Рельеф океанического дна
Планета «Океан»
Если говорить о названии нашей планеты — Земля, то его синонимом (только с маленькой буквы) является обозначение твердой поверхности, суши. Вместе с тем если название должно отображать преобладающие особенности определяемого понятия, то, строго говоря, название нашей планеты неверно, так как является синонимом только суши, площадь которой не достигает и трети общей поверхности планеты. Мировой океан покрывает более 70% поверхности Земли, и поэтому по праву она должна была бы называться планетой «Океан».
Гидросфера действительно доминирует на поверхности планеты, а суша представляет собой отдельные, наиболее приподнятые участки континентальных блоков, сравнительно невысоко выступающие над водой. В целом рельеф земной поверхности в значительной степени определяется уровнем моря — даже с учетом всех высоких гор и плато средний уровень поверхности планеты составляет всего 245 м над уровнем моря. Средний уровень собственно суши значительно выше и составляет уже +840 м. Отметим, однако, что это в 10 раз ниже вершины Эвереста!
Совсем иные масштабы у океанических впадин. Если средний уровень суши измеряется сотнями метров, то средний уровень океанического дна измеряется уже километрами и составляет 3880 м ниже уровня моря. Связано это с тем, что объем океанических впадин значительно превышает объем суши, расположенной выше уровня моря, — примерно в 13 раз.
Таким образом, суша на Земле скорее исключение, чем правило. Если мысленно выровнять всю поверхность твердой Земли, то на ее поверхности царил бы единый Мировой океан глубиной 2640 м; при этом его уровень был бы выше современного всего на 245 м.
Мировой океан доминирует не только по площади. Между ним и сушей установилось чрезвычайно неблагоприятное для суши соотношение — огромные прибрежные пространства представляют собой низменности, в то время как углубление моря происходит сравнительно круто. Если мысленно допустить возможность подъема уровня воды в океанах на 1000 м, то это приведет к затоплению 80% суши; аналогичное снижение уровня на 1000 м даст прирост площади суши всего на 30%.
Рис. 9. Кривая частоты распределения абсолютных отметок (альтитуд) суши и океанического дна
Указанное соотношение особенно наглядно видно на кривой распределения высот и глубин твердой поверхности Земли (рис. 9). Фактический рельеф твердой оболочки Земли приурочен к двум уровням. Верхний уровень включает всю площадь суши и прибрежную полосу мелководья; нижний охватывает остальную часть океанического дна. Верхний уровень соответствует поверхности континентов, нижний — поверхности дна океанических впадин. Относительно уровня моря поверхность континентов приурочена к отметке +50 м, а океанического дна — к средней глубине -4800 м, что отражает реально существующую особенность рельефа твердой оболочки Земли. Эта особенность отчетливо проявляется в сравнении фактической двухмодальной кривой распределения превышений с расчетной, отображающей усредненное, случайное распределение высот со средним значением около -2,5 км.
Рис. 10. Гипсографическая кривая
Еще более наглядно соотношение высот и глубин твердой поверхности Земли видно на так называемой гипсографической кривой (рис. 10), представляющей собой распределение площадей различного положения над уровнем моря.
Приведем еще несколько цифр. Средний радиус Земли составляет 6371 км, отсюда площадь ее поверхности немногим больше 510 млн. км 2 . Суша занимает около 150 млн. км 2 , т. е. менее 30%; на долю Мирового океана приходится, таким образом, около 361 млн. км 2 или более 70% поверхности планеты. Форма кривой распределения площадей суши — вогнутая, что свидетельствует о преобладании небольших превышений. И действительно, основную часть суши занимают низменные равнины (около 72%). Предгорные районы составляют 29,2 млн. км 2 (около 20%), а остальные 8% приходятся на долю высокогорных районов.
Значительно более сложным является распределение глубин океанического дна. Здесь выделяют пять областей, приуроченных к различным интервалам глубин океанического дна, — континентальный шельф, континентальный склон, континентальное подножие, абиссальные равнины и глубоководные впадины. Наиболее обширные области — континентальное подножие и абиссальные равнины — иногда объединяются в океаническое ложе.
Некоторые основные характеристики этих областей приведены в табл. 2.
Источник
Распределение глубин в океанах
Дно Мирового океана по глубинам подразделяется на четыре характерные ступени.
1. Материковая или континентальная отмель имеет глубины от 0 до 200 м. Она является подводным продолжением материков и отличается очень малым уклоном дна. Континентальная отмель занимает 8% площади Мировою океана.
