ВАЖНЕЙШИЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И РЕЛЬЕФА ДНА
ТИХИЙ ОКЕАН
РЕГИОНАЛЬНЫЙ ОБЗОР
Тихий и Индийский океаны имеют в своей природе немало общих черт. Биогеографическая Индо-Тихоокеанская тропическая область охватывает соответст-
вующие районы обоих океанов. Граница между океанами в их южных частях имеет чисто условный характер.
Тихий океан — крупнейший из океанов. Он занимает 49,5 % по площади и 53,0 % по объему воды Мирового океана, более '/з всей земной поверхности. Океан простирается более чем на 19 тыс. км с востока на запад и на 16 тыс. км с севера на юг. Он разделяет (и вместе с тем связывает) пять континентов, что определяет его огромное общее физико-географическое и экономико-географическое значение.
Подводные окраины материков.Для
подводных окраин материков, занимающих менее 10 % площади дна Тихого океана (рис. 90), характерны почти все черты рельефа и геологического строения, типичные для подводных окраин материков вообще. В рельефе шельфа, если он занимает сравнительно значительные площади, выражены трансгрессивные равнины с суб-аэральным реликтовым рельефом (например, подводные речные долины на Яванском шельфе и на шельфе Берингова моря). На Корейском шельфе и в Восточно-Китайском море распространены грядовые формы рельефа^ образованные приливными течениями. В экваториально-тропических водах широко распространены на шельфе различные коралловые постройки. Своеобразные черты имеет Антарктический шельф. Большая его часть лежит на глубинах более 200 м, поверхность шельфа очень расчленена, наряду с подводными возвышенностями тектонического характера выделяются глубокие депрессии — грабены. Материковый склон в Ти-
хом океане сильно расчленен подводными каньонами. Наиболее обстоятельно изучена большая группа подводных каньонов на материковом склоне Северной Америки. Материковый склон очень четко выражен у берегов Австралии и Новой Зеландии, где он также расчленен подводными каньонами. Крупные подводные каньоны известны на материковом склоне в Беринговом море. Своеобразно строение материкового склона к западу от штата Калифорния (США). Рельеф дна — крупноглыбовый, типичный «бордерленд». Это особый тип морфоструктуры, характеризующийся сочетанием горстовых подводных возвышенностей и впадин-грабенов между ними. Материковый склон Антарктиды отличается большой шириной, разнообразием рельефа и расчлененностью подводными каньонами.
Материковое подножье наиболее полно выражено на северо-американской подводной окраине. Оно выделяется очень крупными конусами выноса мутьевых потоков, сливающимися в единую наклонную равнину, окаймляющую широкой полосой материковый склон.
Своеобразную материковую структуру представляет собой подводная окраина Новой Зеландии. Ее площадь в 10 раз больше площади островов Новой Зеландии. Это подводное Новозеландское плато, состоящее из двух плосковершинных поднятий (Кэмпбелл и Чатам) и впадины между ними (Баунти). Со всех сторон оно ограничено материковым склоном, окаймленным с внешней стороны материковым подножьем. К этой подводной макроструктуре следует отнести также позднемезозойский подводный хребет Лорд-Хау.
Рис. 90. Структурно-геоморфологическая схема дна Тихого океана: / — подводные окраины материков, 2 — переходная зона (котловины окраинных морей с островными дугами и глубоководными желобами), 3 — дно котловин ложа океана; 4 — возвышенности и горные хребты ложа океана; 5 — срединно-океанические хребты; 6 — зоны крупнейших
разломов
Переходная зона.По западной окраине Тихого океана располагаются сплошной полосой переходные области: Алеутская, Курило-Камчатская, Японская, Восточно-Китайская, Индонезийско-Филиппинская, Бонинско-Марианская, Меланезийская, Ви-тязевская, Тонга-Кермадекская, Маккуо-ри. Здесь находится самый глубокий глубоководный желоб — Марианский (глубина 11022 м). На восточной окраине океана расположены две переходных области — Центрально-Американская и Перуанско-Чилийская. Они отличаются тем, что переходные области выражены только
глубоководными желобами, окраинные моря здесь отсутствуют, а вместо островных дуг вдоль глубоководных желобов протягиваются молодые складчатые горы Центральной и Южной Америки.
