Последняя экспедиция «Витязя»
Шрифт:
Согласно этой теории, Земля, ее литосфера, разбита на ряд плит толщиной от 10 до 80 км под океанами и до 300 км под континентами. Горизонтальные размеры плит могут быть от нескольких сот до 10–15 тыс. км. Под влиянием конвективных течений мантийного вещества литосферные плиты перемещаются по земной поверхности со скоростями порядка нескольких сантиметров в год. За время развития геологических процессов (порядка сотен миллионов лет) такие перемещения могут достигать многих тысяч километров. Этим явлением объясняется и дрейф континентов.
В тех местах, где плиты расходятся, между ними возникают разломы — шрифтовые зоны Земли. По этим разломам горячее глубинное вещество поднимается вверх. Охлаждаясь и кристаллизуясь, оно наращивает края плит и образует новые участки литосферы с океанской корой, на которых в дальнейшем формируются срединно-океанские хребты и океанские впадины. Там, где плиты сближаются и наползают друг на друга, возникают островные дуги и образуется континентальная кора (в основном благодаря переработке пододвигаемой под эти структуры океанской коры). За счет этого процесса возникает и большая часть эндогенных полезных ископаемых.
Ведущим процессом геологического развития Земли является плотностная дифференциация земного вещества на окисножелезное ядро и остаточную силикатную оболочку Земли — ее мантию, в которой возникают благодаря этому процессу конвективные течения, приводящие к движению литосферные плиты.
Новая теория помогла за короткое время и с единых позиций объяснить практически все известные глобальные геологические процессы, а многие из них удалось даже количественно рассчитать. Существенный вклад в разработку теории тектоники литосферных плит внесли советские исследователи. Теория подвижности плит неразрывно связана с идеей мобилизма в форме гипотезы дрейфа материков. Ее рождение обычно связывают с именем Вегенера и его работами (1912–1915), хотя двумя годами раньше американец Тейлор опубликовал статью, содержащую аналогичную мысль.
Вегенер (как и Тейлор) был поражен прежде всего удивительным сходством очертаний континентов, разделенных Атлантическим океаном. Естественно напрашивался вывод о том, что Атлантический и Индийский океаны возникли в процессе распада Гондваны, гипотетического древнего суперконтинента, объединявшего материки южного полушария и Индостана, причем этот распад произошел в результате раздвижения. Развернувшиеся сейсмические исследования подтвердили предсказания Вегенера о коренных отличиях (по составу и мощности) океанской коры от континентальной. Эти выводы были подтверждены данными донного драгирования и особенно глубоководного бурения. Можно сказать, что свою наиболее основательную проверку теория глобальной тектоники прошла в процессе осуществления программы глубоководного океанского бурения.
За 1968–1976 гг. было пробурено около 400 скважин во всем Мировом океане, многие из которых вскрыли весь осадочный слой и вошли в базальтовый. Поддержка идеи мобилизма пришла и из другой области — из палеомагнитных исследований. Проверка сходства формы материковых глыб была проведена силами геофизиков. Итогом явилась знаменитая реконструкция Булларда, в которой края Атлантики совпали по большей части периферии океана почти идеально.
С гидродинамической точки зрения подтверждается деление океана на котловины, ограниченные срединно-океанскими и другими подводными хребтами, которые возвышаются над дном абиссальных котловин на 3–4 км и нарушают непрерывность глубинной циркуляции океанских вод. Срединно-океанские хребты образуют единую планетарную цепь длиной около 60 тыс. км. Они занимают срединное положение в молодых океанах (Атлантическом, Индийском, Северном Ледовитом) и несимметричное в более древнем Тихом океане. Хребты сложены преимущественно базальтом.
Глубоководные желоба — узкие депрессии дна шириной всего в несколько десятков километров, наибольшие — до 11 км. Они расположены на периферии океанов и окаймляют с океанской стороны островные дуги.
Вдоль гребней хребтов, как правило, протягиваются рифтовые долины — грабены с крутыми стенками и свежими, часто зияющими трещинами разрывов. Рифтовые зоны — это явные структуры растяжения.
