Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Как и реки на суше, контурные течения перемещают не только огромные водные массы, но и значительное количество осадочного материала. При скорости 40—50 см/с вода способна волочить частицы довольно крупных размеров, вплоть до крупного песка. Собственно говоря, знаки ряби и являются прямым свидетельством перемещения осадков. Ведь волны ряби постоянно мигрируют, двигаясь по ходу течения с небольшой, но довольно постоянной скоростью. При этом зерна осадка время от времени взмучиваются и оседают в зависимости от ундуляции скорости отдельных водных струй у дна. Об эффективности этого процесса свидетельствует тот факт, что осадочный материал, подхваченный в высоких арктических широтах, в конечном итоге оказывается вблизи экватора и даже к югу от него. Более того, контурные течения, энергия которых в значительной степени расходуется по пути к экватору, на определенном отрезке уже не способны перемещать значительное количество частиц. Они оседают, формируя поля подводных дюн или гигантские насыпные валы. Одним из наиболее изученных образований такого рода является вал Блейк, отделяющий континентальное подножие Багамской погруженной платформы от внутренних частей абиссальной котловины в центральном секторе Атлантики. Протяженность другого вала, Ньюфаундлендского, превышает 500 км, а высота более 1 км. Мощность осадочной толщи, состоящей, как полагают, почти исключительно из контуритов, составляет 1,5 км. Это пятнистые однородные с плохо выраженной слоистостью отложения, имеющие преимущественно карбонатно-терригенный состав (известковые глины и мергели) и пелитово-алевритовую размерность (<0,1 мм). Встречаются и прослои, сложенные тонким песчаным материалом (>0,1 мм), в том числе раковинками фораминифер (более 20%) и скелетными остатками других организмов. Осадки обычно плохо отсортированы и несут следы сильного перемешивания илоедами. Скорости их накопления меняются от 1 до 12 см в 1000 лет.

Казалось бы, каким образом можно установить, что осадки вала Блейк или какого-либо другого аналогичного по строению поднятия на дне океана являются контуритами? На деле существуют вполне надежные критерии. Ведь материал, идущий из приполярных широт, весьма своеобразен по составу. Это касается прежде всего глинистой фракции, в которой преобладают иллит и хлорит — минералы, легко разрушающиеся в гумидных условиях на суше. С континента в океан они сносятся в основном ледниками, т. е. в полярных широтах. В тропиках же эти минералы, особенно хлорит, становятся неустойчивыми. Поэтому, когда на участках континентального подножия в низких широтах появляются осадки с явно чужеродной для окружающей суши минеральной ассоциацией, можно заподозрить, что эти осадки отложены контурным геострофическим течением.

Апвеллинг и природные питомники в океане

С борта судна океан чаще всего кажется безжизненным. Иногда за несколько дней плавания удается увидеть лишь двух-трех дельфинов, пристроившихся к носу судна, либо редкий фонтанчик воды, выброшенный в воздух кашалотом, случается мелькнет акула. Однако это впечатление верно, если считать, что океан населяют только крупные животные. На самом деле в поверхностном слое океана обитают мельчайшие организмы — фитопланктон, питающий все остальные группы морских организмов.

Для существования фитопланктона мало только солнечного света и растворенной в воде углекислоты, участвующих в фотосинтезе. Необходимы также биогенные элементы, и прежде всего фосфор, азот, кремний, кальций, из которых строятся органические и неорганические части организма. В большинстве районов океана фитопланктон развивается в условиях жесткого лимита нитратов, фосфатов и кремнезема. По мере выедания этих соединений цветение фитопланктона притормаживается.

Однако известны такие зоны в океане, где фитопланктон не испытывает недостатка в биогенных соединениях. В результате величина биологической продукции в этих зонах необычайно высока — в тысячи и десятки тысяч раз превосходит среднюю для океана. Плотность популяций фито- и зоопланктона, ряда видов рыб, морских млекопитающих и птиц здесь достигает максимальных значений. Эти огромные по протяженности (несколько сот и даже тысячи километров), но относительно узкие области вдоль континентальных окраин — настоящие природные питомники.

Подобная, на первый взгляд странная локализация жизни в океане определяется исключительно важным и интересным явлением, получившим наименование «апвеллинг» (устойчивый подъем глубинных вод). Дело в том, что в нижней части водной толщи океана скапливается и разлагается большая часть выведенных из биологического круговорота продуктов метаболизма морских организмов. Поэтому за многие миллионы лет здесь образовалась настоящая кладовая всех необходимых для жизни веществ. Отсутствие света на больших глубинах не дает возможности организмам их использовать. Однако там, где глубинные массы поднимаются вверх, сразу же наблюдается вспышка жизни, которая поддерживается почти непрерывным цветением фитопланктона.