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

Море, проникшее в эту некогда внутреннюю область континента, успело отвоевать у суши узкую полоску шельфа, шириной 5—10 км, лишь на юге превышающую 20—30 км. Естественным продолжением шельфа является прибрежная равнина, простирающаяся до склонов береговых поднятий. Из-за засушливого климата она покрыта полями дюн и барханами. В побережье редкими пятнами вдаются мелководные лагуны, окруженные так называемой сабкхой. Это солеродные участки лагун, затопляемые приливом и осушающиеся в отлив. Испарение под жарким солнцем морской воды, оставшейся в норовом пространстве песков, приводит к появлению концентрированных рассолов, из которых выделяются кристаллы солей, в основном доломита и гипса. Именно в таких условиях сформировалась значительная часть солей миоценового возраста, вскрывающихся сейчас в низах континентальных склонов.

Последние представляют собой систему разновысотных уступов сбросового происхождения вроде тех, что обрамляют рифт Таджура. В верхней части это блоки континентальной коры, внизу — базальты океанического происхождения с оползшими массами миоценовых солей. Вершины уступов наклонены в сторону суши, поэтому их края выступают в виде протяженных гребней. Понижения между гребнем и следующим уступом заполнены тонкими карбонатными осадками и осыпью коренных пород.

Основание наиболее погруженного уступа служит естественным обрамлением краевых депрессий, граничащих в центре моря с экструзивной зоной. Здесь происходит рождение океанической коры. Геофизические исследования и наблюдения с подводных обитаемых аппаратов, выполненные советскими учеными в экспедиции, которая работала в 1980 г. на полигоне в Красном море, позволили выявить особенности строения дна и формирования осадочного чехла в молодом Красноморском рифте [Подводные..., 1985]. В частности, были получены прямые свидетельства раздвига земной коры, который сопровождался излияниями базальтовых магм.

Распределение базальтов и осадков разного возраста подтверждает представления о постепенном расширении глубоководной впадины Красного моря и формировании нормальной океанической коры. Этот процесс сопровождается землетрясениями и обрушением блоков в пределах континентального склона. Таким образом, и в настоящее время район Красного моря остается сейсмически опасным. В недавнем же прошлом здесь находились цепочки наземных вулканов. Об их активности говорят прослои вулканического пепла в керне из скважин глубоководного бурения. Остатки подобных сооружений и сегодня можно видеть в районе города Адена по другую сторону от Баб-эль-Мандебского пролива, отделяющего Красное море от Аденского залива. Это мощные полуразрушенные конусы, сложенные агломератами, туфами, игнимбритами. Черные стенки из этих пород окружают древнюю кальдеру, в которой расположен Аден.

Молодое океанское дно как бы расталкивает Африканский и Аравийский мегаблоки, что со временем приведет к раскрытию Баб-эль-Мандебского пролива — структурного порога между Красиоморским рифтом и рифтом Таджура. Если не произойдет крупной перестройки структурного плана на стыке Африканской, Аравийской и Евразиатской литосферных плит, то спустя несколько миллионов лет этот стиль развития неминуемо приведет к появлению на поверхности нашей планеты еще одного, молодого океана.

В настоящее время глубоководные котловины Красного моря изолированы от других крупных океанических водоемов. Поэтому здесь сложились весьма необычные условия. Пожалуй, самым интересным можно считать высокотемпературные рассолы, обнаруженные в нескольких полуизолированных глубоководных впадинах моря —

Дискавери, Атлантис II, Нереус и др. Температура рассолов достигает в отдельных случаях 50—60° С, а соленость 270‰. В глубоководных впадинах граница [...] исхождение рассолов связывают с действием подводных гидротермальных источников, горячая вода которых растворила часть миоценовой соли и нагрела образовавшийся рассол. Действительно, присутствие рассолов установлено в тех впадинах Красноморского рифта, где в строении континентального склона участвуют соли.

