Свойства океаническуой воды

В тропическом поясе подъем уровня моря способствовал более интенсивному росту кораллов с внешней (морской) стороны рифов, так что с внутренней стороны образовывались лагуны, отделяющие от берега барьерный риф. Подобный процесс  происходил и там, где на фоне подъема  уровня моря происходило погружение острова. При этом барьерные рифы с внешней стороны частично разрушались  во время штормов, и обломки кораллов нагромождались штормовыми волнами  выше уровня спокойного моря. Кольца рифов  вокруг погрузившихся вулканических  островов образовали атоллы. В последние 2000 лет поднятие уровня Мирового океана практически не отмечается.

Пляжи

всегда высоко ценились человеком. Они сложены преимущественно  песком, хотя встречаются также галечные и даже мелковалунные пляжи. Иногда песок представляет собой измельченные волнами раковины (т.н. ракушечный песок). В профиле пляжа выделяются наклонная и почти горизонтальная части. Угол наклона прибрежной части зависит от слагающего ее песка: на пляжах, сложенных тонким песком, фронтальная зона наиболее пологая; на пляжах из крупнозернистого песка уклоны несколько больше, а наиболее крутой уступ образуют галечные и валунные пляжи. Тыловая зона пляжа находится обычно выше уровня моря, но порой огромные штормовые волны заливают и ее.

Различают несколько типов пляжей. Для берегов США наиболее типичны  протяженные, относительно прямолинейные  пляжи, окаймляющие с внешней  стороны барьерные острова. Для  таких пляжей характерны вдольбереговые ложбины, где могут развиваться  опасные для пловцов течения. С внешней стороны ложбин находятся  вытянутые вдоль берега песчаные бары, где и происходит разрушение волн. При сильном волнении здесь  часто возникают разрывные течения.

Скалистые берега неправильных очертаний  обычно образуют множество мелких бухточек с небольшими изолированными участками  пляжей. Эти бухточки часто бывают защищены со стороны моря выступающими над поверхностью воды скалами или  подводными рифами.

На пляжах обычны образования, созданные  волнами, – пляжевые фестоны, знаки ряби, следы волнового заплеска, промоины, образующиеся при стоке воды во время отлива, а также следы, оставленные животными.

При размыве пляжей во время зимних штормов песок перемещается по направлению  к открытому морю или вдоль  берега. При более спокойной погоде летом на пляжи поступают новые  массы песка, принесенные реками или образовавшиеся при размыве  волнами береговых уступов, и  таким образом происходит восстановление пляжей. К сожалению, этот компенсационный  механизм часто нарушается вмешательством человека. Строительство плотин на реках или сооружение берегоукрепительных  стенок препятствует поступлению на пляжи материала взамен размытого  зимними штормами.

Во многих местах песок переносится  волнами вдоль берега, преимущественно  в одном направлении (т.н. вдольбереговой поток наносов). Если береговые сооружения (дамбы, волноломы, пирсы, буны и т.п.) преграждают этот поток, то пляжи «выше по течению» (т.е. расположенные с той стороны, откуда происходит поступление наносов) либо размываются волнами, либо расширяются за счет поступления наносов, тогда как пляжи «ниже по течению» почти не подпитываются новыми отложениями.

РЕЛЬЕФ ДНА ОКЕАНОВ

На дне океанов находятся  огромные горные хребты, глубокие расселины  с обрывистыми стенками, протяженные  гряды и глубокие рифтовые долины. Фактически морское дно не менее изрезано, чем поверхность суши.

Шельф, материковый склон и материковое  подножье.

Платформа, окаймляющая континенты и называемая материковой отмелью, или шельфом, не столь ровная, как  это когда-то считалось. На внешней  части шельфа обычны скальные выступы; коренные породы часто выходят и  на примыкающей к шельфу части  материкового склона.

Средняя глубина внешнего края (бровки) шельфа, отделяющей его от материкового склона, составляет ок. 130 м. У берегов, подвергавшихся оледенению, на шельфе часто отмечаются ложбины (троги) и впадины. Так, у фьордовых берегов Норвегии, Аляски, южного Чили глубоководные участки обнаруживаются вблизи современной береговой линии; глубоководные ложбины существуют у берегов штата Мэн и в заливе Св. Лаврентия. Выработанные ледниками троги часто тянутся поперек всего шельфа; местами вдоль них располагаются исключительно богатые рыбой отмели, например банки Джорджес или Большая Ньюфаундлендская.

