Мир путешествий и приключений - сайт для нормальных людей, не до конца испорченных цивилизацией

| планета | новости | погода | ориентирование | передвижение | стоянка | питание | снаряжение | экстремальные ситуации | охота | рыбалка
| медицина | города и страны | по России | форум | фото | книги | каталог | почта | марштуры и туры | турфирмы | поиск | на главную |


OUTDOORS.RU - портал в Мир путешествий и приключений

На суше и на море 1974(14)



ПОТОКИ МОРСКИХ КАНЬОНОВ


ПОТОКИ МОРСКИХ КАНЬОНОВ

Давно известно, что река, впадая в море, образует дельту — низменную равнину, похожую своими очертаниями на греческую букву того же названия. Дельта формируется речными наносами, и это особенно ясно видно во время половодий. Дельты крупнейших рек — Лены, Нила, Миссисипи — достигают нескольких десятков тысяч квадратных километров. Но против устья реки Конго не существует дельтовой равнины, отсутствует она и у многих рек Кавказа. Между тем Конго выносит 86 млн. т осадков в год — не меньше, чем Нил или Лена. Куда же они исчезают?

Это выяснилось, когда на глубине от 2,5 до 3,8 км в Атлантическом океане обнаружили подводную дельту огромных размеров. Ориентировочно ее длина 277, а ширина 185 км. Но нельзя поручиться, что она еще более обширна, поскольку дно океана недостаточно изучено. Глубоководную дельту рассекают 7 каналов, которые начинаются от устья подводного каньона Конго. Неужели наносы реки транспортируются на сотни километров по днищу каньона и откладываются на глубоководной его дельте?

Анализ показал, что в грунтах дна каньона и его дельты имеются минералы, свойственные речным наносам Конго. Те же осадки включали листы и веточки наземных растений.

Но оказалось, что задолго до проведения исследований существовали и другие доказательства глубоководного выноса через каньон Конго. В Анголе, на участке о. Сан-Томе— Луанда, морской кабель, который был проложен в 1886 г., до 1937 г. обрывался 30 раз, причем обрывы происходили на дне каньона и чаще всего во время половодий.

Что же приводило к обрыву кабелей? Ведь для того чтобы оборвать кабель даже старой конструкции, нужно приложить усилие в 8 т. Прежде чем ответить на этот вопрос, обратимся к другим фактам.

В некоторых случаях кабели обрывались один за другим последовательно сверху вниз, как если бы их разрывал движущийся по каньону поток. Иногда обрывы происходили во время землетрясений, которые, по-видимому, давали толчок для возникновения потоков. Скорости движения таких потоков 5—10 м/сек на островах Фиджи, до 20 м/сек при землетрясениях в Орлеансвиле (Алжир) и в районе Большой Ньюфаундлендской банки. Скорости потоков уменьшаются от верховьев подводных долин к их низовьям, но даже в низовьях, в сотнях километров от места возникновения, они превышали 1 — 2 м/сек.

Такие необычайно высокие даже на суше скорости потоков вызваны безобидной на первый взгляд взвесью мелких частиц в воде. Можно ли представить, что пушистый снег способен разрушать каменные дома, уничтожать железнодорожные насыпи и другие подобные объекты, если забыть о снежных лавинах? А ведь движущиеся со скоростью 10—20 м/сек массы пушистого снега производят огромную разрушительную работу, хотя относительная плотность системы снег — воздух (примерно 0,125 г/см3) меньше, чем системы грунт — вода (0,6— 0,9 г/см3). Поэтому на крутых склонах возникают своеобразные подводные лавины не меньшей силы. А аналогии между процессами, происходящими в каньонах и на лавиноопасных склонах, возникли уже после первых погружений в батискафе французского исследователя Ж. Хуо. Он указывал, что на склонах и на дне средиземноморских каньонов наблюдатели «всегда встречали илистые покатости, напоминающие снежные поля высокогорных районов». При соприкосновении батискафа с грунтом «донные осадки... смещаются вниз по склону подобно снежной лавине в горах».