Переходные области Тихого океана находятся в разных стадиях развития и имеют различную степень сложности строения. В наиболее общем виде эти различия показаны в табл. 29. В таблицу включен и средиземноморский тип переходной области, не представленный в Тихом океане, но логически завершающий единый генетический ряд, который обра-
Таблица 29. Сравнительная характеристика различных типов переходных областей
Участие мате- | ||||||
Типы переходных областей | Характеристика котловины | Характеристика островных дуг | Характеристика глубоководных желобов | риковой или субматериковой коры в строе- | Вулканизм | Сейсмичность |
нии переходных | ||||||
областей | ||||||
1. Витязевский | Отсутствуют | Отсутствуют | Желоб заложен в | Нет | Молодой, | Высокая |
океанической коре, | базальтовый | |||||
глубина средняя | ||||||
(6—6,5 км) | ||||||
2. Марианский | Очень глубокие, оке- | Преимущественно | Максимально глубо- | Нет | Молодой, совре- | Высокая |
анический тип коры, | подводные поднятия | кие (9,5—11 км), | менный, базаль- | |||
мощность осадков | базальтовой коры, | малая мощность | товый | |||
менее 1 км | мелкие вулканиче- | осадков | ||||
ские острова | ||||||
3. Курильский | Глубокие, субокеа- | Субматериковая ко- | Глубокие (8—9,5 км) | Заметное | Максимально ин- | Очень высокая |
ническая кора, мощ- | ра, отчасти матери- | тенсивный, мо- | ||||
ность осадков 1—3 | ковая, острова вул- | лодой и совре- | ||||
км | канические, сравни- | менный, андези- | ||||
тельно крупные | тово-базальто- | |||||
вый | ||||||
4. Японский | Глубокие, субокеа- | Значительные мас- | Глубокие (6—8 км), | Значительное | Интенсивный, | Очень высокая |
ническая кора, мощ- | сивы суши с матери- | мощность осадков | молодой и совре- | |||
ность осадков 3—5 | ковой корой | несколько км | менный, андези- | |||
км | товый, дацито- | |||||
липаритовый | ||||||
5. Средиземно- | Остаточные окна с | Горные массивы с | Остаточные, неглу- | Материковый | Остаточный по- | Высокая |
морский | субокеанической ко- | материковой корой | бокие (5—6 км) | тип коры | стгеосинкли- | |
рой, мощность осад- | преобладает | нальный, андези- | ||||
ков 5—15 км | товый, дацито- | |||||
вый, липарито- | ||||||
вый |
зуют эти типы. Из данных таблицы следует, что всем переходным областям присущ современный вулканизм. Все они сейсмичны и в совокупности образуют окраинный Тихоокеанский пояс землетрясений и современного вулканизма. По мере перехода от одной стадии развития к другой (т. е. от одного типа к другому) возрастает степень участия материковой земной коры в строении переходной области.
Обращает на себя вни-мание также то, что переходные области на западной окраине Тихого океана располагаются в виде двух эшелонов, причем наиболее молодые по стадии развития области расположены «во втором эшелоне», на границе с ложем океана (Бонинско-Марианская, Витязевская, Тонга-Кермадекская), тогда как более зрелые либо составляют «первый эшелон», либо отделяются от ложа океана достаточно развитыми островными дугами (Курило-Камчатская, Алеутская) и островными массивами суши с материковой земной корой (Японский) .
