Геология океана: загадки, гипотезы, открытия - Конюхов Александр Иванович

Именно поэтому крупные рифовые массивы на современных окраинах встречаются лишь на тех участках в низких широтах, которые испытывают устойчивое прогибание. Таковы, например, шельфы в областях недавнего рифтогенеза: в Красном море, Коралловом море, Аденском заливе. Иногда погружение зрелой окраины связано с давлением наползающей на нее островной дуги, как это имеет место на севере Австралии. Здесь на край Австралийского шельфа наползает пластина дуги моря Банда (остров Тимор и др.). Этот погружающийся участок шельфа изобилует коралловыми рифами. Благоприятные условия для роста последних складывались и в эпохи длительного и устойчивого подъема уровня океана — позднеюрскую и позднемеловую. В то время рифовые постройки получили исключительно широкое распространение на пассивных окраинах континентов.

Для активных окраин континентов крупные рифовые постройки вообще не характерны, во-первых, из-за большого количества терригенного материала, выносимого с гористых хребтов на суше, во-вторых, в силу общей тенденции к воздыманию, которым захвачены прибрежные участки шельфа на многих из этих окраин.

Однако на остаточных хребтах, в тылу островной вулканической дуги, в сложнопостроенных зонах перехода от континента к океану рифы и атоллы развиваются весьма активно. В целом же на этих окраинах в мезозое и кайнозое коралловые постройки не играли сколько-нибудь существенной роли. Об этом, в частности, свидетельствуют открытые в карбонатных коллекторах незначительные запасы углеводородов. Они составляют всего 6% ресурсов активных окраин. На пассивных окраинах та же доля достигает 56%.

Помимо рифов, известны и другие крупные карбонатные постройки, образование которых связано с жизнедеятельностью одних из самых примитивных и древних микроорганизмов — цианобактерий, или синезеленых водорослей. Они формируют колоннообразные, постройки в глубине отшнурованных от океана лагун и глубоко врезанных в сушу заливов. Как и сотни миллионов лет назад, цианобактерии слой за слоем наращивают эти удивительные сооружения. Условия для их строительной деятельности сохранились в заливе Шарк в Западной Австралии и в лагунах Мормона и Льебре на Тихоокеанском побережье Нижней Калифорнии (Мексика).

Потоки взвеси и накопление осадков

Реки — основной источник терригенной взвеси, поступающей в океан с континента. Огромные ее массы оседают в передней части дельты, называемой продельтой, где встречаются и смешиваются пресные и соленые воды.

Здесь происходит слипание частиц, образование крупных их агрегатов и осаждение на дно. По периферии продельты оставшиеся в воде частицы, среди которых значительную часть составляет органический детрит, извлекаются живыми организмами. Они пропускают через себя, как сквозь сито, большие объемы морской воды и потому называются фильтраторами. Это небольшие рачки, питающиеся фитопланктоном и органическим детритом наземного происхождения. Обилие солей, поступающих в составе речного стока, стимулирует развитие фитопланктона, среди которого преобладают диатомеи. В авандельтах крупных рек, например Амазонки, на глубинах 20—50 м донные осадки пополняются их скорлупками. Таким образом, выносимые реками вещества немедленно вовлекаются в океанский круговорот и утилизируются уже в пределах шельфовой зоны.

Однако отдельные струи речной воды, насыщенные взвесью, проходят этот передовой заслон без значительных потерь. Пресная вода в них постепенно замещается соленой, но струи все же сохраняют свою индивидуальность, превращаясь в суспензионные течения малой плотности. Подобные потоки различной мутности фиксируются на разных уровнях от дна и называются нефелоидными потоками. Как правило, самый мощный поток взвеси движется близ поверхности дна и потому именуется придонным. Концентрации частиц в поперечном сечении подобной струи могут достигать 0,6—0,9 мг/л. В других течениях, поверхностном и промежуточных, содержания взвешенных частиц, как правило, ниже.

Пути распространения нефелоидных потоков в океане изучены еще очень слабо. Обычно, дойдя до кромки шельфа, они вдольбереговым течением морских вод отклоняются в сторону и движутся под его влиянием над внешней частью шельфа и прилегающими участками континентального склона, постепенно рассеиваясь. Такова, например, судьба нефелоидного потока, выходящего из дельты реки Роны. За ее пределами он поворачивает на восток и прослеживается над континентальным склоном на несколько десятков километров.

