Александр Михайлович Кондратов
Атлантиды пяти океанов
Загадки затонувших материков
Пролог
Станислав Лем, всемирно известный польский писатель-фантаст и философ, изобразил в своем романе «Солярис» мыслящую планету-океан, своеобразный и яркий символ жизни и мышления, пытающегося постичь эту жизнь — и самое себя… «Почему жизнь на чужой планете воплотилась именно в такой форме, почему именно эта ассоциация приходит в голову автору? — пишет член-корреспондент Академии наук СССР, известный советский океанолог А. П. Лисицын. — Не потому ли, что совсем недавно эта стихия была так враждебна человеку, как Океан на Солярисе, из-за своей непознанности, из-за незнания законов ее существования? Не так ли труден путь к контакту человека с океаном на Земле, как труден он на Солярисе?»
Океан изменчив. Меняются его течение и температура, насыщенность химическими элементами и соленость, его богатейшая фауна и флора.
Изменения происходят в масштабах суток и в масштабах геологических эпох, затрагивают отдельные районы Мирового океана и весь океан в целом. Меняются и очертания океанских берегов и рельефа его дна. Они также носят местный, локальный характер или охватывают всю планету, они также могут менять лик океана за короткий промежуток времени — и в течение многих миллионов лет. Это подводные землетрясения и деятельность вулканов, рождающих новые острова в океане, это работа волн, разрушающих берега, это гибель мириадов организмов, на протяжении миллионов лет устилающих своими останками дно, медленно, но неуклонно «сглаживающих» его рельеф. Лик океана меняют и грандиозные геологические процессы, происходящие на нашей планете.
Ровно сто лет назад, в 1887 году, австрийский ученый Мельхиор Неймайер, один из основоположников современной палеонтологии и геологии, опубликовал карту, на которой дал реконструкцию древних очертаний Мирового океана, существенно отличающихся от нынешних: на месте обширных участков Тихого, Индийского, Атлантического океанов на карте Неймайера были показаны материки. За столетие, прошедшее с тех пор, науки о Земле и океане сделали гигантский шаг вперед и карта Неймайера безнадежно устарела. Но и по сей день не прекращаются споры о том, были ли на нашей планете материки, ныне ушедшие на дно океана. Зато с полной достоверностью установлено, что уровень океана на протяжении всей истории планеты менялся, менялось соотношение между земной твердью и водой.
Колебания эти происходили на протяжении огромного промежутка времени, во всяком случае — последних шестисот миллионов лет. Причины их и по сей день неизвестны. Ясно лишь, что уровень океана во время трансгрессий поднимался очень плавно, а падение его происходило очень резко. И все эти события относятся к очень давним временам, к той эпохе, когда на Земле не было человечества. Однако и на памяти людей происходили грандиозные изменения в очертаниях океана, в распределении воды и суши на поверхности планеты. Причиной этих колебаний были великие оледенения, охватывающие огромные территории, в результате которых колоссальные массы воды уходили на образование ледников, уровень Мирового океана понижался на 100–200 метров и сушей становились обширные участки шельфа. Когда же ледники начинали таять, уровень океана повышался и эта суша вновь уходила под воду.
Почти двадцать пять веков живет легенда об Атлантиде, стране, населенной могущественным народом атлантов, поглощенной водами. В мифологии жителей островов Тихого океана есть упоминания о большой стране, затонувшей в незапамятные времена. К глубочайшей древности восходят сведения о Лемурии, колыбели человеческой культуры и всего рода человеческого, ушедшей на дно Индийского океана. В последние годы появились гипотезы, согласно которым ключ к загадкам происхождения человеческого рода и его культуры надо искать у полюсов планеты — на территории Антарктиды, покрытой льдами, или на затонувшей земле Арктиде, находившейся на месте Северного Ледовитого океана. Насколько же правдоподобны эти гипотезы? Существовали ли «атлантиды», населенные земли, ушедшие на дно океана?
«Наука о море безгранична, сложна и изменчива, как само море», — сказал один из крупнейших современных океанологов Г. Менард. Но с каждым годом возрастают наши знания об истории планеты, об истории океанов и об истории человечества. В наши дни рука об руку идет познание космоса и «голубого космоса» — Мирового океана. Космическая аппаратура позволяет вести наблюдения над океаном в масштабах всей планеты, взгляд из космоса помогает вести наблюдения за планетарной «кухней» погоды, «шеф-поваром» которой является Мировой океан, изучать океанские течения и морское дно. С другой стороны, познание океана дает ключ к пониманию истории не только планеты Земля (которую правильнее было бы называть планетой Океан, ибо вода покрывает около трех четвертей нашей планеты), но и других планет Солнечной системы, их происхождения, истории и развития.
