Горные хребты ледовитого океана

Особенности строения дна Северного Ледовитого океана

Рельеф дна Северного Ледовитого океана, в отличие от других крупных мировых акваторий, однороднее. Но и на его территории есть протяженные хребты, осложненные структурами разломов, глубоководные впадины, подвижные рифовые зоны. Большая часть этого океана покрыта ледниками, препятствующими детальному изучению строения дна.

Географическое положение и площадь территории Северного Ледовитого океана

Этот океан покрывает часть Земли от Северного полюса до побережий Евразии и Америки. Его площадь более 14 млн кв. км.

История исследования

До конца XIX в. о северной акватории было известно мало, поскольку исследования приходилось проводить в покрытых льдами районах с суровыми климатическими условиями. До сих пор области океана под вечной мерзлотой остаются мало изученными. Первую карту глубин бассейна Арктики построил Фритьоф Нансен на основе всего 8 промеров лотом. Это ручной погружной прибор с разметкой глубины и грузом в 3-5 кг, закрепленным на тросе (лотлине).

Ученые наблюдали также подводные течения и метеорологические условия на океане, получали геофизические данные, делали биологические исследования. В 1930 г. канадская компания начала первые гидрогеологические работы.

А в 1937 г. российские ученые отправились в экспедицию на Северный полюс и 9 месяцев дрейфовали на льдине, собирая данные. Во время экспедиции 1948 г. россияне обнаружили хребет Ломоносова в Баренцевом море. В то время Канада и США начали проводить совместные исследования в Беринговом и Чукотском морях, а 2 года спустя — в море Бофорта. Также была создана Арктическая станция Sainte-Anne-de-Bellevue и снаряжен корабль Culunus.

С начала 50-х гг. в северной акватории было установлено много похожих станций. Правительства 3 стран организовали совместные работы на островах, покрытых льдами толщиной до 50 м. В 1980 г. при поддержке Министерства обороны СССР был выпущен атлас Северного Ледовитого океана.

В течение 80-х гг. немецкие ученые на ледоколе Polarstern исследовали масштабную Евразийскую область океана. В начале 90-х в экспедицию отправились и шведский ледокол Oden, и американский Polar Star, и канадский Louis S. St-Laurent. Позже глубоководные работы проводились ежегодно.

Например, в 2007 г. на Северном полюсе состоялись погружения в подводных аппаратах с российского исследовательского судна «Академик Федоров». В 2009 г. были проведены американо-канадские исследования шельфа протяженностью более 200 км (от Аляски до Канадского арктического архипелага через хребет Ломоносова). А в период с 2012 по 2013 гг. в океане дрейфовала российская станция «Северный полюс-40».

Российскими учеными из санкт-петербуржского Арктического и антарктического НИИ совместно с иностранными коллегами из Норвегии и Германии были созданы 2 лаборатории (имени О.Ю. Шмидта и «Фрама»), которые стали регулярно отправлять полярные экспедиции.

Московский институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН разработал модель эволюции Арктики за 150 млн лет. Она была включена в заявку ООН в 2011 г. для уточнения границы арктического шельфа России. В процессе исследований ученые пришли к выводу, что хребет Менделеева включает континентальный фундамент, сформированный 125 млн лет назад, и является окраиной континента.

Особенности рельефа дна Северного Ледовитого океана

Геологическое строение этого бассейна характеризуется:

1. Большой шельфовой зоной, занимающей свыше 50% всей площади акватории. Ширина мелководной (до 200 м) области, расположенной вдоль берегов Евразии, составляет около 1 тыс. км. В акватории Баренцева моря она максимальна — до 1,3 тыс. км.
2. Масштабной материковой отмелью размером до 800 км.
3. Множеством островов и архипелагов (Северный океан занимает второе место после Тихого по их числу).
4. Орографической однородностью.

Сканирование дна Ледовитого океана

С начала XX в. научные экспедиции занимались картографированием рельефа. Первыми исследовательскими приборами стали однолучевые эхолоты-гидролокаторы, способные сканировать и обнаруживать объекты с помощью ультразвуковых волн. Позже появились многолучевые аналоги, исследующие участки морского дна более масштабно и точно.

