноалевритовой до крупнопесчаной (0,05—1 мм). Это микростяжения с глобулярной структурой, формирующиеся в определенных условиях непосредственно на морском дне. В кристаллической решетке глауконита много железа, калия, меди и других элементов.

Поэтому он является ценным минеральным сырьем. Глауконитовые пески, распространенные в апвеллинговых зонах на огромных пространствах, обычно занимают пологие участки континентального склона на глубинах от 200 до 500 м.

Надо сказать, что в зонах подъема глубинных вод, помимо фосфоритов и глауконита, встречается много цеолитов, барит, натриевый монтмориллонит и т. д. Так, щеточки цеолитов вырастают на подложке из полевых шпатов или рогульках вулканического стекла.

После захоронения под чехлом более молодых осадков, уплотнения и отжатия седиментационных вод возникает так называемая апвеллинговая формация. Для ее разреза характерен необычный набор осадочных образований: диатомиты и кремнистые глины, горючие сланцы, фосфориты, глауконитовые песчаники. Нередко вместе с ними попадаются своеобразные глины, сложенные игольчатыми минералами — палыгорскитом и сепиолитом. Из чистых разностей диатомитов получают кремнистое сырье.

Палыгорскитовые глины применяются для приготовления буровых растворов и в других целях. Горючие сланцы служат источником энергии и углеводородов.

В диатомитах и кремнистых глинах формации Монтеррей, широко распространенной на континентальной окраине Калифорнии, в последние годы открыты богатейшие скопления нефтяных углеводородов (месторождение Пойнт-Аргуэлло в бассейне Санта-Мария). Предполагают, что нефть возникла в породах формации, обогащенных органическим веществом сапропелевой природы.

Города-общежития в океане

Речь пойдет о городах, построенных из арагонита и кальцита — карбонатных минералов, которые способны выделять многие виды организмов, обитающих в океане. Одни используют растворенный в воде кальций для строительства раковин и иных скелетных образований, другие (колониальные формы) — для создания подводных городов, которые укрепляются и надстраиваются многими поколениями мельчайших существ. Эти существа — настоящие архитекторы. Следы их работы — мощные карбонатные комплексы своеобразной формы и строения — геологи находят во многих районах мира. Среди самых древних — докембрийские толщи строматолитовых известняков, опоясывающие краевые части платформ. Их сменили девонские и пермские рифовые массивы, цепочками протягивающиеся по краю Предуральского передового прогиба, в поясе Уачита (США) и во многих других районах. Это и триасовые карбонатные постройки в Предкавказье, на юге Франции, в Средней Азии.

Впрочем, временем настоящего «строительного бума» стал поздний мезозой. В тот период в периферийных частях раскрывавшейся Атлантики, а главным образом на южных окраинах океана Тетис, сформировались мощнейшие лагунные и рифовые комплексы. В настоящее время в них заключены гигантские запасы углеводородного сырья, пожалуй, крупнейшие в мире. Действительно, только в известняках рифового происхождения, развитых на современных пассивных окраинах материков, к настоящему времени разведано более 21 млрд т нефти и 5 трлн м3 газа. Всего же в карбонатных коллекторах этих окраин заключены громаднейшие ресурсы углеводородного сырья: более 49 млрд т нефти и 21 трлн м3 газа. Сюда, правда, входят и залежи в карбонатных образованиях кайнозойского возраста.

Почему же именно в древних рифовых массивах сосредоточились гигантские скопления углеводородов? Объясняется это их внутренним строением. Еще на стадии своего формирования риф представляет собой как бы многоквартирной дом, населенный полипами, каждый из которых занимает отдельную комнатку с окном на море. Это и дом и мастерская одновременно, скорее даже предприятие по очищению морской воды от мельчайших органических веществ и остатков. Полипы, фильтрующие воду, прогоняют за год через себя огромные ее количества. Вместе с тем в их маленьких тельцах, содержащих симбиотические микроорганизмы, протекает и фотосинтез. После отмирания одного поколения полипов их потомки выстраивают очередной этаж и фасад общего здания. Старые же «квартиры» как бы замуровываются, но в целом сохраняется сотообразная, высокопористая структура рифа. Правда, часть порового пространства заполняется вторичным карбонатом — кальцитом и доломитом, высадившимися из остаточной морской воды, запечатанной а порах.

Из-за колебаний уровня океана риф в эпохи его падения подвергается выщелачиванию и эрозии. В теле рифа возникают крупные пустоты и каверны. Именно большое их количество делает погребенные рифы идеальными вместилищами для нефти и газа. Впрочем, заполнение рифового массива углеводородами происходит на большой глубине и только в том случае, если сверху он перекрыт так называемой покрышкой (флюидоупором), а снизу или сбоку подпитывается углеводородами, которые генерируются в соседних или пространственно отдаленных толщах нефтематеринских отложений.

Существуют, однако, еще более грандиозные сооружения — настоящие подводные мегаполисы, протянувшиеся на сотни и даже тысячи километров. Это мощные барьерные рифы. Изучение их позволяет воссоздать обстановки формирования аналогичных древних сооружений. Наиболее крупный барьерный риф находится в наши дни на Восточно-Австралийском шельфе в Коралловом море. Он сформировался, по-видимому, еще в плиоцене, а наиболее активно развивался в плейстоцене. Как показывают геофизические исследования, за 1—1,2 млн лет здесь выросли массивы высотой от 120 до 154 м. Создав могучий барьер на пути штормовых волн и океанских течений, они протянулись почти непрерывной цепочкой вдоль края шельфа почти на 1500 км. Вершины многих рифов лишь немного выступают над водой, обнажаясь во время отливов. За ними располагаются относительно мелкие участки дна. Они, как и лагуны на атоллах, окружены рифами не только со стороны океана, но и с тыльной стороны, где рифы поменьше и менее плотно заселены колониями кораллов.

Фронтальная часть рифа выражена примерно так же, как на атоллах. Гребни шпор, выступающих в океан на 50—70 м, заселены примитивными, но удивительно стойкими организмами, играющими особую роль в развитии кораллового рифа. Это известьвыделяющие красные водоросли — багрянки, которые концентрируются на участках наибольшей активности водной среды, т. е. принимают на себя основной удар штормовых волн и океанской зыби. Узнать их можно по красному цвету. Это плотные пленки на поверхности известняков, на 95% состоящие из CaCO3 и лишь на 5% из живой ткани. Полоса красных камней видна на шпорах рифа в период отлива. Обломками коралловых известняков, сцементированных красноватыми выделениями багрянок, образован зачастую так называемый рампарт.

Если бронированные выделениями багрянок участки рифа находятся на направлении основного удара волн, то затишные зоны в глубине рифовой платформы заселены зелеными водорослями и травами (галофитами). Некоторые из них служат пищей для черепах и потому получили название «черепашья трава». Как пишет Ч. Шеппард [1987], подводные травяные луга постоянно подстригаются, как английские газоны, травоядными рыбой-попугаем, рыбой-хирургом, морскими ежами. Отсюда следует, что водоросли и травы — это важнейший компонент экосистемы кораллового рифа, необходимый как для собственного его роста, так и для существования многих его обитателей.

Среди водорослей особенно выдающуюся роль играют зооксантеллы — представители класса динофлагеллят, живущие в ткани самих полипов. Симбиоз этой водоросли с полипом чрезвычайно продуктивен: зооксантелла поглощает выделяемый кораллом углекислый газ, необходимый для фотосинтеза, полип же снабжается кислородом и углеводами, что позволяет ему гораздо быстрее наращивать известковый каркас рифа.

Каждый участок барьерного рифа по профилю от внешнего к тыловому его краю заселен различными сообществами организмов. Среди них присутствуют не только колониальные формы, но также фораминиферы, моллюски, мшанки, морские ежи и лилии, кокколитофориды, черви и другие группы организмов. По многообразию форм и количеству биомассы на единицу площади рифы не имеют себе равных в океане. Здесь утилизируются все органические остатки — идеальное сообщество, из которого не выводится ничего загрязняющего окружающую среду.

Риф не только самое разнообразное, но и самое продуктивное сообщество. Скорость формирования рифа с геологической точки зрения очень высока. В благоприятных условиях она составляет 1,5—2 м за 1000 лет, что достаточно много, если учесть, что фазы роста рифа чередуются с фазами преимущественной его эрозии при падении уровня Мирового океана.

Для развития рифов существует несколько серьезных ограничений. Кораллы способны эффективно наращивать риф только в теплых водах, с температурой не ниже 18° С, при которой скорость растворения CaCO3 невелика. Полипы не живут в распресненных или мутных водах, поэтому перед устьями рек или вблизи приливно-отливных равнин рифы отсутствуют. Наконец, колонии кораллов и других рифостроящих организмов живут у поверхности воды, поэтому в начальной фазе рост рифа возможен только на мелководье. Однако затем для успешного его развития необходимо постоянное погружение того участка дна, на котором он возник. Именно такие условия существуют на вулканических островах в океане после того, как вулканическая деятельность затухает, а сам остров медленно погружается в морские пучины. Рифостроящие организмы, наращивая вершину рифовой платформы, компенсируют это погружение. В результате за многие миллионы лет здесь формируется карбонатная шапка из рифовых известняков мощностью до 1000 м и более.

Иначе обстоят дела на современных континентальных окраинах, где рифы, особенно барьерные, распространены довольно слабо. Основным фактором, ограничивающим их рост при прочих благоприятных условиях, является стабильность многих участков дна, скорость прогибания которых не превышает 1—2 см за тысячу лет. На таких шельфах, а они характерны для многих «зрелых» пассивных окраин, не только не развиваются рифы, но и не накапливаются современные осадки. На огромных пространствах они покрыты так называемыми реликтовыми отложениями раннеголоценового или даже плейстоценового возраста. Почти весь поступающий на шельф материал сбрасывается в конечном итоге на континентальный склон и его подножие.

Именно поэтому крупные рифовые массивы на современных окраинах встречаются лишь на тех участках в низких широтах, которые испытывают устойчивое прогибание. Таковы, например, шельфы в областях недавнего рифтогенеза: в Красном море, Коралловом море, Аденском заливе. Иногда погружение зрелой окраины связано с давлением наползающей на нее островной дуги, как это имеет место на севере Австралии. Здесь на край Австралийского шельфа наползает пластина дуги моря Банда (остров Тимор и др.). Этот погружающийся участок шельфа изобилует коралловыми рифами. Благоприятные условия для роста последних складывались и в эпохи длительного и устойчивого подъема уровня океана — позднеюрскую и позднемеловую. В то время рифовые постройки получили исключительно широкое распространение на пассивных окраинах континентов.

Для активных окраин континентов крупные рифовые постройки вообще не характерны, во-первых, из-за большого количества терригенного материала, выносимого с гористых хребтов на суше, во-вторых, в силу общей тенденции к воздыманию, которым захвачены прибрежные участки шельфа на многих из этих окраин.

Однако на остаточных хребтах, в тылу островной вулканической дуги, в сложнопостроенных зонах перехода от континента к океану рифы и атоллы развиваются весьма активно. В целом же на этих окраинах в мезозое и кайнозое коралловые постройки не играли сколько-нибудь существенной роли. Об этом, в частности, свидетельствуют открытые в карбонатных коллекторах незначительные запасы углеводородов. Они составляют всего 6% ресурсов активных окраин. На пассивных окраинах та же доля достигает 56%.

Помимо рифов, известны и другие крупные карбонатные постройки, образование которых связано с жизнедеятельностью одних из самых примитивных и древних микроорганизмов — цианобактерий, или синезеленых водорослей. Они формируют колоннообразные, постройки в глубине отшнурованных от океана лагун и глубоко врезанных в сушу заливов. Как и сотни миллионов лет назад, цианобактерии слой за слоем наращивают эти удивительные сооружения. Условия для их строительной деятельности сохранились в заливе Шарк в Западной Австралии и в лагунах Мормона и Льебре на Тихоокеанском побережье Нижней Калифорнии (Мексика).

Потоки взвеси и накопление осадков

Реки — основной источник терригенной взвеси, поступающей в океан с континента. Огромные ее массы оседают в передней части дельты, называемой продельтой, где встречаются и смешиваются пресные и соленые воды.

Здесь происходит слипание частиц, образование крупных их агрегатов и осаждение на дно. По периферии продельты оставшиеся в воде частицы, среди которых значительную часть составляет органический детрит, извлекаются живыми организмами. Они пропускают через себя, как сквозь сито, большие объемы морской воды и потому называются фильтраторами. Это небольшие рачки, питающиеся фитопланктоном и органическим детритом наземного происхождения. Обилие солей, поступающих в составе речного стока, стимулирует развитие фитопланктона, среди которого преобладают диатомеи. В авандельтах крупных рек, например Амазонки, на глубинах 20—50 м донные осадки пополняются их скорлупками. Таким образом, выносимые реками вещества немедленно вовлекаются в океанский круговорот и утилизируются уже в пределах шельфовой зоны.

Однако отдельные струи речной воды, насыщенные взвесью, проходят этот передовой заслон без значительных потерь. Пресная вода в них постепенно замещается соленой, но струи все же сохраняют свою индивидуальность, превращаясь в суспензионные течения малой плотности. Подобные потоки различной мутности фиксируются на разных уровнях от дна и называются нефелоидными потоками. Как правило, самый мощный поток взвеси движется близ поверхности дна и потому именуется придонным. Концентрации частиц в поперечном сечении подобной струи могут достигать 0,6—0,9 мг/л. В других течениях, поверхностном и промежуточных, содержания взвешенных частиц, как правило, ниже.

Пути распространения нефелоидных потоков в океане изучены еще очень слабо. Обычно, дойдя до кромки шельфа, они вдольбереговым течением морских вод отклоняются в сторону и движутся под его влиянием над внешней частью шельфа и прилегающими участками континентального склона, постепенно рассеиваясь. Такова, например, судьба нефелоидного потока, выходящего из дельты реки Роны. За ее пределами он поворачивает на восток и прослеживается над континентальным склоном на несколько десятков километров.

Те же процессы характерны для устья Амазонки. Часть выносимого этой рекой материала оседает непосредственно в ее авандельте — обширном ареале глинистых и алевритово-глинистых илов на участке шельфа с глубинами 20—60 м. Глубже эти осадки замещаются реликтовыми карбонатными песками. Следовательно, терригенная взвесь не проникает в эти районы. В виде мощных нефелоидных струй она выносится на северо-восток, где осаждается на огромных пространствах шельфа и склона. Именно плотный поток взвешенного материала, видимо, препятствует развитию в данном районе коралловых рифов.

Гольфстрим, берущий начало в Мексиканском заливе, несет огромное количество тонкой глинистой взвеси, в которой преобладает монтмориллонит. Взвешенный материал попадает в Мексиканский залив в составе твердого стока Миссисипи и ряда мелких рек, выходящих к побережью Техаса. Исследования последних лет свидетельствуют о существовании в данном районе придонного, промежуточных и поверхностного нефелоидных потоков, которые поддерживаются не только выносами рек, но и приливно-отливными явлениями. Из лагун, которыми изобилует побережье Техаса, в отлив выносится тонкий глинистый материал в виде нефелоидных потоков малой плотности. Самый значительный из них, придонный, прослеживается до кромки шельфа. Подобных примеров можно привести еще немало. Следует, однако, признать, что нам еще мало известно об основных путях распространения тонкой терригенной и другой взвеси. Неясно, какая часть твердого речного стока оседает в авандельте и какая проходит ее, рассеиваясь над склоном и подножием.

Если устье реки расположено не очень далеко от вершины подводного каньона, какая-то часть нефелоидных потоков перехватывается им и устремляется вниз, на подножие. Эти суспензионные течения малой плотности неоднократно наблюдались в ряде каньонов. Так, Ф. Шепард отметил суточные колебания подобного течения в каньоне реки Фрейзер и связал их с приливно-отливным циклом, характерным для обширного района дельты. Один из нефелоидных потоков, порождаемый действием возвратных волн, устремляется на шельфе Калифорнии к каньону Сан-Габриель. Он несет тонкий глинистый и алевритовый материал, мобилизованный в береговой зоне.