Видимо, при образовании всех этих планет происходили сходные процессы. Примерно 1/3 поверхности их занимают гигантские впадины, или депрессии. На нашей Земле это — Тихоокеанская планетарная депрессия, имеющая среднюю глубину около четырех километров, обрамленная гирляндами островных дуг и горными цепями Америки, Азии, Австралии. Таким образом, происхождение Тихого океана — это ключ к загадке происхождения не только нашей планеты, но и других планет Солнечной системы.
Но для того, чтобы найти этот «ключ», надо прежде всего объяснить историю самого Тихого океана…
Океан изменчив. Меняются его течение и температура, насыщенность химическими элементами и соленость, его богатейшая фауна и флора.
Изменения происходят в масштабах суток и в масштабах геологических эпох, затрагивают отдельные районы Мирового океана и весь океан в целом. Меняются и очертания океанских берегов и рельефа его дна. Они также носят местный, локальный характер или охватывают всю планету, они также могут менять лик океана за короткий промежуток времени — и в течение многих миллионов лет. Это подводные землетрясения и деятельность вулканов, рождающих новые острова в океане, это работа волн, разрушающих берега, это гибель мириадов организмов, на протяжении миллионов лет устилающих своими останками дно, медленно, но неуклонно «сглаживающих» его рельеф. Лик океана меняют и грандиозные геологические процессы, происходящие на нашей планете.
Ровно сто лет назад, в 1887 году, австрийский ученый Мельхиор Неймайер, один из основоположников современной палеонтологии и геологии, опубликовал карту, на которой дал реконструкцию древних очертаний Мирового океана, существенно отличающихся от нынешних: на месте обширных участков Тихого, Индийского, Атлантического океанов на карте Неймайера были показаны материки. За столетие, прошедшее с тех пор, науки о Земле и океане сделали гигантский шаг вперед и карта Неймайера безнадежно устарела. Но и по сей день не прекращаются споры о том, были ли на нашей планете материки, ныне ушедшие на дно океана. Зато с полной достоверностью установлено, что уровень океана на протяжении всей истории планеты менялся, менялось соотношение между земной твердью и водой.
Рис. 1. Крупное (1–5 км) опускание океанического дна в верхнемеловую эпоху и в кайнозое.Бурение, проведенное на дне океанов, показало, что за последние сто миллионов лет происходило крупное опускание дна в самых различных районах планеты — на один, два, три, даже пять километров. Работы последних лет показали, что циклично изменялся и уровень Мирового океана. Глобальные трансгрессии, наступление вод на сушу охватывали Мировой океан, уровень которого повышался на десятки и даже сотни метров выше нынешнего. На смену им приходили регрессии, океан отступал, и суши на планете становилось больше, чем ныне. Обнажалась зона прибрежного мелководья, шельфа, появились новые острова и архипелаги, ибо на поверхность выходили вершины подводных гор и хребтов.
1 — местоположение буровых скважин, вскрывших мелководные отложения на больших глубинах; 2 — область крупного опускания дна океана.
Колебания эти происходили на протяжении огромного промежутка времени, во всяком случае — последних шестисот миллионов лет. Причины их и по сей день неизвестны. Ясно лишь, что уровень океана во время трансгрессий поднимался очень плавно, а падение его происходило очень резко. И все эти события относятся к очень давним временам, к той эпохе, когда на Земле не было человечества. Однако и на памяти людей происходили грандиозные изменения в очертаниях океана, в распределении воды и суши на поверхности планеты. Причиной этих колебаний были великие оледенения, охватывающие огромные территории, в результате которых колоссальные массы воды уходили на образование ледников, уровень Мирового океана понижался на 100–200 метров и сушей становились обширные участки шельфа. Когда же ледники начинали таять, уровень океана повышался и эта суша вновь уходила под воду.
Рис. 2. «Материковое» и «океаническое» полушария Земли.Но помимо этих колебаний, называемых гляциоэвстатическими, происходили и процессы, называемые тектоническими, связанные с движениями земной коры. Отдельные участки суши опускались и уходили под воду, другие, наоборот, поднимались. В книге «Атлантиды моря Тетис», открывающей трилогию о «новых атлантидах», выпущенной «Гидрометеоиздатом» в 1986 году, рассказывалось о землях, затонувших в районе нынешних участков Средиземного, Эгейского, Тирренского, Адриатического, Черного, Азовского, Каспийского морей в результате тектонических движений и поднятия уровня Мирового океана, которое происходит в течение последних десяти тысяч лет, периода, отделяющего нас от эпохи последнего великого оледенения. Были ли подобные земли, ныне ушедшие на дно, в Тихом, Индийском, Атлантическом, Северном Ледовитом, Южном океанах?
Почти двадцать пять веков живет легенда об Атлантиде, стране, населенной могущественным народом атлантов, поглощенной водами. В мифологии жителей островов Тихого океана есть упоминания о большой стране, затонувшей в незапамятные времена. К глубочайшей древности восходят сведения о Лемурии, колыбели человеческой культуры и всего рода человеческого, ушедшей на дно Индийского океана. В последние годы появились гипотезы, согласно которым ключ к загадкам происхождения человеческого рода и его культуры надо искать у полюсов планеты — на территории Антарктиды, покрытой льдами, или на затонувшей земле Арктиде, находившейся на месте Северного Ледовитого океана. Насколько же правдоподобны эти гипотезы? Существовали ли «атлантиды», населенные земли, ушедшие на дно океана?