2.Материковый склон имеет глубину от 200 до 2440 м и отличается большим уклоним дна, обычно от 4 до 7°, достигшая в некоторых местах до 50″; и занимает 11% площади Мирового океана.
3. Ложе океана имеет глубины от 2440 до 6000 м и характеризуется весьма малым уклоном, обычно в пределах от 0°20 до 0 40, занимает 78% площади Мирового океана.
4. Глубоководные впадины имеют глубины свыше 0000 м, они занимают около 3% площади Мирового океана.
Эти подразделения формы дна являются общими для всего Мирового океана, по их соотношения в отдельных океанах весьма неодинаковы. Это зависит от геологического строения того или иного океана. Так, например, в Северном Ледовитом океане материковая отмель имеет большую ширину, чем в других океанах, в особенности вдоль северных берегов Европы и Азии. В Тихом океане материковая отмель имеет небольшое распространение, а большая часть его дна занята собственно ложем океана.
Наглядное представление о том, как распределяются глубины Мирового океана и высоты суши, дает так называемая гипсографическая кривая земной коры. Она характеризует разрез земной коры от наивысшей точки суши до наибольшей океанской глубины.
Для построения этой кривой по вертикальной оси отложены высоты суши и глубины Мирового океана, а по горизонтальной оси — площади в миллионах квадратных километров и в процентных отношениях, приходящиеся па соответствующие высоты и глубины. Известно, что выше уровня океана лежит только 29% земной коры, причем область небольших высот— от 0 до 1000 м — занимает 22%. Средняя высота суши Равна 840 м, в то время как средняя глубина океана составляет 3800 м. На глубины до 1000 м приходится только 11,9%, остальная же площадь занята большими глубинами. Средний уровень земной коры, который принимается за подножие материкового склона, равен 2440 м. Глубоководные впадины океана занимают ничтожно малую, но все же большую, чем высокие горы, часть поверхности земного шара.
Источник
Дно Мирового океана
Рельеф дна Мирового океана представляет собой сочетание разнообразных форм поверхности дна, имеющих древнюю историю. На дне обнаруживаются равнины и горы, низменности и возвышенности, глубокие ущелья и холмы. В зависимости от глубины и расположения относительно границ материка выделяются подводная окраина и океаническое ложе.
Подводная окраина
Подводная окраина является внешней частью континента, расположенной ниже уровня Мирового океана. В ее состав входят материковая отмель или шельф, материковый склон, материковое подножье.
| Название элемента рельефа | Максимальная глубина, м | Соотношение с площадью Мирового океана, % |
|---|---|---|
| Шельф | 200 | Около 9 |
| Материковый склон | 2500-3000 | Около 15,3 |
| Материковое подножье | 4000-5000 | спорный вопрос |
Остановимя подробнее на каждом элементе рельфева и на его особенностях.
Шельф
Шельф образовался в результате разрушения подводной части континента, с которым имеет общий рельеф и геологическое строение.
Пространство шельфа находится между береговой линией и шельфовой бровкой, по которой проходит перегиб поверхности дна, поэтому глубина, указанная в таблице, условна. Например, глубина бровки в Охотском море превышает 500 м. Северные и восточные побережья Евразии, северный берег Австралии, а также Гудзонов залив имеют самый большой по площади шельф.
Материковый склон
Материковый склон ограничивается шельфовой бровкой, после которой уклон морского дна увеличивается (от 4-5° до 40-45°). Материковый склон представляет собой продолжение континента, поэтому они имеют одинаковое геологическое строение.
На поверхности склона наблюдаются уступы с обрывами и каньоны в сторону океана. Каньоны не являются продолжением материковых объектов, могут быть достаточно продолжительными и глубокими. Самый крупный подводный каньон – Багамский, с тремя ответвлениями и высотой стенок до 5 км.
Подножье
Материковое подножье образуется в процессе отложения обломочного материала, перенесенного в океан при разрушении поверхности материка. Мощность накопленных обломочных пород достигает 2-5 км.
Ширина подножья 200-300 км, однако это спорные цифры. В некоторых регионах нет четкого деления подводной окраины на составляющие.
Ложе океана
Океаническое ложе занимает всю территорию дна между окраинами материков и составляет более 50% от площади океанов. Его средняя глубина около 6000 м.
В пределах ложа океана расположены срединно-океанические хребты, горы разной высоты и формы, глубоководные котловины и желоба.
Между окраинами материков и срединно-океаническими хребтами простираются глубоководные котловины, имеющие плоскую или холмистую поверхность.
