Морфология рельеф дна Черного моря. Котловина Черного моря в геологическом прошлом

Северная мелководная депрессия расположена целиком в преде­лах платформенной области. При этом самая северная ее часть, при­мерно к северу от линии, соединяющей г. Измаил с южным краем Перекопского перешейка, вероятно, расположена на поверхности древ­ней платформы. Часть мелководья к югу от этой линии расположена в области Скифской плиты. Точно так же Азовское море на большей своей части покрывает эту же Скифскую плиту, хотя южный участок последней здесь втянут в краевой Индоло-Кубанский прогиб.

Южная глубоководная впадина Черного моря расположена южнее горного Крыма и Кавказа, уже в пределах Альпийской геосинклиналь- ной области. Она характеризуется окружающими ее со всех сторон относительно крутыми материковыми склонами и ровным, удивительно плоским дном, опущенным на глубины 2000—2100—2200 м ниже уровня моря. Материковый склон почти всюду сильно приближен к берегам,' отделяясь сравнительно узкой полосой материковой отмели. Последняя расширена только в нескольких местах: напротив Балканского по­бережья, к югу от Крыма — между мысом Херсонес и Ялтой, к югу от Керченского и Таманского полуостровов, на Кавказском берегу близ Сухуми и Очемчири и на участке близ Синопа на Анатолийском по­бережье.

По рельефу дна глубоководная впадина Черного моря похожа на многие другие впадины внутренних морей: Тирренского, западной части Средиземного, Ионического, Сулавеси (б. Целебесское) и Банда. По рельефу дна все эти впадины, в том числе и Черноморская, очень сходны с океаническими. Уже давно отмечалось, что Черное море по рельефу дна напоминает океан в миниатюре.

По структурному положению котловина Черного моря частично как бы обрезает окружающие его горные сооружения. Складки Северо-За­падного Кавказа косо срезаются берегом моря и уходят под его дно. Несомненно, погружена под уровень моря северная часть складчатой системы Малой Азии. Сейчас это подтверждено данными изучения рельефа дна у берегов Северо-Восточной Анатолии, где обнаружено два погруженных под уровень моря хребта, параллельных берегу (Гон­чаров, 1958). Восточная оконечность системы складчатых структур Балканского хребта срезана берегом моря, и ее продолжение также расположено под уровнем моря. Но наиболее ярко выражено это явле­ние у берегов Крыма. Мегантиклинорий горного Крыма как бы разбит на две части, и его южное крыло и значительная, может быть, большая часть ядра находятся под водами Черного моря.

Во всех этих случаях речь идет не о простом срезании берегов морскими волнами, а о действительном погружении окраин горных со­оружений и вовлечении их в общее и значительное опускание поверх­ности земной коры. Зона шельфа у северных, восточных и южных бере­гов Черного моря очень узка и совершенно очевидно, что ею не огра­ничена та часть горных сооружений, которая уничтожена морем. В середине Южного берега Крыма шельфа почти нет, а, как можно предполагать по многим данным, южный край мегантиклинория Крыма располагался ранее не менее чем в 25—30 км к юго-востоку от совре­менного берега. Таким образом, значительная часть мегантиклинория опущена и погружена в пределах глубокой котловины.

Многие исследователи, начиная с Э. Зюсса, считали, что впадина образовалась очень недавно — в конце неогена или даже в начале чет­вертичного времени. До этого на месте Черноморской впадины распо­лагался древний массив суши, соединявшей Крым с Малой Азией. Этот опустившийся затем на дно моря гипотетический массив Б. Ф. Добры­нин (1922) назвал «Понтидой», Ф. Освальд (1916) рассматривал его как продолжение Армянского нагорья, Б. Ф. Мефферт (1930)—как продолжение Рионской кристаллической плиты, В. Зейдлиц (1931) — как своеобразный опустившийся межгорный массив, В. П. Ренгартен (1940)—как продолжение Закавказской пологоскладчатой зоны, Р. Вильзер (Vilser, 1928), А. Борн (Born, 1933) и Е. Бончев (1957) — как герцинскую глыбу, соединяющую «Месхийскую плиту», т. е. Дзи- рульский массив, с Добруджей.

Большинство исследователей геологии Черного моря допускают, что его глубоководная котловина образовалась в результате опусканий по системе окружающих ее со всех сторон сбросов. Б. Л. Личков (1928, стр. 115), А. Д. Архангельский и Н. М. Страхов (1938, стр. 45) прямо называют глубокую впадину Черного моря грабеном, в то же время признавая, что она является современной геосинклиналью.

