Рельеф дна Мирового океана представляет собой сложную и многогранную структуру, формировавшуюся на протяжении миллионов лет под воздействием различных геологических процессов. Он служит историческим свидетелем тектонических изменений и климатических преобразований. Каждое изученное звено в этой великой загадке добавляет новую главу в понимание нашей планеты – эволюционирующего организма, на поверхности которого мы лишь начинаем распознавать все многообразие жизни.
Структура дна Мирового океана
Основными структурными частями дна Мирового океана являются:
- подводные окраины материков
- ложе океана,
- срединно-океанические хребты
- переходная область от материка к ложу океана
В рамках геотектур (самых крупных форм рельефа земной поверхности) и геоморфологических областей можно выделить более мелкие формы рельефа, называемые морфоструктурами. К ним относятся подводные хребты, островные дуги, возвышенности, валы, плато, котловины, желоба и другие подобные образования.
При более детальном изучении рельефа дна можно обнаружить и другие морфоструктуры, такие как горы, холмы, уступы, террасы и прочие элементы.
Поверхность этих морфологических единиц может быть осложнена микрорельефом.
Подводная окраина материка
Подводная окраина материка состоит из материковой отмели, или шельфа, материкового склона и материкового подножия.
Материковая отмель (шельф)
Шельф, или материковая отмель, представляет собой подводную часть материка, которая имеет вид ровной поверхности с небольшим наклоном и простирается до глубины 200 метров, а иногда и более. Эта часть является продолжением надводной части берега.
Другими словами, материковая отмель (шельф) – это подводная равнина с небольшим наклоном, опоясывающая континентальную сушу.
Обычно угол наклона не превышает 1 градуса. Шельф и суша имеют общее геологическое строение.
Ширина шельфа может варьироваться от 1 до 1500 километров, но в среднем составляет 65–80 километров. Границы шельфа определяются берегом моря или океана и так называемой бровкой — резким перегибом поверхности морского дна, где происходит переход к материковому склону.
Внешний край шельфовой зоны представляет собой чётко выраженную бровку, от которой до глубины 2000–3600 метров идёт более крутой материковый склон с уклоном 10–12 градусов. Поверхность склона может быть ровной или ступенчатой, часто изрезанной глубокими ложбинами с крутыми стенками, которые называются подводными каньонами. По этим ложбинам материал с шельфа перемещается к подножию склона.
Глубина над бровкой обычно составляет 100–200 метров, но может значительно отличаться в разных районах. Например, у берегов Южной Америки нижняя граница шельфа находится на глубине 55 метров, а в южной части Охотского моря достигает 500–1500 метров.
Из-за этого на шельфе часто сохраняются формы рельефа, характерные для суши, такие как речные долины, покрытые морскими отложениями. Ширина шельфа может меняться. Обычно она больше у берегов низменных материков, но меньше или отсутствует у берегов горных областей.
Материковый склон
Материковый склон — это наклонная часть морского дна. Обычно его угол наклона составляет от 3 до 4 градусов, но в некоторых местах может достигать 25–45 градусов.
Склон имеет ступенчатый профиль, где уступы чередуются с горизонтальными ступенями. На дне можно встретить подводные каньоны — глубокие V-образные формы рельефа с крутыми склонами, достигающие 1–2 километров в глубину. Многие из них являются продолжением речных долин, таких как Конго, Инд и Амазонка.
Многие каньоны заканчиваются конусом выноса, который может достигать радиуса от 300 до 350 километров, а иногда и больше.
Самый глубокий каньон — Большой Багамский, его глубина составляет 5 километров.
Ширина материкового склона варьируется от 8 до 270 километров. Верхняя граница склона — это бровка, а нижняя граница проходит на глубине около 2500 метров.
Материковое подножие
Материковое подножие — это наклонная равнина, которая расположена у основания материкового склона и спускается к ложу океана. Она состоит из мощных отложений, которые образуются из осадков, принесённых с шельфа и материкового склона.
Материковое подножие находится между материковым склоном и ложем океана. Это аккумулятивная равнина с пологими волнами, которая примыкает к основанию материкового склона. Иногда подводные каньоны продолжаются и на материковом подножии.
В этой области накапливаются осадочные породы, которые образуются из-за мутьевых потоков и оползней. Материковое подножие простирается до глубины около 4 тысяч метров.
