Континентальный склон

  Уровень глубины 1000 м попадает в область континенталь­ного склона, поэтому мы начнем описание с него. Большинство континентальных склонов имеет хорошо вы­раженную верхнюю границу там, где пологий уклон шельфа резко сменяется крутым в верхней части континентального склона. Средняя для Земли глубина этого перегиба равна примерно 130 м.

  Обычно вначале уклон составляет около 4°. Под укло­ном подразумевается градиент, с которым растет глубина.

  Образование геологических разрывов на континентальных склонах. Поскольку разница между средними высотными отметками суши и дна океанов очень велика — почти 5000 м, — считают, что от края континента откалываются крупные блоки. Геологи называют этот процесс сбросообразованием. Он может придавать окраине континента террасовидный характер, особенно на континентальном склоне. Три таких террасы читатель может найти на профиле через залив Кука (рисунок 5.1,6). В конце концов, они могут запол­няться осадками и исчезать. Примером очень крупной тер­расы является плато Блейк у берегов штатов Флорида и Се­верная и Южная Каролина. Оно протягивается примерно на 200 км в сторону моря при одной и той же глубине около 800 м (рисунок 5.3).

Физиографическая карта восточного побережья США

Рисунок 5.3. Физиографическая карта восточ­ного побережья США.

  Другие нарушения континентального склона. Хотя для кон­тинентальных склонов типичны однородные осадки и оди­наковые углы наклона, их рельеф часто нарушается обнаже­ниями скальных пород явно не осадочного происхождения.

  Это свидетельствует о том, что первоначальные окраины континентов имели весьма неправильную форму. Многочис­ленные осадочные ловушки, в настоящее время заполнен­ные, иногда исследуют с целью определить, нет ли в них за­лежей нефти.

Подводные каньоны

  Немногие объекты морской геологии, когда они были опи­саны впервые, так возбуждали интерес ученых, как прореза­ющие континентальные окраины крупные подводные каньо­ны. На рисунке 5.2 типичный каньон с крутыми стенками пере­секает и шельф, и континентальный склон. На рисунке 5.3 об­ширный участок, взятый из серии физиографических карт Хейзена и Тарп, содержит несколько каньонов. Самый круп­ный из них, каньон Гудзон, протягивается на сотни кило­метров; он начинается на шельфе перед устьем реки Гудзон, глубоко врезается в континентальный склон и подножие и затухает в основании континентальной окраины на абис­сальной равнине Северной Атлантики.

  Размеры подводных каньонов. Перепад высот у подводных каньонов может быть весьма внушительным и не уступать рельефу подобных каньонов на суше, например Большого каньона. На рисунке 5.4 сравнивается рельеф Большого каньона и подводного каньона Монтерей у берегов Калифорнии. На­земные и подводные каньоны сравнимы не только по разме­рам и амплитудам рельефа, но, кроме того, и у тех и у дру­гих развиты разветвленные системы питающих каньонов.

Сравнение рельефа по профилям через Большой каньон и через каньон Монтерей - подводный каньон у берегов зал. Монтерей, Калифорния

Рисунок 5.4. Сравнение рельефа по профилям через Большой каньон и через каньон Монтерей — подводный каньон у берегов зал. Монте­рей, Калифорния. И по размерам, и по форме эти каньоны очень похожи. Вертикальный масштаб в 5 раз крупнее горизонталь­ного. 1 фуг = 0,3 м, 1 миля = 1,6 км.

  Соотношение каньонов и крупных рек. Наземные и подвод­ные каньоны различаются в одном чрезвычайно важно от­ношении — их зависимости от крупных рек. Геологам очень хорошо известны силы, которые обусловливают форму и врезание речных русел, но как развиваются подводные каньоны — до сих пор твердо не установлено. Все наземные каньоны — как современные, так и древние — возникли в ре­зультате эрозии под действием рек. На континентах ветровая эрозия обычно развивается по менее прочным геологическим формациям или по линиям структурных разрывов. (В геоло­гии термин «разрыв» обозначает зону, где два крупных бло­ка земной коры скользят один относительно другого.)

  Крупные подводные каньоны, напротив, ни с какой крупной рекой непосредственно не связаны, например два больших каньона около мыса Хаттерас (рисунок 5.3). Каньон Монтерей тоже относится к этой категории. Короче говоря, несоответствие между расположением известных рек и крупных подводных каньонов — одна из волнующих про­блем современной морской геологии.

  Каньоны и изменения уровня моря. Не могли ли каньоны сформироваться в прошлые геологические эпохи, когда уро­вень моря был гораздо ниже и сами речные русла протяги­вались в сторону моря по крайней мере до перегиба шель­фа? В висконсинскую ледниковую эпоху (10-120 тыс. лет назад) уровень моря был на 100—150 м ниже, а в период иллинойсского оледенения (240-360 тыс. лет назад) он пони­жался примерно на 200 м.

