Всеволод Зенкович - Морское дно
С помощью вакуумной трубки были получены очень интересные результаты: оказывается, Чёрное море совсем недавно было пресным! Иловая вода, выжатая из нижней части тридцатиметрового столба грунта, имеет совсем ничтожную солёность — всего 3 грамма соли на литр.
Геологи уже давно предполагали, что Чёрное море одно время резко опреснялось, но когда это было? Теперь мы видим перед собой эту законсервированную на дне опреснённую воду и можем измерить её солёность. Подсчитав годичные слои в извлечённых пробах, учёные установили, что «возраст» этой воды — всего 5000 лет. Таким образом, Чёрное море было почти пресным, когда в Египте строились пирамиды! Вот какие существенные геологические изменения произошли на глазах человека.
У вакуумной трубки есть и недостатки. Она может работать только на больших глубинах, не менее 1000 метров, где давление воды достаточно велико. А как же получить пробу грунта на материковой платформе, как пробить песчаные слои и углубиться в древние морские или наземные отложения? Здесь иногда применимы обычные трубки.
Однако лучшие результаты даёт взрывная трубка — пушка конструкции А. Симонова. При испытании на суше «снаряд» этой пушки (стальная труба диаметром в 5 сантиметров) вошёл в слой битого кирпича на 80 сантиметров. Когда же её испытывали на море, она наделала много хлопот. Вот что рассказывают очевидцы.
…Тяжёлая махина со взведённым бойком, вся обвешанная тросами, раскачивается за бортом. Вот уже выдернут предохранитель, и пушка медленно опускается на дно. Раздаётся оглушительный гул, корпус корабля содрогается, трос взлетает вверх и соскакивает с блока. Затем следует мощный рывок, и трос лопается. Оборвавшуюся пушку так и не удалось найти. Что же случилось?
По-видимому, вследствие отдачи пушка подскочила вверх, а потом упала. Трос не мог смягчить удар, так как соскочил с блока.
Пришлось повторять испытания со вторым экземпляром пушки. На этот раз трос всё время натягивался специальным грузом, чтобы не допустить его ослабления в момент выстрела.
…Снова глухой взрыв, но на этот раз трос даже не дрогнул. После того как труба была вытащена, оказалось, что столб грунта в ней равен всего двум с половиной метрам. Но что это был за столб! Вверху песок, ниже мощный слой ракушки со щебнем, потом снова песок и в самом низу бурая глина материкового происхождения. Значит, на этой глубине недавно была суша. Вот какой важный научный вывод сразу же дали испытания взрывного метода.
Описать в нашей книжке всю аппаратуру, с которой работает морской геолог, невозможно, да и не нужно. Каждый год создаются всё новые приборы. А новая техника рождает новые методы исследования, благодаря которым всё более полными и достоверными становятся и картина строения морского дна и те выводы, которые делают на этом основании геологи.
Познакомимся теперь с результатами новейших исследований морского дна, с самым интересным, что удалось обнаружить там геологам.
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.
