Геология океана: загадки, гипотезы, открытия
Шрифт:
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
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
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
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.