Классификация форм рельефа дна Мирового океана

Существует довольно много различных попыток дать генетическую классификацию форм подводного рельефа. Ни одна из них не удовлетворяет запросам мореплавателей и штурманов, обязанных совершенно ясно представлять себе строение дна океанов и морей и, в то же время, не обладающих специальными знаниями в области геоморфологии.

Кроме того, происхождение многих форм подводного рельефа еще далеко не всегда известно. Существование же их неоспоримо. Поэтому здесь за основу принята обобщенная классификация, предложенная кандидатом географических наук А. Н. Ларионовой. Описания отдельных форм рельефа, включенных в настоящую классификацию, составлены так, что в них входит геометрическая характеристика (морфографические признаки), а где возможно и происхождение (генетические признаки).

В классификацию включены только наиболее характерные и распространенные и, вместе с тем, лучше всего изученные формы рельефа. Названия форм приняты те же, что и на картах «Морского атласа».

Классификационная таблица выглядит так.
1. Основные категории рельефа океанского дна:
а) материковая отмель (континентальное плато или шельф);
б) материковый склон;
в) ложе океана.

2. Основные формы рельефа (макроформы), располагающиеся в пределах основных категорий:
а) на материковой отмели: впадины и островные плато;
б) на материковом склоне: сбросовые уступы, обрывы, террасы, или сбросовые лестницы, желоба, гребни (хребты склонов);
в) на ложе океана: котловины, глубоководные впадины, хребты, пороги, плато.

Все эти формы являются сложными формами рельефа и обусловлены тектоникой. Они тянутся на десятки и сотни километров и оказывают влияние на общую систему циркуляции вод океана.

3. Второстепенные формы рельефа (мезоформы), располагающиеся в пределах основных категорий:
а) на материковой отмели: тектонические обрывы, унаследованные (реликтовые) формы эрозионного или ледникового происхождения, положительные формы, сложенные устойчивыми горными породами (останцы), аккумулятивные формы, созданные современными процессами, и, наконец, коралловые формы;

б) на материковом склоне: каньоны;
в) на ложе океана: подводные вулканы и вулканические острова, столовые горы, гряды подводных гор.

Материковая отмель. Материковая отмель, иногда ее называют также континентальным плато или шельфом, окаймляет материки и материковые острова непрерывной, относительно мелководной полосой. Некоторые моря целиком или большей своей частью лежат в пределах материковой отмели. В сторону океана она заканчивается более или менее резким перегибом (бровкой), являющейся верхней границей (началом) материкового склона.

Ширина отмели и глубина на ее бровке в разных местах различны. Ширина отмели изменяется в пределах от нескольких километров до нескольких сотен километров. Наибольшей ширины 1200—1300 км материковая отмель достигает в Северном Ледовитом океане (Баренцево море). Глубина бровки изменяется от 40—50 до 400—500 м. Наиболее глубоко располагается обычно бровка широкой отмели. Площадь материковой отмели, считая ее границей изобату 200 м, составляет 8% от общей поверхности дна Мирового океана.

Материковую отмель долго считали результатом только абразии, т. е. постепенного срезания морем погружающихся участков суши, или только аккумуляции, т. е. накопления выносимых с материка продуктов разрушения.

На самом деле происхождение материковой отмели более сложно. Накопление мощных толщ отложений наблюдается только перед устьями больших рек и в отдельных замкнутых впадинах (котловинах аккумуляции). Значительно чаще материковая отмель является затопленной окраиной современной суши, которая сохраняет при этом свое геологическое строение, а зачастую и многие формы рельефа наземного происхождения.

Это может иметь место при трансгрессиях, т. е. при наступлении моря на сушу в результате повышения уровня океана или погружения (наклона, изгиба) края материка. Не менее часто, особенно у берегов, вдоль которых простираются молодые (альпийские) складчатые горы, материковую отмель составляет узкая, нередко всего несколько километров шириной абразионная полоса.

Только в отдельных случаях, например у норвежского побережья Скандинавии, ее ширина достигает 60 км. Но происхождение абразионной террасы, по-видимому, облегчено здесь привходящими факторами (морозным выветриванием и повторным затоплением морем). Изредка встречаются участки материковой отмели, имеющие сбросовый характер, т. е. образовавшиеся в результате смещения пластов горных пород вдоль вертикальных или крутонаклонных трещин.

