Морское дно

Подводные каньоны

В конце 60-х годов прошлого века русские моряки-гидрографы вели промеры глубин вдоль Кавказского берега Чёрного моря. Здесь требовалось провести телеграфный кабель на глубинах в несколько сот метров, так, чтобы его не могли повредить ни бури, ни течения. Тогда господствовало убеждение, что материковый склон является как бы ровной «осыпью», образованной отложениями. Однако промеры показали резкие скачки глубин. На дне оказались своеобразные долины и гребни, напоминающие рельеф Кавказских гор. Эти наблюдения были опубликованы в «Морском сборнике» (1869 г.), но в своё время не привлекли внимания, так как науки о рельефе морского дна тогда ещё не существовало.

В начале XX века подобная картина была обнаружена в Атлантическом океане, против устья р. Конго, а также на материковых склонах у Британских островов и Северной Америки. Эти открытия также были сделаны при прокладке телеграфных кабелей.

Начиная с 30-х годов нашего столетия, когда широкое применение получил эхолот, стали появляться всё новые и новые сведения об открытии в разных местах земного шара громадных «оврагов», идущих поперёк материкового склона на две и более тысячи метров глубины (рис. 23). Так как эти «овраги» похожи иногда на ущелья суши (рис. 24), которые в Америке называются каньонами, их стали называть «подводными каньонами».

Рис. 23. Пологий подводный каньон, идущий от устья р. Ингур в восточной части Чёрного моря.

Рис. 24. Сравнительные поперечные профили подводного каньона Монтерей у берегов Калифорнии (вверху) и большого каньона реки Колорадо (внизу) (вертикальный масштаб на этом рисунке в пять раз больше горизонтального).

Появились различные теории, пытающиеся объяснить это непонятное явление. По мнению одних, подводные каньоны возникают в результате действия так называемых артезианских вод, которые вырываются под напором из трещин морского дна. Эти воды якобы растворяют окружающие породы, образуя на дне «овраги». Другие считали, что каньоны промыты особыми «плотностными» течениями. Известно, что мутная вода немного тяжелее чистой. В устьях рек, впадающих в большие пресные озёра, можно наблюдать, как мутные паводковые воды быстро стекают по склону в глубину. При этом они иногда промывают в иле углубления в виде желобов. Может быть, именно так образуются и подводные каньоны. Третьи считали, что каньоны — это затопленные долины рек.

Какая же из этих теорий правильна? Это можно выяснить только путем детальных исследований. Ясно, однако, что вопрос о происхождении каньонов нельзя решать, основываясь на каком-либо одном факте, как поступали авторы перечисленных выше теорий.

Чтобы узнать, каково строение подводных каньонов, были применены самые различные методы. Во-первых, детальный промер. Эхолот не всегда даёт точную картину рельефа подводных каньонов, так как склоны их бывают очень крутыми, настолько, что отражение не только звуковых, но и ультразвуковых волн сильно искажается. Здесь пришлось вернуться к проволочному лоту.

Многие каньоны действительно напоминают долины горных рек. Крутизна склонов каньонов нередко достигает 20–30 градусов (рис. 25). Есть и ещё более крутые участки вплоть до отвесных. Никакие рыхлые отложения на этих склонах не держатся. Поэтому они сложены коренными породами.

Рис. 25. Крутосклонный подводный каньон Кап-Бретон в Бискайском заливе (Франция).

Чтобы получить образцы этих пород, были сконструированы особые приспособления, которые буквально отдирали от скал непрочно держащиеся куски. Выяснилось, что в некоторых каньонах стены сложены кристаллическими породами, такими, как базальты или граниты.

Но какая же река сможет за короткий период «пропилить» столь глубокую долину в таких прочных породах? Ясно, что каньоны — это вовсе не русла затопленных рек, как считали некоторые. Попытались изучить состав отложений дна каньонов, но в них под поверхностными илами залегает мощная толща отложений, которую пробить пока не удалось.