Например, в 2003 г. в зоне Чукотского поднятия и в мелководной (до 500 м) акватории была обнаружена область (40х14 км), изрытая небольшими (размером 300х400 м) «оспинами». При сопоставлении с батиметрическими данными исследователи выявили связь этих форм рельефа с тектоническими разломами, а также выбросами природного газа, спрогнозировали наличие богатых подводных ресурсов.

Акваторию они поделили на 3 крупные области (Северо-Европейскую, Канадскую, Арктическую), в глубоководном (более 3000 м) ложе океана обнаружили пространные поднятия и впадины.

Северо-Европейский бассейн

Это доля российской акватории, которая простирается от континента до 80-й северной широты и Земли Франца-Иосифа, от побережья Баренцева моря до области между Гренландией и Шпицбергеном.

Здесь располагаются часть Срединно-океанического хребта и рифтовая зона Исландии с активными вулканами и термальными источниками, рассеченная поперечными разломами (Ян-Майеном). Часть ее (поднятие Мона) смещена на восток на несколько сотен километров.

Канадский бассейн

Эта область акватории лежит между Америкой и Гренландией. Она включает в себя Гудзонов залив, море Баффина и Северо-Западный проход (водораздел Канадского Арктического архипелага). Глубина океана здесь около 500 м, ширина мелководного шельфа — от 50 до 200 км. Большинство прибрежных островов Арктического архипелага покрыто ледниками, их береговая линия изрезана последними.

Арктический бассейн

Это главная и самая крупная часть океана. Она содержит обширную глубоководную область от Гренландии до Северной Америки выше 80-й параллели и является продолжением всех северных морей Евразии (Баренцева, Карского, Лаптевых и др.).

Главная составляющая рельефа области — хребет Гаккеля. Он рассечен глубокими разломами, внутри которых зафиксирована вулканическая активность (хотя для северного бассейна последняя нехарактерна). Землетрясений в этой области не наблюдается.

Поднятие Гаккеля продолжает Срединно-океаническую структуру Атлантики и делит северную акваторию на 2 части, относящиеся к разным литосферным плитам.

Между Европой и хребтом Гаккеля находится впадина глубиной до 5449 м — котловина Нансена. От о. Шпицберген и берегов Гренландии она простирается до порога Нансена, отделяющего океан от Гренландского моря. С другой стороны возвышенность Гаккеля граничит с плоскодонной котловиной Амундсена глубиной 3000-4500 м (в море Бофорта отметка достигает 4700 м).

Северный полюс расположен внутри этой котловины: ложе океана под ним уходит на 4485 м.

Центральная область океана разделена хребтом Ломоносова, простирающимся к Северному полюсу и Гренландии от Новосибирских островов. Покрывая расстояние около 1800 км, он поднимается над ложем на 2500-3000 м.

Одна часть этой горной возвышенности граничит с котловинами Амундсена и Нансена, разделенными горной цепью Гаккеля, другая — с областью, где есть хребты Альфа и Менделеева, Канадская котловина и впадина Макарова. Глубина последней достигает 3336 м. Она лежит между подводными горами Ломоносова и Менделеева.

В этой части океана есть и равнинные структуры, например западное и восточное краевые плато (Ермак и Чукотское). Первое находится на окраине о. Шпицберген в Баренцевом море, второе — севернее своего одноименного моря.