«Наука о море безгранична, сложна и изменчива, как само море», — сказал один из крупнейших современных океанологов Г. Менард. Но с каждым годом возрастают наши знания об истории планеты, об истории океанов и об истории человечества. В наши дни рука об руку идет познание космоса и «голубого космоса» — Мирового океана. Космическая аппаратура позволяет вести наблюдения над океаном в масштабах всей планеты, взгляд из космоса помогает вести наблюдения за планетарной «кухней» погоды, «шеф-поваром» которой является Мировой океан, изучать океанские течения и морское дно. С другой стороны, познание океана дает ключ к пониманию истории не только планеты Земля (которую правильнее было бы называть планетой Океан, ибо вода покрывает около трех четвертей нашей планеты), но и других планет Солнечной системы, их происхождения, истории и развития.
Рис. 3. Тектоническая асимметрия Земли, Марса и Луны.Как только люди увидели полный лик Луны, стало ясно, что наш спутник обладает выраженной асимметрией, так же, как и Земля, имеющая форму геоида: полушарие, обращенное к Земле, покрыто безводными лунными «морями» (самое крупное из них — Океан Бурь), а на обратной стороне Луны простирается материковая поверхность, усеянная метеоритными кратерами. Асимметрией обладает поверхность Марса: северное полушарие его называют «океаническим», южное — «континентальным». На изученной поверхности Меркурия выделяется, огромная впадина Калорис, или Море Жары, также придающая асимметрию поверхности этой ближайшей к Солнцу планеты. Таким образом, сравнение планет показывает, что и Земля, и Марс, и Луна, и Меркурий имеют важную общую закономерность — структурную асимметрию.
Видимо, при образовании всех этих планет происходили сходные процессы. Примерно 1/3 поверхности их занимают гигантские впадины, или депрессии. На нашей Земле это — Тихоокеанская планетарная депрессия, имеющая среднюю глубину около четырех километров, обрамленная гирляндами островных дуг и горными цепями Америки, Азии, Австралии. Таким образом, происхождение Тихого океана — это ключ к загадке происхождения не только нашей планеты, но и других планет Солнечной системы.
Но для того, чтобы найти этот «ключ», надо прежде всего объяснить историю самого Тихого океана…
Океан первый: Пацифида или Пацифиды?
Открытия на дне Пацифики
Человек начал плавания в водах Тихого океана и его морей в глубочайшей древности. Задолго до нашей эры из Юго-Восточной Азии к островам Океании на лодках с балансиром и катамаранах двинулись предки нынешних полинезийцев, микронезийцев, меланезийцев. Процесс заселения Океании затянулся на многие столетия и завершился лишь к началу нашего тысячелетия. И в ходе его древние мореходы прекрасно изучили Тихий океан: его ветры, течения, обитателей вод. Жители островов Микронезии делали оригинальные карты, сплетенные из прутьев, на которых точно указывали местонахождение островов и направление течений и ветров. Полинезийцы умели брать ориентир на звезды и строили огромные, вмещавшие несколько сот человек, суда.
Но дно Тихого океана было неизвестно им, впрочем, так же как и мореплавателям Эпохи великих географических открытий, и даже океанографам прошлого и начала нынешнего века.
Первую попытку изучить дно Тихого океана предпринял Фернан Магеллан. Выйдя в воды «Эль Пасифико» — Мирного (или Тихого) океана, Магеллан приказал опустить трос длиной двести саженей, чтобы достать его дно… но безуспешно.
Вплоть до середины XIX века не удавалось точно определить глубину Тихого океана, впрочем, как и других океанов планеты. Ибо единственным инструментом для измерения пучин был лот — свинцовый груз, прикрепленный к пеньковому тросу. На мелководье он давал точные результаты, но на больших глубинах все промеры им становились гадательными и сомнительными. И порой исследователи получали фантастические глубины 14 и 15 километров!
Только в 1854 году лот несколько усовершенствовали, а спустя 16 лет лорд Келвин, великий английский физик, догадался заменить толстый, растягивающийся под собственной же тяжестью, пеньковый трос стальными фортепианными струнами. С этим инструментом океанологи начали изучать глубины океана.
Сразу три экспедиции отправились в семидесятых годах прошлого века в Тихий океан. Немецкий корвет «Газелле» исследовал юго-восточную часть Великого океана, а также Коралловое, Ново-Гвинейское и Тасманово моря. Американское судно «Тускарора» в северо-западной части океана обнаружило глубоководную впадину, и поныне носящую его имя. А еще более глубокий «шрам» был найден английской экспедицией на судне «Челленджер» между Каролинскими и Марианскими островами: лот достиг здесь отметки 8145 метров. Долгое время этот глубоководный желоб, названный в честь открывшего его судна Челленджер, считался максимальной глубиной Мирового океана.