Глубоководные желоба – это самые глубокие части океанов, где океаническое ложе изгибается и опускается на большую глубину. Больше всего желобов в Тихом океане (27), их глубина от 5,4 км (Манильский) до 11 км (Марианский).
| Название океана | Название желоба | Максимальная глубина, м |
|---|---|---|
| Тихий | Марианский | 11022 |
| Тонга | 10882 | |
| Филиппинский | 10265 | |
| Кермадек | 10047 | |
| Курило-Камчатский | 9717 | |
| Атлантическмй | Пуэрто-Рико | 8742 |
| Южно-Сандвичев | 8325 | |
| Кайман | 7090 | |
| Индийский | Романги | 7856 |
| Зондский | 7209 | |
| Восточно-Индийский | 6335 |
Горы, выступающие над поверхностью океана, образуют острова. Это могут быть цепи островов с действующими вулканами или архипелаги с множеством атоллов. Атолл представляет собой конус потухшего вулкана с коралловыми постройками, образующими сплошной либо прерывистый кольцеобразный барьер.
Основные принципы тектоники плит
Отпечатки водных организмов обнаружены в породах возраста около 3,8 млрд лет, но определить, каким образом сформировалось дно первичного океана, невозможно. Процесс формирования современного океанического дна объясняет концепция тектоники плит. Рассмотрим ее основные положения.
- Наружная оболочка планеты имеет 2 оболочки – это жесткая литосфера и пластичная астеносфера.
- Литосфера состоит из плит разного размера. Астеносфера подвижна, по ее поверхности медленно перемещаются плиты. Крупные плиты (всего 8) занимают 90% поверхности планеты. Пространство между крупными плитами занимают средние и мелкие плиты.
- Плиты имеют разный состав: одни сложены континентальной корой, другие океанической, есть плиты с блоками континентальной и океанической коры.
- Границы плит представляют собой активные зоны, где происходят землетрясения, извержения вулканов, формируются разломы.
- Существуют 3 типа границ: дивергентные, конвергентные и трансформные.
Дивергентные границы характеризуются расхождением плит с образованием рифтовых зон, где из астеносферы через вулканы поступают базальтовые расплавы и формируется молодая океаническая кора. Рифт может быть океаническим и континентальным. Примером океанических рифтов служат срединно-океанические хребты. Наиболее выраженный континентальный рифт – Восточно-Африканский разлом.
Вдоль конвергентных границ происходит столкновение плит, где одна плита погружается под другую (зона субдукции), или обе дробятся, сминаются и образуют горные системы (Гималаи).
Трансформные границы характеризуются преимущественно сдвиговыми движениями при отсутствии вертикальных. Типичный пример – калифорнийский разлом Сан-Андреас.
Как формируется рельеф дна Мирового океана
С позиций тектоники плит океаническим дном называется литосферная плита, покрытая Мировым океаном. Главными тектоническими элементами океанического дна являются активные океанические окраины, срединно-океанические хребты и вулканические архипелаги вдали от побережий.
Активные океанические окраины являются зонами субдукции, где океанические плиты погружаются под континентальные или сталкиваются 2 океанических плиты с погружением одной из них. В первом случае процесс сопровождается землетрясениями, формированием прибрежных горных систем и вулканизмом на материках (Анды). Во втором случае образуются вулканические островные дуги (Курильские острова) и глубоководные желоба (Курило-Камчатский желоб) с повышенной сейсмической активностью. Смена континентальной коры на океаническую происходит между материковым подножьем и океаническим ложем.
Срединно-океанические хребты – зоны раздвижения, где рифт наблюдается в центральной части.
| Название океана | Название хребта |
|---|---|
| Атлантический | Северо-Атлантический |
| Южно-Атлантический | |
| Индийский | Аравийско-Индийский |
| Центрально-Индийский | |
| Западно-Индийский | |
| Тихий | Восточно-Тихоокеанское поднятие |
| Южно-Тихоокеанское поднятие |
Считается, что поступление молодых базальтов в зоне рифта компенсируется погружением океанической коры при субдукции.
Вулканические архипелаги вдали от побережий объясняются подъемом горячих потоков из мантии, которые расплавляют океаническую кору (Гавайи). Такие образования называют горячими точками.
Методы исследования дна океана
Существует множество методов изучения дна океана, при этом исследуются разные характеристики:
- тепловой поток, проходящий через дно;
- поля силы тяжести;
- магнитное поле;
- отражательная способность дна для получения донного рельефа (эхолот).
Используются обитаемые и необитаемые подводные аппараты, спутниковое зондирование (для шельфа). Геологическое строение дна изучается с помощью глубоководного бурения.
Источник