Источник

СЕ́ВЕРНЫЙ ЛЕДОВИ́ТЫЙ ОКЕА́Н

В книжной версии

Том 29. Москва, 2015, стр. 634-639

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

СЕ́ВЕРНЫЙ ЛЕДОВИ́ТЫЙ ОКЕА́Н (на рус. кар­тах с 17 в. встре­ча­ют­ся на­зва­ния: Ле­до­ви­тое м., Се­вер­ный ок., Се­вер­ное, или Ле­до­ви­тое, м., Ле­до­ви­тый ок.), часть Ми­ро­во­го ок., наи­мень­ший и са­мый мел­кий из океа­нов Зем­ли, рас­по­ло­жен­ный в сев. по­ляр­ной об­лас­ти. За­ни­ма­ет при­по­люс­ное про­стран­ст­во ме­ж­ду Ев­ра­зи­ей и Сев. Аме­ри­кой. Ха­рак­те­ри­зу­ет­ся час­тич­ным по­кры­ти­ем по­верх­но­сти мор­ским льдом в те­че­ние все­го го­да. Впер­вые вы­де­лен как са­мо­сто­ят. оке­ан в 1650 ни­дерл. кар­то­гра­фом Б. Ва­ре­ниу­сом под назв. Ги­пер­бо­рей­ско­го ок., в 1845 Лон­дон­ским гео­гра­фич. об-вом на­зван С. Л. о.; в СССР это на­зва­ние офи­ци­аль­но при­ня­то в 1935.

Источник

Рельеф, ложе океана, срединно-океанические хребты и переходная зона

Геологическое строение дна и важнейшие черты рельефа. Исследованиями, проведенными главным образом советскими учеными в 50—60-е гг. XX века, установлено, что строение дна Северного Ледовитого океана весьма сложное.

Рельеф дна имеет сложное строение. Центральная часть океана пересечена горными хребтами и глубокими разломами. Между хребтами лежат глубоководные впадины и котловины. Характерная особенность океана — большой шельф, который составляет более трети площади дна океана.[6]

Подводная окраина материков. Отличительной особенностью океана является то, что почти 50 % площади его дна занято шельфом. Наибольшее развитие шельф получил вдоль берегов России — 1300—1500 км. Это крупнейшая во всем Мировом океане шельфовая зона. Арктические моря России — Баренцево, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское — практически полностью лежат в пределах шельфа. Баренцевоморский шельф характеризуется максимальной шириной. В его рельефе преобладают затопленные денудационные поверхности, сохранившие следы материковых оледенений четвертичного периода. В отдельных внутренних впадинах и шельфовых желобах развиты аккумулятивные равнины со значительной мощностью рыхлых осадков. Внешний край баренцевоморского шельфа приподнят, в связи с чем в Баренцевом море имеются крупные архипелаги с горным рельефом и современным оледенением — Шпицберген и Земля Франца-Иосифа. В основном глубины поверхности шельфа Баренцева моря составляют 300—350 м.

Глубоким шельфовым желобом Святой Анны баренцевоморский шельф отделяется от Карского моря. Характерным элементом рельефа Карского моря является также глубокая (до 620 м) и узкая впадина — Карский желоб, протянувшийся вдоль Новой Земли. С внутренней стороны евразийский и североамериканский шельф окаймляют материковый склон и материковое подножие. Внутри этого почти замкнутого пространства находится сложно построенное ложе Северного Ледовитого океана — так называемый Арктический, или Полярный, бассейн, дно которого сложено корой океанического типа. От края шельфа района Новосибирских островов до острова Элсмир Арктический бассейн пересекает подводный хребет Ломоносова, разделяя его на две неравные части. Каждая из них, в свою очередь, разделяется на плоские или холмистые котловины и обособляющие их подводные поднятия и хребты. Глубины котловин достигают 2500-3000 и даже почти 4000 м. Дно их обычно покрыто мощными толщами (до 3,5 км) осадков. Самая большая из котловин — Канадская. Глубина вершин подводных хребтов и поднятий — 500-1500 м, мощность покрывающего осадочного покрова — несколько сотен метров. Наиболее обширное поднятие этой части Арктического бассейна расположено между хребтами Ломоносова и Менделеева, Канадской котловиной и материковым склоном. Оно состоит из двух плато — Чукотское и Альфа.

