Мир океана. Море живет
Шрифт:
Барьерный риф с берегом уже не связан и отделяется от него пространством воды — лагуной.
Атоллы представляют собой кольцеобразные острова кораллового происхождения.
Между типичными береговыми, барьерными рифами и атоллами известны переходные формы, что говорит о возможности превращения одного типа коралловых построек в другой. Наконец, имеются еще коралловые банки, которые возникают на отмелях, не обнажающихся во время отлива.
Кораллы задавали ученым немало загадок, часть из которых и по сей день остается нераскрытой. Долгое время считалось, что кораллы принадлежат к царству минералов и представляют собой причудливые кристаллы извести, образующиеся в тропических морях. Знаменитый систематик прошлого Карл Линней, хотя и понял, что кораллы имеют органическое происхождение, все же не решился окончательно утверждать, что это — растения или животные, и поместил их в особую группу «зоофитов», то есть «животных-растений». Первая научная попытка описать коралловые рифы
Атолл Улити с птичьего полета.
Странная кольцеобразная форма атоллов до Дарвина объяснялась очень просто — их считали разрастаниями кораллов по краю жерла потухшего вулкана. Никого не смущало, что у тысяч таких вулканов вершины почему-то располагаются на одном уровне — на границе моря и воздуха. Не выше, не ниже. Как будто их нарочно подровняли. Можно себе представить кратер вулкана диаметром в 1–2 километра, но таких маленьких атоллов очень немного. Зато известны огромные кольцеобразные острова. Так, овальный атолл Меншикова достигает в длину 130, а в поперечнике более 30 километров. В группе Тробрианских островов вблизи Новой Гвинеи есть атолл Люсансен размером 320 на 140 километров. Площадь его лагуны больше всего Азовского моря. Кратеры вулканов таких размеров неизвестны.
По мнению Ч. Дарвина, развитие атолла начинается с возникновения берегового рифа, окаймляющего остров. Очень часто, хотя и необязательно, такой остров имеет вулканическое происхождение. Кораллы используют побережье в качестве твердой опоры, или, как говорят специалисты, субстрата. Если условия благоприятствуют развитию кораллов, а остров не испытывает подъема или опускания, риф так и останется окаймляющим. В случае подъема океанского дна кораллы, оказавшиеся на суше, погибают, а вдоль береговой линии разрастается новое поколение кораллов. Если же остров начнет погружаться, то вскоре между его берегом и рифом образуется затопленное водой пространство — лагуна. Кораллы, требующие для своего развития чистой и насыщенной кислородом воды, нарастают главным образом с наружной стороны рифа, а в спокойной заиленной лагуне их рост замедляется. Так, по мере погружения острова береговой риф превращается в барьерный. Если опускание дна будет продолжаться, то остров может совсем уйти под воду. Кораллы же кольцеобразного барьера, продолжая наращивать скелет, будут тянуться вверх, и тогда возникнет кольцо атолла с лагуной посередине.
Вначале теория Дарвина получила всеобщее признание, особенно после исследований американца Д. Дэна, подтвердившего все основные положения Ч. Дарвина на новых материалах американской экспедиции. Однако вскоре появились сомнения. Дело в том, что теория Дарвина базируется на одном непременном условии — опускании морского дна. В первой половине прошлого века серьезных доказательств этому не было, и потому теория Дарвина была лишь гипотезой, догадкой, хотя и гениальной. Когда стали известны новые факты, теория Дарвина пошатнулась. Выяснилось, что в ряде мест морское дно не опускается, а поднимается, но атоллы и там существуют. Ряд видных ученых второй половины прошлого века высказали свое несогласие с теорией опускания морского дна. В 1880 году Джон Мэррей выдвинул новое предположение о происхождении атоллов. Он считал, что начало атоллу дает не остров, а отмель. На ней образуется коралловая банка (таких погруженных коралловых поселений известно много и в настоящее время). Кораллы на отмели растут вверх и рано или поздно достигают поверхности. Начиная с этого момента рост рифа идет только по периферии, тогда как в центре из-за отсутствия притока свежей воды риф гибнет и разрушается — получается атолл.