Согласно теории литосферных плит, океаны образуются путем последовательного расширения рифтовых зон за счет раздвижки обрамляющих их континентальных глыб. Рифт Красного моря представляет собой раннюю стадию раздвижения континентальной коры и образования океана. Изучение рифтовых зон представляет большой интерес не только для проверки той или иной геофизической теории, например концепции литосферных плит или представления о рифтовой зоне как о зарождающемся океане, но и для биологии глубоких слоев моря. Это районы интенсивного магнетизма, выбрасывания на дно моря расплавленных пород из глубоких слоев коры или даже мантии. Интереснейшие явления наблюдали участники франко-американской экспедиции на исследовательской подводной лодке «Альвин» в районе Восточно-Тихоокеанского подъема на глубине около 3000 м, о чем красноречиво рассказывает со слов участника этой экспедиции, французского океанолога Тьерри Жюто, А. С. Монин в своей статье в «Вестнике АН СССР» (№ 3, 1981):
«Перед глазами гидронавтов предстала такая картина: из образований, напоминающих термитники трех-пятиметровой высоты, вверх вырывалась, словно клубы дыма, черная вода, осаждавшаяся затем в виде холмиков конической формы. Когда же подводная лодка вплотную приблизилась к подводной «Дымовой трубе», немедленно сработала температурная защита, предупреждающая о резком повышении температуры океанской воды. На следующий день исследователи погрузились снова и с помощью специального термистора, вынесенного достаточно далеко от «Альвина», измерили температуру черной воды. Измерения показали 400°. Разумеется, обычная морская вода с обычным солесодержанием, даже находящаяся под давлением 200–300 атм, не могла иметь такую высокую температуру. Анализ черной воды показал, что ее состав необычен: она обогащена такими металлами, как медь, цинк, железо, серебро, кобальт и кадмий. Вблизи подводного гейзера были обнаружены целые колонии донных организмов гигантских размеров. Горячая вода, выбрасываемая из недр, насыщена большим количеством хемосинтезирующих серобактерий, которые и служат пищей для бентоносных животных-фильтратов. Биологи выделили эти организмы в особый биоценоз гидротерм».
Глава 12 СЕВЕРНОЕ МОРЕ. ДАТСКИЕ ПРОЛИВЫ. КОПЕНГАГЕН
15 апреля. Плывем Северным морем. Погода ясная, спокойная, но прохладно. Температура воздуха 8–9°. На совещании начальников отрядов капитан сообщил, что мы должны были прийти в Копенгаген 17 апреля, но из-за пасхи нас примут только 19-го утром. Принято решение останавливаться в Северном море на банках, на отмелых местах, и ловить рыбу удочками. Это в основном для нашей группы. Кроме того, продолжать траления разными тралами для сбора бентоса, а также нектона, то есть в основном рыб.
Стали на якорь на мелком месте, на глубине 30 м, начали удить те, у кого есть удочки или спиннинги. Лов прошел успешно, набрали целое ведро, в основном мерланы и камбалы, но попадалась и другая рыба. Мы взяли для исследования десятка два рыб, остальные были отданы на камбуз для общего стола. Вечером пошли дальше на север.
Утром на следующий день снова стоим в море. Погода пасмурная, температура воздуха 4°. Небольшой ветер и волна, балла три. Глубина под килем — 45 м. Северное море вообще очень мелкое. Провели траление, добыли небольшое количество придонных рыбок нескольких видов, в том числе и камбал. На удочку рыба тут почти не ловилась. Пошли на север, вышли снова на 30-метровые глубины. Холодный, северный ветер. Пробовали удить, но что-то у рыболовов нет азарта. Ужение было малорезультативным. Траление тралом Сигсби принесло разную придонную фауну беспозвоночных (раки-отшельники, морские звезды, офиуры) и очень мало придонных рыб. К вечеру пошли на Копенгаген.
На следующий день утром повернули на восток, в пролив Скагеррак. Пролив Скагеррак находится между Данией с одной стороны и Норвегией и Швецией — с другой. Южный берег пролива датский, северный — сначала норвежский (от мыса Линдеснес до Осло-фьорда), а далее следуют берега Швеции. Протяженность пролива — около 250 км, ширина — около 120 км.
Очень различаются его берега. Южный (это берег полуострова Ютландия) сложен осадочными породами — он низменный, однообразный. Северные берега гористые; тут фьорды, шхеры, островки. В Скагерраке много портов, главным образом со стороны Норвегии — Осло, Хортен, Кристиансанд, Ларвик. У берегов Дании в сущности один небольшой, но неплохо оборудованный порт Хиртсхальс.