Есть все основания делить материковые отмели на трансгрессионные, абразионные и реже встречающиеся аккумулятивные и сбросовые.

Аккумулятивные материковые отмели, сложенные мощными толщами рыхлых отложений, обычно мелководны. Их рельеф характеризуется плавным изменением глубин. Резко выраженная бровка материкового склона зачастую отсутствует.

Пространство сбросовой материковой отмели характеризуется рельефом с резкими изменениями глубины. Формы унаследованного наземного рельефа и формы, созданные современными процессами, имеют второстепенное значение и не изменяют общего облика рельефа. Бровка прямолинейная или угловатая.

Абразионная материковая отмель образуется там, где океан соприкасается с молодыми складчатыми структурами. Поверхность абразионной отмели всегда сильно сглажена. Только в отдельных местах встречаются повышения дна, сохранившиеся потому, что они сложены более прочными породами, чем окружающие. Нередко такие останцы поднимаются выше уровня моря в виде отдельных скал (кекур). Ширина абразионной отмели, как правило, очень невелика. Она зависит от прочности горных пород, подвергающихся абразии, от продолжительности и интенсивности процесса абразии. Бровка абразионной отмели очень извилиста.

Трансгрессионная материковая отмель образуется при медленных, колебательных движениях равнинных участков земной коры (платформ). Для нее характерны поэтому большая ширина и большое число форм рельефа наземного происхождения, аналогичных формам соседней суши, а также форм, созданных современными процессами. Тектонические формы рельефа обычно сильно завуалированы последующими процессами, сначала наземными, а затем и морскими.

Наиболее крупными формами рельефа в пределах трансгрессионной отмели являются впадины и островные плато.

Впадины — это замкнутые понижения дна со сравнительно большими глубинами. В плане они часто имеют вытянутую форму. Наиболее глубокие тектонические впадины обычно сочетаются, кроме того, с древними складчатыми образованиями. Так, например, Новоземельская впадина в Карском море приурочена к складчатой области Новой Земли, Ландсортская и другие впадины Балтийского моря — к складчатости Скандинавского полуострова.

Островные плато — это подводные пьедесталы, на которых расположены отдельные острова или архипелаги островов. Особенно часто они бывают приурочены к окраине трансгрессионной материковой отмели. Часть их поверхности несомненно абразионного происхождения.

К второстепенным формам относятся тектонические обрывы, некоторые унаследованные сухопутные формы и формы, созданные современными процессами.

Тектонические обрывы. Так называют резко выраженные крутые уступы, иногда обнаруживаемые на материковой отмели. Прямолинейность их очертаний и крутизна позволяют считать их результатом разрывных движений земной коры. Ориентировка таких обрывов относительно линии берега бывает самая различная.

Хорошо прослеживается на трансгрессионных отмелях эрозионно- расчлененный и ледниковый унаследованный рельеф: подводные речные долины, фьорды, курчавые скалы, моренные нагромождения и т. д. Хорошо заметны и современные процессы рельефообразования, создающие такие, в частности, аккумулятивные формы, как подводные песчаные гряды (например, гряды в юго-западной части Северного моря), прибрежные подводные валы и отдельные банки. Аккумулятивные формы рельефа могут встречаться и на аккумулятивной материковой отмели.

Плавание в районе материковой отмели, даже в том случае, если ее рельеф хорошо исследован, всегда сложно, из-за близости берега. Материковая отмель является зоной сгонно-нагонных колебаний уровня и течений. Усложняются и усиливаются здесь и приливы, и приливо-отливные течения. В замкнутых участках материковой отмели развиты, кроме того, сейши. Близость берега сказывается и на режиме погоды. Бризы, горно-долинные ветры, бора и многие другие местные ветры, т. е. ветры, имеющие собственное местное название, всегда приурочены к прибрежным районам.

Материковый склон и ложе океана

Материковый склон. Материковый склон продолжает материковую отмель и так же, как и она, по крайней мере в верхней его половине, является частью материковых глыб (массивов). Уклон материкового склона значительно больше, чем уклон отмели. В среднем он равен 4—6°, в некоторых местах достигает 10—15° и даже 45° и, вероятно, нигде не бывает меньше 2—3°.