Те же процессы характерны для устья Амазонки. Часть выносимого этой рекой материала оседает непосредственно в ее авандельте — обширном ареале глинистых и алевритово-глинистых илов на участке шельфа с глубинами 20—60 м. Глубже эти осадки замещаются реликтовыми карбонатными песками. Следовательно, терригенная взвесь не проникает в эти районы. В виде мощных нефелоидных струй она выносится на северо-восток, где осаждается на огромных пространствах шельфа и склона. Именно плотный поток взвешенного материала, видимо, препятствует развитию в данном районе коралловых рифов.

Гольфстрим, берущий начало в Мексиканском заливе, несет огромное количество тонкой глинистой взвеси, в которой преобладает монтмориллонит. Взвешенный материал попадает в Мексиканский залив в составе твердого стока Миссисипи и ряда мелких рек, выходящих к побережью Техаса. Исследования последних лет свидетельствуют о существовании в данном районе придонного, промежуточных и поверхностного нефелоидных потоков, которые поддерживаются не только выносами рек, но и приливно-отливными явлениями. Из лагун, которыми изобилует побережье Техаса, в отлив выносится тонкий глинистый материал в виде нефелоидных потоков малой плотности. Самый значительный из них, придонный, прослеживается до кромки шельфа. Подобных примеров можно привести еще немало. Следует, однако, признать, что нам еще мало известно об основных путях распространения тонкой терригенной и другой взвеси. Неясно, какая часть твердого речного стока оседает в авандельте и какая проходит ее, рассеиваясь над склоном и подножием.

Если устье реки расположено не очень далеко от вершины подводного каньона, какая-то часть нефелоидных потоков перехватывается им и устремляется вниз, на подножие. Эти суспензионные течения малой плотности неоднократно наблюдались в ряде каньонов. Так, Ф. Шепард отметил суточные колебания подобного течения в каньоне реки Фрейзер и связал их с приливно-отливным циклом, характерным для обширного района дельты. Один из нефелоидных потоков, порождаемый действием возвратных волн, устремляется на шельфе Калифорнии к каньону Сан-Габриель. Он несет тонкий глинистый и алевритовый материал, мобилизованный в береговой зоне.

Широкое распространение суспензионных потоков малой плотности обусловило накопление так называемых гемипелагических осадков, прежде всего на континентальных окраинах. Это однородные глинистые или карбонатно (кремнисто)-глинистые илы, в которых зачастую отсутствует примесь грубого материала и ясно выраженная слоистость. В глубоководных разрезах континентальных окраин гемипелагические илы разделяют горизонты турбидитного происхождения. Масштабы аккумуляции нефелоидных частиц весьма велики. Так, на атлантическом склоне США в голоцене скорость накопления гемипелагических, в основном глинистых, илов на отдельных участках составляла 22 см/1000 лет. Столь высокие значения А. П. Лисицын относит к «лавинным» скоростям.

Помимо потоков взвешенного материала речного происхождения, распространяющихся в виде струйных водных течений, существуют атмосферные потоки эолового материала. Это явление, называемое эоловым разносом, связано с сильными ветрами, поднимающими частицы с поверхности Земли в воздух и уносящими их в океан. Эоловый материал мобилизуется в основном в пустынных и полупустынных районах, слабо закрытых растительностью, т. е. в аридных поясах климата. Пыль, поднятую песчаной бурей на западе Сахары, через несколько дней извлекают из специальных ловушек на Багамских островах и побережье Флориды. Иногда этих районов достигают облака с довольно значительной концентрацией частиц, причем часть из них имеют довольно крупные размеры. А. П. Лисицын и другие исследователи показали, что ветровой разнос играет большую роль в формировании минерального состава абиссальных осадков. Во всяком случае, терригенная их часть в основном представлена эоловым материалом. Многие тончайшие пылевые частицы, поднятые ветром, прежде чем попасть в океан, несколько раз огибают земной шар в составе тропосферных вихрей. Этот перенос, идущий в широтном направлении, во многом определяет широтно-зональный характер осадконакопления в открытом океане [Лисицын, 1974].