Широкое распространение суспензионных потоков малой плотности обусловило накопление так называемых гемипелагических осадков, прежде всего на континентальных окраинах. Это однородные глинистые или карбонатно (кремнисто)-глинистые илы, в которых зачастую отсутствует примесь грубого материала и ясно выраженная слоистость. В глубоководных разрезах континентальных окраин гемипелагические илы разделяют горизонты турбидитного происхождения. Масштабы аккумуляции нефелоидных частиц весьма велики. Так, на атлантическом склоне США в голоцене скорость накопления гемипелагических, в основном глинистых, илов на отдельных участках составляла 22 см/1000 лет. Столь высокие значения А. П. Лисицын относит к «лавинным» скоростям.

Помимо потоков взвешенного материала речного происхождения, распространяющихся в виде струйных водных течений, существуют атмосферные потоки эолового материала. Это явление, называемое эоловым разносом, связано с сильными ветрами, поднимающими частицы с поверхности Земли в воздух и уносящими их в океан. Эоловый материал мобилизуется в основном в пустынных и полупустынных районах, слабо закрытых растительностью, т. е. в аридных поясах климата. Пыль, поднятую песчаной бурей на западе Сахары, через несколько дней извлекают из специальных ловушек на Багамских островах и побережье Флориды. Иногда этих районов достигают облака с довольно значительной концентрацией частиц, причем часть из них имеют довольно крупные размеры. А. П. Лисицын и другие исследователи показали, что ветровой разнос играет большую роль в формировании минерального состава абиссальных осадков. Во всяком случае, терригенная их часть в основном представлена эоловым материалом. Многие тончайшие пылевые частицы, поднятые ветром, прежде чем попасть в океан, несколько раз огибают земной шар в составе тропосферных вихрей. Этот перенос, идущий в широтном направлении, во многом определяет широтно-зональный характер осадконакопления в открытом океане [Лисицын, 1974].

Помимо перечисленных форм миграции вещества от суши к океану, существует еще один механизм, действующий в высоких широтах. Речь идет о ледовом разносе, во время которого вместе с льдинами и айсбергами в море выносятся терригенные обломки. После того как лед растает, они опускаются на дно. Данный вид переноса определяет ход седиментации в высоких широтах.

Таким образом, вырисовывается довольно сложная картина распространения взвешенного вещества, поступающего в океан с суши. Существуют, однако, и другие его источники. Это прежде всего форменные элементы организмов, обитающих в водной толще, среди которых основную роль играет фитопланктон. Карбонатные и кремнистые скелетные остатки диатомей, радиолярий, фораминифер, кокколитофорид, птеропод и др. относятся к числу важнейших компонентов океанских осадков. Одни из них имеют мельчайшие размеры (например, диски кокколитов), другие, оказавшись на дне, попадают в алевритовую или песчаную фракцию осадка (0,01—1 мм). Поэтому, чтобы разглядеть в деталях раковинки формаминифер, достаточно исследовать их под бинокуляром, дающим увеличение в 30—50 раз. В то же время увидеть диски кокколитов можно, только используя электронный сканирующий микроскоп.

Еще одним важным источником взвешенного вещества в океане, участвующего в формировании донных осадков, являются вулканические частицы. Так как огромные их количества выбрасываются при извержениях вулканов в атмосферу, основным агентом их распространения становятся ветры.

До определенного времени ученые не задумывались над вопросом, каким образом мельчайшие частицы взвеси оказываются на дне. Ведь многим из лих необходимо опуститься сквозь толщу воды многокилометровой высоты. Большинство же взвешенных частиц настолько незначительны по весу, что по всем законам физики должны носиться по просторам океана тысячи, если не миллионы лет. Учитывая объемы поступления взвеси с континентов и из недр Земли за счет вулканических процессов, а также уровень биологической продукции самого океана, можно было бы ожидать его превращения во вселенское болото с мутными водами. Между тем океанские воды в целом чисты и прозрачны, если не учитывать так называемые антропогенные загрязнения. В чем же дело? Как происходит самоочищение океана?

Разгадка в буквальном смысле была спрятана в желудках копепод и других мелких животных, объединяемых под названием зоопланктона. Эти мелкие хищники, обитающие в поверхностном слое океана, питаются в основном фитопланктоном и детритным органическим веществом. Как выяснилось, именно они играют роль чистильщиков. Желудки многих из них оказались набитыми не только тельцами диатомей, кокколитов и других организмов, но также частичками биогенного и абиогенного происхождения. Эти живые сепараторы пропускают через себя огромное количество воды, фильтруя содержащиеся в ней мельчайшие частички. Эти частички в их желудках подвергаются воздействию ферментов. Из них извлекается все то, что может быть ассимилировано организмом, а остальное, склеенное в небольшие комочки округлой или вытянутой формы (в зависимости от вида животного), выталкивается наружу. Эти искусственные образования получили название фекальных пеллет. Пеллеты имеют песчаную или даже алевритовую размерность. Их вес достаточно велик, чтобы быстро опуститься сквозь столб воды на дно. Здесь под воздействием физико-химических факторов среды и микроорганизмов они вскоре разрушаются. Поэтому в составе осадка редко можно увидеть целые пеллеты. Выполнив свою роль, они, как правило, исчезают. Лишь в мелководных обстановках — лагунах и приливно-отливных площадках, а также в затишных участках шельфа в структуре осадков этот компонент встречается в большом количестве. Впрочем, и здесь век пеллет недолог, вместе с другим материалом их пропускают через свои желудки бентосные организмы. Их фекальные остатки попадаются гораздо чаще.

Механизм изымания организмами из воды взвешенных частиц, благодаря которому они попадают на дно в составе фекальных пеллет, получил название биоседиментации.

Лавины, лахары, палящие тучи, цунами

В особый класс выделяются явления, широкое распространение которых в периферийных районах океана связано с их высокой сейсмичностью и вулканической активностью. Интерес к этим явлениям тем более велик, что многие из них опасны, хотя и крайне редки. Так, мало кому удавалось наблюдать движение каменной лавины. Лишь анализируя причиненные ею на пройденном пути разрушения, можно представить, как она движется. Одна из таких каменных лавин, сошедшая с вершины Шаттерид Пик — горы на Аляске, пересекла небольшой хребет Спур, высотой 130 м. При этом деревья на западном его склоне, обращенном к горе Шаттерид Пик, остались нетронутыми. Американские исследователи пришли к выводу, что лавина, вызванная сильным землетрясением в проливе Принца Уильямса, буквально перелетела через преградивший ей путь хребет, т. е. пронеслась над его гребнем на высоте более 100 м и опустилась на противоположный склон. Таким образом, пострадал район, казалось бы, защищенный надежной преградой от потенциально опасной зоны.

Не меньшую опасность может представлять облако из смеси газов и частиц, которое вырывается из кратера некоторых вулканов. В момент мощного взрыва скопившаяся в кратере масса осадков мгновенно разжижается и поднимается вверх. Это облако, отличающееся высокой плотностью, несется обычно над поверхностью Земли, быстро расширяясь в объеме. Скорости распространения подобных облаковидных потоков частиц (особенно крупных) могут превышать, по данным американских геологов Г. Фридмана и Дж. Сандерса [Friedman, Sanders, 1978], 150 км/ч. Благодаря сопротивлению воздушной массы, находящейся над облаком, частицы выпадают из него с определенной последовательностью. На пути движения такого облака возникает своеобразный аккумулятивный рельеф, напоминающий в продольном сечении волну с крутым и пологим скатами.

К очень редким и губительным явлениям относятся палящие тучи, которые образуются при очень сильных взрывах в кратерах, не засыпанных осадками. Возникающее при этом облако состоит из мельчайших сгустков магмы или раскаленных частиц. Температура в разных частях тучи меняется от 550 до 950° С. Высокая скорость движения палящих туч, а она может достигать 500 км/ч [Тазиев, 1961], поддерживается, как полагают, выделениями газов из отдельных частиц. Палящая туча, вырвавшаяся 8 мая 1902 г. из вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника, за несколько секунд сожгла город Сен-Пьер с населением 30 тыс. человек. Осадок, выпадающий из таких туч, весьма своеобразен. Для слагающих его частиц характерны оплавленные контакты, многие из них «сварены» вместе. Отмечается присутствие древесного угля — следы выжигания растительности.

Со склонов вулканов, конусы которых нередко покрыты снегом и льдом, в процессе извержений стекают потоки разжиженного вулканического пепла и другого материала. Потоки разжиженного тонкодисперсного вещества высокой плотности, способные включать крупные глыбы и валуны, получили название лахаров. В Каскадных горах на тихоокеанской окраине США лахары перемещались на расстояние до 80 км. Многочисленные потоки такого рода были вызваны извержением вулкана Сент-Хеленс в 1980 г. Один из самых крупных лахаров, сошедший с вершины вулкана Клуд на острове Ява в 1919 г., покрыл площадь в 132 км2. При этом было уничтожено более 100 селений, погибло 5110 человек.

В тропических широтах, где даже на самых высоких конусах вулканов снег — большая редкость, извержения сопровождаются мощными селями, иначе говоря, грязевыми потоками, способными уничтожить целые города. В Колумбии одна из таких грязевых лавин, двигавшаяся по долине реки, буквально затопила один из городов с населением около 5 тыс. человек, из которых спаслись немногие. Образование селя было вызвано извержением вулкана Руис.

Однако беды, которые случаются на окраинах континентов в результате тех или иных тектонических событий, редко могут сравниться по своим масштабам с теми несчастьями, что приходят со стороны океана от цунами. Действительно, крупное землетрясение или извержение вулкана затрагивает зону площадью в несколько тысяч или десятков тысяч километров. Энергия сейсмических волн, даже если в эпицентре землетрясения мощность толчков достигает 8—9 баллов по шкале Рихтера, быстро рассеивается по мере удаления от него, хотя сами толчки могут ощущаться и на расстоянии в тысячи километров. Точно так же и тучи пепла, вырвавшиеся из кратера вулкана, наносят огромный урон, засыпая поля и населенные пункты площадью в тысячи квадратных километров. Особо крупные выбросы пепла и газов, достигающие тропосферы, способны даже на какое-то время изменить климат во многих районах мира. Однако непосредственную опасность извержения представляют лишь в окрестностях самого вулкана.

В то же время цунами может причинить разрушения даже на удалении в тысячи километров. Чаще всего оно наблюдается в акватории Тихого океана, с которой связано наибольшее число землетрясений в периферийных, переходных зонах. В отличие от обычной ветровой волны, возникающей на поверхности и затрагивающей лишь верхний, 100—200-метровый слой воды, цунами рождается в результате событий, происходящих на большой глубине. Поэтому в колебательное движение вовлекается, по существу, весь столб воды в районе подводного землетрясения или оползня. Отсюда волна с невероятной скоростью распространяется в разных направлениях, достигая побережий. Порожденная сильнейшим землетрясением на подводной окраине Чили в 1960 г., мощная волна пересекла весь Тихий океан и обрушилась через несколько часов на Гавайские острова, а затем на побережье Японии. При этом ее сила нисколько не уменьшилась. В Чили жертвами этой волны стали 900 человек, на Гавайских островах — 60, в Японии — 119. Сопоставление временных интервалов, которые разделяют удар этой волны в разных районах, позволило оценить скорость ее распространения. Оказалось, что на некоторых отрезках она достигала 850 км/ч при средней скорости около 700 км/ч.

Интересно, что движение цунами в океане совершенно незаметно. По высоте такая волна вряд ли отличается от обычной океанской зыби. Однако, когда цунами выходит на мелководье, вся энергия, рассеянная до того в 5-6-километровом по высоте фронте, начинает сгущаться по мере его сокращения до 110 м и менее. Молекулы воды, захваченные этим движением, получают такой мощный импульс, что суммарные их колебания вызывают быстрое увеличение высоты цунами, которая вблизи побережья может достигнуть 35—40 м и более. При этом передовой склон волны становится почти вертикальным, а пенистый ее гребень начинает напоминать косматую конскую гриву. Именно так изображали цунами на старинных японских гравюрах.

Как говорилось выше, приближению цунами часто предшествует сильный отлив. Вода как бы отсасывается волной от побережья, чтобы затем обрушить на него всю свою невероятную мощь. Ужасающие последствия таких ударов описаны многими учеными [Святловский, Силкин, 1973; Тазиев, 1961], поэтому мы не будем останавливаться на этом подробно. Рассмотрим геологические причины и последствия этого явления. Полагают, что цунами порождено значительными смещениями в структуре ложа океана. Это могут быть крупные подвижки в системах трансформных разломов, сопровождающиеся опусканиями значительных участков дна. Однако чаще источником цунами оказываются землетрясения на континентальных окраинах или во фронтальной части островных вулканических дуг типа Японской или Курильской. Их эпицентр находится, как правило, в пределах континентального или островного склона и связан с подвижками в зоне Беньофа. По-видимому, для возникновения цунами необходимо не столько землетрясение, сколько вызванные им обрушения склонов или региональные оползни. Перемещение огромных глыб и целых массивов горных пород вызывает резкие колебания в водной толще, захватывающие большую ее часть.

Свидетельства таких обрушений можно обнаружить на сейсмоакустических профилях, выполненных в периферийных зонах океана. Так, на одном из профилей через континентальный склон Камчатского полуострова, в районе Авачинского залива, можно видеть огромный блок коренных пород, оторвавшийся от кромки шельфа и перегородивший подводный каньон в средней его части. Общий объем этой глыбы, по-видимому, превышает 50 км3. Не вызывает сомнений, что ее перемещение под водой должно было породить многометровую волну, обрушившуюся когда-то на Тихоокеанское побережье.

Как известно, цунами выбрасывает на сушу не только мелкие, но и крупные суда, причем нередко они оказываются на значительном удалении от берега. Цунами перемещает огромные массы песка, камней и гравия с пляжей и мелководья, нередко совершенно преображая рельеф в пределах прибрежной равнины. Не менее драматичны последствия цунами в глубоководной части активных континентальных окраин. Как правило, они окружены узкими полосками шельфа, изрезанного подводными каньонами. Нередко вершины каньонов подходят непосредственно к побережью. Возвратные течения, порожденные этой волной, захватывают огромное количество осадка. Известно, что цунами смывало целые селения и плантации. Большая часть этого материала, скорее всего, сбрасывается с шельфа по подводным каньонам.

Цунами — наиболее вероятный источник схода по каньонам подводных лавин, в основном в виде мутьевых потоков. На окраине Новой Зеландии при обследовании отложений мутьевого течения был обнаружен совершенно экзотический материал, малохарактерный для глубоководных осадков. Им оказались кокосовые орехи, вынесенные цунами с побережья. Гигантская волна могла породить мутьевые потоки практически одновременно на противоположных окраинах материков в Тихом океане. В этом случае возникает возможность синхронизировать турбидиты, формировавшиеся в огромном регионе.

Таким образом, зарождаясь в глубинах морских, цунами как бы возвращается в них в виде мощных суспензионных потоков, оставляющих следы на значительной площади в периферийных районах океана, а также вокруг цоколей центральноокеанических вулканических хребтов.

Рождение и исчезновение океанов

Красное море — океан будущего

Океаны, как и все на Земле, рождаются, живут и умирают. Благодаря теории литосферных плит мы знаем, что еще 180—150 млн лет назад многие современные океаны не существовали. Они возникли один за другим в процессе раскола древних континентальных мегаблоков и образования между их фрагментами новой океанической коры. Новая теория позволяет найти на геологической карте мира те районы, где эти процессы протекают буквально на наших глазах, т. е. указать возможные места рождения океанов будущего. Таких районов в наше время два. Это Красное море и Калифорнийский залив, хотя последний представляет собой скорее обособленный анклав, принадлежащий Тихому океану, нежели самостоятельное образование.

Красное море — прямолинейный глубокий рубец протяженностью более 2900 км — на карте выглядит нешироким шнурком воды, почти связавшим северо-западную периферию Индийского океана с Ионической впадиной Средиземного моря. По существу, это гигантская трещина, отделившая Африку от Аравии. Возраст ее не более 5 млн лет. Таким образом, еще 5 млн лет назад эти два огромных континетальных блока были единым целым. Об этом свидетельствуют результаты глубоководного бурения с борта «Гломара Челленджера»: на континентальных склонах моря были вскрыты миоценовые соли прибрежно-морского происхождения, ниже которых местами залегают базальты (там, где соли образуют оползни) или древние континентальные образования.

Геологи чаще употребляют термин «Красноморский рифт», когда говорят о Красном море. Дело в том, что море стало в наше время слишком расхожим словом. Оно во многом утратило геологический смысл. Термин же «рифт» вполне отражает особенности строения и происхождения Красноморской структуры.

