Рельеф и тектоника дна мирового океана и его вероятное происхождени

   Дно океанов  делится на два типа структур: 1) крупные, относительно стабильные и малосейсмичные области, имеющие очертания, близкие к изометрическим, и 2) подвижные вытянутые области, образующие пояса срединно-океанических хребтов. В тектонике за областями первого рода утвердилось название талассократонов, за вторыми – срединно-океанических подвижных поясов или рифтогеналей. В геоморфологии за совокупностью талассократоновых образований целесообразно сохранить емкий термин «ложе океана», а за рифтогенальными поясами – название планетарной системы срединно-океанических хребтов.

   Топография  планетарной системы срединно-океанических хребтов.

   Пространственное  прослеживание системы срединно-океанических хребтов начнем с Северного Ледовитого океана, где в начале 60-х годов  был выявлен узкий и невысокий  хребет Гаккеля. Несмотря на скромные размеры, он обнаруживает все признаки срединно-океанических хребтов. У пролива, отделяющего Гренландию от Шпицбергена, простирание хребта меняется на 90°  и далее на юг протягивается следующее  звено планетарной системы срединно-океанических хребтов – хребет Книповича. В районе Норвежского моря под 10° в.д. и 74° с.ш. хребет вновь меняет простирание на субширотное. Это звено системы получило название хребта Мона. Хребет в районе острова Ян-Майен осложнен зоной разломов, в результате чего следующее звено – хребет Кольбейнсей – сдвинут по горизонтали почти на 200 км. Хребет Кольбейнсей субмеридионального простирания. Он подходит вплотную к северному побережью Исландии и переходит затем в Большой грабен Исландии.

   Западное  ответвление зоны рифтогенеза и вулканизма Исландии выходит к мысу Рейкьянес, где срединно-океанический хребет продолжается уже на юго-запад от Исландии под названием хребта Рейкьянес. Он прослеживается до поперечной зоны разломов Гибса, где вновь отмечается значительное горизонтальное смещение осевой линии хребта примерно на 250 км в восточном направлении. От разлома Гибса на юг вплоть до экваториального разлома Романш по медианной линии Атлантического океана протягивается Североатлантический хребет. Отрезок срединно-океанического хребта между впадиной Романш, расположенной на экваторе, и подводной горой Капитан Шпис, находящейся на 55° ю. ш. и 0° долготы, называется Южноатлантическим хребтом.

   Между горой  Капитан Шпис и островами Принс-Эдуард протягивается субширотный Африканско-Атлантический хребет, который у 40° в. д. сменяется Западноиндийским хребтом строго северо-восточного простирания. Он прослеживается до 70° в. д. и 35° с. ш.. В этом районе система срединно-океанических хребтов разветвляется. На север, сначала почти меридионально, а затем в северо-западном направлении простирается Аравийски-Индийский хребет. Он протягивается до подступов к Аденскому заливу, где срезается зоной разломов Оуэн. На юго-восток простирается Центрально-Индийский хребет, который заканчивается подводным плато Сен-Пол-Амстердам.

   От плато  Сен-Пол-Амстердам начинается следующее звено системы срединно-океанических хребтов – Австрало-Антарктическое поднятие, которое протягивается почти в широтном направлении на восток до 138° в. д. и 50° ю. ш., где его простирание резко меняется на субмеридиональное. Зона разломов Баллени, пересекающая срединно-океанический хребет близ 155°, может рассматриваться как граница этого поднятия с Южнотихоокеанским поднятием – следующим звеном рассматриваемой орографической системы.

   Южно-тихоокеанское  поднятие – субширотного простирания, с востока оно ограничено зоной разломов Элтанин. От этого разлома на северо-восток, а затем на север простирается один из крупнейших элементов планетарной системы срединно-океанических хребтов – Восточнотихо-океанское поднятие, которое прослеживается вплоть до Калифорнийского залива.

   Кроме перечисленных  звеньев системы есть еще несколько  горных поднятий, которые предположительно относят к системе срединно-океанических хребтов. Все они находятся в  Тихом океане. Это горы Горда и  Хуан-де-Фука к западу от Орегонского побережья США; Чилийское поднятие  – возможное ответвление системы срединно-океанических хребтов, протягивающееся от острова Пасхи к берегам Южного Чили; хребты Кокос и Карнеги, вместе с дном Панамской котловины. Красное море и Аденский залив Индийского океана, как и Калифорнийский залив в Тихом океане, в геотектоническом отношении также должны быть отнесены к срединно-океаническим хребтам.