В известной работе о причинах крымских землетрясений А. Д. Ар­хангельский (1929) связал очаги последних с предполагаемыми разло­мами, ограничивающими впадину Черного моря; позднее эта мысль была принята и Г. П. Горшковым и А. Я. Левицкой (1947).

А. Д. Архангельский в той же статье (1929) нарисовал очень инте­ресную картину постепенного опускания краев впадины по сбросам и последовательного расширения площади ее глубокой части. Разбор имеющихся данных о строении и геологической истории дна моря к югу от берегов Крыма привел его к выводу о том, что эта часть дна нахо­дится уже с плиоценового, а, может быть, и более раннего времени в состоянии опускания, которое распространяется и на прилежащую часть гор. Под влиянием этих опусканий море абрадирует Таврический хребет, все далее и далее проникая на север, т. е. вырабатывает мате­риковую отмель (шельф). Последняя близ края, обращенного в сто­рону глубоководной впадины, по А. Д. Архангельскому, испытывает наиболее сильное, хотя и постепенное опускание, а в пределах мате­рикового склона плавное опускание сменяется резким погружением вдоль системы сбросовых уступов. Раздробляясь на отдельные сбросо­вые глыбы, участки материковой отмели опускаются на различную глубину и в конце концов достигают предельной глубины — около 2000 м, входя в состав дна впадины Черного моря.

Доказательством сбросовых опусканий А. Д. Архангельский счи­тал крутые уступы материкового склона, а также дополнительные сту­пени на нем. Как уже было показано (Муратов, 1949), последние надо рассматривать как оползневые уступы на материковом склоне, что же касается крутизны последнего, то представления о ней преувеличены *. Уклон материкового склона Черного моря обычно не превышает 6—10° и только на отдельных редких участках достигает 20°, что никак не сви­детельствует о наличии сбросов по краям впадины, а наоборот, скорее говорит против их существования. Дно впадины отделено от матери­ковой отмели (шельфа) в сущности весьма пологим и растянутым уступом. '

Полоса материкового склона, как показывают данные А. Я. Левиц­кой и М. В. Муратова (1959), почти на всем протяжении является сей­смически активной. Большинство эпицентров землетрясений здесь при­урочено к нижней части материкового склона (между изобатой 1000 и 2000 м). Землетрясения обычно слабые, за исключением сосредото­ченных к югу от берегов Крыма, главным образом на участке между Алуштой и Ялтой, где известны толчки, относимые по интенсивности к III категории (). Глубины их очагов не превышают 40 км, т. е. они связаны с подвижками в пределах земной коры. Веро­ятно, эти землетрясения вызваны подвижками, отражающими процесс формирования материкового склона.

Ранее уже высказывалось предположение (Муратов, 1955), что сбросы непосредственно не окаймляют котловину Черного моря, а процесс ее расширения идет путем образования огромной флексурной сту­пени или перегиба и постепенного отступания этой флексуры в течение длительного времени от центра к периферии котловины. Этот процесс сопровождается образованием разломов в земной коре и подвижками по ним, которые и вызывают толчки землетрясений. Но подобные раз­ломы являются, вероятно, лишь частными формами, осложняющими перегиб земной коры, и вряд ли сами выражены в рельефе дна моря. Однако толчки свидетельствуют об активном проявлении упомянутых процессов до наших дней. Характерно, что в пределах плоского дна глубоководной котловины сейсмические явления отсутствуют.

Таким образом, по периферии котловины, вероятно, идет процесс постепенного опускания края материкового склона на глубину. Вместе с тем, как и установил А. Д. Архангельский, в опускание вовлечена и окраинная часть шельфа, которая еще более медленно погружается.

Чрезвычайно важным обстоятельством, подтверждающим плавный флексурообразный характер изгиба поверхности земной коры в об­ласти материкового склона и свидетельствующим против существова­ния сбросов вокруг котловины Черного моря, является наличие подвод­ных долин, которые окружают Черноморскую котловину со всех сторон. Многие из них, начинаясь в пределах шельфа, опускаются по матери­ковому склону до его подножия, т. е. до дна глубоководной части моря. Подавляющее большинство подобных долин, в том числе и развитых на больших глубинах, является продолжением речных долин, располо­женных на побережье. Так, на карте Черного моря можно видеть по­добные долины на продолжении долин Чороха, Супсы, Ингури, Кодори, Мзымты, Шахэ и других рек Кавказского побережья. На Анатолий­ском берегу можно видеть подобные долины на продолжении Енидже, Кызыл-Ирмака, Ешиль-Ирмака, Боламана и многих других рек. На Балканском побережье подводная долина имеется на продолжении Голямы-Камчии. Кроме того, имеются продолжения долины Дуная (каньон Витязь) и Днестра. Многие подводные долины (например, Кызыл-Ирмака и другие) принимают в области материкового склона притоки и имеют извилистый характер. Таким образом, их эрозионное происхождение не вызывает сомнений.

