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

В то же время цунами может причинить разрушения даже на удалении в тысячи километров. Чаще всего оно наблюдается в акватории Тихого океана, с которой связано наибольшее число землетрясений в периферийных, переходных зонах. В отличие от обычной ветровой волны, возникающей на поверхности и затрагивающей лишь верхний, 100—200-метровый слой воды, цунами рождается в результате событий, происходящих на большой глубине. Поэтому в колебательное движение вовлекается, по существу, весь столб воды в районе подводного землетрясения или оползня. Отсюда волна с невероятной скоростью распространяется в разных направлениях, достигая побережий. Порожденная сильнейшим землетрясением на подводной окраине Чили в 1960 г., мощная волна пересекла весь Тихий океан и обрушилась через несколько часов на Гавайские острова, а затем на побережье Японии. При этом ее сила нисколько не уменьшилась. В Чили жертвами этой волны стали 900 человек, на Гавайских островах — 60, в Японии — 119. Сопоставление временных интервалов, которые разделяют удар этой волны в разных районах, позволило оценить скорость ее распространения. Оказалось, что на некоторых отрезках она достигала 850 км/ч при средней скорости около 700 км/ч.

Интересно, что движение цунами в океане совершенно незаметно. По высоте такая волна вряд ли отличается от обычной океанской зыби. Однако, когда цунами выходит на мелководье, вся энергия, рассеянная до того в 5-6-километровом по высоте фронте, начинает сгущаться по мере его сокращения до 110 м и менее. Молекулы воды, захваченные этим движением, получают такой мощный импульс, что суммарные их колебания вызывают быстрое увеличение высоты цунами, которая вблизи побережья может достигнуть 35—40 м и более. При этом передовой склон волны становится почти вертикальным, а пенистый ее гребень начинает напоминать косматую конскую гриву. Именно так изображали цунами на старинных японских гравюрах.

Как говорилось выше, приближению цунами часто предшествует сильный отлив. Вода как бы отсасывается волной от побережья, чтобы затем обрушить на него всю свою невероятную мощь. Ужасающие последствия таких ударов описаны многими учеными [Святловский, Силкин, 1973; Тазиев, 1961], поэтому мы не будем останавливаться на этом подробно. Рассмотрим геологические причины и последствия этого явления. Полагают, что цунами порождено значительными смещениями в структуре ложа океана. Это могут быть крупные подвижки в системах трансформных разломов, сопровождающиеся опусканиями значительных участков дна. Однако чаще источником цунами оказываются землетрясения на континентальных окраинах или во фронтальной части островных вулканических дуг типа Японской или Курильской. Их эпицентр находится, как правило, в пределах континентального или островного склона и связан с подвижками в зоне Беньофа. По-видимому, для возникновения цунами необходимо не столько землетрясение, сколько вызванные им обрушения склонов или региональные оползни. Перемещение огромных глыб и целых массивов горных пород вызывает резкие колебания в водной толще, захватывающие большую ее часть.

Свидетельства таких обрушений можно обнаружить на сейсмоакустических профилях, выполненных в периферийных зонах океана. Так, на одном из профилей через континентальный склон Камчатского полуострова, в районе Авачинского залива, можно видеть огромный блок коренных пород, оторвавшийся от кромки шельфа и перегородивший подводный каньон в средней его части. Общий объем этой глыбы, по-видимому, превышает 50 км3. Не вызывает сомнений, что ее перемещение под водой должно было породить многометровую волну, обрушившуюся когда-то на Тихоокеанское побережье.

Как известно, цунами выбрасывает на сушу не только мелкие, но и крупные суда, причем нередко они оказываются на значительном удалении от берега. Цунами перемещает огромные массы песка, камней и гравия с пляжей и мелководья, нередко совершенно преображая рельеф в пределах прибрежной равнины. Не менее драматичны последствия цунами в глубоководной части активных континентальных окраин. Как правило, они окружены узкими полосками шельфа, изрезанного подводными каньонами. Нередко вершины каньонов подходят непосредственно к побережью. Возвратные течения, порожденные этой волной, захватывают огромное количество осадка. Известно, что цунами смывало целые селения и плантации. Большая часть этого материала, скорее всего, сбрасывается с шельфа по подводным каньонам.

Цунами — наиболее вероятный источник схода по каньонам подводных лавин, в основном в виде мутьевых потоков. На окраине Новой Зеландии при обследовании отложений мутьевого течения был обнаружен совершенно экзотический материал, малохарактерный для глубоководных осадков. Им оказались кокосовые орехи, вынесенные цунами с побережья. Гигантская волна могла породить мутьевые потоки практически одновременно на противоположных окраинах материков в Тихом океане. В этом случае возникает возможность синхронизировать турбидиты, формировавшиеся в огромном регионе.

Таким образом, зарождаясь в глубинах морских, цунами как бы возвращается в них в виде мощных суспензионных потоков, оставляющих следы на значительной площади в периферийных районах океана, а также вокруг цоколей центральноокеанических вулканических хребтов.

Рождение и исчезновение океанов

Океаны, как и все на Земле, рождаются, живут и умирают. Благодаря теории литосферных плит мы знаем, что еще 180—150 млн лет назад многие современные океаны не существовали. Они возникли один за другим в процессе раскола древних континентальных мегаблоков и образования между их фрагментами новой океанической коры. Новая теория позволяет найти на геологической карте мира те районы, где эти процессы протекают буквально на наших глазах, т. е. указать возможные места рождения океанов будущего. Таких районов в наше время два. Это Красное море и Калифорнийский залив, хотя последний представляет собой скорее обособленный анклав, принадлежащий Тихому океану, нежели самостоятельное образование.

Красное море — прямолинейный глубокий рубец протяженностью более 2900 км — на карте выглядит нешироким шнурком воды, почти связавшим северо-западную периферию Индийского океана с Ионической впадиной Средиземного моря. По существу, это гигантская трещина, отделившая Африку от Аравии. Возраст ее не более 5 млн лет. Таким образом, еще 5 млн лет назад эти два огромных континетальных блока были единым целым. Об этом свидетельствуют результаты глубоководного бурения с борта «Гломара Челленджера»: на континентальных склонах моря были вскрыты миоценовые соли прибрежно-морского происхождения, ниже которых местами залегают базальты (там, где соли образуют оползни) или древние континентальные образования.

Геологи чаще употребляют термин «Красноморский рифт», когда говорят о Красном море. Дело в том, что море стало в наше время слишком расхожим словом. Оно во многом утратило геологический смысл. Термин же «рифт» вполне отражает особенности строения и происхождения Красноморской структуры.

Выше мы говорили о континентальных и океанических рифтах — трещинах, возникающих над выступами мантии, которые как бы проплавляют земную кору. Красноморский рифт представляет собой особый тип рифтовых структур, промежуточный между континентальными и океаническими. От первых его отличает наличие молодого базальтового ложа, свидетельствующего о полном разрыве континентальной коры и залегающего на глубинах 1500—1900 м от поверхности моря, от вторых — то важное обстоятельство, что естественным обрамлением рифта служат блоки континентальной коры. К тому же в Красноморском рифте отсутствует срединное вулканическое поднятие, столь характерное для океанических рифтовых хребтов.

Со стороны суши Красное море окружено системой довольно высоких хребтов, крутые, обрывистые склоны которых обращены в сторону рифта, тогда как пологие опускаются в направлении окружающих платформ. Вследствие этого водный сток устремляется не к морю, а в противоположные стороны. Не в последнюю очередь это определяет аридный климат всего региона.