По другую сторону хребта Ломоносова простираются глубоководные котловины: Амундсена и Нансена, а между ними — хребет Гаккеля. Каждый из этих структурных элементов дна центральной части Северного Ледовитого океана имеет свои особенности и уникален в том или ином отношении: глубина котловины Амундсена превышает 4000 м, и в ее пределах на глубине 4485 м находится Северный полюс. Котловина Нансена достигает глубины 5449 м. Поднимающийся между ними хребет Гаккеля по многим признакам принадлежит к системе срединно-океанических хребтов и является наиболее северным звеном этой глобальной системы. Его осевую зону пересекают разломы типа рифтов, вдоль которых выявлены положительные магнитные аномалии и эпицентры землетрясений. Отсутствие типичных для срединно-океанических хребтов флангов может быть объяснено тем, что у хребта Гаккеля они глубоко погружены под толщами грубообломочного материала, устилающего днища соседних котловин. Посредством хребтов Книповича и Мона через глубоководные моря Гренландское и Норвежское и о. Исландия хребет Гаккеля соединяется со Срединно-Атлантическим хребтом. Вероятно, вдоль этой системы произошло окончательное разъединение Евразийской и Северо-Американской литосферных плит, а водное пространство, соединяющее Атлантику с Северным Ледовитым океаном, можно рассматривать как переходную зону между ними. В некоторых случаях его даже выделяют как особый регион Мирового океана, противопоставляя Арктическому бассейну как собственно океану

Другие статьи

Экологические катастрофы в мире за последние 10 лет и способы их решения. Взрыв нефтяной пла
Экологические катастрофы — катастрофы, которые могут возникать по причинам собственно природного характера либо в результате крупных экологических просчетов, допускаемых человеком («природогенные» и «антропогенные» катастрофы). К первым, вызываемым самой природой, от .

Источник

Горные хребты ледовитого океана

А.И. РАССОХО, Л.И. СЕНЧУРА, Р.М. ДЕМЕНИЦКАЯ, А.М. КАРАСИК, Ю.Г. КИСЕЛЕВ, Н.К. ТИМОШЕНКО

ПОДВОДНЫЙ СРЕДИННЫЙ АРКТИЧЕСКИЙ ХРЕБЕТ И ЕГО МЕСТО В СИСТЕМЕ ХРЕБТОВ СЕВЕРНОГО ЛЕДОВИТОГО ОКЕАНА

Предположения о продолжении Срединно-Атлантического хребта в Арктический бассейн высказывались рядом исследователей. Еще в 1948 г. В.В. Белоусов [ Белоусов, 1948 ] допустил возможность продолжения так называемой альпийской зоны складчатости Средне-Атлантического вала в центральную часть Ледовитого океана. Более аргументированные гипотезы о продолжении Срединно-Атлантического хребта в пределы западной части Арктического бассейна были выдвинуты Я.Я. Гаккелем [ 1960 ] и Юингом и Хейзеном [ Heezen & Ewing , 1961 ]. По данным первых аэромагнитных исследований Деменицкой, Карасиком и Киселевым [ Деменицкая и др., 1962 ] были показаны возможные границы и положение рифтовой долины подводного хребта.

В результате проведенных в последние годы комплексных гидрографических и геофизических исследований был открыт и всесторонне изучен подводный Арктический хребет, расположенный в бассейне Нансена — Амундсена (рис. 1). Таким образом, существование срединного хребта, которому присвоено имя Гаккеля, из гипотезы стало фактом.

Арктический хребет является частью общей системы срединных океанических поднятий Мирового океана, однако из-за меньших размеров и, возможно, более молодого возраста, он имеет неполное морфологическое развитие. Хребет является определяющим элементом морфологии дна океанического бассейна Нансена — Амундсена. По обе стороны от него находятся абиссальные равнины: котловина Нансена и котловина Амундсена, характеризующиеся плоской слабонаклонной поверхностью дна. Наиболее погруженными частями абиссальных равнин являются участки, непосредственно примыкающие к хребту.

Границы хребта с абиссальными равнинами резко выражены: структуры хребта появляются как бы прорывая толщу осадков, почти ровное дно сменяется расчлененными формами рельефа с углами от 3-10° до 25-30°, переходящими в рифтовые (гребневые) горы. По оси хребта расположены глубокие ущелья шириной около 20-30 км, прерываемые поперечными перемычками. Они образуют эшелонированную продольную депрессию, или рифтовую долину, длиною более 1000 км, представляющую особенность рельефа срединного Арктического хребта. Амплитуда превышений рельефа на некоторых участках хребта достигает 4000 м.