Выше мы говорили о континентальных и океанических рифтах — трещинах, возникающих над выступами мантии, которые как бы проплавляют земную кору. Красноморский рифт представляет собой особый тип рифтовых структур, промежуточный между континентальными и океаническими. От первых его отличает наличие молодого базальтового ложа, свидетельствующего о полном разрыве континентальной коры и залегающего на глубинах 1500—1900 м от поверхности моря, от вторых — то важное обстоятельство, что естественным обрамлением рифта служат блоки континентальной коры. К тому же в Красноморском рифте отсутствует срединное вулканическое поднятие, столь характерное для океанических рифтовых хребтов.

Со стороны суши Красное море окружено системой довольно высоких хребтов, крутые, обрывистые склоны которых обращены в сторону рифта, тогда как пологие опускаются в направлении окружающих платформ. Вследствие этого водный сток устремляется не к морю, а в противоположные стороны. Не в последнюю очередь это определяет аридный климат всего региона.

Море, проникшее в эту некогда внутреннюю область континента, успело отвоевать у суши узкую полоску шельфа, шириной 5—10 км, лишь на юге превышающую 20—30 км. Естественным продолжением шельфа является прибрежная равнина, простирающаяся до склонов береговых поднятий. Из-за засушливого климата она покрыта полями дюн и барханами. В побережье редкими пятнами вдаются мелководные лагуны, окруженные так называемой сабкхой. Это солеродные участки лагун, затопляемые приливом и осушающиеся в отлив. Испарение под жарким солнцем морской воды, оставшейся в норовом пространстве песков, приводит к появлению концентрированных рассолов, из которых выделяются кристаллы солей, в основном доломита и гипса. Именно в таких условиях сформировалась значительная часть солей миоценового возраста, вскрывающихся сейчас в низах континентальных склонов.

Последние представляют собой систему разновысотных уступов сбросового происхождения вроде тех, что обрамляют рифт Таджура. В верхней части это блоки континентальной коры, внизу — базальты океанического происхождения с оползшими массами миоценовых солей. Вершины уступов наклонены в сторону суши, поэтому их края выступают в виде протяженных гребней. Понижения между гребнем и следующим уступом заполнены тонкими карбонатными осадками и осыпью коренных пород.

Основание наиболее погруженного уступа служит естественным обрамлением краевых депрессий, граничащих в центре моря с экструзивной зоной. Здесь происходит рождение океанической коры. Геофизические исследования и наблюдения с подводных обитаемых аппаратов, выполненные советскими учеными в экспедиции, которая работала в 1980 г. на полигоне в Красном море, позволили выявить особенности строения дна и формирования осадочного чехла в молодом Красноморском рифте [Подводные..., 1985]. В частности, были получены прямые свидетельства раздвига земной коры, который сопровождался излияниями базальтовых магм.

Распределение базальтов и осадков разного возраста подтверждает представления о постепенном расширении глубоководной впадины Красного моря и формировании нормальной океанической коры. Этот процесс сопровождается землетрясениями и обрушением блоков в пределах континентального склона. Таким образом, и в настоящее время район Красного моря остается сейсмически опасным. В недавнем же прошлом здесь находились цепочки наземных вулканов. Об их активности говорят прослои вулканического пепла в керне из скважин глубоководного бурения. Остатки подобных сооружений и сегодня можно видеть в районе города Адена по другую сторону от Баб-эль-Мандебского пролива, отделяющего Красное море от Аденского залива. Это мощные полуразрушенные конусы, сложенные агломератами, туфами, игнимбритами. Черные стенки из этих пород окружают древнюю кальдеру, в которой расположен Аден.

Молодое океанское дно как бы расталкивает Африканский и Аравийский мегаблоки, что со временем приведет к раскрытию Баб-эль-Мандебского пролива — структурного порога между Красиоморским рифтом и рифтом Таджура. Если не произойдет крупной перестройки структурного плана на стыке Африканской, Аравийской и Евразиатской литосферных плит, то спустя несколько миллионов лет этот стиль развития неминуемо приведет к появлению на поверхности нашей планеты еще одного, молодого океана.

В настоящее время глубоководные котловины Красного моря изолированы от других крупных океанических водоемов. Поэтому здесь сложились весьма необычные условия. Пожалуй, самым интересным можно считать высокотемпературные рассолы, обнаруженные в нескольких полуизолированных глубоководных впадинах моря —

Дискавери, Атлантис II, Нереус и др. Температура рассолов достигает в отдельных случаях 50—60° С, а соленость 270‰. В глубоководных впадинах граница [...] исхождение рассолов связывают с действием подводных гидротермальных источников, горячая вода которых растворила часть миоценовой соли и нагрела образовавшийся рассол. Действительно, присутствие рассолов установлено в тех впадинах Красноморского рифта, где в строении континентального склона участвуют соли.

Важнейшим следствием описываемых процессов является возникновение металлоносных илов, встречающихся на дне рассольных впадин. Поднимаемые со дна колонки осадки поражают своим необычным обликом, и прежде всего окраской. Это фиолетовые, оранжевые, коричневые, красные илы, слагающие отдельные прослои толщиной 2—15 см, очень мягкие и влагонасыщенные. Однако между ними залегают пропластки очень плотных корок. Исследование под электронным сканирующим микроскопом показало, что они сложены игольчатыми кристаллами и агрегатами арагонита — карбонатного минерала, широко распространенного в различных структурно-тектонических зонах Красного моря. Арагонитовыми корками покрыты коренные породы, слагающие сбросовые уступы и даже выступы молодых базальтов в экструзивной зоне.

Металлоносные илы содержат высокие концентрации цинка, свинца, меди и других металлов, заключенных в слойках экзотических цветов. Эти концентрации имеют диагенетическое происхождение, т. е. большая часть металлов осаждалась из рассольных седиментационных вод, захороненных в осадках. В рассолы же они перешли из солей миоценового возраста после их растворения. Впрочем, нельзя исключать, что значительные количества металлов поступали в наддонные воды в составе гидротермальных растворов. Выходы гидротерм были обнаружены советскими гидронавтами при погружениях на подводном аппарате «Пайсис» во впадине Атлантис II.

Металлоносные илы представляют собой полезное ископаемое, могущее иметь практическое значение. Все вышесказанное убеждает в том, что Красноморский рифт — уникальное образование с характерными только для него седиментационными обстановками. Как увидим ниже, аналогичные условия могли существовать в различные эпохи мезозоя и кайнозоя, когда зарождались современные континентальные окраины в Атлантическом и Индийском океанах при распаде древних суперконтинентов — Пангеи и Гондваны.

Распад Пангеи в Гондваны

В середине палеозойской эры поверхность Земли была совершенно непохожа на современную. К этому времени сложились два континентальных конгломерата: один — лавразийский, другой — гондванский. Каждый из них состоял из нескольких древних материковых глыб, спаянных между собой, словно сварными швами, горно-складчатыми поясами: Урало-Пайхойским, Уачита-Аппалачским, Вариско-Кавказским и др. Гондванский конгломерат располагался преимущественно в южном полушарии и стал ареной мощного позднепалеозойского оледенения. Лавразийская глыба простиралась через тропики и субтропики. Однако на значительной ее площади господствовали аридные условия. К середине каменноугольного периода эти суперконтиненты сначала сблизились, а затем сомкнулись в полосе современного Западного Средиземноморья и Мексиканского залива. Возникло новое образование, которое геологи нарекли Пангеей (рис. 15). В долгой истории Земли было не так много эпох, когда практически все материковые глыбы соединялись вместе, в одну или две группы. Вокруг Пангеи простирался безбрежный океан. Ряд заливов, словно клинья, вдавались в глубь этого суперконтинента. Самый крупный из них отделял Азиатский выступ Пангеи от Индостанско-Австралийского. Этот океан получил название «Тетис». Внутренние области суперматерика стали пустынями. Их поверхность покрывали поля дюн и усыхающие эпиконтинентальные моря, на дне которых отлагались толщи солей.

В южной части Пангеи еще сползали с возвышенностей ледники, когда проявились первые признаки неустойчивого состояния, в котором оказалась тектоносфера на рубеже палеозоя и мезозоя.

В конце перми и начале триаса произошли расколы земной коры. Гигантские разломы рассекли земную кору в основном на стыке Лавразийского и Гондванского мегаблоков. Вдоль этих провалов, заполнившихся вскоре водой, изливались базальтовые лавы, а кое-где случались и вулканические извержения. С течением времени рельеф суши становился все более изрезанным и контрастным. Наконец отдельные трещины стали сливаться вместе, образовав единую разветвленную систему прогибов, которые были обрамлены глыбовыми хребтами. Ландшафт ряда внутренних областей Пангеи, видимо, стал напоминать современную Восточную Африку. Сложилась протяженная система континентальных рифтов, где возникли крупные и мелкие озерные водоемы.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 15. Глобальная палеогеографическая схема для позднекаменноугольной эпохи [Morel, Irving, 1978]


Одна система континентальных рифтов, огибая Багамский выступ, из района современного Мексиканского залива простиралась вдоль Аппалачских гор, к тому времени уже в значительной степени срезанных эрозией. Рифты развивались навстречу Тетису, глубоко вклинившемуся в Пангею на востоке. Другая цепочка рифтов образовалась в южной, гондванской части суперконтинента. Рифты, словно трещины на расколотой тарелке, избороздили ее от края до края. Тем самым наметились направления основных расколов, которые вскоре привели к разделению Пангеи на Лавразийский и Гондванский континентальные блоки, а потом и на более мелкие фрагменты. Развитие континентальных рифтов продолжалось несколько десятков миллионов лет. За это время в рифтовых прогибах и грабенах сформировались мощные толщи весьма однообразных отложений. В северной цепочке прогибов накапливались конгломераты, красноцветные песчаники и глины с горизонтами ангидритов, доломитов и галита, в южных прогибах — те же терригенные красноцветы. Здесь, однако, распространены толщи сероцветных песчаников и глин. Они включают угли и углистые глины, а иногда и соли. Триасовый период стал временем широкого распространения глинистых минералов с четко упорядоченной структурой — корренситов, в дальнейшем почти не встречавшихся в осадочных разрезах. Но самое главное, он ознаменовался началом распада гигантского суперконтинента — процесса, в конечном итоге приведшего к формированию современного лика нашей планеты.

Сейчас еще трудно определить, когда произошло полное расщепление континентальной коры и на месте наземных рифтов возникли первые участки с океанической корой. Глубоководным бурением в Северной Атлантике был доказан оксфорд-кимериджский возраст коры в пределах материкового подножия США. Однако нельзя исключать, что более древние ее блоки находятся под самим континентальным склоном, где они перекрыты мощными комплексами отложений и потому не могут быть вскрыты при нынешних возможностях бурения. Косвенные же данные свидетельствуют о том, что возраст самых древних участков коры с типично океанической структурой не превышает 180—160 млн лет, т. е. является средне-позднеюрским. Таким образом, процесс раскола континентального субстрата Пангеи протекал чрезвычайно долго, примерно 80—100 млн лет. Однако это был только первый акт драмы. Он завершился возникновением протоокеанической впадины Центральной Атлантики, отделившей Африкано-Южноамериканский выступ Гондваны от Северо-Американской глыбы, которая в полосе от Гренландии до Британских островов еще соединялась с Евразией.

Судя по отложениям, вскрываемым в прогибах Марокканской Месеты, в Новошотландском и Лабрадорском бассейнах Канады и в Западном шельфовом бассейне Англии, на первых этапах раскрытия эта впадина очень напоминала современный Красноморский рифт. Упомянем хотя бы о широком распространении на окраинах Центральной Атлантики триасовых и нижнеюрских солей, которые обнаруживаются ныне в полосе от банки Роккол (к западу от Ирландии) через район Гибралтара до Сенегала, а на западе — от Лабрадора до района банки Джорджес (атлантическая окраина США). Эти соли занимают здесь примерно то же место, что и миоценовые в Красном море. К концу юры оба залива — древний на востоке и вновь сформировавшийся на западе — образовали единый океан Тетис с общей системой водной циркуляции. С этого момента на огромных пространствах от Мексиканского залива до Памира формировались практически идентичные комплексы отложений: в титоне — рифовые и лагунные известняки, в раннем мелу — карбонатные банки, разделенные языками дельтовых и прибрежношельфовых песков и глин, в альбе и сеномане — «черные» глины и известняки, сменившиеся выше мелами и мелоподобными известняками. В палеоцене и эоцене на обширных пространствах отлагались зеленые глины и фораминиферовые известняки.

Таким образом, уже на рубеже юрского и мелового периодов Лавразийский и Гондванский блоки разошлись и Пангея перестала существовать. Гондванский блок, сохранявший относительную целостность, в меловой период распался на несколько крупных фрагментов. Уже в неокомское время между Африкой и Южной Америкой, составлявшими до того единое целое, сформировалась сложная система континентальных рифтов, отдельные отрезки которой уходили далеко в сторону от основного направления расколов. Как и в ряде других случаев, последним предшествовал эпизод (в позднем апте) интенсивного накопления солей. В настоящее время соленосные толщи, некогда накапливавшиеся в единых бассейнах, оказались по разные стороны Южной Атлантики. Одинаковые по составу комплексы позднеаптского возраста вскрыты бурением в окраинных впадинах Анголы и Бразилии. Полностью разделение Африканского и Южно-Американского континентов произошло на рубеже раннего и позднего мела (рис. 16), точнее, в среднем—позднем альбе. Это событие ознаменовалось мощными подводными вулканическими излияниями и извержениями вулканов на тихоокеанской окраине Южной Америки, где только в Перуанском троге в это время образовались толщи вулканитов, лав и осадочных пород общей мощностью свыше 6000 м (группа Касма). В раннем мелу от Африки откололись Индостанский, Мадагаскарский и Австрало-Антарктический блоки. Распад Гондваны завершился в кайнозое отделением Антарктиды от Австралии [Ушаков, Ясаманов, 1984].

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 16. Положение материков в западном полушарии в конце аптского — начале альбского века (примерно 110 млн. лет назад)

1 — крупные рифтовые грабены; 2,3 — краевые части континентальных рифтов: 2 — в областях накопления карбонатных осадков, 3 — в областях терригенной седиментации; 4 — окраины орогенных (горных) массивов; 5 — окраины стабилизированных областей кратонов; 6 — районы континентов, захваченные трансгрессиями моря; 7 — срединно-океаническое поднятие; 8 — точки глубоководного бурения, где встречены отложения апт-альбского возраста; 9 — положение современной береговой линии и изобаты 2000 м


Там, где был океан Тетис

Расширение ложа Атлантики в позднеюрскую и особенно в раннемеловую эпохи сопровождалось не только расколами континентальных мегаблоков, но и их взаимными перемещениями. Так, Гондванский блок после зарождения Центральноатлантической впадины стал быстро смещаться на восток по отношению к Лавразии. Подобные перемещения имели далеко идущие последствия для океана Тетис, южные окраины которого «поплыли» на восток относительно северных. Затем, после раскрытия Южной Атлантики и распада Гондваны на несколько континентальных глыб, Афро-Аравийский блок стал прижиматься к северным окраинам океана Тетис. Началось его захлопывание.

В период раскрытия Атлантики Африканский континент сместился более чем на 1500 км. Скорость его движения в интервале 180—100 млн лет составляла 2—3 см/год. За это время он развернулся по отношению к Евразии на 40°. В том же направлении, что и Африканский континент, начал мигрировать и Иберийский континентальный блок, слегка разворачиваясь на юг. В результате образовался Пиренейский трог — глубоководный прогиб, в котором накапливались турбидиты раннемелового возраста. Одновременно на его западном продолжении раскрывался Бискайский залив, в его окрестностях отлагались «черные» глины — осадки, обогащенные органическим веществом.

Континентальная окраина Гондваны, обращенная к океану Тетис, почти 140 млн лет испытывала устойчивое погружение, что привело к формированию мощной линзы мезозойских и кайнозойских пород. В начале кампанского века северо-восточной выступ Афро-Аравийской глыбы стал сближаться с противолежащей экранной Евразии. Это сопровождалось мощнейшими сжатиями, расколами континентальной коры и опусканием краевых ее блоков. Оказавшееся между континентами ложе Тетис было взломано, отдельные его фрагменты в буквальном смысле выдавились на край Нубийского щита в районе Омана. В настоящее время породы, совершенно нехарактерные для континентов, возвышаются в глубине побережья Омана в виде невысоких гор. Эти аллохтонные массивы сложены офиолитовой ассоциацией, в составе которой находятся породы явно океанического генезиса.

