Вегенер. Происхождение континентов и океанов

 

Абиссальные глубоководные отложения. Слои сиаль и Сима. Образование глубоководных желобов

 

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ДНА ГЛУБОКИХ МОРЕЙ

 

Морфологически глубоководная область противостоит континентальным глыбам как единое целое. Но глубины трех больших океанов не совсем одинаковы. Коссинна [29] подсчитал по батиметрическим картам Гролла среднюю глубину Тихого океана как 4028 м, Индийского — 3897 м ж Атлантического — 3332 м. Достоверную картину такого соотношения глубин дает также распределение глубоководных отложений ( 57), на что в свое время указывал лично мне Крюммель.

 

Распространение красной глубоководной глины и радиоляриевого ила, этих подлинно «абиссальных» (глубоководных) отложений, ограничено Тихим океаном и восточной частью Индийского, в то время как дно Атлантики и западной части Индийского океана покрыто «эпилофическими» осадками, относительно большее содержание извести в которых причинно связано с меньшей глубиной. То обстоятельство, что эти различия в глубинах имеют не случайный, а систематический характер и что они связаны с различием между «атлантическим» и «тихоокеанским» типами побережья, лучше всего видно на примере Индийского океана.

 

Рельеф берегов в его западной части имеет атлантический, а в восточной тихоокеанский характер. Здесь же восточная половина значительно глубже, чем западная. Такое положение вещей представляет для теории дрейфа особый интерес, так как взгляд на карту убеждает, что наиболее древние участки дна имеют наибольшую глубину, тогда как обнажившиеся в относительно недавнее время — наименьшую глубину. Так неожиданным образом на  57 мы можем наблюдать следы дрейфа.

 

О причине этого различия глубин мы в настоящее время еще не располагаем обоснованными представлениями. С одной стороны, она может быть связана с различием физического состояния, с другой, однако, — и с различием материала. Физически древние и молодые глубоководные донные образования могут отличаться друг от друга как температурой, так и агрегатным состоянием. Если удельный вес материала составляет 2.9 и если принять объемный коэффициент расширения для гранита равным 0.0000269, то при повышении температуры на 100° удельный вес этого материала изменился бы до 2.892. Разница температуры двух участков глубоководного дна в 100°, выдержанная до глубины 60 км, при условии изостатического равновесия между этими участками должна была бы, следовательно, соответствовать разнице в толщине участков, равной 160 м. Более нагретый участок дна был бы расположен выше другого на такую величину.

 

С другой стороны, не исключено, что у сравнительно недавно обнажившегося дна глубоководной впадины покров, состоящий из застывших кристаллических пород, значительно тоньше, чем у древнего. Этим также могут быть обусловлены различия в удельном весе материала, а следовательно, и в глубине дна. В-третьих, даже если представить, что все океанические бассейны возникали аналогичным образом, то можно при большом различии во времени их возникновения предположить и различие в материале. В течение длительного геологического времени состав магмы мог изменяться и, вероятно, действительно изменялся (например, в силу прогрессирующих процессов кристаллизации или каким- либо другим путем). И, наконец, поверхность симы может быть неравномерно покрыта вязкими остатками нижних частей континентальных глыб, а также продуктами дробления их краевых частей.

 

Наши представления о материале или материалах, с которыми мы имеем дело на глубоководном дне, в настоящее время, как уже говорилось, непрерывно меняются. Поэтому не стоит приводить в данном случае все мнения, высказанные по этому поводу. Я хотел бы ограничиться только рассмотрением наиболее хорошо изученного Атлантического океана, тем более что Средне-Атлантический вал представляет собой явление, которому теория дрейфа должна найти объяснение.

 

Уже давно обратили внимание на то, что на обширных пространствах дна часто наблюдаются поразительно малые перепады в рельефе. Такие удивительно плоские глубоководные районы до сих пор были обнаружены главным образом при проведении серий измерений глубин, следующих через небольшие интервалы и выполненных при прокладке кабелей. Так, например, Крюммель [30] указывает, что в Тихом океане на участке длиной в 1540 км между островами Мидуэй и Гуам все 100 измерений глубины попадали в интервал между 5510 и 6277 м. На отрезке длиной 180 км при средней глубине 5938 м наибольшие отклонения при 14 измерениях глубин составили только !+36 и —38 м. На другом отрезке длиной в 550 км при средней глубине 5790 м наибольшие отклонения по 37 измерениям были +103 и —112 м. Такие серии частых замеров глубин в последнее время удобнее всего получать с движущегося судна с помощью эхолота.