Наконец, был спущен в каньон и водолаз с фотоаппаратом. Он проник до глубины почти в 100 метров и заснял отвесные стены и россыпи камней.

Удалось установить, что в каньонах часто происходят оползни. Илы и пески довольно быстро скапливаются в верхней части каньона, а затем под влиянием сильного шторма или землетрясения вся эта масса оползает вниз по крутому дну. Поэтому глубина вершины каньона время от времени резко изменяется. Такие явления были известны ещё в конце прошлого века у нас на Чёрном море.

Каньоны существуют вдоль берегов самого различного строения; часто они являются продолжением речных устьев. Характерно также, что они встречаются обычно группами (рис. 26). Известны только отдельные случаи единичных подводных каньонов. В этом отношении они напоминают фиорды — глубокие ущелья в береговой зоне, которые образуют узкие и длинные бухты Норвегии, Чили, Новой Зеландии, Чукотки и многих других мест.

Рис. 26. Группа подводных каньонов у берегов Калифорнии. В центре — каньон Монтерей, профиль которого изображён на рис. 24.

Наиболее замечателен твёрдо установленный факт геологической молодости каньонов. Интересно сходство многих каньонов с горными долинами — и по очертаниям, и по профилю, и по продольным уклонам. Не все каньоны связаны с долинами суши. Есть каньоны, которые своими вершинами упираются в берег, имеющий характер высокого нерасчленённого плато, или в горные цепи, идущие параллельно берегу.

Надо внимательно разобраться во всех этих фактах.

Есть ещё одна теория происхождения каньонов. Сторонники её считают, что каньоны представляют собой глубокие разрывы земной коры на материковом склоне, образовавшиеся при неравномерных вертикальных движениях. Такие тектонические разрывы известны во многих местах на суше, но характер их несколько иной, чем у подводных каньонов.

Великий русский учёный М. В. Ломоносов ещё в середине XVIII века, не зная о существовании подводных каньонов, писал о возможном образовании тектонических разрывов на морском дне:

На суше большинство углублений, образовавшихся в местах тектонических разрывов, заполняется продуктами сноса с окрестных возвышенных мест. Часто эти разрывы становятся долинами рек, иногда в них образуются озёрные впадины. Подобное происхождение имеют такие озёра, как Байкал и целый ряд глубоких озёр вытянутой формы в Африке.

Выветривание склонов всегда уменьшает их крутизну и сглаживает острые, выступающие части. Совсем иные условия господствуют на дне моря. Там нет ни рек, ни ледников, а разрушение коренных пород протекает крайне медленно. Впадины заполняются илом, частицы которого равномерным «дождём» падают на всю поверхность морского дна, но при этом отложение их происходит совершенно различно в зависимости от того, как расположены трещины. Если трещины идут вдоль склона или лежат на ровной поверхности материковой платформы, то ил и песок заполняют их доверху и совершенно сглаживают. Если же зияющая трещина разрыва идёт поперёк склона (то есть вниз по склону) и, следовательно, дно её имеет значительный уклон, то ил не может в ней задерживаться. Мы уже говорили о том, что уклон в два градуса достаточен для оползания «жирных» илов Чёрного моря. А в большинстве каньонов продольные уклоны ложа составляют четыре — восемь градусов. Значит, сколько ни попадает туда ила, он будет постепенно сползать вниз, а каньон так и останется зияющей трещиной. На суше этого не происходит, потому что продукты выветривания пород накапливаются здесь на уклонах в десять и даже больше градусов.

Из геологической практики известно, что трещины разрыва никогда не идут в одном направлении. Они располагаются веерами или перекрещиваются в самых различных направлениях. Если такая решётка образуется на морском дне, то все трещины, кроме тех, которые идут вниз по склону, будут быстро заровнены, а трещины, идущие вниз, сохранятся. Не таково ли и происхождение подводных каньонов? Пока мы ещё не можем ответить на такой вопрос. Но недалёк день, когда наука даст исчерпывающее объяснение тому, как образуются подводные каньоны.