По сейсмическим данным котловины Нансена и Амундсена характеризуются большим накоплением субгоризонтально залегающих консолидированных осадочных пород, видимой мощностью до 2 км. Средние пластовые скорости изменяются с глубиной от 1520 до 2500 м/сек. Устойчивых опорных отражающих границ внутри осадочной толщи не установлено.

На значительном расстоянии от хребта, в нижней части разреза, фиксируется угловое несогласие, что может свидетельствовать о наличии реликтов древнего основания.

В зоне сопряжения хребта с прилегающими океаническими платформами появляется маркирующий отражающий горизонт, отождествляемый с поверхностью вулканогенно-базальтового комплекса пород. Однако постоянство сейсмических характеристик не позволяет решить вопрос, является ли этот комплекс пород типично «базальтовым» (океаническим) слоем, облекаемым молодыми осадочными породами, или здесь наблюдается замещение (базальтификация) древних осадочных пород современной вулканогенно-базальтовой формацией.

В пределах хребта наблюдается большая пестрота мощностей осадочных пород, однако нигде, по-видимому, мощность неконсолидированных осадков не превышает 300-400 м.

Характерно, что сводовые части поднятий не имеют осадков, а дно рифтовой долины, как правило, перекрыто незначительным покровом осадочных пород мощностью от 50 до 150 м.

Магнитное поле бассейна Нансена — Амундсена резко отличается от полей окружающих акваторий относительно узким диапазоном изменения амплитуд, устойчивостью длин волн аномалий в пределах обширных регионов, а также согласной ориентировкой и выдержанностью простирания, которое остается неизменным на протяжении сотен километров (рис. 2). По магнитному полю устанавливается отсутствие продолжения структур материка в пределы глубоководного ложа.

По характерным признакам аномалий и распределению глубин — их источников удается разделить бассейн Нансена-Амундсена на несколько зон, расположение которых оказывается симметричным относительно продольной оси бассейна. Центральную часть бассейна занимает осевая аномальная зона, охватывающая область морфологического развития Арктического хребта и определяющая область развития его тектонической структуры. Вдоль медианы осевой зоны проходит «рифтовая» аномалия, которая прослеживается на протяжении почти 1000 км и фиксирует положение рифтовой долины Арктического хребта. Источниками аномалий являются тела ультраосновного состава, вероятнее всего, перидотиты мантии (рис. 3).

Магнитному полю котловин Нансена и Амундсена свойственно в высокой степени правильное чередование полос положительных и отрицательных аномалий, имеющих среднюю ширину около 20 км, и ориентированных параллельно оси хребта. Структура поля бассейна Нансена-Амундсена близка к полосчатой структуре поля северо-восточной части Тихого океана [ Mason , 1958; Menard & Vaquier , 1958 ] и ряда других районов срединных хребтов [ Preliminary …, 1964; Drake et al ., 1963 ].

Полосчатость поля отражает своеобразие структуры и состава магнитно активного слоя, представленного, вероятно, породами «базальтового» слоя коры, а возможно, и мантии.

В магнитном поле бассейна Нансена-Амундсена четко устанавливается ряд молодых секущих нарушений структуры аномального магнитного поля, которые в отдельных случаях продолжаются в пределы хребта Ломоносова и даже котловины Макарова. Эти нарушения связаны с зонами глубинных разломов, которые в отдельных случаях уходят вглубь по крайней мере до поверхности мантии.

Вдоль зон разломов изменяется простирание оси Арктического хребта и появляются специфические «поперечно-ориентированные» формы рельефа — отроги или цепочки гор с сопровождающими их вытянутыми долинами: рельеф типа «хребтов и долин» [ Menard , 1965 ]. Системой разломов вся эта зона хребта разбита на блоки, испытавшие незначительные относительные горизонтальные и вертикальные смещения.

