Читая каменную летопись Земли...
Шрифт:
Глубоко испещрен шрамами и бороздинами и коренной субстрат, кое-где сохранившийся после таяния ледника.
Плиты докембрийских кристаллических пород, изборожденные позднепалеозойскими ледниками, были обнаружены недавно в южных районах Бразилии, в бассейне реки Парана. Они встречаются и на Балтийском щите, совсем недавно (8–7 тыс. лет назад) освободившемся от льда.
Так как климатические изменения на Земле носят циклический характер, ледники, достигнув определенных размеров, в силу изменившихся условий начинали таять. Все закованные в лед обломки оказывались на земле. Новые языки льда в холодные сезоны поставляли очередные порции обломков. Их масса постепенно росла, особенно в зоне движения наиболее активных ледников. В итоге, когда последние вынуждены были, наконец, отступить, на месте оставались мощные гряды и целые возвышенности, сложенные материалом ледового происхождения. Эти гряды, обозначающие край распространения оледенения, называются конечными моренами. Их много
Ледники — мощнейший агент выветривания, пахари Земли. В своем равномерном и неторопливом движении они способны разрушить гигантские массивы пород, уничтожить верхний 2-3-километровый слой земной коры. Изучение антарктического ледового щита показало, что в среднем осадочный материал составляет около 1,6 % объема льда. За год в окружающий Антарктиду океан сползает 1000–1500 км3 льда, который в виде полей распространяется над шельфом. Часть льда тает на контакте с морской водой, и осадочные частицы опускаются на дно. Уже в море от этих полей откалываются отдельные льдины и уносятся течениями на значительные расстояния. Это айсберги — гроза кораблей в высоких широтах. Тот осадочный материал, который они заключают, в конечном итоге оказывается на дне глубоководных котловин океана или на вершинах подводных гор. Согласно данным Р. Гаррелса и Ф. Маккензи (1972 г.), только ледниками Антарктиды за год выносится в океан от 1,9 до 2·109 т обломочного вещества. По данным А. П. Лисицына, в процессе ледового и айсбергового разноса в океане садится за год 1,5 млрд т обломочных частиц, или 6,6 % общего выноса с суши.
В арктических широтах, в том числе у берегов Аляски, также образуются поля льдин. В отличие от антарктических льдов они чаще имеют морское происхождение. Кристаллы льда начинают формироваться во время свирепых осенних штормов вследствие резкого выхолаживания воздуха и воды. Штормовые волны, отраженные от берега, выносят много осадочной взвеси. Здесь она схватывается льдом и в конечном итоге включается в состав льдин и ледовых полей. Впоследствии этот материал уносится далеко в море. В данном случае, однако, речь идет о ледовом разносе прибрежных осадков, сложенных частицами, еще раньше вынесенными с суши.
В царстве Эола
Пассаты, дующие с континента в сторону океана, — самые устойчивые ветры на Земле. Пока царит пассат, дожди редки. В зоне его господства развивается настоящая пустыня, над которой постоянно висит полог тонких облаков. Пассат отгоняет от берега прогретую у поверхности воду, а на ее место поступает более холодная из глубин. Испаряющаяся влага конденсируется над морем в виде облаков. Однако не только океан влияет на облик пустыни, сама пустыня определенным образом воздействует на океан. Так, пыльные бури, случающиеся в западных районах Сахары, поднимают в воздух огромные массы мелких частиц, которые ветер несет через Атлантический океан на Багамские острова, полуостров Флориду и в Карибское море. Над соседними с Африкой районами Атлантики в это время наблюдается пылевая дымка. Специальные ловушки позволяют захватывать эоловый материал. Наблюдения над пополнением ловушек показали, что пыль, поднятая бурей на одной стороне Атлантики, достигает противоположных ее берегов уже через одни-двое суток. Большая же часть эоловых частиц опускается на поверхность океана и отсюда попадает на дно. За год, по разным оценкам, из Сахары ветром выносится в океан от 60 млн до 200 млн т пыли. Красные или коричневые глубоководные глины, распространенные в абиссальных котловинах аридных зон, могут содержать до 20 % терригенного материала эолового разноса. Это кварц, кристаллики кальцита, кремневые фитолиты[1], панцири пресноводных диатомей, имеющие тонкоалевритовую и крупнопелитовую размерность (от 2 до 30 мкм).
Согласно подсчетам А. П. Лисицына [1974], ежегодно в результате эолового разноса в океан с суши поступает около 1,6·109 т терригенного материала. Поднимаемые ветром в пустынных и полупустынных районах потоки тонких частиц распространяются в широтном направлении в атмосфере и даже в тропосфере. Тропосферные вихри несутся над землей со скоростью до 500 км/ч и огибают ее многократно, прежде чем тончайшая взвесь опустится вниз. От пустынных побережий к центру океана прослеживается клиновидная полоса осадков, обогащенных эоловой компонентой. Так, от берегов Западной Австралии, где климат имеет резко засушливые черты, в сторону Индийского океана на многие сотни километров простирается шлейф отложений, имеющих во многом эоловое происхождение. Они узнаются по обилию каолинита — глинистого минерала сугубо континентального генезиса. Именно каолинит характерен для кайнозойских кор выветривания, ныне разрушающихся в пустынях Западной Австралии.