 

Новый вклад в исследование Атлантики в ближайшее время внесут многочисленные профили, отснятые германской экспедицией «Метеор». По первому эхопрофилю через Атлантический океан, полученному американцами, на  58 я изобразил западную часть океана. В этом месте профиль пересекает глубоководный бассейн Саргассова моря в его самой северной части [197], где оно менаду 58 и 47.5° долготы (на протяжении 930 км) обнаруживает максимальные отклонения от средней глубины (5132 м) только на —121 и +108 м. На отдельных участках это постоянство глубин еще более заметно. Так, например, восемь последовательных измерений (с интервалами в 28 км) лежали между 2780 и 2790 морских саженей при предельной точности замеров в 10 саженей. 

 

В отличие от этого единообразия глубин остальные профили, пройденные все еще по глубоководью, но на более мелких участках маршрута, выявляют неровности дна океана.

 

Из этого я сделал вывод, что в районе Саргассова моря, где глубина столь постоянна, обнажена поверхность симы, тогда как другим частям с неровным рельефом дна предположительно соответствует сиалический покров непостоянной и в общем значительно меньшей мощности, чем у континентальных глыб. Если, исходя из этого, предположить, что все части океанического дна, расположенные глубже 5000 м, приблизительно соответствуют обнаженным поверхностям симы, то  59 можно рассматривать как иллюстрацию распределения выходов сиаля и симы на поверхности дна Атлантического океана.

 

При этом, однако, возникают некоторые затруднения. Ибо если мы предположим, что эти сиалические массы представляют собой остатки разрушившейся при разделении материков полосы, то она получится чрезмерно широкой. По нанесенной на  59 линии первого трансатлантического профиля измерения глубин эхолотом, например, мы имели бы дело с разбросанными обломками в виде полосы шириной в 1300 км. В Южной Атлантике мы, однако, получили бы меньшие значения, так как Средне-Атлантический вал в этом месте уже и граничит с глубоководными бассейнами не только на западе (как в случае упоминутой выше линии профиля), но и на востоке. Более точные оценки можно будет дать на основе измерения глубин эхолотом, произведенного экспедицией на судне «Метеор». Но и в этом случае, пожалуй, мы все же получили бы распавшуюся на обломки промежуточную область шириной примерно в 500—800 км. Хотя это и не является явным абсурдом, но все же представляется мне излишне большой величиной. Отчетливо бросающаяся в глаза конгруэнтность, т. е. соответствие контуров материкового склона современных краев глыб Южной Америки и Африки, все же, видимо, показывает, что эти края когда-то находились в довольно непосредственной связи. С затруднениями такого рода, хотя и не очень значительными, мы сталкиваемся при реконструкциях в различных других местах.

 

В настоящее время мне кажется наиболее вероятным, что это небольшое несоответствие обусловлено тем, что мы учитываем только два слоя — сиаль и симу, тогда как в действительности строение верхних слоев Земли является более сложным. Если, однако, принять в соответствии со все более отчетливо выявляемыми новейшими геофизическими исследованиями, что континентальные глыбы до глубины 30 км представлены гранитами, а ниже, до 60 км, базальтами, которые в свою очередь сменяются ультраосновными породами (дунитом), то мы найдем объяснение, которое вполне удовлетворительно соответствует всем известным фактам.

 

На самом деле гранитные плиты материков разорваны, как это предполагается теорией дрейфа, если не считать некоторых расплавленных на глубине участков и обломков, отколовшихся от краев плит при их разделении, которые теперь в виде островов выступают на Средне-Атлантическом вале. Если бы базальтовый слой под гранитом действительно, как это предполагается, был более текучим, то при все продолжавшемся раскрытии атлантической трещины он должен был бы подниматься по ней и в дальнейшем непрерывно растекаться вслед за расходящимися ее краями; таким образом, вначале базальтовый слой, видимо, повсюду образовал дно океана и до сих пор, вероятно, слагает большую его часть. Однако при продолжавшемся раскрытии трещины текучесть даже этого материала должна была оказаться недостаточной, и в виде отдельных окон должен был обнажиться подстилающий его дунит (см.  60). В Северном море, где разделение глыб еще не зашло далеко, дно, если не считать гранитных останцов, вероятно, целиком состоит из базальта, который в этом районе еще доля^ен иметь значительную мощность. На обширных пространствах Тихого океана, напротив, дуниты должны быть обнажены на довольно больших площадях, тогда как более мелкие участки и здесь еще имеют базальтовый покров, местами, возможно, даже несущий на себе останцы гранита.