   Морфология  срединно-океанических хребтов 

   Морфологически  срединные хребты – гигантские сводообразные  линейно ориентированные поднятия или вздутия земной коры, протягивающиеся  в виде сплошной цепи от Северного  Ледовитого океана через Атлантический и Индийский в просторы Тихого океана. В срединно-океанических хребтах различают: а) осевую или рифтовую зону, для которой характерен резко расчлененный горный рельеф, обусловленный разломной тектоникой, и б) в меньшей степени расчлененные фланги хребтов. Ширина срединных хребтов от нескольких сотен до 2 тыс. км. По существу, это не хребты, а огромные нагорья, не имеющие по занимаемой площади и по протяженности равных среди горных систем суши.

   В рельефе  осевой зоны срединного хребта резко  выделяются узкие впадины, ориентированные  по оси хребта или под некоторым  углом к ней и располагающиеся  относительно друг друга кулисообразно, а также узкие и асимметричные по поперечному профилю окаймляющие их гребни или небольшие хребты. Впадины обычно называют рифтовыми долинами, так как полагают, что они представляют собой грабены, образовавшиеся в условиях растяжения земной коры, т. е. рифты. Соответственно окаймляющие их хребты называют рифтовыми хребтами, а осевую зону в целом – рифтовой зоной .

   Существенным  элементом рельефа рифтовой зоны срединно-океанических хребтов являются крупные, резко очерченные узкие впадины, связанные с зонами поперечных разломов, рассекающих срединные хребты и именуемых трансформными. Узкие впадины в большинстве случаев значительно глубже рифтовых долин. Такие формы рельефа нередки и в пределах ложа океана, так как большинство трансформных разломов  продолжается в океанических котловинах, по обе стороны от срединного хребта.

   Проведены морфометрические исследования особенностей строения рельефа рифтовых зон срединно-океанических хребтов. Они выделили широкий диапазон уклонов поверхности: от нулевых, соответствующих днищам рифтовых долин и поперечных желобов до 30° на склонах.

   Рифтовые зоны с резко расчлененным рельефом, где колебания глубин достигают 7 км, по обе стороны окаймлены обычно значительно более широкими фланговыми зонами. Эти зоны также характеризуются сложным ложбинно-грядовым рельефом, однако интенсивность расчленения меньше, чем в рифтовых зонах, а средние глубины расчленения закономерно уменьшаются от рифтовых зон к внешним границам срединно-океанических хребтов.

   Развитие  рифтовых и фланговых зон в различных звеньях планетарной системы срединно-океанических хребтов далеко неодинаково. Так, в хребтах Гаккеля, Мона, Кольбейнсей практически присутствуют только рифтовые зоны. Хребты очень узкие, а вертикальный размах рельефа не превышает 2 км. В Аравийско-Индийском и Центральноиндийском хребтах также основную часть составляют рифтовые зоны, но они отличаются большей шириной и значительным вертикальным размахом рельефа (до 5 тыс. м), определяемым главным образом большой глубиной поперечных трогов. Западно-Индийский хребет отличается преимущественным развитием рифтовых долин при более слабом развитии зон поперечных разломов.

   Наиболее  типична для срединно-океанических хребтов морфология Срединно-Атлантического хребта, где широко развиты рифтовая и фланговая зоны, четко выражены рифтовая долина и хребты, не менее четки поперечные зоны разломов и связанные с ними положительные и отрицательные формы рельефа. Австрало-Антарктическое, Южно- и Восточно-тихоокеанские поднятия отличаются от остальных звеньев системы слабым развитием рифтовых долин, большой шириной и, за некоторыми исключениями, сравнительно слабой расчлененностью фланговых зон.

   Сейсмичность  и вулканизм срединно-океанических хребтов 

   Срединно-океанические хребты, как уже упоминалось, отличаются сосредоточением эпицентров землетрясений  и вместе с областями альпийской складчатости и современными геосинклинальными  областями образуют важнейшие сейсмические пояса Земли. Фокусы землетрясений  приурочены к рифтовым зонам и к секущим их разломам. В отличие от центров землетрясений в зонах Бениоффа здесь сейсмические очаги сосредоточены в зонах нормальных сбросов, не проникающих на большую глубину. Распространение центров землетрясений на глубину лишь нескольких десятков километров может рассматриваться как косвенный признак того, что астеносфера под срединными хребтами находится в состоянии, близком к жидкому или пластичному. 

   По средней  плотности энергии землетрясений  срединно-океанические хребты заметно  уступают геосинклинальным областям (переходным зонам). Так, в областях Курило-Камчатской, Японской, Тонга энергия землетрясений от 14-1017 до 18-1010 Дж/км2, а на Восточно-тихоокеанском поднятии – 0,5-1010 Дж/км2. Однако она несравненно больше, чем плотность энергии на океанических плитах, которые практически асейсмичны. Изучение микро землетрясений при помощи донных сейсмографов показало, что число регистрируемых сейсмических толчков в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов сравнимо с числом аналогичных по энергии землетрясений в наиболее сейсмоактивных районах материков. Очаги их оказались также приповерхностными (глубина залегания не более нескольких километров).

