Жизнь океанских глубин - Борис Сергеев

Обычно континенты окружены материковой отмелью, которую океанографы называют континентальным шельфом. Она представляет собою как бы затопленную часть материков. Действительно, в период последнего оледенения такое огромное количество воды превратилось в лед и скопилось на суше, что океан повсеместно обмелел (16–18 тысяч лет назад его уровень был на 120 метров ниже современного) и с тех пор продолжает подниматься в среднем на 7–8 сантиметров в столетие, отвоевывая у континентов все новые районы.

Для материковой отмели характерно, что глубина океана здесь увеличивается постепенно, в среднем всего на 1,5–2 метра на протяжении целого километра. Начинается шельф от береговой кромки, а его внешним краем является то место, где уклон дна резко возрастает. Принято условно считать, что внешний край шельфа располагается на глубине 200 метров. Однако в действительности резкое понижение дна может происходить где-то на глубинах от 18 до 500 метров. Ширина континентального шельфа тоже величина непостоянная. Она колеблется от 0 до 1500 километров, что в среднем составляет 70–80 километров.

Внешний край материковой отмели переходит в континентальный склон. Здесь наклон морского дна в 20–25 раз больше, чем на шельфе, и в среднем составляет 3–5 градусов. Однако местами он бывает значительно круче. У восточного побережья острова Шри-Ланка наклон достигает 30 градусов, а в некоторых районах побережья Флориды даже 45. В отличие от континентального шельфа дно в районе материкового склона сильно изрезано. Нередко склон опускается в океанскую бездну уступами или широкими террасами и бывает рассечен поперечными каньонами, разломами или грядами скальной породы.

Ширина континентального склона всего 15–30 километров, но благодаря большой крутизне дно на этом коротком участке успевает опуститься до глубины 2000–3000 метров. У его подножия начинается океанское ложе, главная часть океана, где встречаются его предельные глубины и где он хранит свои наиболее сокровенные тайны. В общей сложности океанское ложе занимает 75 процентов океана. Оно покрыто слоем мягких осадков, толщина которых иногда достигает 1000 метров, а в глубоководных впадинах может быть еще значительнее. Особенно заметны скопления осадков у подножия материкового склона. Они возникают потому, что мягкие породы смываются со склона к его основанию.

Осадки образуются из взвешенного в воде материала, из почвы, глины и песка, которые выносят в моря и океаны реки, затаскивают ледники, сдувают с континентов ветры. К ним присоединяются вулканический пепел и космическая пыль. Немаловажную роль играют скелеты и раковины морских организмов. Некоторые виды осадков возникают химическим путем из растворенных в воде веществ.

Наиболее характерным видом осадков является ил. Он образуется благодаря оседанию на дно крупинок органического вещества и глин. В нем преобладают частички величиной от 0,01 до 0,06 миллиметра. Поэтому ил обладает значительной вязкостью. Из обломков крохотных раковин и пропитанных солями кальция наружных покровов мельчайших ракообразных возникают известковые илы. Кремневые илы образуются из наружных скелетов одноклеточных организмов — радиолярий и двустворчатых панцирей микроскопических водорослей диатомей. Такие илы встречаются лишь в районах, где океан богат жизнью. На глубинах больше 4500 метров осадки состоят главным образом из красных глин. Известковые осадочные породы на таких глубинах не образуются, так как здесь нормальные карбонаты (соли угольной кислоты), в том числе кальциты — карбонаты кальция, растворяются в морской воде.

Взвешенный в воде осадочный материал переносится по необозримым водным просторам океаническими течениями. Крупнозернистый песок, галька и щебень, камни и даже огромные валуны приносят в океан айсберги. Когда лед тает, они падают на океанское дно. Быстрее всего со скоростью от 1 до 4 сантиметров за 1000 лет увеличиваются известковые осадки. В глубоководных районах накопление осадочных материалов происходит медленнее, так как крупные взвешенные частички успевают попасть на дно еще до того, как течения достигнут глубоководных впадин, а красные глины образуются здесь со скоростью 1 миллиметра в тысячу лет!