Закрытие восточного рукава Тетис сопровождалось обрушениями ложа молодых океанов, что вызвало падение уровня морских вод в маастрихтском веке. Оживились поверхностные течения, в том числе холодные пограничные, благодаря которым на многих участках окраин Африки — от Камеруна, Сенегала и Марокко в Центральной Атлантике до Алжира, Туниса и Сирии в океане Тетис — происходил интенсивный подъем глубинных вод. С ним было связано формирование фосфоритов, кремнистых пород и палыгорскит-сепиолитовых глин.

Блокировка, возникшая в результате схождения Афро-Аравийского и Евразийского континентальных блоков в полосе Омана, продолжалась с кампана до среднего эоцена, т. е. 72—48 млн лет назад. На северных окраинах в океане Тетис коллизия привела к осушению многих областей, до того покрытых морем. На Северном Кавказе, в районе Дагестанского клина, в Маастрихте произошли многочисленные оползни, продолжавшиеся в дании и эоцене. Во всей полосе океана Тетис встречаются следы обмеления и осушения части континентальных шельфов.

В эоцене завершился распад Лавразийского континентального мегаблока. Отделившись от Северной Америки, Евразия стала смещаться на восток со скоростью, превышавшей скорость перемещения Афро-Аравийской глыбы. Это выразилось в сдвиговых дислокациях и расколах континентальной коры, характерных в основном для Западной Европы. Однако Тетис еще был напрямую связан с океаническими впадинами Атлантики. Они были объединены системой циркуляции, а на огромных пространствах континентальных окраин этого региона накапливались очень близкие по составу отложения. Они были характерны для обширных мелководных морей, приуроченных к шельфам Африки и Евразии. Над многими участками окраин продолжался начавшийся еще в Маастрихте (а кое-где еще в туроне) подъем глубинных вод, с которым в ипрское и лютетское время было связано распространение палыгорскитов, сепиолитов, кремней и известняков с фосфоритами. Именно в палеоценовых и эоценовых толщах пассивных окраин заключены крупнейшие месторождения фосфоритов, которые разрабатываются в настоящее время в Мавритании, Западной Сахаре, Марокко и в других регионах.

Примерно 48 млн лет назад Африканский континент столкнулся с Иберийской глыбой в полосе северной окраины Марокко. Это привело к медленному развороту Африки на север, в результате западный рукав океана Тетис вскоре захлопнулся. Началась глобальная перестройка системы океанической циркуляции. Вдоль окраин Северо- и Южно-Американского континентов к экватору устремились придонные контурные течения, а из низких широт к полюсу потекли теплые воды Гольфстрима. На окраины Марокко и Южной Испании выдавились породы океанского ложа, образовавшие здесь горный массив Рифа и Бетскую Кордильеру. За этим последовала тектоническая активизация, захватившая почти весь Африканский континент и Иберийский полуостров. Пиренейский трог окончательно захлопнулся, а на его месте поднялись Пиренеи.

С этого времени начинается сложная и во многом еще не раскрытая история Мезогеи. Древний океан Тетис постепенно замкнулся, а на его месте вырос Альпийско-Гималайский складчатый пояс. Гималайская его ветвь возникла в позднем миоцене, после того как Индостанский материковый блок, отколовшийся от Гондваны еще в среднемеловое время, столкнулся с южными окраинами Евразии. Примерно в то же время Аравийский полуостров также сблизился с окраиной этого континента, на этот раз в широкой полосе от Турции до Ормузского пролива. В процессе сближения обоих мегаблоков океаническая кора Тетис постепенно ассимилировалась под северной его окраиной, исчезая в зонах Беньофа. Одна из них находилась в районе горного массива Загрос (юго-западные районы Ирана). Последний представляет собой часть древнего аккреционного хребта, некогда окаймлявшего активную континентальную окраину Евразии.

Надо сказать, что в мезозое и кайнозое Тетис, по-видимому, был не очень широким, поэтому любая перестройка в системе движения литосферных плит приводила к столкновению северных и южных континентальных блоков. При этом от них часто отрывались более мелкие массивы, впоследствии перемещавшиеся уже самостоятельно. Каждое столкновение сопровождалось сминанием осадков, накопившихся на сходившихся континентальных окраинах. Осадки образовывали нередко мощные складки, которые поднимались со дна морского в виде горных стран, из пределов которых уходило море. Подобные события в геологии определяются как фазы складчатости. Каждой из них дается название по тому региону, где она проявилась наиболее отчетливо. Так, известны пиренейская и альпийская фазы складчатости. Первая относится к среднему и позднему олигоцену, вторая — к миоцену, когда стали формироваться складчатые системы Альп, Карпат и Кавказа, входящих в единый Альпийский складчатый пояс.

Как полагают, Альпы, Динариды и другие горные цепи Южной Европы возникли в результате внедрения в Евразийский блок Адриатического выступа Африки. Сейчас этот выступ является ложем Адриатического и отчасти Ионического морей. Зато породы, слагавшие некогда дно океана Тетис и Мезогеи, ныне смяты в складки или собраны в серии покровов. Ими сложены Апеннинский полуостров, отдельные районы островов Корсика и Сардиния. В полосе столкновения Африканской и Евразийской плит, к югу от острова Крит и полуострова Пелопоннес, вырастает Восточно-Средиземноморский вал — система подводных хребтов, разделенных мелкими впадинами. Со временем вершины этих хребтов поднимутся над уровнем моря и в конечном итоге превратятся в крупный горно-складчатый пояс, близкий по строению к Альпийскому. Так как воздымание горной страны сопровождается прогибанием коры в прилегающих частях платформ и срединных массивов, этот процесс уже сейчас привел к погружению отдельных блоков Африки. Возникшая здесь Левантийская впадина представляет собой передовой прогиб, где уже сформировался довольно мощный чехол континентальных, в том числе соленосных, и морских осадков. Подобные прогибы в позднем кайнозое существовали на краю Европейской платформы, на стыке с растущими горными системами Кавказа, Карпат, Альп.

Куда девается океаническая кора

Процесс исчезновения океана заключается не просто в осушении и воздымании океанского дна. Прежде всего уменьшается пространство, занимаемое океаном. На него давят сходящиеся континентальные глыбы, позади которых происходит зарождение и раскрытие молодых океанических впадин. Под нажимом соседних литосферных плит площадь старого океана начинает сокращаться, как шагреневая кожа. Куда же девается при этом древняя океаническая кора?

Исследование районов, некогда входивших в состав мезозойского Тетиса или составлявших его окраины, позволяет говорить о трех возможных вариантах трансформации коры океана. Наиболее универсальный и в то же время загадочный — это погружение в мантию вдоль зоны Беньофа, в процессе которого кора расплавляется и теряет свою индивидуальность. Этот компенсационный механизм в настоящее время работает в пределах активных континентальных окраин и островных вулканических дуг.

В современную эпоху уничтожается в основном кора самого древнего, Тихого океана, хотя в районах дуги моря Скоша, Малой Антильской дуги, а также Зондской и Никобарской дуг уничтожаются блоки коры Атлантического и Индийского океанов. Таким образом, речь идет о перманентном процессе, а не о механизме, который включался бы только на этапе замыкания и исчезновения океана.

Свидетельством поглощения океанической коры в зоне субдукции, происходившего многие миллионы лет назад, являются цепочки гранитоидных плутонов. Они образуются на месте вулканов, некогда поднимавшихся над зоной Беньофа. Так, на тихоокеанской окраине Южной Америки в составе Береговой Кордильеры находятся огромные по протяженности гранитные батолиты, самый крупный из них — Андийский. Установив положение и возраст подобных батолитов, отмечающих древнюю окраину океана, мы можем с уверенностью говорить о существовании здесь зоны Беньофа, в которой происходило поглощение океанической коры.

Другим свидетельством этого может служить обилие вулканических продуктов в осадочных толщах, сформировавшихся в период активной деятельности вулканов, в системе краевой дуги — островной или на континентальном субстрате. Однако все это лишь косвенные следы существования древнего океанского дна. Прямым доказательством могут считаться лишь реликты самой океанической коры — породы офиолитовой ассоциации, т. е. толеитовые базальты, гипербазиты, дайковый комплекс, отложения глубоководного генезиса.

Известно, что многие современные активные окраины осложнены асейсмичными хребтами, в составе которых находятся породы, содранные с погружающейся в зону Беньофа океанской плиты. Этот аккреционный комплекс нередко сохраняется при закрытии древнего океана, хотя в процессе воздымания и эрозии значительная часть этих образований может быть размыта. Правда, геологи еще не всегда способны идентифицировать породы аккреционного комплекса в разрезах древних пород. А ведь в аккреционном комплексе встречаются и фрагменты нижних слоев океанической коры. Так, на островах Калифорнийского бордерленда обнаружены крупные пластины гипербазитов и базальтов, измененных до различных ступеней метаморфизма. Подобные включения известны и на тихоокеанской окраине Камчатки. Здесь они создают бескорневые комплексы, обнажающиеся в районах камчатских мысов. Как правило, офиолиты, находящиеся в составе аккреционных поднятий, особенно древних, сильно деформированы. Многие породы могут быть изменены практически до неузнаваемости. Нередко они присутствуют лишь в виде меланжа — мелкого крошева из разнокалиберных обломков. Первичные структурные и текстурные признаки в них с трудом поддаются распознаванию.

Другой механизм перемещения океанической коры получил название обдукции. Обдуцированные пластины офиолитов мы находим преимущественно на пассивных окраинах материков. В отличие от субдукции, заключающейся в погружении океанической коры под континентальную, при обдукции фрагменты ложа океана помещаются на окраину континента. Наиболее известным примером обдукционного комплекса является Оманский офиолит — мощный комплекс глубоководных отложений, надвинутых на мелководные образования типично шельфового облика. Подобные чужеродные по отношению ко всему окружающему толщи определяются как аллохтоны. В состав Оманского аллохтона входят преимущественно турбидиты и радиоляриевые кремнистые отложения мезозойского возраста. Турбидиты имеют в основном карбонатный состав и образованы скелетными остатками организмов, обитавших на шельфе. Впрочем, в турбидитных разрезах встречаются и кварцевые песчаники. Все это — отложения континентального подножия, типичные для подводных конусов выноса.

В аллохтонной толще Хавасина выделяются турбидиты, отложенные вблизи и на удалении от континентального склона. Контакты между ними тектонические, т. е. они находятся в различных надвиговых пластинах и когда-то располагались на значительном расстоянии друг от друга. Дистальные турбидиты, накапливавшиеся на удалении от древнего континентального склона, переслаиваются с красными радиоляриевыми кремнями или аргиллитами. Это образования, типичные для глубоководных областей океана.

В западных отрогах Оманских гор комплексы турбидитов и кремней перекрыты серией окремнелых известняков и красных кремней с горизонтами подушечных лав, а на востоке Омана — красными и зелеными радиоляриевыми кремнями и кремнистыми аргиллитами. Все это — образования древней абиссали, входившие в состав верхних слоев океанической коры. Их возраст меняется в широких пределах — от позднетриасового до раннемелового, т. е. соответствует предполагаемому возрасту океанского дна Тетис. Важным компонентом Оманского офиолита являются экзотические блоки мелководных пород, в основном триасовых рифовых известняков. Считается, что это обрушенные участки шельфовой карбонатной платформы, перемещенные к основанию древнего континентального склона.

Таким образом, породы Оманского офиолита, несомненно, представляют собой реликты первого и второго слоев океанической коры Тетис, надвинувшейся на край Афро-Аравийского континентального блока. Время обдукции определено достаточно четко — маастрихтский век. Предполагают, что обдукция фрагментов ложа океана Тетис была вызвана столкновением Оманского выступа этого блока с островной вулканической дугой, которая находилась на северной, активной окраине океана. Этому предположению, однако, противоречит состав пород в аллохтонном комплексе Оманских гор. Как можно было убедиться, в них отсутствуют вулканогенные образования, а также полевошпатовые граувакки, столь характерные для современных вулканических дуг. Напротив, немногочисленные песчаники в турбидитах представлены кварцевыми разностями, которые типичны для пассивных окраин континентов.

Аллохтоны, подобные Оманскому, встречаются по северному обрамлению Афро-Аравийской глыбы. Это Рифский массив на северной окраине Марокко и массив Троодос на Кипре. Подобные же обдукционные комплексы описаны на островах Куба, Новая Каледония, Ньюфаундленд и в других районах. Обдукция океанической коры на пассивную континентальную окраину или островной архипелаг обусловлена мощнейшими сжатиями в полосе схождения противолежащих континентальных окраин или островных дуг. Почему в данном случае происходит выдавливание океанической коры на Континент, а не ее поглощение в зоне субдукции? Ответ на этот вопрос пока не ясен.

Можно предположить, что поглощение океанической коры в зоне Беньофа протекает лишь при наличии перед фронтом активной континентальной окраины (или островной дуги) спредингового хребта, где продолжается воспроизводство коры океана. Другими словами, для субдукции необходимо встречное движение: с одной стороны, коры океана, выдвигающейся в спрединговом конвейере, с другой — континента, находящегося на краю более молодой литосферной плиты. Встречное движение приводит к появлению гигантской структуры скола: более пластичная и менее мощная пластина (океаническая) погружается под более массивную и жесткую (континентальную).

Если же в океане отсутствует срединно-океанический рифт, иначе говоря, останавливается спрединговый конвейер, то сжатия на границе континентального и океанического блоков способствуют взламыванию хрупкой коры океана и ее выдавливанию в виде нескольких чешуй на континентальную окраину или островную дугу. Таким образом, обдукция имеет место лишь на этапе исчезновения, захлопывания древнего океана, когда он уже, по существу, «мертв», так как воспроизводство океанической коры в нем прекратилось.

Если эти рассуждения правильны, то в восточном рукаве океана Тетис в период схождения Афро-Аравийского и Евразийского континентальных блоков уже прекратился спрединг океанского дна. Однако за обдукцией Оманского офиолита последовало вскоре новое раскрытие океана и, видимо, снова возник рифт, где начала формироваться молодая океаническая кора. Этот рифт, вероятно, существовал до последних дней океана Тетис, кора которого погружалась и расплавлялась в субдукционных зонах Загроса, Малого Кавказа и других районов между Евразией и Африкой.

Реликты древнего дна океана могут сохраниться и в виде так называемых мантийных окон. Под ними понимаются участки, целиком сложенные офиолитами. И хотя они находятся в аллохтонном залегании, т. е. были сорваны со своего первоначального места, тем не менее образуют единый блок. По существу, в этих окнах на поверхность выступают породы мантии, некогда прикрытые тонкой пленкой океанической коры. Речь идет о дислоцированном и смятом дне океанических впадин, зажатом между реликтами вулканических островных дуг и древним краем континента.

Мантийные окна, таким образом, характерны для сложнопостроенных зон перехода от материка к океану и обычно являются рудиментами исчезнувших окраинных морей. Участки подобного строения были описаны С. М. Тильманом на северо-востоке СССР. По-видимому, это наименее измененные блоки коры океанического типа, которые мы находим на континенте после исчезновения окраинных котловинных морей. Подобные же «окна» обнаруживаются и на месте древних океанов в тех зонах, где по каким-либо причинам напряжения, вызванные всеобщим сжатием, на ряде участков оказались рассеянными. Поэтому коровые и подкоровые массы вещества, слагавшие дно океана, не были выдавлены и перемяты, а лишь сорваны со своих мантийных корней.

Становится очевидным, что, несмотря на хрупкость и неустойчивость во времени океанической коры, ее фрагменты удается обнаружить в пределах древних континентальных окраин, ныне впаянных в материковые мегаблоки. Следами существования океана являются реликты его древнего ложа, а также парагенезы пород, выделяемые в качестве геологических формаций. Среди них лучше сохраняются осадочные формации древних окраин континентов. Изучая их, можно узнать об этапах развития океанов, давно исчезнувших с лица Земли.

Колебания уровня океана: их причины и следствия

Вдоль многих побережий видны выровненные площадки, которые, как показывают палеогеографические исследования, сложены морскими рыхлыми осадками с возрастом от нескольких тысяч до нескольких сот тысяч лет. Это так называемые морские террасы — неразмытые участки древней литорали и сублиторали. Они остались от эпох более высокого в сравнении с современным уровня стояния океанских вод. Наиболее широко распространены площадки, сформировавшиеся во время последней, фландрской трансгрессии моря, начавшейся 6—7 тыс. лет и завершившейся около 3 тыс. лет назад. Уровень океана в это время был на 3—6 м выше нынешнего.