   Срединно-океаническим хребтам присущ современный и  недавний вулканизм. Действующих вулканов в пределах планетарной системы  срединно-океанических хребтов, по-видимому, немало, но известны преимущественно  те, которые находятся на океанических островах – вершинах срединно-океанических хребтов. На Восточно-тихоокеанском  поднятии, по-видимому, в историческое время вулканы действовали на островах Пасхи и Клиппертон, а также на ответвлении восточно-тихоокеанского поднятия, на котором расположены Галапагосские острова. Главный из них – остров Изабелла – массив из пяти слившихся щитовых базальтовых вулканов с крупными кратерами, очень похожих на Гавайские. В настоящее время гавайские вулканы продолжают действовать. В Индийском океане известны два острова с недавно действовавшими  вулканами – Амстердам (900 м) и Сен-Поль. Первый из них представляет собой базальтовое плато с многочисленными небольшими вулканами, второй  – крупный базальтовый вулкан с затопленным морем кратером.

   В Атлантическом  океане на Срединно-Атлантическом хребте имеется ряд действующих или  недавно действовавших вулканов. К северу от Исландии на острове  Ян-Майен известен потухший вулкан Бьеренберг (2267 м) и еще один базальтовый купол с несколькими кратерами в юго-западной части острова. На самой Исландии, которая представляет собой материковый массив, вовлеченный в зону океанического рифтогенеза, известно более 140 вулканов, из них 26 действующих.

   В группе Азорских островов на обширном базальтовом плато, являющимся крупным элементом структуры  Срединно-Атлантического хребта, расположен ряд действующих и недавно, действовавших  вулканов. Эти острова сложены  базальтами, трахитами и андезитами. Массив Азорских островов  –  сложная  многоярусная структура, имеющая складчатое геосинклинальное основание. Здесь  не менее четырех–пяти действующих  вулканов.

   Распространение срединно-океанических рифтовых зон на окраинах континентов

   В нескольких районах земной поверхности  срединно-океанические хребты вплотную подходят к окраинам континентов. В одних местах они  на стыке с материковой окраиной затухают, а в других они «взламывают» окраину материка и даже проникают  в глубь его. Так, ответвления Восточно-тихоокеанского поднятия – хребты Кокос и Карнеги, Чилийское поднятие – не обнаруживают явного продолжения на континенте.

   Хребет  Гаккеля  –  самое северное звено  планетарной системы срединно-океаническнх хребтов – теряет геоморфологическую выраженность с приближением к подводной окраине Азии и морфологически не прослеживается на шельфе. Попытки проследить продолжение рифтовых зон срединно-океанических хребтов на пространствах Якутии не привели к убедительным результатам.

   Сочленение  Восточно-тихоокеанского поднятия и  западной окраины Северной Америки. Рифтовая зона Восточно-тихоокеанского поднятия, по данным американских авторов, продолжается в западной части США и Канады. Узкий грабен Калифорнийского залива рассматривается как крупная рифтовая долина или рифтовая зона. От вершины залива к северу система рифтов разветвляется. Одна ветвь – широко известная система разломов Сан-Андреас – определяет тектонику и новейшую геологическую структуру прибрежной Калифорнии.. Собственно зона разломов Сан-Андреас (ее северный отрезок: – разлом Сан-Бенито) близ мыса Мендосино вновь уходит в океан. С ее дальнейшим океанским продолжением связаны крайние звенья системы срединно-океанических хребтов – подводные хребты Горда, Хуан-де-Фука, Эксплорер. Другая ветвь развита целиком в пределах материка. Она охватывает рифты Юта и их дальнейшее продолжение – рифтовую систему Скалистых гор, прослеженную до границы Аляски.

   Развитие  разломов, связанных с рифтовыми зонами запада Северной Америки, происходило более или менее согласно с основными простираниями мезозойских структур, образующих главную часть горных сооружений этого региона Североамериканского материка. Рифтогенез «обновил» древние структуры, подчеркнул их выраженность в рельефе, но не вызвал сколько-нибудь значительной перестройки общего структурного плана территории.

   Сочленение  Срединно-Атлантического хребта и Исландии.

   Срединно-Атлантический  хребет на отрезке между хребтами Кольбейнсей и Рейкьянес пересекает Исландию. В свете современных данных Исландия – окраинный континентальный массив, в срединной части существенно преобразованный рифтогенезом. В рельефе острова эта зона выражена в виде крупной тектонической депрессии, осложненной серией рифтовых ущелий и разделяющих их горных гребней, гряд, сложенных застывшими при трещинных излияниях лавами, зияющими тектоническими трещинами и крупными вулканами (более 20 действующих).