 

Конечно, эта картина является пока совершенно гипотетичной. Однако по совокупности геологических, биологических и палеоклиматиче- ских аргументов я полагаю, что необходимо придеряшваться моего первоначального предположения о прошлой довольно непосредственной связи континентальных глыб. Новые геофизические исследования, как было показано, этому ни в коей мере не противоречат. Наоборот, они, по-видимому, способны устранить затруднение, заключающееся в том, что между такими раньше, судя по их очертаниям, непосредственно соединенными глыбами ныне на дне местами располагаются нерегулярные хребты типа Средне-Атлантического вала. То обстоятельство, что иногда и сами континентальные глыбы, как утверждает Гутенберг, в потоке симы могли «исказиться», не оспаривается; мы использовали это представление в различных случаях, как, в частности, для района Эгейского моря. Однако способность течь, в полном смысле этого слова, вероятно, и здесь ограничивается более глубокими слоями, тогда как поверхностные слои дробятся на глыбы по разломам.

 

Поскольку в настоящее время геофизики еще не пришли к единому мнению в вопросе о том, в какой степени материал, слагающий глубоководное дно, соответствует базальту или дуниту, мы ради краткости снова возвратимся к чисто формальному различию между сиалем и симой.

 

Если сима действительно — вязко-текучая субстанция, то было бы странным, если бы ее способность течь проявилась лишь в отклонениях потока вблизи дрейфующих сиалических глыб; вероятно, непосредственно и сама сима должна была течь. Наблюдаемые в некоторых местах на карте искаженные формы цепей островов, первоначально имевших, по- видимому, прямолинейные очертания, дают непосредственное наглядное представление о таких довольно локальных течениях симы.

 

Примеры таких деформаций: Сейшельские острова и острова Фиджи. Серповидный шельф Сейшельских островов, на котором некоторые острова сложены гранитами, не прикладывается ни к Мадагаскару, ни к побережью Индостана; их прямолинейные контуры скорее всего указывают на существовавшую некогда непосредственную связь. Поэтому в данном случае можно предположить, что мы имеем дело с расплавленными, поднявшимися с нижней стороны глыбы сиаличе- скими массами, которые затем были перемещены подкоровым потоком симы и проделали довольно большой отрезок пути в направлении Индостана. Этот поток симы, за которым следует также и Мадагаскар, «бежит» точно по следу Индостана. Возможно, он порожден перемещением последнего, но, может быть, наоборот, порождал перемещение, на что указывает отрыв и смещение о-ва Цейлон от Индостана.

 

Движение в жидкостях, даже в вязких, редко отличается настолько простым видом, чтобы можно было четко разграничить причину и следствие, а наши знания об этих вещах имеют еще слишком много пробелов. Поэтому нелепо требовать от теории дрейфа, чтобы она могла включить в свою систему любое проявляющееся относительное движение и объяснить его. Мы рассматриваем эти примеры только для иллюстрации явлений, порожденных течениями в симе. О наличии таких течений свидетельствуют в особенности загнутые концы дугообразной полосы шельфа.* Они показывают, что движение потока симы ослабевает по обе стороны от средней линии Мадагаскар—Индостан. Можно заметить также, что поток подкорового течения наиболее интенсивен в свежеобнаженной симе, тогда как более древние участки глубоководного дна к северо-западу и юго-востоку от нее двигаются медленнее. Второй чертеж на  61 относится к группе островов Фиджи. В этом месте шельф имеет в плане форму, напоминающую спиральную туманность с двумя рукавами. Это позволяет сделать вывод о спиральном течении. Его возникновение, вероятно, связано с тем изменением движения, которое претерпела Австралия, когда она прервала свою последнюю связь с Антарктикой и, оставив в стороне островную дугу Новой Зеландии, начала еще более заметное перемещение на северо- запад, куда она и движется до сих пор. Можно предположить, что острова Фиджи, прежде чем они были изогнуты дугой, образовывали цепь, расположенную рядом с подводным хребтом Тонга и параллельную ему, составляя вместе с островами Тонга внешнюю цепь островов перед глыбой Австралия — Новая Гвинея.