Соответственно при исследованиях дна в прибрежной части шельфа нередко обнаруживаются подводные террасы или уступы, сложенные выходами коренных пород. И те и другие обозначают положение древней береговой линии в эпохи понижений уровня океана. При бурении в мелководной части Атлантического шельфа США на глубинах 50—60 м под слоем голоценовых осадков были выявлены пласты торфа и бурых углей, а в диапазоне глубин 60—100 м в районе мыса Хаттерас зафиксированы остатки древних бичроков и пляжей, которые возникли в этой части шельфа в различные эпохи плейстоцена.

Чем же были вызваны в плейстоцене столь значительные колебания уровня океана? Ответ на этот вопрос знают, пожалуй, сейчас даже школьники старших классов. Резкое падение уровня океана было связано с широким развитием материкового оледенения, когда огромные массы воды оказались изъятыми из океана и сконцентрировались в виде льда в высоких широтах планеты. Отсюда ледники медленно расползались в направлении средних широт в северном полушарии по суше, в южном — по морю в форме ледовых полей, перекрывавших шельф Антарктиды.

Известно, что в плейстоцене, продолжительность которого исчисляется в 1 млн лет, выделяются три фазы оледенения, называемые в Европе миндельской, рисской и вюрмской. Каждая из них длилась от 40—50 тыс. до 100—200 тыс. лет. Они были разделены межледниковыми эпохами, когда климат на Земле заметно теплел, приближаясь к современному. В отдельные эпизоды он становился даже на 2—3° теплее, что приводило к быстрому таянию льдов и освобождению от них огромных пространств на суше и в океане. Подобные резкие изменения климата сопровождались не менее резкими колебаниями уровня океана. В эпохи максимального оледенения он понижался, как уже говорилось, на 90—110 м, а в межледниковья повышался до отметки +10...+20 м к нынешнему.

Осознание чисто геологических последствий этого стало возможным лишь тогда, когда началось активное изучение дна океанов и континентальных окраин. Выяснилось, например, что выдвижение берега к кромке шельфа при снижении уровня круто меняло характер осадконакопления не только на самом шельфе, но и в прилегающих глубоководных районах, прежде всего за счет оживления гравитационных процессов на континентальном и островных склонах. Действительно, дельты и эстуарии рек оказывались в непосредственной близости от края шельфа. Нефелоидные потоки эродировали дно в направлении склона и в его верхней половине, создавая систему подводных русел и ложбин. Значительная часть терригенного материала, который в настоящее время аккумулируется в речных дельтах или разносится течениями и волнами вдоль берегов, при низком уровне океана сгружалась непосредственно на континентальный склон или накапливалась близ кромки шельфа. Огромные скорости седиментации в этой части окраин порождали гравитационную нестабильность: оползание огромных масс неуплотненных осадков, течение полужидких илов, но главное — сход мощных подводных лавин, переносивших на континентальное подножие избыточные массы материала. Эти лавины, двигавшиеся по естественным углублениям дна, эродировали его, прорывая подводные каньоны. В высоких широтах по некоторым из них спускались подводные языки ледников, которые выпахивали широкие троги. Вершины каньонов быстро приближались к устьям рек или проток, связывавших береговые лагуны и приливно-отливные равнины с морем. Осадочный материал теперь уже вообще не задерживался на шельфе и сбрасывался по каньонам вниз, где быстро разрастались подводные конусы выноса.

Как показали исследования донных осадков на континентальных окраинах и в абиссальных котловинах, с длительными понижениями уровня океана было связано оживление придонной и поверхностной циркуляции, а значит, и таких процессов, как подъем глубинных вод и эрозия дна на обширных участках. Плейстоцен оказался временем обширных перерывов в осадконакоплении, причем эрозия на одних участках дна сочеталась с аккумуляцией осадочного материала на других. Помимо глубоководных конусов, формировались другие насыпные образования, например валы, сложенные контуритами.

Значительные перемещения границ климатических зон в плейстоцене нашли отражение в широкой фациальной изменчивости осадков. Действительно, в разрезах континентальных окраин терригенные отложения часто сменяются карбонатными и кремнистыми, а во внутренних морях — сапропелями и даже солями. В открытых областях океана менялись скорости роста железомарганцевых конкреций.

Плейстоцен — не единственный период, на протяжении которого происходили значительные колебания уровня океана. По существу, ими отмечены почти все геологические эпохи в истории Земли. Уровень океана был одним из самых нестабильных геологических факторов. Причем об этом было известно довольно давно. Ведь представления о трансгрессиях и регрессиях моря разработаны еще в XIX в. Да и как могло быть иначе, если во многих разрезах осадочных пород на платформах и в горно-складчатых областях явно континентальные осадки сменяются морскими и наоборот. О трансгрессии моря судили по появлению остатков морских организмов в породах, а о регрессии — по их исчезновению или появлению углей, солей или красноцветов. Изучая состав фаунистических и флористических комплексов, определяли (и определяют до сих пор), откуда приходило море. Обилие теплолюбивых форм указывало на вторжение вод из низких широт, преобладание бореальных организмов говорило о трансгрессии из высоких широт.

В истории каждого конкретного региона выделялся свой ряд трансгрессий и регрессий моря, так как считалось, что они обусловлены местными тектоническими событиями: вторжение морских вод связывали с опусканиями земной коры, их уход — с ее воздыманием. В применении к платформенным областям континентов на этом основании была даже создана теория колебательных движений: кратоны то опускались, то воздымались в соответствии с каким-то таинственным внутренним механизмом. Причем каждый кратон подчинялся собственному ритму колебательных движений.

Постепенно выяснилось, что трансгрессии и регрессии во многих случаях проявлялись практически одновременно в разных геологических регионах Земли. Однако неточности в палеонтологических датировках тех или иных групп слоев не позволяли ученым прийти к выводу о глобальном характере большинства этих явлений. Это неожиданное для многих геологов заключение было сделано американскими геофизиками П. Вейлом, Р. Митчемом и С. Томпсоном [1982], изучавшими сейсмические разрезы осадочного чехла в пределах континентальных окраин. Сопоставление разрезов из разных регионов, зачастую весьма удаленных один от другого, помогло выявить приуроченность многих несогласий, перерывов, аккумулятивных или эрозионных форм к нескольким временным диапазонам в мезозое и кайнозое. По мысли этих исследователей, они отражали глобальный характер колебаний уровня океана. Кривая таких изменений, построенная П. Вейлом и др., позволяет не только выделить эпохи высокого или низкого его стояния, но и оценить, конечно в первом приближении, их масштабы (рис. 17). Собственно говоря, в этой кривой обобщен опыт работы геологов многих поколений. Действительно, о позднеюрской и позднемеловой трансгрессиях моря или о его отступании на рубеже юры и мела, в олигоцене, позднем миоцене можно узнать из любого учебника по исторической геологии. Новым явилось, пожалуй, то, что теперь эти явления связывались с изменениями уровня океанских вод.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 17. Связь колебаний уровня Мирового океана с распределением запасов нефтяных и газообразных углеводородов в мезозое и кайнозое [Геодекян, Забанбарк, Конюхов, 1987]

Запасы: 1 — нефти, 2 — газа


Удивительными оказались масштабы этих изменений. Так, самая значительная морская трансгрессия, затопившая в сеноманское и туронское время большую часть континентов, была, как полагают, обусловлена подъемом уровня океанских вод более чем на 200—300 м выше современного. С самой же значительной регрессией, происшедшей в среднем олигоцене, связано падение этого уровня на 150—180 м ниже современного. Таким образом, суммарная амплитуда таких колебаний составляла в мезозое и кайнозое почти 400—500 м! Чем же были вызваны столь грандиозные колебания? На оледенения их не спишешь, так как на протяжении позднего мезозоя и первой половины кайнозоя климат на нашей планете был исключительно теплым. Впрочем, среднеолигоценовый минимум многие исследователи все же связывают с начавшимся резким похолоданием в высоких широтах и с развитием ледникового панциря Антарктиды. Однако одного этого, пожалуй, было недостаточно для снижения уровня океана сразу на 150 м.

Причиной подобных изменений явились тектонические перестройки, повлекшие за собой глобальное перераспределение водных масс в океане. Сейчас можно предложить лишь более или менее правдоподобные версии для объяснения колебаний его уровня в мезозое и раннем кайнозое. Так, анализируя важнейшие тектонические события, происшедшие на рубеже средней и поздней юры, а также раннего и позднего мела (с которыми связан длительный подъем уровня вод), мы обнаруживаем, что именно эти интервалы были отмечены раскрытием крупных океанических впадин. В поздней юре зародился и быстро расширялся западный рукав океана, Тетис (район Мексиканского залива и Центральной Атлантики), а конец раннемеловой и большая часть позднемеловой эпох ознаменовались раскрытием южной части Атлантики и многих впадин Индийского океана.

Как же заложение и спрединг дна в молодых океанических впадинах могли повлиять на положение уровня вод в океане? Дело в том, что глубина дна в них на первых этапах развития весьма незначительна, не более 1,5—2 тыс. м. Расширение же их площади происходит за счет соответствующего сокращения площади древних океанических водоемов, для которых характерна глубина 5—6 тыс. м, причем в зоне Беньофа поглощаются участки ложа глубоководных абиссальных котловин. Вытесняемая из исчезающих древних котловин вода поднимает общий уровень океана, что фиксируется в наземных разрезах континентов как трансгрессия моря.

Таким образом, распад континентальных мегаблоков должен сопровождаться постепенным повышением уровня океана. Именно это и происходило в мезозое, на протяжении которого уровень поднялся на 200—300 м, а может быть, и более, хотя этот подъем и прерывался эпохами краткосрочных регрессий.

С течением времени дно молодых океанов в процессе остывания новой коры и увеличения ее площади (закон Слейтера—Сорохтина) становилось все более глубоким. Поэтому последующее их раскрытие влияло уже гораздо меньше на положение уровня океанских вод. Однако оно неминуемо должно было привести к сокращению площади древних океанов и даже к полному исчезновению некоторых из них с лица Земли. В геологии это явление получило название «захлопывание» океанов. Оно реализуется в процессе сближения материков и их последующего столкновения. Казалось бы, захлопывание океанических впадин должно вызвать новый подъём уровня вод. На самом же деле происходит обратное. Дело здесь в мощной тектонической активизации, которая охватывает сходящиеся континенты. Горообразовательные процессы в полосе их столкновения сопровождаются общим воздыманием поверхности. В краевых же частях континентов тектоническая активизация проявляется в обрушении блоков шельфа и склона и в их опускании до уровня континентального подножия. По-видимому, эти опускания охватывают и прилегающие участки ложа океанов, в результате чего оно становится значительно более глубоким. Общий уровень океанских вод опускается.

Так как тектоническая активизация — событие одноактное и охватывает небольшой отрезок времени, то и падение уровня происходит значительно быстрее, чем его повышение при спрединге молодой океанической коры. Именно этим можно объяснить тот факт, что трансгрессии моря на континенте развиваются относительно медленно, тогда как регрессии наступают обычно резко.

Сколько было Атлантических океанов?

История современной Атлантики укладывается в последние 160—150 млн лет. Самые древние породы, которые были вскрыты бурением с «Гломара Челленджера» на дне этого океана, имеют оксфорд-кимериджский возраст. Это известняки и доломиты типа Аммонитико Россо, которые широко распространены в области мезозойского океана Тетис. Они, скорее всего, имеют гемицелагическое происхождение, т. е. формировались в обстановках, соответствующих современному континентальному склону или верхней часта подножия, на глубинах до 2000—2500 м. На шельфах, окружавших единственную существовавшую тогда Центральноатлантическую впадину, обширные пространства были заняты барьерными рифами и мелководными карбонатными банками, со временем превратившимися в мощные карбонатные платформы. Скелетные остатки карбонатстроящих морских организмов, живших в юрское и раннемеловое время, слагают ныне толщи рифовых и других известняков мощностью 2—3 км. Эти толщи прослеживаются бурением и геофизикой под внешним краем шельфа и континентальным склоном атлантических окраин Северной Америки, Северо-Западной Африки и Западной Европы.

В начале неокома расколы в западной части Гондваны привели к обособлению впадины Южной Атлантики. Однако океаническая кора здесь сформировалась только в промежутке между Фолклендским (Мальвинским) плато и поднятиями Китовый—Рио-Гранде, которые отделяют Капскую и Аргентинскую котловины от более северных, Бразильской и Ангольской. Накапливавшиеся в апте и альбе в этих разобщенных океанических водоемах осадки поэтому имели разный составив северных (Иберийской, Северо-Американской и Канарской) котловинах преобладали темноцветные глинистые и карбонатные отложения («черные глины»), в южных (Капской и Аргентинской) впадинах — песчано-алевритовые подводнодельтовые и морские образования с горизонтами углистых глин. Оба водоема оставались разобщенными вплоть до конца раннего мела, когда нормальный морской режим установился на всем пространстве зоны раскола между Африкой и Южной Америкой. Впрочем, даже после появления этой связи Атлантический океан не был еще единым целым. В северной его половине продолжался перенос водных масс, поступавших из океана Тетис и в обратном направлении. В то же время в южные впадины проникали воды из смежных областей Тихого океана. Лишь в позднем мелу воды из центральной части Атлантики распространились на юг, вплоть до окраин Габона и Камеруна (рис. 18). Однако полная перестройка системы океанической циркуляции произошла лишь во второй половине эоцена. Это было вызвано окончательным развалом Лавразийского континентального блока и формированием Лабрадорской, Гренландской и других впадин, а затем и Северного Ледовитого океана (рис. 19). Таким образом, Атлантический океан с характерной для него специфической, почти замкнутой системой поверхностных и придонных течений сложился лишь 40—50 млн лет назад, т. е. через 100 млн лет после возникновения здесь первых участков с океаническим типом коры.

На этом примере можно убедиться, какой сложной и длительной может быть эволюция океана. Между тем изучение палеозойских разрезов в периферийных районах США, Канады, Великобритании и Франции свидетельствует о том, что 600—400 млн лет назад в пространстве между этими регионами существовал крупный морской водоем. В нем аккумулировались осадки, типичные для зоны перехода от континентов к океану: рифовые известняки, комплексы турбидитов, оползневые образования. На Ньюфаундленде сохранились остатки палеозойских аллохтонов, в составе которых ведущее место занимают офиолиты — реликты древней океанической коры. Накопленные к настоящему времени данные убедительно доказывают, что формированию Пангеи предшествовал длительный этап, в течение которого материковые глыбы, составляющие ныне Северную Америку и Евразию, были разобщены. Центрами консолидации континентальной коры были Канадо-Гренландский, Балтийский, Алданский, Анабарский и Синийский щиты. Они составляли ядра древних материков, разделенных областями с океанической корой. Одна из самых обширных располагалась между Балтией и Канадо-Гренландией, т. е. на месте современной Северной Атлантики. В литературе этот океан известен под именем Япетус.

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 18. Положение материков в западном полушарии в эпоху глобальной сеноман-туронской трансгрессии (примерно 95 млн. лет).

Условные обозначения те же, что и на рис. 16.