Верхней границей склона является бровка материковой отмели. Нижней принято считать изобату 2500 м (2440 м — средний уровень земной коры). На долю материкового склона приходится 11% поверхности дна Мирового океана. Вопрос о происхождении (образовании) материкового склона, так же как и о происхождении материковой отмели, разработан еще очень слабо. Можно все же говорить о сбросовых и флексурных материковых склонах. (Флексура — ступенеобразный изгиб пластов горных пород без их разрыва).

Наиболее крупными формами рельефа на материковом склоне являются сбросовые уступы, или сбросовые лестницы, гребни, или хребты склона, и желоба.

Сбросовые уступы, или сбросовые лестницы, — это результат разрывных вертикальных смещений пластов горных пород.

Гребнями, или хребтами склона, называют положительные формы, обычно продолжение поперечных горных хребтов суши, характеризующиеся общим понижением от берега в море. На материковой отмели они обычно подрезаны абразионным уступом, но хорошо прослеживаются на материковом склоне. Поперечный (вдоль берега) профиль склона треугольный.

Желоба — это отрицательные полузамкнутые формы рельефа. Как правило, они имеют падение (углубляются) от берега в море и в большинстве случаев продолжают на материковом склоне межгорные ложбины суши. Некоторые желоба прослеживаются и на материковой отмели (трансгрессионной) в виде подводных речных долин или фьордов.

Они обычно приурочены к участкам, смежным со складчатыми образованиями, которые могут быть древними по возрасту. Например, Норвежский желоб сочетается со складчатостью Скандинавского полуострова.

Второстепенной, но очень интересной формой рельефа на материковом склоне являются подводные каньоны. Их открытие вызвало оживленную научную дискуссию, которая еще не закончилась.

Дело в том, что форма подводных каньонов (рис. 5), за исключением изгиба продольного профиля (изменения падения), совершенно подобна форме глубоких речных долин. В табл. 7 приведены некоторые данные о каньонах атлантического побережья Северной Америки.

Нижние концы (устья) каньонов достигают глубины порядка 2000, а иногда и 3000 м. Найдены они почти по всему периметру Мирового океана. Поскольку в океане нет внешних сил, подобных речной эрозии, приходится предположить, что каньоны образовались на суше и лишь потом были затоплены океаном. В пользу этого предположения может быть приведен целый ряд доводов, в частности биогеографических.

В реках, являющихся верховьями современных каньонов и входивших в геологическом прошлом в единый речной бассейн, а сейчас разделенных морем, находятся рыбы одних и тех же видов. Но если каньоны действительно образовались на суше, то надо найти причину их погружения — причину одновременного громадного повышения уровня океана, так как одновременное опускание всех материков совершенно невероятно.

Найти такую причину непросто и это служит единственным доводом противников гипотезы субаэрального происхождения подводных каньонов. Исключить все противоречия позволяет только предположение о флексурном происхождении тех участков материкового склона, на которых расположены подводные каньоны.

Это позволяет, кстати, объяснить и продольный их профиль. Увеличение падения каньонов вдоль материкового склона может быть результатом его изгибания. Однако полностью доказать правильность этого предположения могут только дальнейшие исследования.

При переходе материкового склона к ложу океана часто наблюдается уменьшение угла его наклона. Это происходит, всего вероятнее, в результате подводных оползней. Слой отложений на склоне всегда очень невелик. Местами на его поверхность выходят коренные горные породы.

Бровка материковой отмели резко отделяет глубокий океан от мелководья. Это накладывает некоторый отпечаток на гидрологию, а через нее и на режим погоды зоны материкового склона. Наличие «перепада» глубин сказывается на течениях, на приливных волнах и даже на характере волнения. В ледовитых морях в зоне материкового склона обычно наблюдается полоса неустойчивого ледяного покрова — гряды торосов, трещины, разводья и полыньи.

Ложе океана. В пределах ложа океана в настоящее время известны лишь крупные формы рельефа: отрицательные — котловины и глубоководные впадины, положительные — хребты, пороги и плато. Условно их отделяют друг от друга изобатой 4000 м (3800 м — средняя глубина Мирового океана). Все эти формы, хотя их образование и не всегда ясно, тектонического происхождения.

Котловинами называют обширные по площади понижения, характеризующиеся замкнутым контуром, сравнительно пологими склонами и плоским дном (Бразильская, Ангольская, Сомалийская и другие котловины). Глубина их обычно превышает 5000 м. Это — океанские равнины.

Глубоководными впадинами называют очень длинные узкие углубления, вытянутые вдоль гористых побережий или окаймляющие с внешней стороны островные дуги. Их глубина превышает 6000 м. В табл. 8 перечислены известные в настоящее время глубоководные впадины в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах.