Срединно-океанические хребты и ложе океана.Срединно-океанические хребты занимают 11 % площади дна Тихого океана и имеют свои специфические черты строения. Южно-Тихоокеанское и Восточно-Тихоокеанское поднятия представляют собой широкие и сравнительно слабо расчлененные возвышенности. С зонами секущих поперечных разломов связаны крупные формы глубокого расчленения — поперечные узкие депрессии или «океанические троги». Фланговые зоны срединно-океанических хребтов очень широкие, риф-товая зона лишь на отдельных участках достигает такой выразительности, как в хребтах Атлантического и Индийского океанов. Отличительной чертой срединно-океанических хребтов в Тихом океане являются также боковые ответвления от основной системы в виде так называемых Чилийского поднятия и Галапагосской рифтовой зоны. К системе срединно-океа-нических хребтов в Тихом океане относятся также подводные хребты Горда, Хуан-де-Фука и Эксплорер на северо-востоке Тихого океана.
Срединно-океанические хребты Тихого океана представляют собой сейсмичные
пояса, однако в отличие от переходных зон землетрясения здесь только поверхностные.
Активная вулканическая деятельность осуществляется, видимо, в основном в рифтовой зоне. Обнаружены свежие лавы (при подводном фотографировании), металлоносные осадки, обычно связанные с гидротермами, присущими районам современного вулканизма Тихого океана.
Система Южно-Тихоокеанского и Восточно-Тихоокеанского поднятий делит ложе Тихого океана на две неравные и сильно отличающиеся по строению части. Восточная часть более мелководная и менее сложно построенная. Боковые ответвления системы срединно-океанических хребтов — Чилийское и Галапагосское — расположены в этой части. Кроме Чилийского поднятия здесь выделяются хребты Наска, Сала-и-Гомес, Карнеги и Кокос. Эти подводные хребты делят юго-восточную часть ложа на Гватемальскую, Панамскую, Перуанскую и Чилийскую котловины. Все они характеризуются сложно расчлененным гористым и холмистым рельефом дна.
В районе островов Галапагос также выделяют рифтовую зону.
Остальная часть ложа океана, лежащая к западу от Восточно-Тихоокеанского поднятия и от подводной окраины Северной Америки и занимающая примерно 4Д площади ложа, имеет очень сложное строение рельефа. Десятки подводных хребтов и возвышенностей разделяют ложе океана на большое число котловин. Наиболее значительные хребты западной и центральной частей ложа Тихого океана имеют одну общую закономерность: они образуют систему дугообразных в плане поднятий, начинающихся на западе и заканчивающихся на юго-востоке. Первую такую дугу образует Гавайский хребет. Примерно параллельно ему протягивается следующая, самая крупная «дуга», начинающаяся Горами Картографов и включающая в себя далее горы Маркус-Неккер, подводный хребет островов Лайн и заканчивающаяся подводным основанием островов Туамоту. Следующая дуга состоит из подводных оснований островов Маршалловых, Кирибати и Тувалу. Возможно, с ней же свя-
заны острова Самоа. Четвертая дуга много короче предыдущих, она включает Каролинские острова и подводный вал или возвышенность Капингамаранги. Пятая дуга состоит из южной группы Каролинских островов и вала Эауриапик. Есть еще несколько подводных хребтов, также являющихся основаниями многочисленных островов, параллельно этой системе, но не входящих в нее (например, Феникс, Таити, Тубуаи). Некоторые хребты и возвышенности по своему простиранию резко выделяются. Это Императорский, или Северо-Западный, хребет, возвышенности Шат-ского, Магеллана, Хесса, Манихики. Последние отличаются'выравненными вершинными поверхностями и обычно несут на себе «шапки» карбонатных отложений повышенной мощности.
На Гаваях и на Самоа имеются действующие вулканы, которые существенно отличаются по составу вулканических продуктов от вулканов переходных областей. По дну Тихого океана в пределах его ложа рассеяно огромное количество (более 10 тыс.) отдельных подводных гор, преимущественно также вулканического происхождения. Многие из них имеют уплощенные вершины — это так называемые гайоты.
