Удивительная океанология
Шрифт:
Рельеф морского дна
Как известно, земная кора делится на два типа: регионы с тонкой (около 10 километров) корой — это океаны, и регионы с толстой (около 40 километров) корой — это континенты. Блоки земной коры плавают в более плотном материале мантии, и средняя высота их поверхности
Объем воды в океанах превышает объем океанических бассейнов. Соответственно, часть воды распространяется (разливается) над опущенными частями континентов, образуя мелководные моря, которые принято называть континентальными шельфами.
Типичная глубина мелководных морей — 50–100 метров. Наиболее важными из них являются Восточно-Китайское море, Северное море, Берингово море, шельф Патагонии и Сибирский шельф. Мелководные моря помогают рассеиванию (диссипации) приливов, они отличаются высокой продуктивностью и входят в особую экономическую зону близлежащих стран.
Также известно, что земная кора разделена на большие плиты, которые движутся относительно друг друга. Относительное движение этих плит создает большое разнообразие элементов морского дна. Эти элементы включают в себя срединноокеанические хребты, глубоководные желоба, островные дуги, бассейны и подводные горы.
Названия элементов рельефа морского дна были определены специальной Международной гидрографической комиссией. Вот они:
— бассейн — это понижение морского дна более или менее выровненной формы и различной протяженности;
— каньон — это узкое глубокое (до 1000 м и более) понижение с крутыми склонами, имеющее V-образный поперечный профиль;
— континентальный шельф — это зона, смежная с континентом (или вокруг острова) и простирающаяся до глубины, которая обычно отмечена увеличением уклона в сторону больших глубин;
— континентальный склон — это уклон в сторону моря от границы шельфа к большим глубинам;
— равнина — это плоская, слабо покатая или близкая к равнинному часть морского дна;
— хребет — это вытянутое узкое поднятие морского дна с крутыми склонами и неравномерной (нерегулярной) топографией;
— подводная гора — это изолированное или относительно изолированное поднятие, возвышающееся на 1000 метров и более над дном океана, ограниченное вершиной;
— разлом — это нижняя часть хребта, отделяющая океанические бассейны друг от друга или от близлежащего морского дна;
— глубоководный желоб — это протяженное, узкое и глубокое понижение морского дна с относительно крутыми склонами.
Глубина моря и океана может быть измерена двумя способами: эхолокатором, установленным на корабле, или спутниковым альтиметром (высотомером).
Большинство карт морского дна создано на основе измерений, сделанных эхолокаторами. Принцип действия этих приборов
Временной интервал между посылом импульса и приходом эха, умноженный на скорость звука, дает удвоенную глубину океана.
Первое комплексное эхолотирование было выполнено американским эскадренным миноносцем «Стюарт» в 1922 году, когда тот пересек Атлантику, Средиземное море и Индийский океан (он шел на Филиппины, чтобы войти в состав американского Азиатского флота). Теперь же океанографические и военные суда во время плавания практически непрерывно производят эхолотирование. Таким образом, создаются базы данных, на основе которых и составляются так называемые батиметрические карты. Распределение судовых маршрутов по поверхности морей и океанов неравномерно: в южном полушарии они пролегают довольно далеко друг от друга, а, например, в Северной Атлантике — довольно близко. Соответственно, неравномерна и точность батиметрических карт.
При измерении глубин эхолотированием могут иметь место ошибки. Дело в том, что скорость звука изменяется на ±4 % в разных районах Мирового океана. Используя таблицы средних скоростей звука, ошибку можно уменьшить до ±1 %. К тому же до недавних времен местоположение корабля определялось не очень точно, и ошибки могли составлять десятки километров. И главное — иногда скопления зоопланктона и косяки рыб дают такие отражения, что на батиметрических картах появляются ложные подводные горы.
Более точный метод — это современная спутниковая альтиметрия.
В космосе постоянно находится множество альтиметрических спутников; с их помощью создаются так называемые спутниковые альтиметрические карты океанского дна.
На дне морей и океанов, как и на суше, есть горы, обширные равнины, ущелья и узкие глубоководные впадины всевозможных размеров. Для рельефа океанического дна характерно также большое количество одиночных гор среди вполне ровных пространств, что для суши нетипично.
Подводные горные системы, как и на суше, имеют линейную направленность, но большинство из них значительно превосходит горные системы континентов по протяженности, ширине и площади. Так, например, на дне Мирового океана расположена самая большая горная система земного шара — система так называемых Срединноокеанических хребтов, которая непрерывной широкой полосой простирается на 65–70 тысяч километров. Она пересекает Северный Ледовитый океан, проходит через Атлантический и Индийский океаны в их средней части и уходит через Тихий океан к берегам Калифорнии.