Третья планета

География

Океаническое дно

Данные, позволившие разгадать одну из величайших загадок природы, были получены в 60-х гг. XX века, причем не на суше, как можно было бы ожидать, а под толщей воды - на дне океана.

Сегодня мы знаем о Земле многое из того, что было непонятно ученым еще каких-нибудь 40 лет назад. Нам известны причины землетрясений и извержений вулканов. Мы знаем, почему в недрах покрытой снегами и льдами Аляски находятся богатейшие залежи нефти, образовавшиеся из останков крошечных морских животных и растений. Мы понимаем также, откуда на севере Европы взялись крупные месторождения угля, источником которого была окаменевшая тропическая растительность.

Дрейфующие континенты

Ответы на все эти загадки были получены, когда в 60-е гг. большинство ученых приняли, наконец, теорию дрейфующих континентов, выдвинутую немецким метеорологом Альфредом Вегенером еще в 1915 г. Почему же научной общественности понадобилось столько времени, чтобы согласиться с его теорией?

На это было несколько причин. Во-первых, Вегенер не являлся геологом. По словам геофизика Эдуарда Булларда, он был членом не того профсоюза, и поэтому геологи не приняли его всерьез. Во-вторых, хотя Вегенер считал, что континенты движутся, или дрейфуют, он не предложил никакого объяснения причинам этого процесса.


Океаническая кора

В 60-е годы были получены убедительные данные, позволившие, в конечном итоге, "утвердить" теорию дрейфующих континентов и установить механизм этого явления. Причем доказательства были найдены не на самих континентах, а в океанах и под их дном.

Верхняя твердая оболочка Земли - литосфера - представляет собой твердый слой толщиной около 100 км и включает земную кору (океаническую и континентальную) и верхнюю часть мантии (слой, находящийся непосредственно под земной корой). Граница раздела между земной корой и мантией известна как поверхность Мохоровичича (сокращенно Мохо), названная так в честь ее первооткрывателя, югославского геолога Андрея Мохоровичича (1857-1936).

Океаническая кора сильно отличается от континентальной. Она намного тоньше и сформировалась практически полностью за последние 200 млн. лет - очень малый срок в истории Земли, насчитывающей 4 600 млн. лет. В отличие от нее, континентальная кора гораздо толще, а ее возраст в отдельных местах достигает 3 000 млн. лет.


Срединно-океанические хребты

Хотя большей частью поверхность океанического дна плоская, здесь выделяют два элемента рельефа: хребты и желоба. Срединно-океанический хребет - это горная цепь длиной около 80 000 км и пиками высотой до 4500 м. Среди первых исследованных участков этой подводной гряды был Атлантический хребет. Он тянется от Исландии на севере до крохотного вулканического острова Тристан-да-Кунья на юге, затем огибает мыс Доброй Надежды и соединяется с хребтами Индийского и Тихого океанов. Как и в других элементах системы, в Атлантическом хребте выделяют центральную рифтовую долину шириной около 50 км и глубиной 2 км. На всей протяженности Срединно-океанического хребта доминируют подводные вулканы.

Местами океанические хребты выходят на поверхность в виде островов. Крупнейшим из островов такого рода является Исландия. Вдали от хребтов встречаются отдельные вулканические вершины, называемые подводными горами. Многие из них поднимаются над поверхностью океана и образуют острова, примером которых служит Гавайская цепь.

Подводные хребты были обнаружены в 50-е гг. морскими геологами Колумбийского университета (США). Они также выяснили, что толщина земной коры под океанами составляет всего 6-7 км, тогда как под континентами она достигает 30-40 км. Данный факт послужил первым указанием на то, что ложе океана "моложе" континентального.


Новая теория

В 1950 г. Гарри Гесс, профессор Принстонского университета (США), на основании этих двух открытий выдвинул теорию спрединга (расширения) океанического дна, согласно которой океаническое дно постоянно раздвигается в стороны от подводных хребтов. По его подсчетам, новое океаническое дно создавалось со скоростью нескольких сантиметров в год - достаточно быстро, чтобы все глубинное океаническое ложе сформировалось за последние 200 млн. лет.

При таких темпах либо Земля исключительно быстро увеличивалась в размерах (что, очевидно, не так), либо с новой океанической корой что-то происходило. Гесс считал, что океаническая кора разрушалась с той же скоростью, что и формировалась. Но где и как?

Вскоре он получил ответ. Вдоль береговых линий океанов проходит ряд глубоководных желобов. Так, один из них тянется вдоль всего тихоокеанского побережья Южной Америки, а самым глубоким является Марианский желоб глубиной 11 022 м, расположенный недалеко от острова Гуам в Тихом океане. Гесс считал, что океаническая кора в этих желобах опускается обратно в мантию.

Он высказал предположение о связи движения коры с конвекционными течениями в мантии. Конвекционные течения - это круговые движения в жидкости или пластичном материале, наподобие тех, которые можно видеть в кипящей каше. Они возникают под действием восходящих тепловых потоков. Теория профессора Гесса подтверждается фактом, что интенсивность теплового потока, или скорость подъема тепла, из ядра Земли к поверхности в районах хребтов очень велика. Она уменьшается по мере удаления от них и достигает минимума в желобах. Но для доказательства теории требовалось больше фактов, и их предоставила сама Земля. Наша планета является гигантским магнитом, и именно ее магнитное поле заставляет стрелку компаса указывать на север. При образовании из потоков вулканической лавы новая порода всегда немного намагничивается в соответствии с магнитным полем Земли.


