Геология океана: загадки, гипотезы, открытия
Шрифт:
Впрочем, близ гребня склона и в пределах риф-флета преобладают колонии шишковатой или мозолистой формы, напоминающие оленьи рожки или полушария мозга с многочисленными извилинами.
Рифовая платформа — это вершина рифа, где гасится энергия волн и океанской зыби. Она представляет собой довольно широкую (200—500 м) подводную площадку с отдельными островами. Значительная ее часть обнажается в отлив. На краю риф-флета, обращенном к океану, очень часто образуется водорослевый или валунно-глыбовый вал (рампарт). Ширина этого вала, обычно сложенного обломками рифовых известняков, достигает на острове Фунафути в западной части Тихого океана 25 м при высоте 0,5—0,75
Рис. 4. Морфология атолла [География атоллов..., 1973]
I— внешний склон рифа: 1— зона подножия, 2— зона прибойных желобов и гребней; II— рифовая платформа: 1— внешняя зона рифовой платформы ( а— рампарт, б— продольные ложбины, в— останцовые формы), 2— срединная зона ( а— острова), 3— лагунная зона ( а— лагунный склон рифовой платформы); III— лагуна
В центральной части рифовой платформы находятся острова, обычно большой протяженности и незначительной ширины (первые сотни метров). Это насыпные образования, возвышающиеся над уровнем воды всего на 2—4 м. По существу, это штормовые валы, сложенные на одних атоллах песчаным материалом, на других — гравием и щебнем. Ряд островов на атолле Фунафути представляют собой скопление глыб, валунов и щебня. Этот материал формируется при волновой абразии известняков, которыми сложена рифовая платформа. Вблизи уреза воды нередко возникают бичроки — сцементированные карбонатом кальция обломки известняков.
Бурение на атоллах в Тихом океане показало, что мощность известняков, обычно надстраивающих древний потухший вулкан, колеблется в очень значительных пределах. Так, скважина, заложенная на атолле Бикини, прошла в известняках 779 м, не достигнув кровли вулканических пород. Эта последняя располагается здесь, по данным геофизики, в разных частях атолла в 1800—3900 м от поверхности. На атолле Муруроа подошва рифовых известняков была вскрыта бурением на глубине 438 м, а на атолле Мидуэй — на глубине 384 м. При этом в большинстве скважин были пройдены в основном четвертичные и кайнозойские образования, вплоть до олигоценовых и эоценовых.
Риф выдерживает напор морской стихии в основном благодаря живым кораллам. Полипы создают ток воды и профильтровывают ее. Отмирание колоний приводит в конечном итоге к гибели всего острова, так как крепкий известняк, которым он сложен, не способен сопротивляться энергичному воздействию волн и ураганов. Это могут делать только крошечные живые существа — коралловые полипы.
Формирование научных представлений о строении и происхождении океана
При прокладке каналов в Северной Италии в пластах древних отложений Леонардо да Винчи (1452—1519) нашел раковины морских моллюсков. Заинтересовавшись тем, как они оказались в горах, вдали от морского побережья, он пришел к выводу, что эти моллюски когда-то обитали на морском дне и были впоследствии засыпаны осадками. Причем многие из них сохранили следы механической переработки под воздействием волн. Таким образом, стало ясно: там, где раньше было море, выросли горы. Церковь увидела в подобных находках подтверждение библейской истории о всемирном потопе. «Я не понимаю, куда девались воды моря, если они когда-либо покрывали всю землю и горы. Ископаемые раковины не являются следствием таких наводнений, а являются предшественниками животных, живущих теперь в море». Так писал Леонардо да Винчи, предвосхитив важнейшие принципы, лежащие ныне в основе геологической науки.
Один из вопросов, который разрешил великий ученый эпохи Возрождения, касался превращения мягких осадков в твердую породу и остатков морских организмов в ископаемую фауну [Гордеев, 1967]. Взгляды Леонардо да Винчи были развиты в XVII в. датским натуралистом Н. Стено (1638—1687). Изучая органические остатки, которые встречались в осадочных толщах, обнажающихся в долинах Тосканы (Северная Италия), Н. Стено первым научился отличать слои морского происхождения от горизонтов, отложенных в пресноводных обстановках, по заключенным в них ископаемым остаткам.
Один из крупнейших мыслителей Западной Европы — Г. Лейбниц (1646—1716) писал о том, что море первоначально покрывало всю Землю. Об этом свидетельствовали морские раковины, встречавшиеся почти повсеместно в древних осадочных слоях на территории европейских стран. Лишь впоследствии, по мысли Г. Лейбница, в результате обрушений на дне из первичного океана обособилась суша. Следовательно, уже на раннем этапе формирования взглядов на геологическую историю Земли была выдвинута идея о первичности океанов и вторичности суши.
Великий русский ученый М. В. Ломоносов, посвятивший геологии несколько крупных работ, писал о возникновении континентов и океанов, об изменениях во времени границ суши и моря. Именно М. В. Ломоносов ввел в арсенал геологической науки принцип актуализма, согласно которому, изучая современные процессы, можно воссоздавать геологическое прошлое Земли.
В конце XVIII в. в среде натуралистов утвердились взгляды, созвучные идеям Г. Лейбница. Сторонников этих взглядов стали называть нептунистами. Они полагали, что земной шар на раннем этапе его существования был покрыт водами Всемирного океана. В дальнейшем уровень их понизился и обнажились материки. Крупнейшим представителем этой школы был немецкий геолог А. Вернер (1750—1817). Нептунистам противостояли плутонисты, отдававшие предпочтение магматическим, в том числе вулканическим, процессам: именно эти, эндогенные, факторы были главной движущей силой в истории Земли.
Швейцарский геолог А. Грессли (1814—1865) пошел дальше своих предшественников. Среди древних морских отложений, содержавших различные фаунистические остатки, он стал выделять осадки, формировавшиеся а различных физико-географических условиях. Вслед за А. Грессли, сформулировавшим понятие фации, геологи научились распознавать по различным структурным и текстурным признакам осадков древние обстановки седиментации: литоральные, неритовые и абиссальные. Был сделан важный вклад в воссоздание истории древних океанов.