Проверить, кто же прав — Д. Мэррей или Ч. Дарвин, решили методом бурения на атолле. Если глубина кораллового известняка не превысит 40–50 метров (глубже герматипные кораллы жить не могут), прав Д. Мэррей, если известняк идет значительно глубже, прав Ч. Дарвин. Для разрешения этого научного спора (самих авторов обеих гипотез уже не было в живых) Лондонское королевское географическое общество снарядило специальную экспедицию на архипелаг Эллис, находящийся в экваториальной зоне западной части
Но прошло всего десять лет, и американский ученый Р. Дели внес в нее существенную поправку. Р. Дели совершенно правильно рассудил, что для теории Дарвина нет особой разницы, опускается ли морское дно, или повышается уровень воды в океане. Предложенная им теория «ледникового контроля» базируется на изменении уровня океана в межледниковые эпохи вследствие таяния льдов. Первые предположения о наличии в геологической истории Земли ледникового периода были высказаны швейцарским натуралистом Луи Агассицем в 1840 году, то есть одновременно с выходом книги Ч. Дарвина о коралловых рифах. Но в то время не пришло в голову связывать между собой такие далекие друг от друга теории, как оледенение Земли и происхождение тропических коралловых островов. Р. Дели нашел между ними прямую связь. Правда, ему помог в этом Н. Шелер, который в 1895 году впервые установил, что таяние ледников неизбежно приводило к повышению уровня океана. В общих чертах теория «ледникового контроля» заключается в следующем. 15 тысяч лет назад уровень Мирового океана был примерно на 100 метров ниже современного. Когда началось бурное таяние ледников, пресные воды устремились в океан, и его уровень стал повышаться, в результате чего затонуло множество невысоких островов. Вся последующая картина образования атоллов полностью совпадает с теорией Дарвина.
Остроумная идея Р. Дели никак не может быть сброшена со счетов, но она только уточняет теорию Дарвина, а не заменяет и не опровергает ее. Американец Питер Вейль в своей книге «Введение в океанографию» (1970), развивая исследования Р. Дели, пришел к выводу о том, что все современные коралловые рифы возникли около 6 тысяч лет назад, когда таяние ледников прекратилось. П. Вейль подсчитал, что уровень океана повышался примерно на 1 сантиметр в год, так как лед, накопившийся в последний ледниковый период, растаял за 9–10 тысяч лет. По мнению П. Вейля, скорость роста кораллового рифа не смогла поспеть за повышением уровня Мирового океана, все древние коралловые рифы при этом утонули и теперь находятся значительно ниже глубины активного рифообразования. Во многих местах при помощи эхолотирования такие погруженные рифы действительно были обнаружены.
И все же П. Вейль оказался не прав. Дело в том, что бурение проводилось не только на Фунафути, но и на нескольких других атоллах. В 1951 году при подготовке ядерных взрывов на атолле Эниветок (в группе Маршалловых островов) географическая служба США провела два бурения. На этот раз на глубине 1266 и 1389 метров был достигнут базальтовый слой. Расчеты показали, что риф, превратившийся впоследствии в атолл Эниветок, зародился в эоценовое время, то есть около 60 миллионов лет назад. Бурение на пяти других коралловых островах (Ките-Дайте-Дзима, Хирон, Майкльмас, Мидуэй и Бикини) хотя и не достигло фундамента коренных пород, но подтвердило представления о большой мощности рифовых известняков. Таким образом, теория Дарвина, который при жизни мечтал о бурении на рифах, получила убедительное фактическое подтверждение.
Совершенно очевидно, что накопление столь мощных рифовых известняков могло произойти только в условиях длительного погружения дна океана. Значит, в основе современных представлений о происхождении и развитии коралловых построек, в том числе атоллов, остается гениальное творение Ч. Дарвина, а последующие исследования лишь уточняют и конкретизируют дарвиновскую теорию.
При всем разнообразии типов коралловых рифов они имеют между собой много общего. В основе каждого рифа лежит более или менее широкая известковая платформа, которая на внешнем краю, со стороны моря, обрывается резким уклоном. Это гребень рифа, на котором наиболее пышно разрастаются кораллы. Гребень никогда не имеет форму прямой линии, он изобилует выступающими мысами и прорезан каналами или стоковыми ложбинами, идущими по направлению от берега к морю. Волны накатываются на риф по всему фронту, и гребень принимает на себя их удары. Обратно в море вода скатывается по стоковым ложбинам и постоянно углубляет и расширяет их. Живые кораллы, растущие на гребне рифа, почти не поддаются разрушению. Иногда они покрывают стоковую ложбину живым мостом, и тогда образуется подобие туннеля. Стекающая с рифа вода выносит по каналам обломочный материал и песок, которые отлагаются перед гребнем рифа ниже уровня живых кораллов.
За рифовым гребнем по направлению к берегу часть платформы обычно также бывает покрыта живыми кораллами, хотя и не столь обильно. Чем ближе к берегу, тем меньше кораллов и тем однообразнее становится их видовой состав. Вдоль береговой кромки часто наблюдается некоторое понижение дна. Здесь проходит береговой канал с песчаным дном и начинается песчаный пляж, за которым можно видеть обильный обломочный материал, выброшенный волнами во время штормов. На нем укореняется тропическая наземная растительность.