Шельфы у берегов, где оледенения не было, имеют более однообразное строение, однако и на них часто  встречаются песчаные или даже скальные гряды, возвышающиеся над общим  уровнем. В ледниковую эпоху, когда  уровень океана понизился вследствие того, что огромные массы воды аккумулировались на суше в виде ледниковых покровов, во многих местах нынешнего шельфа были созданы речные дельты. В других местах на окраинах материков на отметках тогдашнего уровня моря в поверхность  были врезаны абразионные платформы. Однако результаты этих процессов, протекавших  в условиях низкого положения  уровня Мирового океана, были существенно  преобразованы тектоническими движениями и осадконакоплением в последующую  послеледниковую эпоху.

Удивительнее всего то, что во многих местах на внешнем шельфе все-таки можно обнаружить отложения, образовавшиеся в прошлом, когда уровень океана был более чем на 100 м ниже современного. Там же находят кости мамонтов, живших в ледниковую эпоху, а иногда и орудия первобытного человека.

Говоря о материковом склоне, необходимо отметить следующие особенности: во-первых, он обычно образует четкую и  хорошо выраженную границу с шельфом; во-вторых, почти всегда его пересекают глубокие подводные каньоны. Средний  угол наклона на материковом склоне составляет 4°, но встречаются и более крутые, иногда почти вертикальные участки. У нижней границы склона в Атлантическом и Индийском океанах располагается пологонаклонная поверхность, получившая название «материкового подножья». По периферии Тихого океана материковое подножье обычно отсутствует; его часто замещают глубоководные желоба, где тектонические подвижки (сбросы) порождают землетрясения и где зарождается большинство цунами.

Подводные каньоны.

Эти каньоны, врезанные в морское  дно на 300 м и более, обычно отличаются крутыми бортами, узким днищем, извилистостью  в плане; как и их аналоги на суше, они принимают многочисленные притоки. Самый глубокий из известных  подводных каньонов – Большой  Багамский – врезан почти на 5 км.

Несмотря на сходство с одноименными образованиями на суше, подводные  каньоны в своем большинстве  не являются древними речными долинами, погруженными ниже уровня океана. Мутьевые течения вполне способны как выработать долину на дне океана, так и углубить и преобразовать затопленную речную долину или понижение по линии сброса. Подводные долины не остаются неизменными; по ним осуществляется транспорт наносов, о чем свидетельствуют знаки ряби на дне, и глубина их постоянно меняется.

Глубоководные желоба.

Многое стало известно о рельефе  глубоководных частей океанического  дна в результате широкомасштабных исследований, развернувшихся после  Второй мировой войны. Наибольшие глубины  приурочены к глубоководным желобам  Тихого океана. Самая глубокая точка  – т.н. «пучина Челленджера» –  находится в пределах Марианского желоба на юго-западе Тихого океана. Ниже приводятся наибольшие глубины океанов с указанием их названий и местоположения:

Северный Ледовитый – 5527 м в Гренландском море;

Атлантический – желоб Пуэрто-Рико (у берегов Пуэрто-Рико) – 8742 м;

Индийский – Зондский (Яванский) желоб (к западу от Зондского архипелага) – 7729 м;

Тихий – Марианский желоб (у Марианских о-вов) – 11 033 м; желоб Тонга (у Новой Зеландии) – 10 882 м; Филиппинский желоб (у Филиппинских о-вов) – 10 497 м.

Срединно-Атлантический хребет.

О существовании большого подводного хребта, протянувшегося с севера на юг через центральную часть Атлантического океана, известно уже давно. Его протяженность  почти 60 тыс. км, одно из его ответвлений  тянется в Аденский залив к  Красному морю, а другое заканчивается  у берегов Калифорнийского залива. Ширина хребта составляет сотни километров; наиболее поразительную его черту  представляют рифтовые долины, прослеживающиеся почти на всем его протяжении и напоминающие Восточно-Африканскую рифтовую зону.

Еще более удивительным открытием  явилось то, что основной хребет пересекают под прямым углом к  его оси многочисленные гребни и  ложбины. Эти поперечные гребни прослеживаются в океане на протяжении тысяч километров. В местах пересечения их с осевым хребтом находятся т.н. зоны разломов, к которым приурочены активные тектонические подвижки и где находятся центры крупных землетрясений.

Гипотеза дрейфа материков А.Вегенера.