Магнитные подсказки

В начале 60-х ученые сделали важное открытие. При буксировании научно-исследовательскими судами магнитных детекторов по дну океана были обнаружены чередующиеся полосы слабого и сильного магнетизма. На борту одного из судов, исследовавших Индийский океан, находился ученый Кембриджского университета Драммонд Мэтьюз.

Он рассказал об открытии аспиранту университета Фреду Вайну. Вайн понял, что магнитные полосы являются важным доказательством состоятельности теории Гесса о спрединге океанического дна. В сентябре 1963 г. Вайн и Мэтьюз предложили гипотезу о связи чередующихся магнитных полос с периодическим изменением магнитных полюсов Земли, когда магнитный север становится магнитным югом.

Применив данную теорию к океаническим хребтам, они сделали вывод: при расширении океанического дна чередующиеся блоки противоположно намагниченного материала расходятся от центра хребта и залегают параллельно его гребню.


Скорость спрединга

В то время лишь немногие ученые признавали, что магнитное поле планеты действительно меняет свою полярность. Вскоре после опубликования теории Вайна и Мэтьюза группа ученых геологической службы США, возглавляемая Аланом Коксом, выявила следы перемагничивания в континентальных породах практически на всех материках и обнаружила, что полярность пород, сформированных в один и тот же период времени, одинакова.

Определяя возраст подводных скал вблизи Срединно-Атлантического хребта, ученые выяснили, что по обе его стороны океаническое дно раздвигается со скоростью 2 см в год, т. е. Атлантический океан расширяется со скоростью 4 см в год, и сегодня он на 80 м шире, чем во времена Иисуса Христа.

Скорость спредингаВ других океанах скорость спрединга выше, например, в ю.-в. части Тихого океана в полтора раза. Тем не менее, океан не становится шире, так как у окраин континентов океаническое дно опускается в мантию.

Красное море - одно из самых молодых на Земле. Как и в Атлантическом океане, в нем есть срединный хребет, и скорость спрединга здесь достигает ~2 см в год, поэтому Аравийский полуостров постепенно отдаляется от Африки. Это же море - часть большого разрыва в литосфере, тянущегося от Восточно-Африканской рифтовой системы до впадины Мертвого моря в Израиле. Ученые считают, что в будущем эта система может превратиться в море.


Тектоника плит

Сегодня общепризнанным является тот факт, что континенты и океаническое дно - это отдельные плиты, перемещающиеся по поверхности мантии относительно друг друга. Данный процесс известен под названием тектоника плит и описывает структурные особенности земной коры. Термин "тектоника" буквально означает "образование".

Плиты представляют собой преимущественно твердые блоки, состоящие из земной коры и верхней твердой части мантии, другими словами - литосферы. Под твердой мантией находится астеносфера - пластичная или полурасплавленная часть мантии, залегающая на глубине между  100 км и 200 км от земной поверхности.

Существует примерно 15 крупных плит и большое количество малых. Плиты разделены океаническими хребтами. Хребты и их долины являются зонами тектонических разломов. По обе стороны от хребта плиты отдаляются в противоположных направлениях.

Океанические желоба возникают при столкновении двух плит. Когда одна из плит опускается и уходит в нижнюю часть мантии, она пододвигается под другую плиту. Такой район желобов называется зоной субдукции.


Границы раздела плит

Существуют три вида границ между плитами. Помимо двух уже рассмотренных нами (граница по хребту, или конструктивная граница, и граница зоны субдукции) есть еще граница трансформного разлома. Ее также называют консервативной границей, так как в данном случае масса литосферы остается неизменной - не растет и не уменьшается.

Границы раздела плитТрансформный разлом - это разрыв конструктивной границы под прямым углом. Океанические хребты не тянутся беспрерывной нитью - время от времени они отклоняются вправо или влево, когда плита меняет направление своего движения.

Границы плит не всегда проходят параллельно стыку океанической и континентальной коры. Плиты часто включают оба вида коры, и многие из них пересекаются под углом. Некоторые плиты скользят одна по другой при столкновении. Наиболее известным примером является район у западного побережья Северной Америки, где граница между плитами обозначена разломом Сан-Андреас.


Сжатие или растяжение

Когда Вайн и Мэтьюз впервые доказали, что имеет место спрединг дна океана, предполагалось, что движущая сила, перемещающая плиты, исходит от океанических хребтов, где постоянно образуется новая кора.

Последующие исследования показали, что главной движущей силой является не растяжение поверхности океанических хребтов, а сжатие зон субдукции - мест, где старая кора втягивается назад в мантию и переплавляется. Другими словами, литосфера растягивается у океанических хребтов, а не раскалывается под действием внутренних сил.

Минимальные цены на туры из Екатеринбурга (цена на двоих): Туры из Екатеринбурга– это лучшие путевки от Уполномоченного агентства TEZ Tour в прекраснейшие уголки мира с широким набором услуг (насыщенные экскурсии, перелет, отель, трансферы и т.д. ), комфортабельные современные отели и первоклассный уровень обслуживания на всех курортах при покупке тура в нашем агентстве. Сейчас выгодна покупка туров из Екатеринбурга на условиях раннего бронирования. Альтернатива путешествий из Екатеринбурга - транзитные маршруты.

Атлас мира: страны и города. История земли, мир животных, биология, ботаника, географические карты, общая география...


Третья планета © 2007-
При копировании материалов с сайта, гиперссылка на сайт обязательна.
Рейтинг@Mail.ru