Исследователи подобных долин области материкового склона Тихого и Атлантического океанов и Средиземного моря также в боль­шинстве случаев признают эрозионное происхождение этих долин.

Ф. Шепард (1964), критически рассмотрев многие гипотезы образова­ния подводных долин, считает соответствующей фактам только гипо­тезу врезания рек в. ныне затопленные склоны. Ф. Кюнен (Kuenen) вы­деляет два типа подводных долин: корсиканский, который образовался путем затопления речных долин, и тип побережья Новой Англии, кото­рый он связывает по происхождению с грязевыми потоками леднико­вого времени.

Существование подобных глубоко врезанных ложбин эрозионного происхождения невозможно объяснить, допуская глыбовый характер опускания материкового склона. Нельзя их объяснить и быстрым опусканием уровня моря, как это делает Ф. Шепард. Не говоря уже об отсутствии фактов, указывающих на понижение уровня Мирового океана в четвертичное время на 1000—1500 м, в этом случае подобные долины должны были бы иметь другой поперечный профиль и быть значительно глубже. Единственное объяснение возникновения подвод­ных долин, пересекающих материковый склон дна Черного моря, может быть сделано, если допустить, что долины эти постепенно заняли современное положение. Они, очевидно, были выработаны эрозией рек, впадающих в Черноморский бассейн в Достаточно древнюю стадию его существования, скорее всего в неогене и частично в четвертичное время. Позднее же при расширении глубокой впадины Черного моря и опускании его берегов они были затоплены и оказались в зоне шельфа, поверхность которого по сторонам долин формировалась под действием морской абразии. Наконец, при дальнейшем расширении впадины Черного моря эти долины были вовлечены в зону более силь­ных погружений в области материкового склона, происходивших в виде плавного флексурообразного изгиба, и сохранились на поверхности дна этой части склона.

При этом длительно протекавшем процессе материковый склон, видимо, постепенно смещался в сторону шельфа, срезанного абразией. Вместе с тем постепенное перемещение громадной флексуры, окайм­ляющей Черноморскую впадину, привело к последовательному расши­рению ее самой глубокой плоской части и образованию современной котловины.

В недавние годы выяснилось, что не только морфология (рельеф) дна Черного моря, но и строение земной коры там, по геофизическим данным, сходно с особенностями строения дна океанов.

В настоящее время различают, как известно, два главных типа строения земной коры — материковый и океанический. Для материко­вой земной коры характерна значительная толщина (40—50 км), при­чем в ней хорошо выделяются три слоя: осадочный (мощностью в не­сколько километров), гранито-гнейсовый (мощностью 10—15 км) и так называемый базальтовый, который отделен от подкорового вещества по­верхностью Мохоройичича. Для океанической коры характерны значи­тельно меньшая (10—20 км) толщина и отсутствие или почти полное отсутствие гранито-гнейсового слоя. Кроме того, различают тип строе­ния коры, характерный для впадин Средиземного и других внутренних морей; он сходен с океаническим, но отличается значительно большей толщиной осадочного слоя и иногда присутствием отдельных участков, с гранито-гнейсовым слоем. Для океанического дна, вследствие отсут­ствия гранито-гнейсового слоя, характерны ясно выраженные положи­тельные аномалии силы тяжести в редукции Буге. Такие аномалии давно известны и в Черном море.

Проведенные в последние годы сейсмические исследования строе­ния земной коры в пределах дна Черного моря (Непрочное, 1958, 1960, 1964) установили отсутствие под дном котловины в центральной части Черного моря гранитного слоя и наличие базальтового слоя со скоро­стями распространения сейсмических волн 6,6—7,0 км/сек, залегаю­щего прямо под осадочным слоем мощностью 4—15 км. Поверхность Мохоровичича, т. е. основание земной коры, здесь относительно при­поднята и находится на глубине 22—30 км, опускаясь при приближении к окружающим котловину горным сооружениям: под Крымом на глу­бину 40 км, а под Кавказом — более 50 км. ‘