Вершины некоторых гайотов находятся на глубинах 2—2,5 тыс. м, средняя глубина над ними около 1,3 тыс. м. Предполагается, что вершины гайотов некогда были гораздо ближе к поверхности океана, возможно даже были островами, а затем после абразионного или денудационного выравнивания оказались погруженными на те глубины, на которых они сейчас находятся.
Подавляющее большинство островов западной и центральной частей Тихого океана коралловые. Если же это чисто вулканические острова, то они почти всегда окаймлены коралловыми постройками. Большая мощность коралловых известняков на современных коралловых атоллах также свидетельствует (как и гайоты) о значительных отрицательных движениях земной коры в пределах ложа Тихого океана в течение кайнозоя. Самые древние коралловые известняки, вскрытые бурением на атоллах, имеют эоценовый возраст. Они залегают на глубинах, близких к 1300 м
от поверхности, тогда как рифообразую-щие кораллы могут обитать только на глубинах не более 50 м.
Очень яркой чертой рельефа и тектонического строения в пределах ложа океана и срединно-океанических хребтов являются зоны океанических разломов, обычно выраженные в рельефе в виде комплексов линейно и согласно ориентированных тектонических впадин (грабенов) и глыбовых хребтов (горстов). Все известные зоны разломов имеют собственные названия. Например, в северной части океана наиболее значительными по протяжению являются зоны разломов Сервейор, Мендо-сино, Меррей, Кларион, Клиппертон.
Котловинам и поднятиям ложа Тихого океана характерна земная кора океанического типа, но она довольно различна. Например, в северо-восточной части ложа океана «второй» и «базальтовый» слои океанической коры малой мощности, соответственно менее 1 и менее 5 км, при средних значениях 1 и 7 км. На возвышенности Шатского отмечены максимальные мощности «второго» слоя (вместе с осадочным) —до 3 км и базальтового — до 13 км.
Срединно-океанические хребты в Тихом океане имеют земную кору рифтоге-нального типа, отличающуюся общей повышенной плотностью (по сравнению с океанической). С помощью драговых работ, как и на других срединно-океанических хребтах, здесь обнаружены ультраосновные породы, а в зоне разлома Элтанин были подняты кристаллические сланцы.
Переходные области имеют очень пестрое, мозаичное строение земной коры. Наряду с субокеанической и даже океанической корой, характерной для глубоководных морских котловин и днищ глубоководных желобов, под островными дугами обнаружена субконтинентальная (Курилы) и даже континентальная кора (Япония). Именно эта мозаичность строения земной коры в переходных областях заставляет выделить развитую здесь земную кору в особый геосинклинальный тип земной коры.
Донные отложения Тихого океана.Важнейшей отличительной особенностью донных отложений в Тихом океане явля-
ется очень широкое распространение красных глин, в особенности в северном полушарии. Это связано с очень большой глубиной океанических котловин Тихого океана. Только в Тихом океане представлены два пояса (северный и южный) кремнистых диатомовых илов. В Тихом океане также наиболее четко выражен экваториальный пояс кремнистых радиоляриевых отложений. Обширные площади дна в юго-, западной части океана — в переходной зоне и в'пределах ложа океана —заняты кораллово-водорослевыми биогенными отложениями.
Другой тип известковых донных отложений — фораминиферовые илы — в Тихом океане распространены главным образом к югу от экватора, в северном полушарии их развитие ограничивается вершинными поверхностями поднятий, где «большую часть состава этих илов образуют донные фораминиферы. В Коралловом море имеется несколько полей птероподо-вых отложений.
Тихий океан наиболее богат (из всех океанов) железо-марганцевыми конкрециями. Их общие запасы на поверхности составляют 17 • 10" т. Наиболее обширные поля железо-марганцевых конкреций отмечены в северной, самой глубоководной части океана, а также в Южной и Перуанской котловинах/ В пересчете на основные рудные элементы в конкрециях Тихого океана содержится марганца 7,1 • 1010 т, никеля 2,3 • 109 т, меди 1,5 • 109 т, кобальта 1• 109 т.