К началу палеозоя большинство материков располагалось в южном полушарии, тогда как северное было преимущественно океаническим [Ушаков, Ясаманов, 1984]. Канадо-Гренландский и Балтийский блоки находились в низких широтах, в то время как суперконтинент Гондвана, имевший вытянутую форму, простирался от Южного полюса к экватору (рис. 20). Судя по возрасту пород, слагающих Северо-Атлантическую вулканогенную провинцию, океан Япетус раскрылся в период между 650 и 570 млн лет назад. Согласно одной интерпретации, в кембрийский период существовал единый океанский бассейн. Япетус же был одной из впадин, вдававшейся в виде залива между Балтией и Канадо-Гренландией. Однако геохимические данные, полученные совсем недавно, свидетельствуют о двух различных водных массах, слабо сообщавшихся в кембрии и ордовике, а следовательно, и о двух изолированных океанических водоемах. Эти данные базируются на изучении изотопов неодима и стронция. Отношение 143Nd/144Nd в океанских водах и осадках определяется поступлением изотопов неодима с континентов вместе с речными водами. В бассейне с единой системой циркуляции величина этого изотопного отношения сохраняется одинаковой на всей его площади. Если же океаны разобщены структурными порогами, например вулканическими островными дугами, или между континентальными массивами отсутствуют достаточно широкие проходы, то величины отношение в водах и осадках будут меняться. Концентрации неодима в большинстве типов отложений ничтожны. Правильно определить соотношение изотопов этого элемента можно только при исследовании фосфоритов или биогенных остатков, замещенных апатитом. Лучшими палеозойскими объектами для исследования изотопов неодима являются кости и зубы рыб, конодонты и брахиоподы. В тех случаях, когда они замещены фосфатами, в них устанавливаются высокие концентрации редкоземельных элементов, которые на 5—6 порядков выше обычных. Согласно результатам изучения коллекции конодонтов и брахиопод, отобранных в разных районах распространения нижнепалеозойских пород да территории Северной Америки и Западной Европы, в кембрии и большей части ордовика между этими континентальными блоками располагались два океанических водоема, разделенные крупным структурным порогом. Более обширный океанский бассейн, являвшийся, вероятно, частью Панталассы (Мирового океана того времени), характеризовался значениями εNd в пределах от —10 до —20, тогда как для океанической котловины меньших размеров, которую, видимо, и следует отождествлять с океаном Япетус, было типично другое соотношение изотопов εNd — от —6 до —9. Эта котловина примыкала к континенту Балтия [Keto, Jacobson, 1987].

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 19. Положение материков в западном полушарии в палеоцене в раннем эоцене (примерно 55 млн. лет назад).

Условные обозначения те же, что и на рис. 16; стрелками показаны древние зоны апвеллинга


Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 20. Глобальная палеогеографическая реконструкция для позднеордовикской эпохи [Morel, Irving, 1978]

Микроконтиненты: В — балтийский, С — Сибирский; СА — Северо-Американский континент


О природе структурного порога, разделявшего оба океанских бассейна, сейчас трудно судить. Ясно, однако, что он существовал до конца среднеордовикской эпохи, когда большая часть залива Панталассы между Гондваной и Канадо-Гренландией захлопнулась. Не исключено, что он был уничтожен полностью. Одним из следствий было сминание крупных масс осадков в районе Центральных Аппалачей. Эта фаза складчатости, получившая название таконской, была отмечена также надвиганием пластин офиолитов на восточные районы Канадо-Гренландского щита. Пояса вулканитов позднеордовикского возраста, которые установлены и исследованы в Норвегии и Великобритании, возможно, являются реликтами древних вулканических дуг, некогда отделявших Япетус от залива Панталассы.

Закрытие океана Япетус, согласно палеомагнитным данным, началось на рубеже силура и ордовика. Оно сопровождалось сминанием мощных толщ осадков, сформировавшихся на континентальных склонах и подножиях противолежащих окраин. В геологическую историю эти события вошли под названием позднекаледонской складчатости. Столкновение двух континентальных глыб имело место в полосе Скандинавия—Британия с одной стороны и Гренландия—Ньюфаундленд — с другой. Реликты же древних вулканических дуг причленились к краю Балтийского щита. Все это привело к образованию нового континентального блока Евроамерика, который противостоял Гондване. Океаническое пространство, их разделявшее, на палеографических картах девонского периода также названо Атлантическим океаном. Так сколько же их было, Атлантик?

Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Рис. 21. Глобальная палеогеографическая схема для позднедевонской эпохи [Morel, Irving, 1878]


Если правы английские геологи П. Морель и Э. Ирвинг [Morel, Irving, 1978], то на протяжении фанерозоя, включающего палеозой, мезозой и кайнозой, целых три. Океан Япетус захлопнулся в ордовикско-силурийское время. Однако в начале девонского периода в пространстве между Гондваной и Евроамерикой раскрылся и значительно расширился другой океан, который иногда называют прото-Атлантическим (рис. 21). Он захлопнулся в среднекарбоновую эпоху, т. е. 325—320 млн лет назад, при сближении Гондваны и Евроамерики. Это столкновение привело к формированию мощного герцинского складчатого пояса, протягивавшегося в конце палеозоя на 6—7 тыс. км.

Таким образом, на протяжении 580 млн лет Атлантический океан раскрывался трижды, причем каждый раз практически вдоль одной и той же структурной зоны, проходившей в полосе развития Аппалачей, но всякий раз несколько восточнее той области, которая была захвачена складчатостью. Все это свидетельствует об определенной периодичности и даже цикличности в развитии земной коры. Каждый из таких циклов охватывает промежуток времени в 150—200 млн лет. В калейдоскопе раскрытий и «захлопываний» океанов проявляется игра могучих внутренних сил Земли, что находит отражение в подъеме к поверхности систем мантийных диапиров или в их отмирании. В этой связи вспоминается древнегреческая легенда о титанах, просыпавшихся в недрах Земли, чтобы продолжить борьбу с богами-олимпийцами.

Возникает вопрос: были ли океаны прошлого похожи на современные? И если да, то до какой степени? С полной определенностью на эти вопросы мы пока не можем ответить. Видные советские исследователи П. П. Тимофеев и В. Н. Холодов [1984] показали, что в палеозойских разрезах отсутствуют ассоциации пород, аналогичные тем осадкам, которые ныне характерны для абиссальных областей современных океанов. В целом это утверждение достаточно спорно. Однако можно согласиться с указанными авторами в том, что палеозойские океаны, а тем более океаны докембрия были, вероятно, мало похожи на современные. В них обитали совершенно иные группы организмов, структура речного стока с континентов в отсутствие (до карбона) или при слабом развитии растительного покрова была также другой. Выветривание пород на суше протекало несколько иначе. Несомненно, однако, что в океанах прошлого существовала та же структурно-тектоническая зональность, что и в современных. В них выделялись периферийные области, включавшие континентальные окраины и островные вулканические дуги (вместе с ними шельфы, склоны, подножия, глубоководные желоба), а также центральные зоны со срединно-океаническими хребтами и абиссальными котловинами. О существовании достаточно крутых континентальных склонов свидетельствует широкое распространение палеозойского флиша — толщ турбидитов, накапливавшихся в пределах древнего подножия или в желобах, которые обрамляли вулканические дуги.

Устанавливаются и области древних апвеллингов, нашедшие отражение в разрезах ряда древних осадочных формаций, например позднепалеозойской формации Фосфория на тихоокеанской окраине Северной Америки. Следовательно, картина распределения поверхностных течений, по крайней мере в отдельные эпохи, могла быть похожей на современную.

Вместе с тем облик палеозойских океанов был, вероятно, иным. Они занимали на нашей планете большие пространства, но, по-видимому, были менее глубокими. Во всяком случае, карбонатные осадки в палеозойских океанах были распространены весьма широко, а как известно, ниже критической глубины (в настоящее время глубже 4500 м) карбонаты в океанах не накапливаются. Впрочем, подобные выводы требуют еще дополнительного подтверждения.

Несмотря на неоднократную деструкцию, континентальные мегаблоки, во всяком случае на протяжении фанерозоя, постепенно разрастались. Площадь, которую они занимали на нашей планете, если предполагать постоянство ее размеров, возрастала.

Океан на пороге освоения

«Пайсисы» опускаются под воду

Уровень геолого-геофизических исследований, проводимых в последние два десятилетия в океане, неизмеримо вырос. У геологов появились новые средства изучения рельефа дна и недр: многоканальная сейсмоакустическая аппаратура, локаторы бокового обзора, аппараты, буксируемые за судном на небольшом расстоянии от поверхности раздела вода — осадок, различные приборы для отбора проб донных осадков. Однако подлинным символом нового этапа в развитии морской геологии стали подводные обитаемые аппараты (ПОА), способные совершать на большую глубину погружения в автономном режиме. Их экипаж включает гидронавтов — пилотов и наблюдателей. Первые обеспечивают управление погружаемым обитаемым аппаратом, вторые — выполнение научной программы.

ПОА представляет собой замкнутую обитаемую сферу, состоящую из особо прочного корпуса и системы жизнеобеспечения. Аппарат снабжен движителями для перемещения под водой и балластными камерами для закачки и откачки воды. Материалы, применяемые при изготовлении сферы, а также ее конструкция должны сообщать положительную плавучесть аппарату. При погружении на дно производится закачка воды в балластную систему, при всплытии вода откачивается. Скорость погружения и всплытия регулируется принятием на борт того или иного количества воды. С помощью движителей экипаж осуществляет передвижение аппарата над дном, мягкую посадку на грунт, преодоление препятствий, задний ход, развороты, зависание над заданной точкой или на определенной глубине в толще воды.

В зависимости от прочностных свойств корпуса и возможностей системы жизнеобеспечения выделяется несколько типов ПОА. Одни предназначены для работ на шельфе, в основном для осмотра опор буровых платформ, трубопроводов и иного оборудования, другие — для проверки состояния подводных кабелей, проложенных как на шельфе, так и в пределах континентального склона, третьи — для исследования глубоководных участков океанского дна и поисково-спасательных работ в открытом океане. Соответственно эти аппараты рассчитаны на погружения до глубин 200, 600—2000 и 6000 м.

Всего, по данным А. М. Сагалевича [1987], в настоящее время построено и эксплуатируется 103 подводных обитаемых аппарата, из них большинство (около 70%) предназначено для работ на шельфе и в верхней половине континентального склона (глубины до 600 м). Лишь несколько ПОД применяются для выполнения геологических исследований на дне. Среди них такие ставшие уже легендарными аппараты, как «Сиана» и «SM-97» (Франция), «Алвин» и «Си Клифф» (США). Только два ПОА «Си Клифф» и «SM-97» до недавнего времени могли выполнять погружения на глубины до 6000 м. В настоящее время для работ в том же диапазоне глубин перестраивается и «Алвин». Новая подводная мини-лодка, способная достигать глубин 6500 м, строится на верфях Японии. Таким образом, очевидна тенденция к совершенствованию ПОА прежде всего в направлении увеличения диапазона глубин, на которых они могут работать (для достижения абиссали). Это связано с возможной разработкой в ближайшем будущем глубоководных железомарганцевых конкреций, залежей сульфидов и других полезных ископаемых.

Для геологических исследований на дне океана в Советском Союзе в последние годы использовались три погружаемых обитаемых аппарата: «Аргус», «Пайсис-VII» и «Пайсис-XI». Если глубина рабочих погружений «Аргуса» не превышает 600 м, то «Пайсисы» могут работать на глубинах до 2000 м. В 1986 г. были построены два новых аппарата «Мир», способные погружаться до 6000 м, что делает доступными для исследований огромные площади дна Мирового океана.

Из-за ограничений по глубине «Пайсисы» использовались до сих пор в основном при исследованиях рифтовых зон на Байкале, в Красном море, Аденском заливе, в районе подводного хребта Рейкьянес в Атлантике и в Калифорнийском заливе. Опыт погружений ПОА позволяет говорить о новых возможностях, которые открылись с их применением в морской геологии. Только на полигоне в южной части Красного моря (18° ю. ш.) гидронавты совершили 28 погружений, выполнив несколько маршрутов у дна общей протяженностью более 50 миль. Погружениям предшествовали геолого-геофизические работы с борта научно-исследовательских судов, что позволило составить детальные батиметрическую и геологическую карты полигона и выбрать наиболее интересные направления маршрутов ПОА под водой.

При работе с «Пайсисами» применяется гидроакустическая система навигации. В нее входят три донных маяка, устанавливаемые на возвышенных точках подводного рельефа, и акустический маяк на самом аппарате. Дальность действия маяков 2—3 мили. Сигналы от донных маяков поступают в приемно-передаточный блок, находящийся на борту судна-носителя, а оттуда в память микроЭВМ. С ее помощью производится определение расстояния до аппарата, направления и скорости его движения под водой. Эта информация поступает на дисплеи, установленные в специально оборудованной лаборатории на судне, а также на «Пайсис». Командир его экипажа, таким образом, получает возможность быстро скорректировать направление движения, а вахтенные на борту судна-носителя точно знают, где находится ПОА. Все это позволяет обеспечивать, безопасность и высокую эффективность работы экипажа на дне [Сагалевич, 1987].

Геолог, участвующий в погружении в качестве наблюдателя, наговаривает на диктофон свои впечатления от увиденного в маршруте. По его указанию гидронавты ведут видеозапись и фотосъемку наиболее интересных объектов, и в случае необходимости эта информация передается на надводное судно. Двигаясь по намеченному маршруту (максимальная скорость 2 узла), экипаж «Пайсиса» обследует встреченные на пути структуры: вулканические поднятия, трещины-гъяры, подводные уступы, различные насыпные формы рельефа и гидротермальные образования. «Пайсисы» снабжены манипуляторами, поэтому наблюдатель может собирать обломки, находящиеся на дне, и даже отламывать образцы пород, слагающих различные геологические структуры. Предусмотрен и специальный накопитель, куда помещаются взятые образцы. Общий их вес определяется запасом плавучести аппарата. В одном из погружений в Красном море «Пайсис-XI» поднял на поверхность 270 кг донных пород [Подводные..., 1985]. В комплект оборудования входит и небольшой керноотборник. С его помощью геолог может взять колонки коренных пород длиной до 20 см, если отломать образец не удается.

«Пайсис» при длине 6,5 м и ширине 3,5 м легко входит в крупные трещины на дне (шириной не менее 8 м). В Красноморском и других рифтах гидронавты неоднократно погружали ПОА в гъяры, чтобы обследовать стенки и взять образцы выступающих в них пород. При этом, разумеется, необходима большая осторожность, так как аппарат может застрять в узости либо повредить движители.

Создавая небольшую положительную плавучесть, пилот «Пайсиса» заставляет его всплывать вдоль отвесных тектонических уступов, которыми изобилуют рифтовые зоны океана. ПОА может зависнуть на любой высоте вблизи поверхности стенки. Это дает возможность геологу описать обнажающийся разрез с большой детальностью и при необходимости провести послойный отбор образцов пород, что отнюдь не всегда удается делать на суше в гористой местности.

Благодаря ПОА специалисты увидели истинный облик морского дна, неповторимые подводные ландшафты, уникальные образования вроде блистеров, вулканических холмов и гряд, сложенные вулканическими трубами, и многое другое. Они стали свидетелями реально происходящих геологических процессов: выделения гидротерм и вулканических газов, осаждения взвеси из воды, миграции знаков ряби и появления биотурбаций на поверхности осадка.

Уникальны наблюдения, сделанные гидронавтами на границах водных масс с различной плотностью. Приближаясь к такой границе раздела, пилоты ошибочно принимали ее за поверхность дна. В других случаях они наблюдали волны и мелкую рябь, бегущую по поверхности раздела двух сред. Во впадине ТИНРО, расположенной в центре Охотского моря, «Пайсис» пересек несколько таких границ, разделяющих водные массы с различной плотностью. На каждой из них гидронавты наблюдали скопления частиц взвеси, которые из-за своего малого веса не могли проникнуть вниз и, таким образом, не попадали на дно [Сагалевич, 1987]. В Красном море пилоты пытались посадить «Пайсис» на дно рассольной впадины, где формируются металлоносные илы. Для этого потребовалось значительно утяжелить аппарат с помощью дополнительного балласта. Однако рассол выталкивал аппарат каждый раз наверх.

Мостовые из конкреций

На огромных глубинах, превышающих 4000—5000 м, в царстве мрака, низких температур (4—8° С) и огромных давлений (400—500 атм) геологи обнаружили образования, ставшие предметом интенсивного изучения во многих странах. Речь идет о железомарганцевых конкрециях, которыми покрыты огромные пространства в некоторых абиссальных котловинах океана. Не будет преувеличением сказать, что в ряде районов они располагаются на дне так тесно, что касаются краями друг друга, словно ими выложена глубоководная мостовая. Это прекрасно видно на многих фотографиях дна, сделанных с помощью специальных камер для фотографирования в условиях огромных давлений.