Фото. Аквалангист в подводном каньоне Искурия (Черное море)

Рост концентрации взвешенных частиц практически означает увеличение плотности суспензии. Она превращается в тяжелую жидкость, подобную ртути, и способна стекать по понижениям морского дна. Уклоны дна и приточная система подводного каньона, при которой малые потоки сливаются, образуя большой поток, способствуют увеличению скорости движения. Источниками взвесей на морском дне могут быть сами донные наносы, взвешиваемые при волнении или землетрясении, и твердый сток рек. Становится понятным, почему кабели обрывались именно в днищах подводных каньонов.

Впервые суспензионные потоки наблюдались в водохранилищах и озерах. В озере Мид, на реке Колорадо они имели небольшую скорость, но прослеживались на расстоянии в несколько километров. Хотя таких потоков почти не наблюдали в морских условиях, исследования последних лет позволяют гораздо более определенно говорить об их мощном воздействии на морское дно.

Поверхность конусов выноса подводных каньонов обычно рассечена каналами, продолжающими каньон. Они расположены не как попало, а тянутся преимущественно вдоль левого края конуса. Каждый канал, как правило, обвалован естественными дамбами. Правый намывной вал в северном полушарии во многих местах значительно выше левого. Вся конфигурация конуса выноса асимметрична: огромный язык вправо от каналов и значительно меньший влево.

Фото. Глубоководный конус выноса реки Роны в Средиземное море. На поверхность конуса осадки переносятся через каньоны, рассекающие материковый склон и береговую зону Южной Франции, Стрелками указаны направления движения суспензионных потоков, а точками — соляные купола, возможно включающие месторождения нефти или газа

Эти особенности рельефа конусов выноса американский исследователь Г. Менард объясняет тем, что верхняя часть суспензионного потока при выходе из каньона отклоняется вверх и вправо под действием силы Кориолиса. Та же сила обусловливает в северном полушарии преимущественный подмыв реками правого борта долины, а в южном — левого. Оказалось, что сила Кориолиса действует и на морском дне. Поскольку большая часть потока отклоняется вправо, то правый вал намывается интенсивнее.

Из-за асимметрии поперечного сечения каналов большинство раздвоений каналов происходит на левом валу, поскольку он ниже правого, следовательно, каналы в процессе развития распространяются все дальше к левой части конуса выноса. Сравнительно небольшие суспензионные потоки протекают по каналам, а мощные могут переливаться через валы и растекаться по конусу в виде сплошного плоскостного потока подобно тому, как растекается по равнине туман при выходе из горного ущелья. Плоскостной поток наращивает большую часть конуса выноса, а его асимметричное течение формирует большой язык вправо от канала и меньший влево.

Если эти соображения о влиянии силы Кориолиса на формирование конусов выноса верны, то наб-людаемый поворот каналов влево в северном полушарии должен быть обратным в южном. Изучение толщи осадков в желобе Хикуранги, вблизи Новой Зеландии, показало, что это действительно так.

Безотносительно к тем необычным процессам, которые происходят в пределах конусов выноса, сами они представляют собой удивительный феномен. Прежде всего поражают размеры этих форм рельефа. Конус выноса Роны имеет в радиусе около 700 км, представляя собой полукруг, охватывающий всю северную часть Западного Средиземноморья. Выяснилось, что каньоны представляют собой магистрали, по которым наносы из береговой зоны и шельфа транспортируются на глубокое дно океана. Шведская экспедиция обнаружила в южной части Бенгальского залива пять глубоководных каналов примерно в 120 милях к юго-востоку от Шри Ланка. Особенно примечателен канал Эйбл. Он имеет ширину свыше 4 миль по днищу и глубину около 70 ж, а борта его примерно на 30 м возвышаются над окружающим дном океана. Другие каналы также имеют возвышенные валы по обоим бортам.

