Морское дно

Материковая платформа

Вдоль берегов всех океанов и многих глубоководных морей, в любых широтах, от полюса до экватора тянется плоская мелководная платформа. Общая протяжённость этой платформы измеряется сотнями тысяч километров. Различна её ширина, различна глубина, на которой она обрывается и дно резко уходит вниз в пучину океана, различен грунт (местами ил, местами песок, местами обнажённая скала), различен, наконец, и рельеф, то исключительно ровный, то изборождённый желобами.

Материковая платформа составляет как бы одно целое с теми низменностями на побережье суши, которые граничат с океаном. Существование этой платформы говорит о том, что в развитии земной коры как на суше, так и на море есть какие-то очень важные общие закономерности. Какие же?

Первым, кто поставил себе задачу изучить происхождение и строение материковой платформы, был норвежский учёный, знаменитый полярный исследователь Фритьоф Нансен, один из создателей современной океанографии, науки об океанах и морях. Изучив материковые отмели — в Северном Ледовитом океане, где отмель особенно широка, а затем вдоль северо-западных берегов Европы, где материковая отмель была наиболее детально промерена, — Нансен вывел заключение о том, какие процессы могли привести к образованию платформы на морском дне.

Каковы же эти процессы и насколько правильны взгляды Ф. Нансена?

Первый процесс — разрушение морем его берегов; этот процесс называется абразией. Попадая на мелководье, морские волны возбуждают сильнейшие придонные движения воды, а у самого берега образуют прибой. Удары штормовой волны о прибрежные утёсы достигают колоссальной силы: до 60 тонн на квадратный метр! Нужно ещё заметить, что перед береговыми обрывами обычно лежат обломки камней в виде гальки и валунов. Волна подхватывает их и словно тараном ударяет ими об утёсы. В результате береговые породы постепенно разрушаются, и обрыв отступает. Скорость этого процесса, однако, невелика и зависит от состава пород. Кристаллические породы (например, гранит) иногда за столетия не дают заметных изменений. Обычные осадочные породы (такие, как известняки, песчаники, сланцы) отступают со скоростью в несколько сантиметров в год. Только очень рыхлые породы (глина, пески) разрушаются в настоящее время сравнительно быстро — до метра в год.

По мере того как обрыв отступает, остаётся плоская, слегка наклонная поверхность материковой платформы (рис. 17). На дне волны также дробят и истирают породу, перекатывая по ней валуны и более мелкие наносы, но процесс этот идёт несравненно медленнее. Постепенно море у берега всё более мелеет. Волны ударяют о берег всё слабее, поскольку их энергия растрачивается теперь на трение о пологое прибрежное дно.

Рис. 17. Профиль края материка, срезаемого морем в процессе абразии. А — полоса материковой отмели, лежащая на месте срезанной суши; точками показаны материковые отложения, покрывающие подводный откос материка.

Кроме того, волны несут с собой массу наносов, которые, скапливаясь у берега, образуют низменную полосу и препятствуют его разрушению. Поэтому, если уровень моря не меняется, разрушение береговых пород с течением времени замедляется. Нансен считал, что абразия может разрушить достаточно широкую полосу суши только в том случае, когда уровень моря повышается. Но в его время этот вывод ещё не был подкреплён точными фактами.

В настоящее время советские учёные детально изучили работу волн и подтвердили правильность объяснения, данного процессу абразии Нансеном.

Но абразия — это лишь одна из нескольких причин образования шельфа. Вторая причина носит название морской аккумуляции (это слово означает накопление). Реки выносят в море большие массы щебня, песка и мельчайших минеральных частиц, образующих морской ил. Известно, что в устьях крупных рек иногда возникают дельты — плоские илисто-песчаные равнины, которые выдвигаются в море со скоростью, достигающей десятки метров в год. Дельта имеет и свою подводную часть, напоминающую шельф в миниатюре, но очень мелководную (рис. 18). Эта часть иногда выступает в море на несколько километров и заканчивается крутым склоном, падающим уже на середину шельфа. Иногда она сливается с его краем и доходит до материкового склона (таковы, например, дельты Миссисипи и Нила). Исследования этих подводных отмелей показали, что они целиком сложены речными отложениями.

Рис. 18. Профиль, показывающий внутреннее строение речной дельты. Пологая прибрежная равнина является здесь поверхностью аккумуляции.

У небольших рек волны и морские течения не дают возможности строить дельты. Весь выносимый материал — щебень, песок и т. д. — разносится здесь вдоль берега и образует ровную поверхность дна, которая медленно выдвигается в сторону океана. Такой процесс и называется морской аккумуляцией.

Третья причина образования материковой платформы — это процессы вертикальных движений отдельных участков земной коры. В очень многих местах посредине шельфа и даже на его краю были встречены россыпи валунов, которые не могут выносить равнинные реки. Затем были найдены и выходы оголённых коренных пород без всяких наносов.

Нансен связал это со сбросами, которые, по его мнению, ограничивают все материки. Сбросом называется смещение пластов земной коры в результате её разломов, когда один участок опускается относительно смежного. Величина такого смещения бывает различна: от немногих метров до километра и более! Иногда несколько сбросов, находящихся близко друг от друга, образуют своеобразную лестницу — ступенчатый сброс (рис. 19). Сбросовый характер имеет, например, часть шельфа у берега Норвегии. Здесь можно видеть целую серию сбросов, находящихся частично над водой, а частично под водой в виде резких уступов (рис. 20). Громадный сброс обнаружен и у нас на Мурманском побережье Баренцева моря.

Рис. 19. Ступенчатый сброс, опустивший поверхность земной коры по нескольким плоскостям разлома.

Рис. 20. Участок сбросового шельфа вдоль берега Норвегии (по карте норвежского исследователя О. Хольтедаля). Здесь целая серия перекрещивающихся сбросов расколола поверхность земной коры на ряд призм, опущенных на разную глубину. Некоторые из призм увенчаны островами.

А вот и ещё одна причина образования шельфа (её сейчас считают наиболее важной). Очень многие шельфы в своём рельефе и строении сохранили черты, показывающие, что морское дно тут сравнительно недавно было сушей. Даже в те времена, когда было сделано ещё сравнительно мало промеров, Нансен сумел в деталях рельефа Баренцева моря разглядеть следы древней речной сети. На дне моря найдены, например, продолжения рек Печоры, Северной Двины и некоторых других (рис. 21).

Рис. 21. Карта Ф. Нансена, изображающая древнюю сушу на дне Баренцева моря.

Советский учёный акад. А. Д. Архангельский обнаружил в северо-западной части Чёрного моря под слоем морских песков и ракушечников древние речные отложения в виде торфа с остатками камышей и речных животных. Это — отложения древней дельты Днепра, которые залегают сейчас в десятках километров от берега, на глубине больше 25 метров.

В море Лаптевых и Восточно-Сибирском море были найдены подводные продолжения рек Хатанги, Оленека, Лены, Яны, уходящие далеко в сторону впадины Ледовитого океана.