  Большинство крупных подводных каньонов простирается далеко за пределы перегиба шельфа и даже глубже 200 м. Многие из них тянутся вниз по поверхности собственно кон­тинентального склона, пока не исчезнут, а другие, например каньон Гудзон, протягиваются через континентальное под­ножие до абиссальной равнины. Чтобы сам речной поток вызвал врезание каньона, он должен был бы, входя в океан, погружаться до больших глубин. Этого не бывает. Плот­ность речной воды, даже несущей осадки, меньше плотно­сти морской воды, и выталкивающая сила просто разносит ее от устья реки по поверхности моря.

 Если бы уровень моря понизился примерно на 1000 м, мы, вероятно, смогли бы «увидеть» подводные каньоны, которые по рельефу очень похожи на эти верховья Большого каньона р. Колорадо

Если бы уровень моря понизился примерно на 1000 м, мы, вероятно, смогли бы «увидеть» подводные каньоны, которые по рельефу очень похожи на эти верховья Большого каньона р. Колорадо. Утесы на зад­нем плане снимка представляли бы собой прежнюю береговую линию, а плато на переднем плане — шельф, в который был врезан подводный каньон вместе с древовидной систе­мой питающих русел.

  Другое объяснение врезания каньона — поднятие берега. В течение геологического времени, по мере того как проис­ходило поднятие, существовавшие реки могли медленно пропиливать каньоны; когда же впоследствии окраина ис­пытала погружение, каньоны должны были в ней остаться как часть уже сформировавшегося рельефа. Но если принять это объяснение, то вследствие широкого распространения каньонов в настоящее время придется допустить буквально массовый подъем континентальных окраин. Крупные под­водные каньоны обнаружены на окраинах всех океанов, включая Северный Ледовитый.

  Турбидные потоки и врезание каньона. В 1950-е годы группа морских геологов из Скрипнсовского океанографического института показала, что под водой смесь песка, ила и воды может перемещаться на значительные расстояния, не теряя массы переносимого материала. Считают, что эти потоки, названные турбидными (мутьевыми), или, правильнее, плотностными течениями, достигают очень высоких ско­ростей. Как показывают теоретические расчеты, возможны скорости вплоть до 80 км/ч в зависимости от типа и коли­чества осадков, а также наклона морского дна, по которому перемещается поток.

  Что же является доказательством существования в оке­ане мутьевых потоков? Классический случай, описываемый в большинстве работ по океанологии, — обрыв серии трансатлантических телеграфных кабелей в Северной Ат­лантике. Кабели были проложены известными курсами на континентальном склоне у берегов острова Ньюфаундленд. Поскольку компании, проложившие кабели, точно знали, когда был оборван и где лежит каждый из них, они сумели показать, что огромный подводный оползень мог разорвать все кабели, если он двигался со скоростью около 60 км/ч! Впоследствии мы закартировали каньон Конго и установи­ли, что он проникает до самого речного русла на сушу на расстояние, вероятно, до 20 км. Река Конго несет огромный груз осадков. Измерения в каньоне Конго показали, что около 50 потоков в год можно отнести к типу турбидных.

  Каковы же физические причины, способные создать тур­бидные потоки? Прежде всего это землетрясения. Сотрясе­ния могут привести слой неконсолидированных осадков в полужидкое состояние. Такая жидкость должна обладать очень большой плотностью из-за огромной массы взвешен­ных частиц. Даже если частицы находятся во взвешенном состоянии только короткое время, жидкость может начать двигаться. По мере того как это происходит, поток стано­вится все более турбулентным, увлекает с собой еще боль­ше осадков и, теряя устойчивость, вырастает в мощный плотностной поток.

  Правда, специалисты не пришли еще к согласию о том, достаточной ли способностью к эрозии обладают плотностные течения. Все сходятся во мнении, что турбидные пото­ки ответственны за намывные русловые структуры, наблю­даемые на поверхностях аллювиальных конусов выноса в области континентальных подножий. Однако не решен еще вопрос, достаточна ли их мощность для раз­мывания твердого вещества гранита и кварцсодержащих по­род, слагающих стенки многих глубоких каньонов.

  Мутьевые потоки в каньонах, не связанных с реками. Есть и другая причина возникновения мутьевых потоков, с по­мощью которой можно объяснить, как сформировались каньоны вдали от устьев рек. В главе Исследования в прибрежной области океанов узнаем, что повсюду вдоль берегов постоянно перемещаются значитель­ные количества песка. Этот процесс, называемый литораль­ным переносом, происходит за счет энергии волн, разбива­ющихся о пляж; это основной процесс, благодаря которому пески распределяются вдоль океанских берегов. В конце кон­цов такие осадки попадают в верховья каньона и захватыва­ются им. Затем каньон становится тем путем, по которому осадки переносятся к внешним границам континентальной окраины, обычно в виде эпизодических турбидных потоков.