Академик М. А. Рыкачев в 1881 году, обобщив данные материалов «Газелле», «Тускароры» и «Челленджера» (который был подлинным океанографическим институтом «на плаву», оборудованным по последнему слову техники своего времени), составил одну из первых карт глубин Мирового океана, где были нанесены важнейшие особенности рельефа страны на дне Тихого океана. Рыкачев использовал для этого и данные отечественных океанологов: они были получены на корветах «Аскольд» и «Витязь» в северо-западной части Тихого океана и в дальневосточных морях.
Новый вклад в изучение Великого океана внес адмирал С. О. Макаров, на корвете «Витязь» обследовавший воды Охотского, Южно-Китайского и Японского морей и нарисовавший грандиозную картину круговорота вод в северной половине Пацифики.
И все же до первой мировой войны строение дна Тихого океана представлялось учеными лишь в общих чертах: глубоководную область его покрывала сеть всего лишь из нескольких тысяч отметок глубин. И это на площадь в несколько десятков миллионов квадратных километров! Через такую сеть промеров, начни мы изучать рельеф земной суши с воздуха, опуская лот (допустим, что это делали бы жители верхних слоев атмосферы, а поверхность планеты была бы закрыта сплошными облаками) могли остаться незамеченными и Альпы, и Карпаты, и Кавказ, а вся поверхность Европы могла бы представиться плоской однообразной равниной.
Никто, конечно, не мог бы упрекнуть членов экспедиции «Витязя», «Челленджера», «Тускароры», «Газелле» и других судов в лености, в нежелании сделать сеть глубинных отметок более частой. Ибо каждый глубоководный промер требовал больших затрат и времени, и труда. Приходилось часами простаивать возле лебедки, ожидая, когда же лот достигнет дна. А затем еще больше времени затратить на то, чтобы с помощью той же лебедки поднять его с многокилометровых глубин океана.
Подлинную революцию в океанологии произвело изобретение эхолота. Впервые его применили на американском судне «Карнеги» при изучении дна Тихого океана в 1909 году. Звуковой сигнал посылался в воду, достигал дна, отражался от него и улавливался на корабле. Зная скорость распространения звука в воде, легко было вычислить глубину, на которой находится дно, — и вся процедура измерения занимала не часы, а считанные минуты.
Вскоре началась первая мировая война. Необходимость борьбы с подводными лодками заставила конструкторов и инженеров усовершенствовать системы эхолотов, позволяющих обнаружить противника. Усовершенствования эти продолжались и по окончании войны, завершившись созданием эхолотов-самописцев: они вели непрерывный «обстрел» океанского дна звуками и столь же непрерывную запись результатов этого «обстрела». Эпоха отдельных, точечных промеров кончилась. Отныне каждый рейс судна, вооруженного эхолотом-самописцем, давал не отдельные разрозненные точки, а непрерывные измерения и позволял проводить сплошную линию, обозначающую рельеф океанского дна, над которым прошло судно.
После второй мировой войны океанологи получили в свое распоряжение большое число судов, «отслуживших» на войне, и, главное, усовершенствованные приборы: радиоакустические, радиолокационные, магнитные детекторы, аппараты для подводной киносъемки, акваланги и т. д. Экспедиции посыпались как из рога изобилия.
Программа МГГ — Международного геофизического года (1957—58 год) — знаменовала собой новый этап в изучении величайшего океана планеты. Отныне исследования вела не одна держава, а коллектив ученых из самых разных стран, объединенных общей целью. В Тихом океане совместно работали американские, советские, австралийские, новозеландские, индонезийские, канадские, японские, французские экспедиции.
Советское судно «Витязь», эта «плавучая академия», начиная с 1949 года бороздящая воды морей и океанов, к востоку от островов Санта-Крус открыла новый глубоководный желоб — Восточно-Меланезийский, или желоб Витязя. С борта «Витязя» в Тихом океане были открыты четыре из десяти наибольших глубин Мирового океана, в том числе — рекордная, в Марианской впадине у острова Гуам, равная 11 022 метрам.
Экспедиции «Витязя» сделали ряд важных открытий, изучая циркуляцию вод и жизнь в Тихом океане. Мы упомянем лишь одно из них, ибо оно имеет огромное значение для всего человечества. Ученые США считали глубоководные желоба идеальным местом для захоронения радиоактивных продуктов под многокилометровой толщей воды. Советские же океанологи обнаружили, что в этих желобах не стоячая «мертвая» вода, здесь происходит интенсивный обмен с поверхностными водами. И если превратить желоба в «глубоководную свалку» для радиоактивных отходов, это может повлечь за собой отравление всего Мирового океана.