Ложе океана
Дно океана находится на внешней стороне материкового подножия. Это область с самыми глубокими участками (за исключением глубоководных желобов) Мирового океана, которая занимает почти три четверти его площади. Глубина дна может достигать 6000 метров.
Рельеф ложа представляет собой чередование впадин, разделённых подводными хребтами и возвышенностями. Некоторые из этих хребтов образуют острова, поднимаясь над уровнем моря. Некоторые из них представляют собой огромные горные системы, в том числе вулканического происхождения, которые по своим размерам превосходят самые высокие горные массивы на суше.
Вулканические горы в Тихом океане называют гайотами.
Гайот — это изолированная подводная гора, которая поднимается со дна океана или подводного хребта.
Ширина гайотов составляет около 60 километров, а длина — около 280 километров. Вершины гайотов находятся на глубине от 1 до 2 километров.
На вершинах океанических гор образуются атоллы. Дно океана покрыто органическими илами и красной глубоководной глиной. Также здесь можно найти большое количество железомарганцевых конкреций.
Срединно-океанические хребты
В каждом океане есть срединно-океанические хребты — огромные геоморфологические и тектонические образования, которые поднимаются над дном в виде непрерывной горной цепи.
Эти хребты простираются на большие расстояния, охватывая почти всю планету. Их общая длина превышает 60 тысяч километров, а ширина варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч километров. Хребты возвышаются над глубоководными (абиссальными) океаническими равнинами на 2–3 километра, но, за исключением некоторых мест, таких как остров Исландия, не достигают поверхности океана.
В поперечном разрезе срединно-океанических хребтов можно выделить три области:
- осевую, которая обычно представляет собой чётко выраженную крупную депрессию – долинообразное понижение, ограниченное глубинными разломами. Такая вытянутая в длину впадина называется рифтовой долиной, или рифтом. Соответственно окаймляющие их хребты называют рифтовыми хребтами, а осевую зону в целом — рифтовой зоной. В рифтовых зонах поднимается с глубин магма, из которой формируется океаническая кора. Ширина ее 20-50 км.
Они имеют ступенчатое строение и открытые трещины растяжения на дне. Здесь имеются многочисленные центры вулканических поднятий высотой до 200–300 м, местами застывшие лавовые холмы. По обе стороны от вулканических центров обнаружены гидротермы (горячие водные растворы, циркулирующие в земной коре и способствующие миграции в ней химических элементов и отложению минеральных веществ). - гребневую — самую высокую часть с сильно изрезанным рельефом. Гребневые зоны срединно-океанских хребтов представляют собой полосы шириной в несколько сотен километров по обе стороны от рифтовых долин или осевых горстов. Эти зоны характеризуются сильно расчленённым рельефом и блоковой тектоникой, которая расчленена субвертикальными разломами. В гребневых зонах сохраняется сейсмическая активность, а также появляется осадочный чехол мощностью до нескольких десятков метров, который заполняет «карманы» на погружённых блоках.
- фланговую (или склоны) — наиболее широкие зоны (сотни и даже тысячи км), которые постепенно опускаются и переходят в абиссальные равнины. Фланговые зоны покрыты сплошным слоем осадков, возрастающим по мощности и полноте разреза (за счёт более древних горизонтов) к периферии хребта. Склоны срединных хребтов практически асейсмичны.
Хребты отмечены поперечными разломами. Они представляют собой планетарные системы на дне всех океанов. В этих структурах происходит образование новой океанической коры и процесс спрединга.
Спрединг (от англ. spread – растягивать) – геодинамический процесс растяжения, выражающийся в импульсивном и многократном раздвигании блоков литосферы и в заполнении высвобождающегося пространства магмой.
В систему срединно-океанических хребтов входят:
хребет Гаккеля в Северном Ледовитом океане,
Срединно-Атлантический хребет расположен на дне Атлантического океана. Занимает медиальное положение в океане и своей формой повторяет очертание берегов окружающих материков. Включает в себя хребты: Южно-Атлантический, Северо-Атлантический, Рейкьянес, Исландско-Янмайенский, Мона, Книповича.
Американо-Антарктический,
Срединно-океанические хребты Индийского океана образуют три подводные горные гряды, расходящиеся на северо-запад, юго-запад и юго-восток. Каждая из трёх ветвей делится по морфологическим признакам на два самостоятельных хребта: северо-западная – на Срединно-Аденский хребет и Аравийско-Индийский хребет, юго-западная – на Западно-Индийский хребет и Африкано-Антарктический хребет, юго-восточная – на Центральноиндийский хребет и Австрало-Антарктическое поднятие. Таким образом, срединные хребты разделяют ложе Индийского океана на три крупных сектора.