Примерно до 1965 большинство геологов полагало, что положение и очертания  материков и океанических бассейнов  остаются неизменными. Существовало довольно смутное представление о том, что Земля сжимается, и это  сжатие приводит к образованию складчатых горных хребтов. Когда в 1912 немецкий метеоролог Альфред Вегенер высказал идею о том, что материки перемещаются («дрейфуют») и что Атлантический океан образовался в процессе расширения трещины, расколовшей древний суперконтинент, эта идея была встречена с недоверием, несмотря на множество фактов, свидетельствующих в ее пользу (сходство очертаний восточного и западного побережий Атлантического океана; сходство ископаемых остатков в Африке и Южной Америке; следы великих оледенений каменноугольного и пермского периодов в интервале 350–230 млн. лет назад в районах, ныне расположенных вблизи экватора).

Разрастание (спрединг) океанического дна. Постепенно доводы Вегенера были подкреплены результатами дальнейших исследований. Было высказано предположение о том, что рифтовые долины в пределах срединно-океанических хребтов возникают как трещины растяжения, которые затем заполняются поднимающейся из глубин магмой. Материки и примыкающие к ним участки океанов образуют огромные плиты, движущиеся в стороны от подводных хребтов. Фронтальная часть Американской плиты надвигается на Тихоокеанскую плиту; последняя в свою очередь поддвигается под материк – происходит процесс, называемый субдукцией. Есть множество других свидетельств в пользу этой теории: например, приуроченность к этим районам центров землетрясений, краевых глубоководных желобов, горных цепей и вулканов. Эта теория позволяет объяснить почти все крупные формы рельефа материков и океанических бассейнов.

Магнитные аномалии.

Наиболее убедительным доводом  в пользу гипотезы разрастания океанического  дна является чередование полос  прямой и обратной полярности (положительных  и отрицательных магнитных аномалий), прослеживающихся симметрично по обе стороны от срединно-океанических хребтов и следующих параллельно их оси. Изучение этих аномалий позволило установить, что спрединг океанов происходит в среднем со скоростью несколько сантиметров в год.

Тектоника плит.

Еще одно доказательство вероятности  этой гипотезы было получено с помощью  глубоководного бурения. Если, как следует  из данных по исторической геологии, разрастание  океанов началось в юрском периоде, ни одна часть Атлантического океана не может быть старше этого времени. Глубоководными буровыми скважинами в  некоторых местах были пройдены отложения  юрского возраста (образовавшиеся 190–135 млн. лет назад), но нигде не встречены  более древние. Это обстоятельство может считаться весомым доказательством; в то же время из него следует  парадоксальный вывод о том, что  дно океана моложе, чем сам океан.

ИССЛЕДОВАНИЯ ОКЕАНОВ

Ранние исследования.

Первые попытки исследовать  океаны носили исключительно географический характер. Путешественники прошлого (Колумб, Магеллан, Кук и др.) совершали  долгие утомительные плавания через  моря и открывали острова и  новые материки. Первая попытка исследовать  сам океан и его дно была сделана британской экспедицией  на «Челленджере» (1872–1876). Это плавание заложило основы современной океанологии. Метод эхолотирования, разработанный в годы Первой мировой войны, позволил составить новые карты шельфа и материкового склона. Специальные океанологические научные учреждения, появившиеся в 1920–1930-е годы, распространили свою деятельность на глубоководные области.

Современный этап.

Настоящий прогресс в исследованиях, однако, начинается лишь после окончания  Второй мировой войны, когда в  изучении океана приняли участие  военно-морские силы различных стран. В это же время получили поддержку  многие океанографические станции.

Ведущая роль в этих исследованиях  принадлежала США и СССР; в меньших  масштабах подобные работы проводили  Великобритания, Франция, Япония, Западная Германия и другие страны. Примерно за 20 лет удалось получить довольно полное представление о рельефе  океанического дна. На опубликованных картах рельефа дна вырисовывалась картина распределения глубин. Большое  значение приобрели также исследования дна океана с помощью эхозондирования, при котором звуковые волны отражаются от поверхности коренных пород, погребенных  под рыхлыми осадками. Сейчас об этих погребенных отложениях известно больше, чем о породах континентальной  земной коры.

Погружные аппараты с экипажем на борту.

Большим шагом вперед в исследованиях  океана явилась разработка глубоководных  погружных аппаратов с иллюминаторами. В 1960 Жак Пикар и Дональд Уолш на батискафе «Триест» I осуществили погружение в самой глубокой из известных областей океана – «пучине Челленджера» в 320 км к юго-западу от о.Гуам. «Ныряющее блюдце» Жак Ива Кусто оказалось наиболее удачным среди аппаратов подобного типа; с его помощью удалось открыть удивительный мир коралловых рифов и подводных каньонов до глубины 300 м. Другой аппарат, «Алвин», спускался до глубины 3650 м (при проектной глубине погружения до 4580 м) и активно использовался в научных исследованиях.