Вслед за изучением рельефа дна океана началось и изучение структуры этого дна. Каков возраст осадков, покрывающих дно Тихого океана, из чего они состоят? Чем отличается его кора от коры материков и от коры других океанов? Как по осадкам, их мощности и составу, восстановить историю Тихого океана — и тем самым историю нашей планеты?
Первоначально техника получения проб океанских осадков была примитивна: с борта судна опускалась драга, которая захватывала грунт с вершин подводных гор или с глубоководных равнин. Подобно тому, как эхолот произвел революцию в измерении глубин, переворот в изучении структуры океанского дна произвели методы геофизики. По скорости прохождения звуковой волны в различных средах (морской воде, слое рыхлых осадков, в уплотненных осадках, в слое коры) удалось определить мощность слоя осадков в различных частях Тихого океана, а также состав и мощность его коры. А с апреля 1969 года в Тихом океане началось глубоководное бурение с борта судна «Гломар Челленджер». Это судно водоизмещением 10 600 тонн снабжено буровой вышкой, буровым станком, лебедками, другими буровыми устройствами, системой, позволяющей не только удерживать установку в точке бурения, но и повторно вводить бур в скважину, меняя буровые колонки.
«Гломар Челленджер» работал в Индийском и Атлантическом океанах, в Средиземном и Черном морях (совместно с советскими океанологами), но наибольшее число рейсов и пробуренных скважин приходится на долю Тихого океана. На основании данных глубоководного бурения с «Гломара Челленджера», а также данных, полученных с борта советского научно-исследовательского судна «Дмитрий Менделеев» и других кораблей науки, в нашей стране был составлен палеобиографический атлас Тихого океана, состоящий из тридцати четырех карт. Они показывают его береговую линию, существовавшую миллион, сто миллионов, пятьсот миллионов лет назад. А морские осадки, найденные геологами на суше, позволили определить, какие из нынешних материков и островов в прошлом были покрыты водами океана: например, Азия периодически соединялась и разъединялась с Северной Америкой мостом суши в районе Берингова и Чукотского морей, а от Южной Америки на протяжении десятков миллионов лет ее отделял пролив, бывший на месте нынешнего Панамского перешейка, а порой и почти всей Центральной Америки.
Контуры Тихого океана, существовавшие многие миллионы, десятки и даже сотни миллионов лет назад, конечно, намечены приблизительно. Зато точно и четко нанесены на карту грандиозная подводная страна, лежащая на дне Великого океана, с ее равнинами и впадинами, вулканами и разломами, мелководными банками и глубоководными желобами, хребтами и плато.
Но дно Тихого океана было неизвестно им, впрочем, так же как и мореплавателям Эпохи великих географических открытий, и даже океанографам прошлого и начала нынешнего века.
Первую попытку изучить дно Тихого океана предпринял Фернан Магеллан. Выйдя в воды «Эль Пасифико» — Мирного (или Тихого) океана, Магеллан приказал опустить трос длиной двести саженей, чтобы достать его дно… но безуспешно.
Вплоть до середины XIX века не удавалось точно определить глубину Тихого океана, впрочем, как и других океанов планеты. Ибо единственным инструментом для измерения пучин был лот — свинцовый груз, прикрепленный к пеньковому тросу. На мелководье он давал точные результаты, но на больших глубинах все промеры им становились гадательными и сомнительными. И порой исследователи получали фантастические глубины 14 и 15 километров!
Только в 1854 году лот несколько усовершенствовали, а спустя 16 лет лорд Келвин, великий английский физик, догадался заменить толстый, растягивающийся под собственной же тяжестью, пеньковый трос стальными фортепианными струнами. С этим инструментом океанологи начали изучать глубины океана.
Сразу три экспедиции отправились в семидесятых годах прошлого века в Тихий океан. Немецкий корвет «Газелле» исследовал юго-восточную часть Великого океана, а также Коралловое, Ново-Гвинейское и Тасманово моря. Американское судно «Тускарора» в северо-западной части океана обнаружило глубоководную впадину, и поныне носящую его имя. А еще более глубокий «шрам» был найден английской экспедицией на судне «Челленджер» между Каролинскими и Марианскими островами: лот достиг здесь отметки 8145 метров. Долгое время этот глубоководный желоб, названный в честь открывшего его судна Челленджер, считался максимальной глубиной Мирового океана.
Академик М. А. Рыкачев в 1881 году, обобщив данные материалов «Газелле», «Тускароры» и «Челленджера» (который был подлинным океанографическим институтом «на плаву», оборудованным по последнему слову техники своего времени), составил одну из первых карт глубин Мирового океана, где были нанесены важнейшие особенности рельефа страны на дне Тихого океана. Рыкачев использовал для этого и данные отечественных океанологов: они были получены на корветах «Аскольд» и «Витязь» в северо-западной части Тихого океана и в дальневосточных морях.