Важнейшим следствием описываемых процессов является возникновение металлоносных илов, встречающихся на дне рассольных впадин. Поднимаемые со дна колонки осадки поражают своим необычным обликом, и прежде всего окраской. Это фиолетовые, оранжевые, коричневые, красные илы, слагающие отдельные прослои толщиной 2—15 см, очень мягкие и влагонасыщенные. Однако между ними залегают пропластки очень плотных корок. Исследование под электронным сканирующим микроскопом показало, что они сложены игольчатыми кристаллами и агрегатами арагонита — карбонатного минерала, широко распространенного в различных структурно-тектонических зонах Красного моря. Арагонитовыми корками покрыты коренные породы, слагающие сбросовые уступы и даже выступы молодых базальтов в экструзивной зоне.

Металлоносные илы содержат высокие концентрации цинка, свинца, меди и других металлов, заключенных в слойках экзотических цветов. Эти концентрации имеют диагенетическое происхождение, т. е. большая часть металлов осаждалась из рассольных седиментационных вод, захороненных в осадках. В рассолы же они перешли из солей миоценового возраста после их растворения. Впрочем, нельзя исключать, что значительные количества металлов поступали в наддонные воды в составе гидротермальных растворов. Выходы гидротерм были обнаружены советскими гидронавтами при погружениях на подводном аппарате «Пайсис» во впадине Атлантис II.

Металлоносные илы представляют собой полезное ископаемое, могущее иметь практическое значение. Все вышесказанное убеждает в том, что Красноморский рифт — уникальное образование с характерными только для него седиментационными обстановками. Как увидим ниже, аналогичные условия могли существовать в различные эпохи мезозоя и кайнозоя, когда зарождались современные континентальные окраины в Атлантическом и Индийском океанах при распаде древних суперконтинентов — Пангеи и Гондваны.

Распад Пангеи в Гондваны

В середине палеозойской эры поверхность Земли была совершенно непохожа на современную. К этому времени сложились два континентальных конгломерата: один — лавразийский, другой — гондванский. Каждый из них состоял из нескольких древних материковых глыб, спаянных между собой, словно сварными швами, горно-складчатыми поясами: Урало-Пайхойским, Уачита-Аппалачским, Вариско-Кавказским и др. Гондванский конгломерат располагался преимущественно в южном полушарии и стал ареной мощного позднепалеозойского оледенения. Лавразийская глыба простиралась через тропики и субтропики. Однако на значительной ее площади господствовали аридные условия. К середине каменноугольного периода эти суперконтиненты сначала сблизились, а затем сомкнулись в полосе современного Западного Средиземноморья и Мексиканского залива. Возникло новое образование, которое геологи нарекли Пангеей (рис. 15). В долгой истории Земли было не так много эпох, когда практически все материковые глыбы соединялись вместе, в одну или две группы. Вокруг Пангеи простирался безбрежный океан. Ряд заливов, словно клинья, вдавались в глубь этого суперконтинента. Самый крупный из них отделял Азиатский выступ Пангеи от Индостанско-Австралийского. Этот океан получил название «Тетис». Внутренние области суперматерика стали пустынями. Их поверхность покрывали поля дюн и усыхающие эпиконтинентальные моря, на дне которых отлагались толщи солей.

В южной части Пангеи еще сползали с возвышенностей ледники, когда проявились первые признаки неустойчивого состояния, в котором оказалась тектоносфера на рубеже палеозоя и мезозоя.

В конце перми и начале триаса произошли расколы земной коры. Гигантские разломы рассекли земную кору в основном на стыке Лавразийского и Гондванского мегаблоков. Вдоль этих провалов, заполнившихся вскоре водой, изливались базальтовые лавы, а кое-где случались и вулканические извержения. С течением времени рельеф суши становился все более изрезанным и контрастным. Наконец отдельные трещины стали сливаться вместе, образовав единую разветвленную систему прогибов, которые были обрамлены глыбовыми хребтами. Ландшафт ряда внутренних областей Пангеи, видимо, стал напоминать современную Восточную Африку. Сложилась протяженная система континентальных рифтов, где возникли крупные и мелкие озерные водоемы.