Дно Бенгальского залива представляет собой плоское плато, наклоненное к югу. Однообразие уклонов показывает, что подводный склон образовался в результате некоторых придонных процессов. Не могут ли такими процессами быть суспензионные потоки? Если это так, то следует предполагать существование единой системы каналов, пересекающих с севера на юг дно Бенгальского залива...

Возможно ли, например, чтобы канал Эйбл был продолжением направленных с севера каналов и связан с устьем огромного каньона Суотч-оф-Но-Граунд, расположенного в 1100 милях от него? «Эта возможность представляется гораздо более реальной,— писал известный американский морской геолог Р. Дитц,— если учесть, что канал Эйбл более чем в восемь раз по ширине и в пять раз по глубине превосходит Миссисипи в окрестностях Нового Орлеана».

Фото. Крутой борт подводного каньона Скриппса (Тихий океан)

Предположение о связи канала Эйбл с каньоном вблизи устья Ганга и Брахмапутры, сколь ни фантастичным оно казалось, блестяще подтвердилось позднее. В ходе детальных исследований было установлено, что Бенгальский глубоководный конус достигает в длину 3000 и в ширину 1000 км. Как основные черты, так и детали строения рельефа Бенгальского конуса созданы суспензионными потоками. Сейсмоакустические методы позволили выявить огромную толщину его осадков, достигающую 13 км.

Объем только лишь двух верхних наиболее хмолодых комплексов осадков составляет более 10 млн. км3. По сути дела это Гималаи, уничтоженные эрозией и превращенные в осадки океанического дна. И вся огромная масса осадков, слагающая глубоководный конус, была перенесена суспензионными потоками из района дельты Ганга и Брахмапутры через подводный каньон.

В некоторых частях конуса каналы частично или даже целиком заполнены осадками. На других же участках каналы более чем на 100 м врезаны в отложения, заполняющие древние, значительно более глубоко врезанные долины.

За счет стока рек Ганга и Брахмапутры, образующих общую дельту вблизи верховьев каньона Су-отч-оф-Но-Граунд, в Бенгальский залив поступает 2,9-109 т наносов в год.

Поразительно, что, несмотря на гигантскую величину поступающих наносов, дельта Ганга и Брахмапут-ры, как показывает сравнительный анализ карт и аэрофотоматериалов различных периодов, не увеличивается. Причина этого в том, что подводный каньон поглощает практически все наносы, приходящие со стоком рек.

Надо сказать, что пока отсутствуют прямые доказательства суспензионных потоков в верховьях каньонов. Как отмечают Ф. Шепард и Р. Дилл, во время многих погружений в каньоне Ла Холья у берегов Калифорнии ни разу не удавалось наблюдать суспензионных потоков. Тем не менее нельзя считать, что в верховьях каньонов они отсутствуют. Во-первых, каньон Ла Холья поглощает из береговой зоны сравнительно немного осадков — около 200 тыс. м3/год\ во-вторых, поглощаемый материал преимущественно песчаный; в-третьих, продолжительность детальных наблюдений даже в таком сравнительно хорошо изученном каньоне, как Ла Холья, явно недостаточна. Есть основания считать, что суспензионные потоки — далеко не ежедневное явление. Например, периодичность обрывов телеграфных кабелей в каньоне Конго указывает, что каньон подвергается воздействию примерно 50 мощных суспензионных потоков в столетие. Но ведь в верховья каньона Конго поступает примерно в 250 раз больше наносов, чем в верховья каньона Ла Холья. Поэтому и суспензионные потоки должны наблюдаться в последнем не очень часто. Да и время действия потоков довольно ограничено ввиду их огромных скоростей. Наиболее благоприятные для возникновения суспензионных потоков условия совершенно не подходят для погружений акванавтов или автономных устройств типа «ныряющего блюдца».