Новый вклад в изучение Великого океана внес адмирал С. О. Макаров, на корвете «Витязь» обследовавший воды Охотского, Южно-Китайского и Японского морей и нарисовавший грандиозную картину круговорота вод в северной половине Пацифики.
И все же до первой мировой войны строение дна Тихого океана представлялось учеными лишь в общих чертах: глубоководную область его покрывала сеть всего лишь из нескольких тысяч отметок глубин. И это на площадь в несколько десятков миллионов квадратных километров! Через такую сеть промеров, начни мы изучать рельеф земной суши с воздуха, опуская лот (допустим, что это делали бы жители верхних слоев атмосферы, а поверхность планеты была бы закрыта сплошными облаками) могли остаться незамеченными и Альпы, и Карпаты, и Кавказ, а вся поверхность Европы могла бы представиться плоской однообразной равниной.
Никто, конечно, не мог бы упрекнуть членов экспедиции «Витязя», «Челленджера», «Тускароры», «Газелле» и других судов в лености, в нежелании сделать сеть глубинных отметок более частой. Ибо каждый глубоководный промер требовал больших затрат и времени, и труда. Приходилось часами простаивать возле лебедки, ожидая, когда же лот достигнет дна. А затем еще больше времени затратить на то, чтобы с помощью той же лебедки поднять его с многокилометровых глубин океана.
Подлинную революцию в океанологии произвело изобретение эхолота. Впервые его применили на американском судне «Карнеги» при изучении дна Тихого океана в 1909 году. Звуковой сигнал посылался в воду, достигал дна, отражался от него и улавливался на корабле. Зная скорость распространения звука в воде, легко было вычислить глубину, на которой находится дно, — и вся процедура измерения занимала не часы, а считанные минуты.
Вскоре началась первая мировая война. Необходимость борьбы с подводными лодками заставила конструкторов и инженеров усовершенствовать системы эхолотов, позволяющих обнаружить противника. Усовершенствования эти продолжались и по окончании войны, завершившись созданием эхолотов-самописцев: они вели непрерывный «обстрел» океанского дна звуками и столь же непрерывную запись результатов этого «обстрела». Эпоха отдельных, точечных промеров кончилась. Отныне каждый рейс судна, вооруженного эхолотом-самописцем, давал не отдельные разрозненные точки, а непрерывные измерения и позволял проводить сплошную линию, обозначающую рельеф океанского дна, над которым прошло судно.
После второй мировой войны океанологи получили в свое распоряжение большое число судов, «отслуживших» на войне, и, главное, усовершенствованные приборы: радиоакустические, радиолокационные, магнитные детекторы, аппараты для подводной киносъемки, акваланги и т. д. Экспедиции посыпались как из рога изобилия.
Программа МГГ — Международного геофизического года (1957—58 год) — знаменовала собой новый этап в изучении величайшего океана планеты. Отныне исследования вела не одна держава, а коллектив ученых из самых разных стран, объединенных общей целью. В Тихом океане совместно работали американские, советские, австралийские, новозеландские, индонезийские, канадские, японские, французские экспедиции.
Советское судно «Витязь», эта «плавучая академия», начиная с 1949 года бороздящая воды морей и океанов, к востоку от островов Санта-Крус открыла новый глубоководный желоб — Восточно-Меланезийский, или желоб Витязя. С борта «Витязя» в Тихом океане были открыты четыре из десяти наибольших глубин Мирового океана, в том числе — рекордная, в Марианской впадине у острова Гуам, равная 11 022 метрам.
Экспедиции «Витязя» сделали ряд важных открытий, изучая циркуляцию вод и жизнь в Тихом океане. Мы упомянем лишь одно из них, ибо оно имеет огромное значение для всего человечества. Ученые США считали глубоководные желоба идеальным местом для захоронения радиоактивных продуктов под многокилометровой толщей воды. Советские же океанологи обнаружили, что в этих желобах не стоячая «мертвая» вода, здесь происходит интенсивный обмен с поверхностными водами. И если превратить желоба в «глубоководную свалку» для радиоактивных отходов, это может повлечь за собой отравление всего Мирового океана.
Вслед за изучением рельефа дна океана началось и изучение структуры этого дна. Каков возраст осадков, покрывающих дно Тихого океана, из чего они состоят? Чем отличается его кора от коры материков и от коры других океанов? Как по осадкам, их мощности и составу, восстановить историю Тихого океана — и тем самым историю нашей планеты?
Первоначально техника получения проб океанских осадков была примитивна: с борта судна опускалась драга, которая захватывала грунт с вершин подводных гор или с глубоководных равнин. Подобно тому, как эхолот произвел революцию в измерении глубин, переворот в изучении структуры океанского дна произвели методы геофизики. По скорости прохождения звуковой волны в различных средах (морской воде, слое рыхлых осадков, в уплотненных осадках, в слое коры) удалось определить мощность слоя осадков в различных частях Тихого океана, а также состав и мощность его коры. А с апреля 1969 года в Тихом океане началось глубоководное бурение с борта судна «Гломар Челленджер». Это судно водоизмещением 10 600 тонн снабжено буровой вышкой, буровым станком, лебедками, другими буровыми устройствами, системой, позволяющей не только удерживать установку в точке бурения, но и повторно вводить бур в скважину, меняя буровые колонки.