Океанское ложе не является однообразной скучной равниной, какой чаще всего бывает материковая отмель. Горные хребты, отдельно стоящие горы, цепочки подводных холмов делят его на плоские или холмистые участки. Вблизи материкового склона нередко располагаются цепочки островов и глубоководные узкие долины, которые принято называть желобами. Особенно грандиозны срединно-океанические хребты. Они протянулись через все океаны по их осевым линиям, в том числе через Северный Ледовитый океан, и представляют собой единую систему. Общая длина этих подводных гор с центральными горными долинами превышает 60 000 километров. Всемирную горную систему дополняют хребты вулканического происхождения, которые нередко тянутся на тысячи километров. Они обычно разделены на отдельные участки глубокими поперечными разломами. Над хребтами то гуще, то реже взмывают ввысь отдельные горные вершины. Иногда они поднимаются над поверхностью воды и становятся островами. Кроме того, по всему океану разбросаны отдельные подводные горы или небольшие группы гор, чаще всего вулканического происхождения.

Если горы имеют крутые склоны, они свободны от осадков. Здесь им не удержаться. Однако встречаются горы и с большими плоскими вершинами, диаметром до 40 километров. Чаще всего это бывшие острова, опустившиеся в пучину океана, так как океанское дно не смогло выдержать их непомерной тяжести. В Атлантическом океане примерно в 500 километрах от побережья Америки находится подводная гора Кобб высотой 2700 метров. Ее вершина всего на 33 метра не достигает поверхности воды. Особенно много плосковершинных гор в Тихом океане. Считается, что гор в Мировом океане не менее 10 тысяч.

В океанах сколько угодно временных и постоянных течений различного направления и скорости, они создают местные и глобальные круговороты, перенося подчас огромные массы воды. Окружающие водные массы тоже могут вовлекаться в движение. В Северном полушарии движение воды происходит по часовой стрелке, в Южном — в противоположном направлении. Характер поверхностных течений складывается благодаря взаимодействию господствующих пассатных ветров, дующих по обе стороны экватора с востока на запад и вызывающих аналогичное перемещение водных масс, и сил Кориолиса, возникающих за счет вращения Земли. Воздействуя на движущиеся частицы воды, в Северном полушарии они отклоняют их вправо, а в Южном — влево. Но первопричиной движения воздуха, а следовательно, и океанской воды, является солнечное тепло, осуществляющее энергетическое обеспечение этих крупномасштабных круговоротов.

Солнечные лучи, нагревая поверхностный слой воды, одновременно приводят к снижению ее плотности. В тропической зоне океанов постоянно создаются обширные районы с пониженной плотностью воды, вследствие чего их уровень может оказаться на полметра выше, чем в зоне более умеренного климата. В результате из области с малой плотностью морская вода как с горки стекает в область с более плотной водой. В приполярных областях возникают вертикальные течения. Здесь морская вода, охлаждаясь у поверхности и потому приобретая большую плотность, опускается в придонные районы и может явиться причиной возникновения глубинных горизонтальных течений.

Взаимодействие сил лунного, солнечного и земного притяжения вызывает регулярные подъемы и спады воды. Особенно значительно влияние Луны. Хотя ее размер (точнее масса) и соответственно гравитационное воздействие невелики, зато она находится так близко от Земли, что здесь ее влияние в два раза сильнее солнечного. Именно гравитационное влияние Луны и вызывает приливы. Наибольшей величины они достигают, когда Луна, Земля и Солнце располагаются вдоль одной прямой, что происходит во время новолуния или полнолуния, и влияния дневного и ночного светил взаимно усиливаются. Напротив, когда Луна находится в первой или третьей четверти, ее гравитационные силы противоположны солнечным и частично гасят друг друга, а величина приливов бывает минимальной. Лунные воздействия не могут не сказываться на океанических течениях. Давно замечено, что скорость перемещения воды непостоянна и может меняться даже в течение суток. У Гольфстрима она становится максимальной через три часа после кульминации Луны и в то время, когда Луна находится над экватором.

О постоянных морских течениях европейцы узнали относительно недавно. Даже Гольфстрим обнаружили лишь в начале XVI века. В Атлантическом океане насчитывается шесть крупных круговоротов. Столько же в Тихом океане. В Индийском океане, где происходят сезонные изменения направления муссонных ветров, количество и направление крупных водных круговоротов меняется по сезонам года. Зимой в северной его части наблюдается четыре круговорота, а летом только три. Круговороты Северного и Южного полушарий нередко образуют симметрично расположенные гомологические пары. Границы между этими круговоротами имеют широтное направление.