Существует мнение, что оползни дают начало потокам в верховьях каньонов. Во множестве случаев это подтверждается наблюдениями. Вызывало, однако, некоторое недоумение, почему все-таки осадки, взятые на дне каньонов после таких оползней, были хорошо отсортированы, что явно указывало на их отложение из потока. Совсем недавно на основании детальных исследований рельефа и отложений Ингурского подводного каньона в Черном море было высказано соображение о причинах этого загадочного явления. При ускоряющемся сползании тысяч кубометров грунтов в «хвосте» оползня возникает мощный поток воды, который и сортирует наносы по величине частиц. Сходное явление читатель, видимо, наблюдал не раз: обрывки бумаги и другой мелкий мусор увлекаются воздушным потоком вслед за быстро проходящим поездом.

В верховьях каньонов действуют, однако, и совершенно специфические природные процессы, которые не имеют аналогии с наземными. Американским исследователям удалось наблюдать и даже сфотографировать настоящие подводные песчаные реки. Движущийся песок обладает свойствами жидкости: когда один из водолазов погнался за рыбой, она спокойно погрузилась в песчаный грунт. На крутых участках дна каньонов образуются настоящие подводные пескопады.

Но не всегда движение песка так наглядно. Чаще происходит медленное сползание чехла осадков. Оно было замечено по вешкам, установленным на дне каньона: по мере оползания вешки наклонялись, а некоторые падали.

Во время штормов на крутых бортах каньонов происходит сползание даже галечного и валунного материала. Сползание гальки — настолько эффективный процесс, что им, как транспортерной лентой, передвигаются очень тяжелые предметы. Так, на оконечности Сухумского мыса якорная установка высотой более 0,5 м и диаметром 1,5 му расположенная на глубине 28 м, была полностью покрыта галькой, валунами и песком. На глубине 32 м якорная установка весом 30 т и высотой 2,5 м была передвинута вниз по склону на глубину 40 ж и на три четверти по высоте была покрыта галькой крупного и среднего размера.

Фотография макета Ингурского подводного каньона в Черном море. В верховьях видны три ветви (вершины) каньона, примыкающие к устью р. Ингури. К глубине 100 м вершины сливаются. Изучение грунтов дна каньона и сопредельных пространств, взятых на участках, обозначенных номерами, показало, что наносы движутся вниз по каньону

В транспортировке осадков из береговой зоны через каньоны участвуют и обычные придонные течения, скорость которых достигает 1 м/сек и более.

Исследование процессов стока наносов из береговой зоны в область больших глубин приводит к заключению о глобальности их распространения. Следовательно, можно улучшить состояние пляжей, предотвратив перенос песка и гальки по подводным каньонам. В ходе исследований береговой зоны и подводных каньонов Черного моря уже проводятся такие эксперименты. Другая перспектива практического использования изученных закономерностей — добыча песка и гальки до их ухода в каньоны.

Факты о глобальной роли каньонов в транспортировке наносов из зоны мелководья на значительные глубины вызвали большой интерес у специалистов, озабоченных проблемой захоронения отходов промышленности. Сбрасывание их в подводные каньоны следует категорически запретить.

Американскими исследователями установлено, что вблизи устьевых частей некоторых подводных каньонов Тихого океана отмечается повышенное содержание кислорода и взвесей. Эти наблюдения позволяют понять, почему рыбы на больших глубинах «чувствуют» подводные каньоны и держатся около них. Поверхности конусов выноса, а в ряде случаев и днища каньонов имеют довольно плотное бентосное население. Обитатели морских глубин

строят здесь норы и насыпи, занимают ниши и пещеры, расставляют ловушки. По утверждению Д. Айзек-са, огромная глубинная область только одного конуса выноса каньона Конго может таить в себе еще никем не исследованное население, которое, по всей вероятности, совершенно уникально. Почти то же можно сказать и о других участках дна, примыкающих к устьям подводных каньонов. Их можно назвать окнами морского дна, открытыми в береговую зону. Вот почему их следует всячески оберегать от проникновения различных бытовых отбросов, отходов промышленности, в противном случае может быть нанесен непоправимый ущерб всему живому на морском дне.

Геннадий Сафьянов



 
Рейтинг@Mail.ru
один уровень назад на два уровня назад на первую страницу