 

Как и все восточно-азиатские дуги, эта цепь со стороны моря «прилипла» к древнему глубоководному дну и поэтому с внутренней стороны постепенно отделялась от континентальной глыбы. При удалении материковой глыбы внутренняя дуга закрутилась в спираль. Новые Гебриды и Соломоновы острова, вероятно, представляют собой две кулисообразно расположенные островные дуги, застрявшие в пути.  При этом, как уже упоминалось, остров Новая Померания, входивший в состав архипелага Бисмарка, оказался «прилепленным» к Новой Гвинее и был перемещен вместе с ней. На другой стороне большой Австралийской глыбы спиральный изгиб двух самых южный цепей Зондских островов также указывает на вихревое течение в симе, подобное течению у островов Фиджи.

 

Имеющиеся данные еще не позволяют построить окончательную картину механизма образования глубоководных желобов.  Они, за редкими исключениями имеющие, возможно, иное происхождение, всегда располагаются перед внешней (выпуклой) стороной островных дуг, на стыке этих дуг с древним глубоководным дном. На внутренней стороне дуги, где в виде окон проступает свежеобнаженное глубоководное дно, желоба никогда не встречаются. Создается впечатление, что только более древнее глубоководное дно, испытавшее более значительное, глубоко проникшее охлаждение и затвердевание, способно образовывать желоба. Не исключено, что их можно рассматривать как краевые трещины, одну сторону которых образует сиаль островной дуги, а другую — сима глубоководного дна. Этому предположению не противоречит форма поперечного профиля глубоководных желобов, так как, естественно, она сильно сглажена гравитационными силами ( 62).

 

Возникновение глубокого, изогнутого под прямым углом жёлоба к югу и юго-востоку от острова Новая Померания, обусловлено, по-видимому, насильственным перемещением острова, прилепленного к Новой Гвинее, в северо-западном направлении. Достигающая больших глубин островная глыба как бы вспахала симу, которая, вытекая вслед за образующимся углублением, еще не совсем заполнила возникшую борозду. Это, вероятно, именно тот случай, когда мы точнее всего можем представить себе мехнизм образования глубоководного жёлоба.

 

Возникновение глубоководного жёлоба Атакама, расположенного западнее Чили, можно, видимо, объяснить по-иному. Ибо, если мы примем во внимание, что при смятии и выдавливании этих гор все слои, расположенные ниже глубоководного дна, отжимаются вниз, то тем самым должны будут увлекаться вниз и соседние участки глубоководного дна.

 

При этом добавляется еще одна причина погружения материкового края, в частности расправление обращенной книзу горной складки и увлечение расплавленных масс на восток под воздействием западного перемещения глыбы, где они, по нашим предположениям, частично поднимаются в банке Арбольюс.  Вследствие этого материковый край должен опускаться и увлекать за собой вниз соседнюю симу.

 

Конечно, эти представления еще требуют проверки в частностях. Большое значение в этом случае имеют результаты гравитационных измерений. Уже Геккер [198] над жёлобом Тонга установил значительный дефицит силы тяжести, тогда как на соседнем плато Тонга, наоборот, наблюдается ее избыток. Недавно это было подтверждено Венинг-Мейне- сом [39] для ряда глубоководных желобов. Мы приводим из его публикации показанный на  63 гравитационный профиль между Филиппинскими островами и Сан-Франциско, на котором показан и гипсометрический профиль дна. Этот профиль пересекает четыре желоба. Изменение силы тяжести во всех случаях было одинаковым: непосредственно над жёлобом — дефицит, над расположенной рядом возвышенностью — избыток величины ускорения силы тяжести. Эта закономерность показывает, по- видимому, что в жёлобе еще не произошло изостатического выравнивания притока симы. Не исключено, что это можно объяснить тем, что глыба, составляющая возвышенность, имеет наклон, как это показано схематически на  52. Однако необходимы дальнейшие исследования, прежде чем можно будет сделать окончательные выводы.

 

 

 

К содержанию книги: О теории дрейфа континентов

 

 

Последние добавления:

 

ГЕОЛОГ АЛЕКСАНДР ФЕРСМАН   ИСТОРИЯ АТОМОВ  ГЕОХИМИЯ ВОДЫ

 

  ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ   КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