«Гломар Челленджер» работал в Индийском и Атлантическом океанах, в Средиземном и Черном морях (совместно с советскими океанологами), но наибольшее число рейсов и пробуренных скважин приходится на долю Тихого океана. На основании данных глубоководного бурения с «Гломара Челленджера», а также данных, полученных с борта советского научно-исследовательского судна «Дмитрий Менделеев» и других кораблей науки, в нашей стране был составлен палеобиографический атлас Тихого океана, состоящий из тридцати четырех карт. Они показывают его береговую линию, существовавшую миллион, сто миллионов, пятьсот миллионов лет назад. А морские осадки, найденные геологами на суше, позволили определить, какие из нынешних материков и островов в прошлом были покрыты водами океана: например, Азия периодически соединялась и разъединялась с Северной Америкой мостом суши в районе Берингова и Чукотского морей, а от Южной Америки на протяжении десятков миллионов лет ее отделял пролив, бывший на месте нынешнего Панамского перешейка, а порой и почти всей Центральной Америки.
Контуры Тихого океана, существовавшие многие миллионы, десятки и даже сотни миллионов лет назад, конечно, намечены приблизительно. Зато точно и четко нанесены на карту грандиозная подводная страна, лежащая на дне Великого океана, с ее равнинами и впадинами, вулканами и разломами, мелководными банками и глубоководными желобами, хребтами и плато.
Страна, лежащая на дне
Львиную долю всей площади Тихого океана занимает колоссальная впадина округлой формы. Границы ее проходят почти повсюду по краям материков — Австралии, Америки, Азии, — а местами они очерчены островными дугами и отдельными островами. Глубина впадины Тихого океана равна в среднем четырем-шести километрам. Именно эта впадина и придает нашей Земле асимметрию, подобную асимметрии родственных ей планет.
Прежде считалось, что гигантская округлая впадина Тихого океана однородна, она не делится на отдельные части и котловины. Исследования нашего времени показали, что это не так. Впадину разделяет на две части величественный подводный хребет, входящий в планетарную систему срединных океанических хребтов. Островные дуги, окаймляющие окраины Тихоокеанской впадины и параллельные берегам материков; «сопряженные» с этими дугами пропасти желобов, глубина которых на несколько тысяч метров больше средней глубины впадины; архипелаги вулканических островов, возвышающих свои вершины над водами на два, три и даже четыре километра, и группы вулканов, лежащих на глубине нескольких километров под водой; зоны разломов и подводные хребты, расчленяющие впадину на отдельные котловины; холмы и равнины, погребенные на огромной глубине, — вот характерные черты рельефа дна Тихого океана.
Глубоководные — или абиссальные — холмы занимают 80–85 процентов площади тихоокеанского дна, и, говоря словами профессора Г. У. Менарда, «хотя в других океанах они встречаются реже, их можно считать наиболее распространенным типом рельефа на Земле». Типичнейшие холмы имеют в высоту около трехсот метров и диаметр основания около шести километров. Но встречаются и карлики, высотой в полсотни метров, и гиганты с шириной основания в десяток километров.
Многие холмы и группы холмов погребены под толщей осадков. За миллионы лет на их месте образовались волнистые или совершенно плоские абиссальные равнины — еще одна типичная черта пейзажа тихоокеанского дна. Но пейзаж этот не ограничивается унылыми картинами абиссальных равнин или немногим более веселыми картинами абиссальных холмов. На ложе котловин океана разбросаны подводные горы.
О том, что на дне Тихого океана есть горы, ученые узнали давно, еще во времена экспедиции «Челленджера». Однако первое подробное описание этих гор — возвышений океанского дна с крутыми склонами, имеющих в плане округлую или эллиптическую форму (форму абиссальных холмов конусообразна), высотой в километр и более, — появилось лишь в 1941 году. С тех пор океанологи и морские геологи нанесли на карту и описали несколько тысяч подводных гор.
Обособленные подводные горы — одна из типичных черт пейзажа Тихоокеанской впадины. А сама впадина вдоль и поперек иссечена подводными валами, хребтами, поднятиями — границами океанских котловин, называемых обычно по наземным формам рельефа, поблизости от которых они находятся (Марианская, Чилийская, Панамская и т. д.). На карту Тихого океана нанесены десятки подводных хребтов и горных цепей. Крупные подводные хребты называются, как правило, по наименованиям островов или частей материка, лежащих на противоположных концах этих хребтов. Таковы хребты Кюсю-Палау, Курило-Камчатский, поднятие Маркус-Неккер, огромная горная страна, размеры которой сопоставимы с крупнейшими хребтами материков, названная по островку Неккер, «левофланговому» в Гавайском архипелаге, и крохотному коралловому островочку Маркус в северо-западной части Тихого океана.