Следовательно, толщина и строение земной коры под дном Черного моря типичны для впадин внутренних морей и близки к океаническому типу. Как установили Ю. П. Непрочное, А. Ф. Непрочнова, С. М. Зве­рев и В. И. Миронова (1965) на основе сейсмических исследований дна Черного моря к югу от берегов Крыма, гранитный слой земной коры выклинивается по линии, идущей в восток-юго-восточном направлении примерно в 160 км к югу от Ялты. В полосе между этой линией и берегом Крыма гранитный слой постепенно утоняется. Упомянутые исследователи выделяют в этом слое две части, отличающиеся гранич­ными скоростями. Верхнюю (Гі) с граничными скоростями 6,0— 6,2 км/сек они считают соответствующей слабо метаморфизованным осадочным* породам. Ее граница распространения проходит по линии, идущей вдоль беретов Крыма с юго-запада на северо-восток, прибли­зительно в 100 км к юго-востоку от Ялты ( 10). Вероятно, как и считают указанные авторы, эта линия соответствует границе южного крыла Крымского мегантиклинория под дном Черного моря. К югу от этой линии распространена только нижняя часть гранитного слоя (Г₂) с граничными скоростями 6,2—6,4 км/сек. Она, видимо, соответ­ствует плотным породам, которые могут быть остатком края Крымско- Кавказской геосинклинали (порфириты средней юры), или окаймляю­щему ее палеозойскому массиву.

Как видно, глубокая котловина Черного моря в геологическом прошлом имела, вероятно, более ограниченные размеры, и только в процессе своего развития приобрела те очертания, которые мы видим в настоящее время. О времени возникновения начальной впади­ны мы не имеем точных данных; из анализа геологической истории областей, окружающих Черное море, его можно установить только приблизительно. Многие исследователи начала текущего столетия счи­тали Черноморскую впадину очень молодой, полагая, что на месте ее до конца плиоцена была обширная суша — «Понтида», которая соеди­няла Малую Азию и Закавказье (Армянское нагорье) с Крымом, а затем была разбита сбросами и опущена, в результате чего и образо­валась котловина Черного моря. Такое представление было вызвано успехами в изучении геологии островов Эгейского архипелага и про­ливов, в которых немалая роль принадлежала Н. И. Андрусову, Ф. Тула, Ф. Фреху, М. Неймайеру, Е, Инглишу и др. Было установлено, что до конца неогена на месте Эгейского моря располагалась суша, покрытая частью пресными озерами. Н. И. Андрусов (1905) выяснил, что проливы Босфор и Дарданеллы представляют собой затопленные морем речные долины и что их возникновение связано с самым началом четвертичного периода, так как на берегу Дарданелл у маяка Ганы им было установлено наличие чаудинской террасы, подобной найденной близ Феодосии. Драгированием дна Черного моря, в обработке резуль­татов которого также принимал участие Н. И. Андрусов, было уста­новлено наличие на дне моллюсков — дрейсензид каспийского типа, что указывает, как он считал, на очень большую молодость Черного моря и существование в недавнем прошлом (до современной морской фазы) полупресного озера типа Каспийского моря, которое он назвал Евксин- ским.

Основываясь на этих данных, Э. Зюсс (Suess, 1888—1911), Р. Ос­вальд (1916), Р. Фрех и другие считали, что грабен Черного моря воз­ник геологически совсем недавно — на рубеже неогена и четвертичного периода. Некоторые исследователи, как, например, Б. Л. Личков (1928), высказались за еще более позднее ее возникновение — в начале чет­вертичного периода. Анализируя состав наземных моллюсков Крыма, а также всю фауну горного Крыма и сравнивая ее с фауной Малой Азии, И. И. Пузанов (1949) сделал предположение, что Черное море возникло несколько раньше — в середине плиоцена. Большинство бота­ников и зоологов, изучавших состав фауны и флоры Крыма, также придерживались гипотезы существования суши на месте Черного моря до конца неогена. Об этом писали С. А. Мокржецкий (1915), Е. В. Вульф (1944), В. П. Малеев (1948), Н. А. Бобринский и многие другие. Как исключение, можно указать только на И. Г. Пидопличко (1954), подвергшего критике гипотезу «Понтиды» и высказавшегося за древность Черного моря. О большой молодости котловины Черного моря и образовании ее на месте бывшей суши высказывались многие географы (Л. С. Берг, Г. И. Танфильев, Б. Ф. Добрынин и многие другие). Сам Н. И. Андрусов (1888) считал сначала, что на месте Чер­ного моря в конце миоцена и в плиоцене был морской бассейн. В последние годы жизни Андрусов (1926) изменил свое мнение и рисо­вал сушу верхнего миоцена и понтического века протянувшейся от бере­гов Малой Азии к берегам Крыма.

Имеющиеся в настоящее время данные по геологии Кавказа, Бал­канского полуострова и отчасти по побережью Мраморного моря, осо­бенно данные палеогеографии, позволяют с большой уверенностью утвер­ждать, что возраст Черноморской котловины значительно более древ­ний. По-видимому, котловина Черного моря является новообразова­нием, возникшим на месте разнородных структурных элементов в конце палеогена или начала миоцена.