Геология океана: загадки, гипотезы, открытия - Конюхов Александр Иванович

Даже когда срединно-океанический хребет перекрывается континентом, как северная ветвь Восточно-Тихоокеанского поднятия, на прилегавших к нему участках абиссали еще долгое время сохраняются разломные зоны протяженностью в тысячи километров. По этим гигантским морщинам на ложе океана продолжаются тектонические подвижки в основном сдвигового характера, благодаря которым обновляется рельеф и на дно трещин стряхиваются осадки, скопившиеся на бортах трещин. Особенно поражают размерами реликты древних трансформных разломов в восточной части Тихого океана: Меррей, Мендосино, Кларион, Клиппертон, Пайонир и др. Один из бортов у этих разломов зачастую вздернут на 100— 200 м относительно другого. Многие участки напоминают гигантские ущелья глубиной до нескольких километров. В стенках, их обрамляющих, обнажаются зачастую основные слои океанической коры. Последняя нередко становится проницаемой для подкоровых субстанций. Об этом свидетельствует то обстоятельство, что близ многих трансформных разломов располагаются цепочки щитовых вулканов и даже целые системы подводных вулканических гор, например Безлунные горы и горы Музыкантов в восточной части Тихого океана или подводные горы Атлантис у разлома Ошеанографер в Центральной Атлантике. Интересно, что такие горы не обязательно теснятся вблизи срединно-океанического хребта, но часто вырастают в периферийных участках трансформных разломов. Таковы Ампер и Жозефина в районе Гибралтарского разлома.

Сложная тектоническая жизнь трансформных разломов в их влияние на эволюцию океанского дна еще до конца не выяснены. Остается, например, загадкой, почему активность в районе ряда разломов, в том числе и сейсмическая, сохраняется лишь по одну сторону от срединно-океанического хребта, тогда как другая его половина совершенно пассивна.

Трансформные разломы выполняют еще одну функцию в океане: зачастую они становятся тем коридором, по которому сообщаются глубинные водные массы, изолированные по обе стороны от срединно-океанического хребта. Так, в районе разлома Чарли-Гиббс происходит переток глубинных вод из Лабрадорского моря в северо-восточные районы Атлантического океана. Происходит движение вод и в обратном направлении.

В районе подводного ущелья Вим в Южно-Бразильской котловине Атлантики также протекают сложные гидрологические процессы. Вблизи дна осуществляется переток на север, к экватору, тяжелых и холодных антарктических вод (так называемое Антарктическое контурное течение), которые затем по трансформному разлому Рио-Гранде поворачивают на восток. Над ними же в противоположном направлении, т. е. на юг от экватора, двигаются менее тяжелые глубинные воды, имеющие арктический генезис. Граница раздела между ними находится на глубинах около 4000 м. Таким образом, циркуляция придонных океанских вод во многом связана с системами трансформных разломов.

Несмотря на то что основная вулканическая деятельность в океане протекает на дне рифтовых долин, более изучен вулканизм слабосейсмичных хребтов центральноокеанического типа. Это и неудивительно. Ведь происходящие в срединно-океанических рифтах процессы до последнего времени были скрыты от глаз человека, тогда как об огнедышащих вулканах на затерянных в океане островах стало известно еще в период великих географических открытий.

Согласно гипотезе о «горячих точках», выдвинутой в начале 70-х годов В. Морганом, вулканизм центральноокеанических хребтов типа Гавайского и Лайн обусловлен подъемом мантийных диапиров. Так называются столбы перегретого вещества, которые зарождаются на границе ядра и мантии Земли и поднимаются к поверхности.

В. Морган относит их к стабильным, долгоживущим образованиям. Поэтому когда литосферная плита проходит над «горячей точкой», последняя прожигает ее, как газовая горелка. Возникший при этом разрез залечивается застывшими базальтами. Непосредственно над «горячей точкой» начинается вспучивание земной коры, которую прорывают магматические расплавы. Вскоре здесь вырастает вулкан, иногда возвышающийся над поверхностью воды на 3—4 км. Период его роста отличается наивысшей активностью. В океане образуется вулканический остров с одним или несколькими конусами, каждый со своим нравом и периодичностью извержений.