Таким образом, царство Эола — древнегреческого бога ветров — не кончается у границ пустыни. Он властвует и над океаном, разгоняя волны, поднимая глубинные воды.
Эоловым процессам принадлежит значительная роль в формировании аккумулятивных побережий. Эоловые дюны, перемещаясь вдоль низменной части берега, создают песчаный барьер на пути распространения волн и приливных течений. Морская вода проникает в низины за этим барьером по отмершим речным руслам, там, где они не перехвачены дюнами. В результате за барьером, получившим название бара, возникает затопляемая равнина, которая заполняется водой во время прилива либо под действием нагонных ветров с моря. Со временем такая равнина может трансформироваться в лагуну.
Другим типом побережий, своим происхождением обязанным эоловым процессам, являются прибрежные себхи, характерные для аридных климатических зон. В районе Умм-Сед на побережье полуострова Катар в Персидском заливе себха протягивается вдоль берега на 49 км. Ее ширина около 7 км. Она образовалась и продолжает расширяться за счет песков эоловых дюн, мигрирующих под действием преобладающих северо-восточных ветров. Часть песка перемывается морскими волнами и разносится течениями вдоль берега К настоящему времени в Умм-Сед сложилась наклоненная к морю песчаная равнина, образованная косослоистыми эоловыми песками (косые слойки падают в сторону моря). Под влиянием нагона равнина время от времени заливается морской водой. Часть воды скатывается через поровые канальцы в песках обратно в море, другая часть испаряется. При этом в порах между песчинками образуются кристаллики гипса. На приподнятых, не заливаемых морской водой участках себхи может аккумулироваться и каменная соль. В отдельных местах себхи Гавиш, расположенной на южном побережье Синайского полуострова, слой соли достигает 20 см. Она образуется в процессе испарения поднимающихся к поверхности соленых грунтовых вод.
Послушные власти Селены
Океан дышит. Если понаблюдать сверху за его гладью, то можно увидеть, как 2 раза в сутки в центральных районах она слегка приподнимается (на совсем ничтожную величину), а в промежутках между этими фазами медленно опадает. В такт с этими движениями в прибрежных районах, в основном над широкими шельфами, в момент «вдоха» уровень воды быстро понижается, и происходит отлив, а вместе с «выдохом» вода прибывает, и начинается прилив. Сила, которая приводит в движение поверхность океанских вод, — это притяжение Луны (или Селены — в греч. мифологии богини Луны). Приливные волны возникают во всей толще воды. Однако заметны они только на мелководье, в прибрежных районах океана и окраинных морей, например Охотского. Во внутренних морях приливы и отливы не выражены из-за слишком малой массы воды в этих бассейнах, поэтому они называются бесприливными морями.
На некоторых океанских побережьях масштабы изменений уровня вод в приливно-отливном цикле достигают 10 м и более. Так, в Пенжинской губе на Западной Камчатке (северо-восточный сектор Охотского моря) перепад высот между высшей отметкой прилива и низшей точкой, достигаемой в отлив, составляет почти 12 м. При такой амплитуде приливные и отливные течения превращаются в грозную силу, способную выбросить корабль, слишком близко подошедший к берегу, на скалы или унести в море плохо закрепленный баркас. Как показали расчеты, наибольшего размаха приливно-отливные явления достигают на тех окраинах континентов, в составе которых находится обширная затопляемая материковая отмель: шельф и прибрежная равнина, разделенные низменным побережьем аккумулятивного происхождения. С ним обычно связано множество мелких речных эстуариев, зачастую реликтовых, которые превратились в широкие русла, регулирующие движение приливных и отливных течений. Последние влияют на ритм жизни во всей береговой полосе, включающей сложную систему вдоль береговых островов-баров, затопляемых в приливы равнин и лагун.
Основные формы рельефа, а также седиментационные процессы в береговой зоне почти полностью определяются приливно-отливными явлениями. За вдольбереговыми островами-барами, протяженность которых может меняться в широких пределах (от 10–12 до 60 и даже 200 км), располагается обширная низина, изрезанная сетью мелких и крупных приливных русел (рис. 3). На аэрофотоснимках такая низина напоминает легкое: к морю выходит основной канал, разделяющий два соседних острова-бара. В глубине от него отходят две (или больше) суженные протоки, своего рода трахеи, которые дробятся на все более мелкие и узкие русла. В прилив морская вода заполняет большую часть этих проток и русел, проникая по ним в верхний горизонт осадков. По мере того как уровень моря у побережья начинает падать, вода скатывается из мелких руслиц в более крупные и уже по ним с шумом устремляется в сторону моря, образуя мощный, а нередко и бурный отливный поток.