Диаметр железомарганцевых конкреций обычно не превышает 10—15 см, хотя часто встречаются и стяжения меньших размеров. Интересно, что в пределах одного относительно небольшого участка дна преобладают конкреции близкого диаметра, тогда как в соседнем районе распространены разные по величине конкреции. Для большинства стяжений характерна гладкая или шишковатая, но очень плотная верхняя поверхность. Нижняя сторона, погруженная в осадок, напротив, оказывается ноздреватой, раковистой и довольно мягкой. Как показали детальные исследования, это связано с различным составом оксидов металлов, концентрирующихся в разных частях конкреций: верхняя половина, которая контактирует с водой, сложена в основном оксидами железа, нижняя — оксидами марганца. Отсюда возникло предположение, что в первом случае вещество, обеспечивающее рост конкреции, поступает из воды, во втором — из осадка. Надо сказать, что если донные отложения в большинстве своем составлены частицами, опустившимися на дно из водной толщи, то конкреции — это новообразования. Они в буквальном смысле вырастают на границе раздела вода—осадок путем адсорбции растворенных или взвешенных в морских и грунтовых водах оксидных соединений металлов. Рост конкреций — чрезвычайно медленный процесс, длящийся миллионы лет.

Конкреции не безразличны к среде, в которой развеваются. Это относится прежде всего к осадкам. В абиссальных районах океана они «предпочитают» зоны распространения кремнистых отложений и красных глубоководных глин. Первые на 50% и более сложены скелетными остатками организмов, использующих для строительства раковин или других образований кремнезем. Это диатомеи, радиолярии, силикофлагелляты и другие мельчайшие планктонные организмы, чьи остатки после смерти опускаются на океанское дно. При этом разрушаются лишь органические компоненты, тогда как скелетные кремнистые составляющие остаются неизмененными. Диатомеи играют в составе планктона главную роль в областях распространения холодных вод, т. е. в высоких, приполярных широтах и областях апвеллинга. Радиолярии, напротив, широко распространены в экваториальной зоне.

Соответственно диатомовые осадки характерны для районов, граничащих с ледовой зоной, а радиоляриевые илы — для тропических широт. Эти зоны разделены обширными пространствами абиссали, покрытыми красной глубоководной глиной. Данные осадки формируются в аридных поясах климата, где состав планктона определяют карбонатстроящие организмы: кокколиты, фораминиферы, перидинеи и др. Известно, однако, что карбонат кальция довольно легко растворяется в холодных водах больших глубин, поэтому дна достигают лишь примеси, содержавшиеся в карбонатных раковинках. В Составе этих примесей много оксидных пленок железа и других металлов. Отсюда красный цвет глубоководной глины.

Исследование радиоляриевых илов показало, что при захоронении их на океанском дне начинаются интенсивные диагенетические (диагенез — превращение рыхлого осадка в твердое образование, породу) процессы перераспределения вещества. В пустотах раковин радиолярий вырастают пластинки глинистого минерала смектита, в кристаллическую решетку которого переходит большая часть (около 95%) катионов железу, содержащегося в осадке. Одновременно на поверхности самих раковин образуются пленки из оксидов других металлов, в основном марганца. При дальнейшем погружении геохимические условия в среде осадка меняются. В результате начинают растворяться многие раковинки радиолярий, а вместе с ними и оксидные пленки. Вместе с отжимаемыми из уплотняющегося осадка водами оксиды металлов поднимаются к границе раздела вода—осадок. Здесь они адсорбируются на нижней, тыльной стороне растущих железомарганцевых конкреций. Поскольку железо осталось в составе смектита, к поверхности дна мигрируют в основном марганец и другие металлы: медь, молибден, цинк и никель. Эти металлы в виде примесей тоже входят в состав абиссальных конкреций.

Таким образом, в процессе диагенеза кремнистых илов происходит разделение железа и марганца. Железо остается в осадке, а марганец переходит в состав конкреций. Однако в океанских водах железа достаточно много. Оно поступает в океан с континента и из гидротермальных источников на дне. Потому верхняя часть конкреций обогащается железом, а нижняя сложена марганцем и металлами-примесями. Марганец присутствует в форме тодорокита, бирнессита и σ-MnO2 [Marchig, Gundlach, 1981].

Аналогичные процессы протекают и в красных глубоководных глинах. На их поверхности также растут конкреции, содержащие нередко до 1—3% таких металлов-примесей, как медь, никель, цинк и кобальт. Именно они являются самым ценным компонентом железомарганцевых конкреций, из-за которых эти последние стали объектом пристального интереса исследователей разных стран.

Конкреции формируются не только в глубоководных обстановках. Они встречаются, и часто в большом количестве, на шельфах и вершинах подводных гор. Однако эти конкреции, как правило, лишены ценных примесей, так как развивались в осадках иного состава, чем кремнистые илы и красная глубоководная глина. Мелководные конкреции сложены преимущественно оксидами железа и почти не содержат меди, никеля, цинка и других металлов.

Хотя железомарганцевые конкреции встречаются во всех океанах, основные их месторождения находятся в Тихом океане и в восточной части Индийского. Самой богатой и перспективной для промышленной разработки залежей глубоководных конкреций считается зона между трансформными разломами Кларион и Клиппертон в восточной половине Тихого океана, на широте Мексики. В этом районе на глубинах от 4500 до 5500 м обнаружены обширные участки дна, буквально выложенные конкрециями. Самым, однако, важным является присутствие в их составе ценных металлов-примесей, прежде всего никеля и меди. Их содержание, достигающее 3—4%, является наиболее высоким по сравнению с конкрециями из других районов. В целом же считается, что железомарганцевыми конкрециями покрыто от 20 до 50% поверхности дна в абиссальных котловинах Тихого океана.

Как же зарождаются и растут конкреции? Железо и марганец, попадая в придонные воды, богатые кислородом, образуют тончайшие агрегаты, которые адсорбируются на поверхности твердых частиц. Таковыми на дне океана чаще всего становятся зубы акул и скелетные остатки млекопитающих, например кости китов. В ядрах конкреций, т. е. в наиболее древней их части, нередко находят зубы акул. В дальнейшем на поверхности зачаточных стяжений откладываются все новые порции марганца и железа. Как полагают многие ученые, не последнюю роль в этом играют микроорганизмы, находящиеся на поверхности конкреций. Их рост замедлен. Расчеты показали, что скорость формирования конкреций в районе подводного плато Блейк в Атлантическом океане составляет не более 1 мм за миллион лет. В Тихом океане эта скорость на 1—2 порядка выше. На шельфах, куда поступает гораздо большее количество железа и марганца с континента, темп развития конкреций еще выше. В Балтийском море он достигает 20—100 мм за 1000 лет.

Таким образом, в настоящее время большинство конкреций, находящихся. на поверхности глубоководных осадков, представляют собой чрезвычайно древние образования, рост которых продолжается и в наше время. Многие из них зародились еще в миоцене и даже в олигоцене, т. е. несколько десятков миллионов лет назад. Послойное исследование конкреций показало, что периоды их относительно быстрого развития чередовались с эпохами замедления, что было связано, видимо, с разным объемом поступавших в океанскую воду железа и марганца. Он был большим в эпохи интенсификации химического выветривания на континентах.

Железомарганцевые конкреции отсутствуют в районах с высокими скоростями накопления терригенных и других осадков, так как из-за незначительного роста они оказываются вскоре засыпанными осадочным материалом. Именно поэтому Атлантический океан довольно беден конкрециями. В Тихом океане, где скорости накопления кремнистых радиоляриевых осадков и красных глубоководных глин много выше скорости роста конкреций, последние находятся тем не менее на поверхности дна. Этот парадокс до настоящего времени не получил объяснения. Действительно, как получается, что конкреции, начало формирования которых восходит к миоцену и олигоцену, не были погребены более молодыми осадками? Более того, они залегают на их поверхности. В ряде случаев это можно объяснить придонными океанскими течениями, не дающими тонким частичкам садиться на дно. Однако в большинстве исследованных районов абиссали дело, по-видимому, в другом. Благодаря взвешивающему эффекту конкреции теряют в воде часть веса. Вследствие этого они как бы всплывают над окружающим рыхлым осадком [Соколов, Конюхов, 1985]. Впрочем, окончательно эту загадку железомарганцевых конкреций еще предстоит разрешить.

Буровые платформы спускаются с шельфа

Испокон веку люди добывали в море пропитание: рыбу, моллюсков, зверя, водоросли. Этот промысел и сейчас сохраняет свое значение, особенно для стран, имеющих выход к океану. Однако в конце XX в. его стал вытеснять другой промысел. Ныне человечество получает из океана горючее и химическое сырье в виде жидких и газообразных углеводородов. Сейчас на морские месторождения нефти и газа приходится почти 25% общемировой добычи углеводородов. Из года в год эта доля возрастает и, как полагают специалисты, к концу столетия достигнет 50%, а может быть, и более. Большинство открытых к настоящему времени морских месторождений нефти и газа расположено в пределах шельфов, входящих в состав подводной окраины континентов. Именно здесь находятся мощнейшие на Земле линзы осадочных пород, где формируются залежи углеводородов.

Основные ресурсы нефти и газа сосредоточены на пассивных окраинах материков. В их недрах уже открыто около 84 млрд т нефти и 40,6 трлн м3 газа, что составляет примерно 80% общих разведанных запасов этого сырья в океане, исключая шельфы СССР [Геодекян, Забанбарк, Конюхов, 1986]. Мощность осадочной толщи на пассивных континентальных окраинах в среднем достигает 8—10 км, а в отдельных районах возрастает до 14—15 и даже 21 км. Это связано с исключительно устойчивым режимом прогибания земной коры на границе континент—океан в тех районах, где они принадлежат к одной литосферной плите. В строении осадочного чехла здесь участвуют как терригенные породы (они сложены обломочным материалом, поступавшим с континента), так и карбонатные отложения, которые возникли за счет остатков морских организмов с так называемой карбонатной функцией. Заметную роль в нижней части разреза играют различные соли и магматические образования. Они остались от периодов рифтогенеза, сопровождавшего раскол древних суперконтинентов.

Основные ресурсы углеводородов разведаны в отложениях верхних и средних подразделений осадочного чехла, представленных терригенными и карбонатными породами. Они сформировались в позднем мезозое и кайнозое, т. е. на этапах, когда закладывались и развивались впадины Атлантического и Индийского океанов. Распределение запасов носит крайне неравномерный характер. По существу, основные залежи углеводородов приурочены к трем стратиграфическим диапазонам разреза: позднеюрскому, ранне (средне) меловому и миоценовому. Наиболее продуктивны нижне-среднемеловые комплексы отложений. В них содержится 27 млрд т нефти и 4,75 трлн м3 газа на пассивных окраинах континентов (за исключением СССР). В породах позднеюрского возраста открыто также множество залежей углеводородов, в которых заключено 22,1 млрд т нефти и около 2 трлн м3 газа. Наконец, в миоценовом комплексе осадков разведано более 18 млрд т нефти и около 10 трлн м3 газа. На остальные подразделения осадочного разреза, которые составляют примерно половину его мощности, приходится лишь седьмая часть суммарных запасов углеводородов. В чем же причина подобного неравномерного размещения углеводородных ресурсов на пассивных окраинах материков?

Известно, что залежи нефти и газа образуются в горизонтах-коллекторах, характеризующихся значительным объемом порового пространства и высокой проницаемостью. Кроме того, они должны быть перекрыты породами, не пропускающими различные флюиды, в том числе и углеводороды. Оказалось, что именно в позднеюрское, ранне (средне) меловое и миоценовое время в пределах краевых частей континентов накапливались такие отложения. Благоприятные для этого условия возникли прежде всего в силу особого геодинамического режима и резких колебаний уровня океана.

В позднеюрское время на многих шельфах развивались мощные барьерные рифы и биогермы, которые типичны для ранних этапов существования пассивных окраин континентов. Это связано с господством аридного климата в прилегающих районах суши и с высокими темпами прогибания морского дна. На окраинах же древнего океана Тетис, где и открыты основные верхнеюрские залежи нефти и газа, активный рост рифовых сооружений и других биогерм обеспечивался главным образом постепенным повышением уровня океана. Он продолжался в течение почти 15 млн лет и привел к затоплению обширных пространств в краевых частях Афро-Аравийского выступа Гондваны в океане Тетис. Здесь в ожерелье крупных лагун возникли мощные карбонатные толщи приливно-отливного генезиса. Вместе с рифовыми известняками открытых частей древнего шельфа они составляют ныне один из самых продуктивных нефтегазоносных комплексов в бассейне Персидского залива.

Близкие условия сохранились здесь и в раннемеловую эпоху, которая ознаменовалась глобальным понижением уровня океанских вод. Казалось бы, рост рифов должен был в связи с этим резко замедлиться, а площадь лагун и приливно-отливных равнин, расположенных за ними, значительно сократиться. На самом же деле рост рифов в Персидском заливе, а также на окраине Северной Америки, в Мексиканском заливе, продолжался. Они; правда, сместились в краевую часть шельфа и на континентальный склон, где темп прогибания земной коры оставался довольно высоким. В зарифовой же зоне лагуны в большинстве своем исчезли, а на их месте накапливались терригенные пески дельтового и мелководно-морского генезиса. В целом же падение уровня океана сказалось на распределении различных типов осадочных образований не очень сильно. Объяснить этот факт можно, предположив, что в апте и альбе началось сближение континентов, обрамлявших Тетис с севера и юга. Оно привело к догружению края шельфа и воздыманию центральных областей Нубийского щита, откуда в изобилии на окраину стал поступать терригенный песчаный материал.

На других пассивных окраинах раннемеловая регрессия сопровождалась выдвижением дельт рек в море, а выносимый ими материал засыпал на обширных пространствах карбонатные подводные плато и рифовые сооружения. В раннем мелу на многих пассивных окраинах материков сформировались довольно мощные (2—3 км) толщи дельтовых отложений. Приуроченные к ним горизонты коллекторов ныне вмещают огромные ресурсы углеводородов.

В позднем мелу, а также в палеогене и эоцене, когда уровень океанских вод был очень высок, в краевых частях континентов отлагались преимущественно тонкозернистые карбонатные и глинистые осадки. По своим характеристикам они скорее принадлежат к породам-флюидоупорам, не пропускающим углеводороды, чем к породам-коллекторам. Неудивительно, что в толщах подобного состава во многих районах отсутствуют крупные скопления нефти и газа. Ситуация изменилась во второй половине кайнозоя, когда начались крупные колебания уровня океанских вод, вызванные тектоническими и климатическими причинами. В миоцене к краю шельфа снова выдвинулись речные дельты, в которых образовались толщи переслаивания песчаников, глин и алевролитов. В пластах песчаников впоследствии возникли скопления нефти и газа.

На активных континентальных окраинах, в большинстве своем расположенных в пределах Тихоокеанского кольца, породы палеозойского и мезозойского возраста сильно деформированы и метаморфизованы. Они не способны вмещать скопления углеводородов, так как почта не содержат крупных пор. Поэтому основные ресурсы углеводородного сырья на активных окраинах связаны с молодыми, кайнозойскими отложениями. Анализ показывает, что и здесь наиболее продуктивны миоценовые формации, Среди них большинство сложено песчаниками в алевролитами. Последние накапливались в эпохи падения уровня океана и выдвижения в сторону моря речных дельт и береговых линий. Впрочем, появились данные о высокой перспективности рифовых построек миоценового возраста. Большое количество погребенных рифовых массивов обнаружено в последнее время в Южно-Китайском море. Бурение на некоторых из них уже дало положительные результаты. Если все они содержат залежи углеводородов, то общие их запасы в этом районе могут превысить ресурсы, выявленные в районе Персидского залива.

Особенностью активных континентальных окраин является то, что залежи нефти и газа здесь обнаруживаются в отложениях, которые никогда не рассматривались ранее в качестве природных резервуаров. Прежде всего речь идет об образованиях кремнистого состава — диатомитах, кремнистых глинах и др. В последнее время на подводной окраине Калифорнии в осадках кремнистого состава разведаны исключительно богатые месторождения нефти (например, Пойнт Аргуэлло). Другой неожиданностью стало открытие залежей нефти и газа в толщах турбидитов. В целом же активные континентальные окраины по разведанным запасам углеводородного сырья пока уступают окраинам в областях с пассивным тектоническим режимом. Хотя коллекторами нефти и газа на окраинах континентов служат самые разнообразные по составу и происхождению отложения, ведущую роль среди них играют карбонатные рифовые известняки и терригенные дельтовые и мелководно-морские пески (песчаники). Это обстоятельство определяет географическую неравномерность распространения скоплений жидких и газообразных углеводородов в периферийных зонах океана. Действительно, рифовые сооружения могли формироваться только в низких широтах на участках с теплым и преимущественно засушливым климатом, т. е. там, где реки с суши выносили не очень много терригенного материала. Такие условия складывались далеко не на всех континентальных окраинах даже из числа тех, что располагались в низких широтах.