Как по сейсмическим, так и по аэромагнитным данным можно судить, что площадь тектонической структуры Арктического хребта значительно превосходит область его морфологического развития.

По мере движения вдоль оси хребта на юго-восток, т.е. к морю Лаптевых, наблюдается ослабление тектонической активности и упрощение рельефа дна, увеличение мощности осадочных пород и растворение полосчатой структуры магнитного поля. Не доходя до материкового склона, Арктический хребет исчезнет, но по геофизическим данным в пределах шельфа моря Лаптевых намечаются некоторые признаки продолжения рифтовой зоны.

По геофизическим данным земная кора в пределах Арктического хребта имеет дифференцированный характер как по мощности, так и по скоростной характеристике. В зоне сочленения хребта с абиссальными впадинами под толщей рыхлых осадков залегает вулканогенно-базальтовый комплекс пород с граничными скоростями 6,1-6,3 км/сек. Верхняя толща представлена породами со скоростями 2,0 — 2,5 км/сек. В разрезе не встречаются породы со скоростями от 3,0 до 6,0 км/сек. В зоне развития рифтовой долины наблюдается заметное увеличение граничной скорости до 6,7-7,1 км/сек, однако но исключено существование слоя со скоростями 7.5-7,8 км/сек. П o предварительным данным, кора котловин Нансена и Амундсена относится к океаническому типу с толщиной 7-10 км, а на периферии котловин в области краевых прогибов, возможно, — к субокеаническому. Кора в районе хребта возможно утоньшена, а «нормальная» мантия лежит на больших глубинах, чем в котловинах.

Открытие и исследование Арктического хребта имени Гаккеля позволяет определить его место в общей системе исследованных хребтов Северного Ледовитого океана. По типу коры, морфологии, сейсмичности и характерному магнитному полю Арктический хребет должен быть отнесен к единой мировой системе срединно-океанических поднятий. Арктический хребет является продолжением Срединно-Атлантического и представляет собой эпиплатформенный ороген, развивающийся на современной океанической платформе, предположительно подстилаемой слоем с скоростями 7,5-7,8 км/сек.

Хребты Ломоносова и Менделеева, разделенные межгорной впадиной Макарова, характеризуются другим типом коры и другой историей развития и их не следует смешивать со структурами срединных хребтов. Здесь отсутствуют какие-либо признаки современного вулканизма, хребты асейсмичны, не выявляются продольные депрессии, столь характерные для срединных поднятий. Эти хребты являются особыми структурами активизированной платформы, т.е. эпиплатформенными орогенными поясами, развивающимися на коре субконтинентального типа в условиях некомпенсированного погружения.

1. Белоусов В.В. Общая геотектоника, 1948.

2. Гаккель Я.Я. В кн.: Советская география, 1960.

3. Деменицкая P . M ., К ap асик A . M ., Киселев Ю.Г. // Проблемы Арктики и Антарктики, в. 11, 91 (1962).

4. Деменицкая P . M ., К ap асик A . M ., Киселев Ю.Г. В кн.: Геология дна океанов и морей, «Наука», 1964.

5. Drake C.L., Heirtzler J., Hirshman J. // J. Geophys.. Res.. 68. № 18, 5259 (1963).

6. Нeezen В., Ewing М. // Geology of the Arctic, 1, Canada, 1961.

7. Mason R.G. // Geophys. J., 1, 320 (1958).

8. Menard H.W. In: Physics and Chemistry of the Earth, 6, 1965.

9. Menard Н.W., Vacquier V. Res. Rev. Office of Naval. Research, June, 1 (1958).

10. Preliminary Results of Scripps Institution of Oceanography Investigations in the Indian Ocean, 1960-1963. Univ. of California, San Diego, 1964.

Ссылка на статью:

Рассохо А.И., Сенчура Л.И., Деменицкая Р.М., Карасик А.М., Киселев Ю.Г., Тимошенко Н.К. Подводный срединный Арктический хребет и его место в системе хребтов Северного Ледовитого океана // Доклады Академии наук СССР. 1967. Том 172. № 3. С. 659-662.

Источник