Ширина таких впадин не больше 20—70 км. Ширина по дну всего 1—8 км. Поперечный профиль имеет V-образную форму (рис. 6). Крутизна склонов в верхней части 5—6°, в нижней 15—20°, Склоны могут быть расчленены системой каньонов и желобов, продолжающих каньоны и желоба материкового склона, или тектоническими уступами.

Со стороны океана вдоль впадины протягивается обычно так называемый краевой вал, т. е. небольшое повышение дна, отделяющее впадину от соседней котловины.

Кроме котловин и глубоководных впадин, на картах часто встречается термин «глубина», сопровождаемый именем судна, его командира или начальника экспедиции (например, глубина «Витязя» 11034 м в Марианской впадине). Так принято обозначать наибольшие, измеренные в отдельных котловинах и впадинах глубины. Естественно поэтому, что название «глубины», по мере уточнения промера, может меняться. Так, например, во впадине Пуэрто-Рико наибольшей была сначала «глубина Челленджера 7083 м», потом «глубина Блэка 8341 м», затем «глубина Дельфина 8525 м» и, наконец, «глубина Милуоки 9218 м».

Хребтами называют вытянутые повышения дна, характеризующиеся крутыми и расчлененными склонами. Отдельные вершины хребтов иногда поднимаются над водой в виде островов, скал или рифов. Примерами таких горных -образований являются Северо-Атлантический и Южно-Атлантический хребты, Центральный Индийский и Аравийско-Индийский хребты, Южно-Тихоокеанский хребет и др.

Все они являются аналогами молодых складчатых хребтов суши. Малоизученные хребты, например Австралийско-Антарктический или Восточно-Тихоокеанский, принято называть, до уточнения промером и выяснения их действительной формы, поднятиями. Порогами называют повышения дна между котловинами. Их склоны обычно менее круты, чем склоны хребтов (Капский порог, Новозеландский порог).

Плато называют обширные по площади повышения дна океана, характеризующиеся сравнительно ровной поверхностью. Они могут быть расположены на разных глубинах. Так, на плато Альбатроса в Тихом океане глубины достигают 3000—4000 м, а, на Новозеландском 950—1300 м.

К второстепенным (средним) формам рельефа ложа океана относятся подводные вулканы и столовые горы.

Подводные вулканы. Вулканические извержения, т. е. выход из недр земли на поверхность раскаленных газов, паров, раздробленных и расплавленных горных пород, наблюдаются и на суше, и на дне океана. Из известных в настоящее время 522 действующих вулканов 68 подводных. Все они располагаются вдоль молодых (альпийских) горных хребтов или линий разломов земной коры. Особенно много подводных вулканов в Тихом океане.

Есть они в Индийском и Атлантическом океанах и в Средиземном море. Еще больше известно старых, уже потухших вулканов. Вулканические образования, обломочные или лавовые конусообразные горы, массивы или щиты нередко поднимаются над водой в виде вулканических островов.

Склоны вулканических конусов, особенно склоны обнажившихся в результате взрыва или затопленных кратеров, очень круты. Так, например, склон острова Тира (Санторини) в Эгейском море достигает 50°, а склон скалы Св. Павла в Атлантическом океане 60°. Уклоны наружных склонов могут достигать 25—20° и уменьшаются к основанию.

Столовые горы (рис. 7) представляют собой усеченные конусы с крутыми склонами, поднимающиеся до глубины в несколько сот метров в районах, где общая глубина часто превышает несколько тысяч метров.

Диаметр плоской вершины столовых гор около 20 км. Большое число столовых гор открыто во время второй мировой войны в Тихом океане, между Гавайскими, Марианскими и Маршалловыми островами, в заливе Аляска и вдоль Курильской гряды. В большинстве случаев это одиночные горы, но иногда они располагаются группами, а в заливе Аляска даже грядами.

Форма столовых гор настолько характерна, что современные лоции рекомендуют кораблям, снабженным эхолотами, использовать эти горы в качестве ориентиров. Происхождение подводных столовых гор еще не вполне ясно. Всего вероятнее это вулканы, погрузившиеся ниже уровня океана после того, как их вершина была обработана (абрадирована) морским прибоем. В литературе столовые горы часто называются «гайотами» (с английского guyot— дословно — чучельце).