Так как для центральных частей океана характерен вулканизм основного или щелочного состава, т. е. из недр сюда поднимаются тяжелые расплавы, эруптивная деятельность проявляется главным образом в виде лавовых излияний, а не выбросов вулканического пепла и камней, хотя последние также происходят. Соответственно конусы вулканов, образующиеся в центральных частях океана, очень широкие, с относительно пологими склонами, многократно наращенными потоками застывшей лавы. Отличительной особенностью этих вулканических зон считается очень слабая сейсмичность, т. е. излияния магмы не сопровождаются здесь крупными тектоническими дислокациями. Расплавам, по-видимому, не надо пробивать путь к поверхности.

По мере продвижения плиты старые вулканы затухают и начинают разрушаться под воздействием физических и химических агентов выветривания. Зато в их тылу над «горячей точкой», занимающей фиксированное положение, вырастает молодое вулканическое поднятие, увенчанное новым конусом. В течение многих миллионов лет подобное перемещение плиты над мантийным диапиром приводит к формированию целого вулканического хребта, зачастую огромной протяженности. Подтверждением гипотезы о «горячих точках» могут служить линейные очертания многих хребтов центральноокеанического типа, а также постепенное омоложение вулканов от одного края хребта к другому.

Самым наглядным примером такого рода образований может служить Гавайское вулканическое поднятие. На западе это подводный хребет на массивном цоколе с цепочкой отдельно стоящих гор, их вершины находятся на глубине 100—350 м. Самая западная подводная гора Кинмей имеет почти меридиональное простирание. Это крупное вулканическое сооружение, покрытое «шапкой» ранне- и позднекайнозойских известняков — литифицированных рифовых массивов, над которыми залегают пласты фораминиферовых сцементированных песков. Рельеф вершины горы, расположенной на глубине 340—360 м, очень неровный. На ней много выступов и гребней, разделенных впадинами и карманами. В процессе тралений были подняты обломки кремовых и бурых известняков, очень плотных, в отдельных случаях кавернозных. Нередко они покрыты марганцевыми корками и пленками и состоят из фрагментов мшанок, тонкостенных раковин моллюсков и фораминифер. Автор этих строк, участвовавший в экспедиции ТИНРО на подводную часть Гавайского хребта, собрал большую коллекцию образцов этих пород. На его глазах из тралов (экспедиция носила научно-промысловый характер) наряду с экзотическими рыбами извлекали обломки черных драгоценных кораллов, растущих на вершине горы Кинмей. Они напоминали диковинные деревья с глянцевыми черными стволами и ветвями, на которых висели редкие красные «листочки» — наросты других, мягких полипов. На сломе такого «деревца» видно концентрическое строение его ствола. Учитывая то обстоятельство, что на плоской вершине этой горы выявляется впадина заливообразной формы, можно предполагать, что банка Кинмей была когда-то атоллом (рис. 8).

Другие подводные горы Гавайского хребта имеют небольшие овальной формы вершины (в плане), которые очень непросто разыскать в открытом океане. На эхолотных записях они выглядят как острия поставленных вертикально игл. Есть подводные горы и с плоскими вершинами. Это так называемые гайоты — подводные вулканические горы со срезанными эрозией или с нивелированными осадками конусами. Типичными гайотами с плоскими выровненными вершинами являются подводные горы Милуоки (Центральная и Южная, рис. 9), Карандаш, Пьедестал, Восточная и др., как, впрочем, и описанная выше гора Кинмей. Над вершинами подводных гор зачастую висят целые скопления промысловых рыб. Они здесь кормятся или отдыхают.

На Гавайском хребте вершины подводных гор постепенно поднимаются к водной поверхности в восточном направлении и наконец появляются над ней, сначала в виде атолла (атолл Мидуэй), а затем в виде все более крупных вулканических островов. Замыкает эту цепь самый значительный по размерам остров — Гавайи. Его занимает мощный вулкан Мауна-Лоа с конусом, поднявшимся на высоту 4168 м над уровнем океана. Это активный вулкан.