Южно-Тихоокеанский хребет,
Восточно-Тихоокеанское поднятие. Здесь замерен самый быстрый спрейдинг (до 8 см/год).
Ширина хребтов 200–2000 км, относительная высота 1000–5000 м (Северо-Атлантический хребет, в системе Срединно-Атлантического). Отдельные участки поднимаются над уровнем океана в виде вулканических островов (Исландия, Тристан-да-Кунья, Буве, Святой Елены и др.). Срединно-океанические хребты располагаются в центральных частях всех океанов, за исключением Тихого, где срединный хребет сдвинут далеко на восток и пересекается в районе Калифорнийского залива с континентом Северная Америка.
Переходная зона
Подводная окраина материка переходит в океаническое ложе или отделяется от него переходной областью.
Характерной особенностью переходных зон является резкий контраст рельефа, когда высоты в несколько тысяч метров над уровнем океана сменяются глубинами в глубоководных желобах, которые в два раза больше.
Переходные зоны отличаются высокой подвижностью земной коры, интенсивностью тектонических процессов, сильной сейсмической активностью и мощными проявлениями вулканизма.
В переходной зоне обычно можно выделить определённые геоморфологические элементы, которые расположены в определённой последовательности:
- котловина окраинного глубоководного моря,
- островные дуги
- глубоководный желоб.
Материковое подножие граничит с котловиной окраинного моря. В некоторых случаях она представляет собой плоскую или холмистую равнину, в других — горные цепи и хребты, которые ориентированы в разных направлениях.
Со стороны океана котловина окраинного моря ограничена крутыми склонами линейных внутренних поднятий, которые представляют собой подводные горные хребты, цепочки небольших островов или большие массивы островной суши (например, Японские и Филиппинские острова). Эти поднятия обычно выгнуты в сторону океана и называются островными дугами. Иногда они двойные, и тогда между ними находится глубокая продольная впадина с глубиной от 4 до 5 тысяч метров.
С внешней стороны островные дуги граничат с глубокими впадинами, достигающими глубины 7–11 тысяч метров и простирающимися на несколько тысяч километров.
Большинство впадин имеют V-образную форму, их поперечный профиль асимметричен. Приокеанический склон обычно более пологий, с многоступенчатым профилем, тогда как приостровной или материковый склон — более крутой, местами обрывается вертикальными уступами и резко расчленён каньонами и ложбинами.
Дно впадин шириной до 20–30 километров представляет собой ровную и плоскую поверхность, покрытую рыхлыми отложениями. Со стороны океанического склона во впадины опускаются отложения океанического происхождения. В осевых частях и у подножия материкового склона образуется мощный слой осадков, сформированный продуктами подводных оползней и обвалов.
Сильные течения во впадинах размывают отложения, обнажая коренные породы, слагающие склоны.
В наиболее характерном виде переходную зону между материком и океаном можно наблюдать на восточных и юго-восточных берегах Евразии. Она представляет собой котловины морей, которые ограничены со стороны океана цепочками островов, образующих дуги. За этими дугами располагаются глубоководные желоба, например, в случае с Охотским морем это Курильские острова и Курило-Камчатский желоб.
Глубоководные желоба находятся не на значительном расстоянии от суши, а непосредственно у её берегов.
Самым глубоким желобом Мирового океана является Марианский.
Марианский желоб — это впадина в западной части Тихого океана, которая простирается вдоль Марианских островов на расстояние почти 1500 километров и имеет форму узкой дуги. Имеет V-образный профиль, склоны крутые, а плоское дно шириной от 1 до 5 километров разделено порогами на несколько замкнутых впадин с глубиной от 8 до 11 километров.
Самая глубокая точка — 11 022 метра — расположена к востоку и югу от Марианских островов. Её географические координаты — 11°21′ с. ш. и 142°12′ в. д. Она была измерена советским исследовательским судном «Витязь» в 1957 году. Давление воды у дна достигает 108,6 МПа, что более чем в 1000 раз превышает нормальное атмосферное давление на уровне Мирового океана. Впадина находится на границе стыковки двух тектонических плит, в зоне движения по разломам, где Тихоокеанская плита уходит под Филиппинскую.