С другой стороны, толщи терригенных песчаников подучили широкое развитие преимущественно в тех районах, где к океану выходят дельты крупных рек. Положение последних далеко не случайно, так как реки прокладывают свои русла по областям, испытывающим прогибание. По существу, многие реки текут вдоль древних долгоживущих разломов, которые некогда были боковыми ответвлениями крупнейших рифтовых систем. В связи с этим положение многих современных и древних дельт является тектонически предопределенным. Вместе с тем предопределенной оказалась и высокая концентрация нефтяных и газовых месторождений в самих дельтах и на их подводном продолжении — глубоководных конусах выноса. Действительно, в дельте Нигера и в его конусе выноса открыто более 350 месторождений нефти и газа, в дельте и конусе Миссисипи — 150 месторождений. Крупнейшие скопления углеводородов разведаны в дельте Маккензи. Они открыты и в подводной части дельт Нила, Конго, Кванзы, Огове и множества древних безымянных рек. Подводные конусы выноса и древние коралловые массивы, погребенные под мощным чехлом более молодых осадков, находятся в недрах под континентальным склоном или подножием. Это наиболее перспективные объекты в океане. Поэтому поисково-разведочные работы, которые до недавнего времени были сосредоточены почти исключительно на шельфах, ныне ведутся на глубинах более 200 м, т. е. в пределах континентального склона. Так, в подводном конусе выноса реки Миссисипи в Мексиканском заливе поисково-разведочное бурение осуществляется с платформ, установленных на глубинах от 200 до 1000 м. Здесь уже открыты месторождения нефти и газа, и среди них Бей-Сити на глубинах около 400 м. На Калифорнийском побережье США, где расположено несколько небольших, но весьма перспективных прогибов, разведочные работы ведутся на глубине до 1000 м. Вышли за пределы шельфа и бразильские нефтяники. Согласно последним сообщениям, одну из разведочных скважин они заложили на участке континентального склона на глубине 1800 м.

Уже к началу 1985 г. на континентальных склонах в разных районах Мирового океана было открыто около 30 месторождений нефти и газа, из них семь в Австралии, четыре в США, два в Средиземном море (Валенсийский бассейн Испании), два в Гвинейском заливе. К настоящему времени число этих месторождений, вероятно, возросло.

Черные и белые «курильщики»

Состав океанской воды на больших глубинах исключительно устойчив и меняется от района к району очень незначительно. Поэтому, когда в пробах воды, взятых придонными батометрами, выявлялись резкие аномалии в содержании кислорода или других элементов и соединений, специалисты оценивали такие результаты как явно ошибочные, объясняя этой плохой подготовкой батометров или другими причинами. Подобные случаи не учитывались при составлении карт и редко попадали в отчеты. В последние годы, однако, удалось установить, что аномалии в глубинных водах не только возможны, но и зачастую свидетельствуют об интереснейшем классе явлений, обусловленных гидротермальной деятельностью. На дне океана были обнаружены мощные подводные гейзеры, выбрасывавшие горячую воду на высоту в десятки и сотни метров. В 1977 г. их впервые наблюдали гидронавты с подводного аппарата «Алвин», выполнившего серию погружений в районе Галапагосского рифта на глубину 2—2,5 км.

Собственно говоря, все началось с необычных результатов глубоководного траления в одной из впадин этого рифта, когда с глубины 2400 м был поднят необычный улов: большое количество желтых медуз, моллюсков в толстостенных раковинах, креветок и рыб нескольких видов. Удивительным был сам факт существования в полной темноте при огромных давлениях и, как выяснилось позже, при сероводородном заражении сообщества морских организмов, обычно питающихся фито- и зоопланктоном. Но как раз планктон на этих глубинах отсутствовал. Пожалуй, самым неожиданным было то, что глубоководный трал захватил гигантских существ, напоминающих червей. Они находились в блестящих белых трубках длиной 1—2 м и диаметром 2—3 см, напоминавших обрезки огородного шланга. Из трубок торчали красные щупальца. Эти ранее неизвестные науке организмы были названы вестиментиферами. В район, где были обнаружены столь необычные скопления живых существ, в 1977 г. отправилась новая экспедиция. Опустившись на дно на подводном обитаемом аппарате «Алвин», геологи впервые смогли наблюдать пойманных в предыдущем рейсе животных в естественных условиях. Оказалось, что удивительные сообщества обитают вокруг горячих гейзеров, выбрасывающих из трещин в молодых базальтах но только горячую воду, но и большое количество темного взвешенного вещества, концентрации которого, до данным советских исследователей, могут достигать 200 мг/л. У выходов на дне мощных гидротерм сформировались подводные курганы разнообразной высоты и формы. Они сложены веществом, выносимым на поверхность гидротермами, в основном сульфидами — продуктами выщелачивания базальтов горячей морской водой. Черные фонтаны, насыщенные тончайшими коллоидными веществами, как огромные султаны, воздымаются над подводными холмами. На контакте с холодной морской водой из горячих гидротерм, а их температура может достигать 350° С, выделяется масса тончайших частиц, главным образом сульфидов металлов. Они оседают вниз, словно пеплом покрывая окрестности подводного гейзера и наращивая холмы, курящиеся, как печные трубы. Такие гейзеры, постоянно выбрасывающие на дно большое количество рудного и другого вещества, получили название черных «курильщиков».

Существуют и так называемые белые «курильщики» — фонтаны осветленных гидротермальных вод, не насыщенных рудными компонентами. Температура их значительно ниже, поэтому они не так агрессивны по отношению к породам океанической коры, как горячие гидротермы. Белые «курильщики» создают трубовидные постройки, сложенные рыхлым, пористым материалом. Вокруг них обитают червеподобные существа, близкие по строению к полихетам. Эти животные могут вылезать и возвращаться в трубки, в которых они обитают.

В конце 1986 г. советские и мексиканские ученые на судне «Академик Мстислав Келдыш» провели тщательное обследование рифтовой зоны в Калифорнийском заливе, а затем на подводном хребте Хуан-де-Фука. Благодаря использованию аппаратов «Пайсис» в этих районах было изучено большое количество подводных насыпных построек, отобрано значительное количество образцов сульфидных руд и других осадков, собрана богатая коллекция уникальной фауны гидротерм. В Калифорнийском рифте, по свидетельству А. П. Лисицына [1987], находятся сульфидные постройки, напоминающие причудливые башни. Самая крупная из обследованных с помощью «Пайсисов» возвышалась над дном на 55 м. Локаторы бокового обзора зафиксировали башни высотой до 100 м. Рудоносный дым поднимается над башнями на 100—150 м. Основания построек засыпаны рыхлым осадком, поэтому общая их высота, по-видимому, составляет несколько сот метров. Склоны этих подводных курганов, вода над которыми прогрета от 20 до 40° С, кишат в основном вестиментиферами. Обитающие здесь двустворчатые моллюски достигают величины обеденного блюда, причем вырастают до таких размеров всего за два-три года.

Присутствие на дне рифтовых долин черных «курильщиков» определяется по аномалиям газов в пробах воды из придонной толщи. Наиболее важным признаком считается появление изотопа гелия 3He, поступающего из недр океанической коры. В окрестностях гидротермы аномалии прослеживаются уже в составе самой воды. Для оконтуривания гидротерм используются буксируемые над дном аппараты.

Обычно сульфидные башни встречаются группами. Так, в Калифорнийском заливе на площади 14 км2 советские геологи обнаружили более 70 построек различной величины и формы. Тщательное изучение рудного вещества, которым они сложены, дало поразительные результаты: на 50—60% оно состояло из цинка. В примеси к нему находились медь (иногда в довольно большом количестве), свинец, сурьма и мышьяк. В отличие от железомарганцевых конкреций сульфидные руды рифтовых зон почти лишены никеля и кобальта. Это свидетельствует об ином источнике вещества, участвующего в формировании глубоководных конкреций.

Калифорнийский залив — область с высокой биологической продуктивностью поверхностных вод. Рифтовая зона находится в непосредственной близости от континента, откуда выносится большое количество терригенного материала. Поэтому даже в рифтовой зоне, к которой приурочены сульфидные постройки, велики скорости накопления осадков. Как правило, они представлены тонкозернистыми глинистыми алевритами, обогащенными органическим веществом. Интересно, что под воздействием горячих гидротерм в осадках резко ускоряются процессы нефте- и газообразования. Обычно они реализуются в глубоких слоях осадочной толщи, там, где господствуют температуры порядка 80—120° С. В Калифорнийском заливе в районе действия гидротерм генезис нефтяных и газообразных углеводородов протекает в поверхностных горизонтах плаща осадков. По существу, под влиянием горячих растворов здесь происходит термолиз рассеянного органического вещества. По свидетельству А. П. Лисицына, куски сульфидной руды, отломанные от выступов подводных башен, часто пропитаны нефтеподобными субстанциями. Они загораются от спички и горят дымным пламенем. На дне же рифтовой долины гидронавты наблюдали мощные газовые факелы. Таким образом, наряду с рудообразованием здесь активно протекают и процессы нефтегазообразования.

Одна из загадок гидротерм — связанная с ними жизнь. Это подводное царство совершенно уникально. Действительно, в основе всего живого на Земле вот уже многие сотни миллионов лет лежит фотосинтез, т. е. преобразование солнечной энергии. Сохранились, конечно, бактерии, живущие за счет хемосинтеза. Их много в озерах, болотах, почве. Есть они в морских и океанических осадках. Однако нигде на этой основе не возникал столь сложно построенный и замкнутый органический мир, какой характерен для подводных гидротерм. Животные, встречающиеся здесь в изобилии, существуют за счет уникальных сульфатредуцирующих бактерий, способных окислять сероводород до сульфатов, и метановых бактерий. Они обитают непосредственно в горячей воде подводных гейзеров при температуре 100—120° С, что представляет абсолютный рекорд для существ, живущих на нашей планете. Условия симбиоза этих бактерий и вестиментифер, не имеющих кишечного тракта, еще не выяснены.

Литература

Бабенко В. История плавания Тима Северина из Греции в Колхиду // Вокруг света. 1984. № 11. С. 44-50.

Белоусов В. В. Геотектоника. М.: Изд-во МГУ, 1976. 335 с.

Вейл П., Митчем Р., Томпсон. С. Глобальные циклы относительных изменений уровня моря // Сейсмическая стратиграфия. М.: Мир, 1982. Т. 1. С. 160-183.

География атоллов юго-западной части Тихого океана / А. К. Акеджанян, А. И. Воронов, Т. И. Игнатьев и др. М.: Наука, 1973. 142 с.

Геодекян А. А., Забанбарк А., Конюхов А. И. Колебания уровня океана и процессы нефтегазонакопления на окраинах материков // Сов. геология. 1987. № 7. С. 63-73.

Геодекян А. А., Забанбарк А., Конюхов А. И. Тектонические в литологические аспекты нефтегазоносности континентальных окраин. М.: Наука, 1988. 177 с.

Гордеев Д. И. История геологических знаний. М.: Изд-во МГУ, 1967. Т. I. 315 с.

Городницкий А. М. Где искать Атлантиду // Наука и жизнь. 1986. № 6. С. 82-89.

Грин Л. Острова, не тронутые временем. М.: Наука, 1972. 118 С,

Гуревич А. Я. Походы викингов. М.: Наука, 1966. 183 с.

История Африки: Хрестоматия. М.: Просвещение, 1984. 324 с.

Кленова М. В. Геология моря. М. Учпедгиз, 1948. 495 с.

Конюхов А. И. Осадочные формации в зонах перехода от континента к океану. М.: Недра, 1987. 222 с.

Конюхов А. И., Иванов М. К., Кульницкий Л. М. Глубоководный конус выноса Дуная и фациальная характеристика слагающих его осадков // Вестн. МГУ Сер. 4, Геология. 1988. № 4.

Кун В. А. Легенды и мифы Древней Греции. М.: Просвещение, 1975. 184 с.

Кусто Ж. И., Паккале И. В поисках Атлантиды. М.: Мысль, 1986. 167 с.

Лисицын А. П. Осадкообразование в океанах. М.: Наука, 1974. 438 с.

Лисицын А. П. Лавинная седиментация // Лавинная седиментация в океане. Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 1982. С. 7—64.

Лисицын А. П. Рудная лаборатория в океане // Наука и жизнь. 1987. № 11. С. 42-47.

Магидович И. П., Магидович В. И. Очерки по истории географических открытий. М.: Просвещение, 1983. Т. 2. 399 с.

Марова Н. А., Евсюков Ю. Д. Новые данные по геоморфологии горы Ампер // Океанология. 1987. № 4.

Морган В. Океанические поднятия, глубоководные желобы и блоки земной коры // Новая глобальная тектоника. М.: Мир, 1974, С. 68-93.

Подводные геологические исследования с обитаемых аппаратов / А. С. Монин, Ю. А. Богданов, Л. П. Зоненшайн и др. М.: Наука, 1985. 232 с.

Пущаровский Ю. М. Фундаментальные геологические исследования в океанах. М.: ГИН, 1987. 31 с.

Рэдулеску Д. П. Вулканы сегодня и в геологическом прошлом. М.: Недра, 1979. 255 с.

Сагалевич А. М. Океанология и подводные обитаемые аппараты (методы исследований). М.: Наука, 1987. 256 с.

Святловский А. Е., Силкин Б. И. Цунами не будет неожиданным. Л.: Гидрометеоиздат, 1978 125 с.

Северин Т. Золотое руно // Вокруг света. 1986. № 7. С. 24—30.

Соколов Б. А., Конюхов А. И. Взвешивающий эффект — важный фактор осадконакопления в глубоководных условиях // Вестн. МГУ. Сер. 4, Геология. 1986. № 5. С. 67-74.

Степанов В. Н. Мировой океан. М.: Знание, 1974. 254 с.

Тазиев Г. Встреча с дьяволом. М.: Изд-во иностр. лит., 1961, 102 с.

Тильман С. М. Сравнительная тектоника мезозоя севера Тихоокеанского кольца. Новосибирск: Наука, 1973. 324 с.

Тимофеев П. П., Холодов В. Н. Эволюция бассейнов седиментация в истории Земли // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1984. № 7. С. 10-34.

Ушаков С. А., Ясаманов Н. А. Дрейф континентов и климат Земли. М.: Мысль, 1984. 206 с.

Шепард Ф. Морская геология. Л.: Недра, 1969. 462 с.

Шеппард Ч. Жизнь кораллового рифа. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 184 с.

Церен Э. Библейские холмы. М.: Правда, 1986. 479 с.

Bullard Е., Everett I., Smith A. The fit of the continents around the Atlantic // Roy. sec. phil. trans. 1965. Vol. 258 A. P. 41—51.

Embley R. The role of mass transport in the distribution and character of deep-ocean sediments with special reference to the North Atlantic // Mar. geol. 1980. Vol. 38, N 1-3. P. 23—50.

Friedman G., Sanders J. Principles of sedimentology. N.—Y., Santa Barbara: J. Wiley & sons, 1978, 792 p.

Gross M. G. Oceanography: a view of the earth. Prentice — Hall: Englewood cliff, 1982, 498 p.

Heezen B., Hollister Ch. The face of the Deep. N.—Y., London, Toronto: Oxford university press, 1971. 650 p.

Hicks D. M. Deep-sea fan sediments in Torless zone, lake Ohay, South Kenterberry, New Zealand // New Zealand jour. geol. and geophys. 1981. Vol. 24, N 1. P. 209-230.

Karig D. Origin and development of marginal basins in the western Pacific // Jour. geophys. res. 1971. Vol. 76. P. 2542-2571.

Keto L., Jacobsen S. Nd and Sr isotopic variations of Early Paleozoic oceans // Earth and planetary science letters, 1987. Vol. 84. P. 27-41.

Marchig V., Gundlach H. Separation of iron from marganese and grotwh of marganese nodules as a consequence of diagenetic ageing of radiolarians // Mar. Geol. 1981. Vol. 40. M35—M43.

Morel J., Irving F. Tentative paleocontinental maps for the Early Phanerozoic and Proterozoic // Jour. Geol. 1978. Vol. 86, N 5. P. 535-561.

Shepard F., Dill R. Submarine canyons and other sea valleys. Chicago: Rand Mcnailty, 1966. 381 p.


home | my bookshelf | | Геология океана: загадки, гипотезы, открытия |     цвет текста   цвет фона   размер шрифта   сохранить книгу

Текст книги загружен, загружаются изображения



Оцените эту книгу