Часть подводных валов, хребтов, гряд, вершинами которых являются «надводные» острова и архипелаги, получила название по этой надводной части. Таковы вал Туамоту, гряда островов Лайн, подводные хребты Маккуори, Гавайский, Кокос, Алеутский и т. д.
Каждый подводный хребет, каждая группа гор, каждый архипелаг, являющийся надводною частью этих гор, имеют колоссальный вес, непрерывно давящий на кору Земли. Многие большие архипелаги окаймлены под водой валами, чья ширина достигает пятисот, а то и тысячи километров. От валов основания островов отделяют неглубокие рвы. Зато глубина рвов, а точнее, желобов, прилегающих к дугам островов, достигает многих километров. Желоба эти являются самыми глубокими «ямами» на поверхности нашей планеты, и именно в Тихом океане находятся все десять наибольших глубин Мирового океана, превышающих 10000 метров, включая максимальную, 11 022 метра.
Связь глубоководных желобов и островных цепочек была замечена давно: и острова, и желоба имеют очертания в виде правильных дуг, обращенных выпуклостями к центру океана; и те, и другие расположены в «переходной зоне», на границе между материками и океанами.
С глубоководными желобами связаны и подводные зоны разломов, формы рельефа, по масштабам не имеющие аналогии на суше. Они тянутся на несколько тысяч километров в длину в ширину имеют 100 и даже 200 километров и являются самыми «прямолинейными» элементами рельефа нашей планеты Особенно ярко эта связь проявляется в восточной части Тихого океана близ побережья Американского континента, окаймленного Перуанским, Чилийским и Центрально-Американским желобами — здесь открыто около десятка зон разломов. Эти зоны «сопрягаются» не только с подводными пропастями — глубоководными желобами, но и с подводными поднятиями и хребтами. В первую очередь — это Восточно-Тихоокеанский хребет или, как его еще называют, Восточно-Тихоокеанское поднятие.
Восточно-Тихоокеанское поднятие — это гигантская страна на дне океана, простирающаяся от Новой Зеландии до побережья Мексики. Над окружающими пространствами океанского ложа она возвышается на один, два, а местами три километра. Ширина подводной страны порой превышает 2000 километров, а общая длина ее равна 15 000 километров. По площади она сопоставима с материками вроде Северной или Южной Америки и превосходит Европу и Австралию вместе взятые.
Прежде считалось, что гигантская округлая впадина Тихого океана однородна, она не делится на отдельные части и котловины. Исследования нашего времени показали, что это не так. Впадину разделяет на две части величественный подводный хребет, входящий в планетарную систему срединных океанических хребтов. Островные дуги, окаймляющие окраины Тихоокеанской впадины и параллельные берегам материков; «сопряженные» с этими дугами пропасти желобов, глубина которых на несколько тысяч метров больше средней глубины впадины; архипелаги вулканических островов, возвышающих свои вершины над водами на два, три и даже четыре километра, и группы вулканов, лежащих на глубине нескольких километров под водой; зоны разломов и подводные хребты, расчленяющие впадину на отдельные котловины; холмы и равнины, погребенные на огромной глубине, — вот характерные черты рельефа дна Тихого океана.
Глубоководные — или абиссальные — холмы занимают 80–85 процентов площади тихоокеанского дна, и, говоря словами профессора Г. У. Менарда, «хотя в других океанах они встречаются реже, их можно считать наиболее распространенным типом рельефа на Земле». Типичнейшие холмы имеют в высоту около трехсот метров и диаметр основания около шести километров. Но встречаются и карлики, высотой в полсотни метров, и гиганты с шириной основания в десяток километров.
Многие холмы и группы холмов погребены под толщей осадков. За миллионы лет на их месте образовались волнистые или совершенно плоские абиссальные равнины — еще одна типичная черта пейзажа тихоокеанского дна. Но пейзаж этот не ограничивается унылыми картинами абиссальных равнин или немногим более веселыми картинами абиссальных холмов. На ложе котловин океана разбросаны подводные горы.
О том, что на дне Тихого океана есть горы, ученые узнали давно, еще во времена экспедиции «Челленджера». Однако первое подробное описание этих гор — возвышений океанского дна с крутыми склонами, имеющих в плане округлую или эллиптическую форму (форму абиссальных холмов конусообразна), высотой в километр и более, — появилось лишь в 1941 году. С тех пор океанологи и морские геологи нанесли на карту и описали несколько тысяч подводных гор.
Обособленные подводные горы — одна из типичных черт пейзажа Тихоокеанской впадины. А сама впадина вдоль и поперек иссечена подводными валами, хребтами, поднятиями — границами океанских котловин, называемых обычно по наземным формам рельефа, поблизости от которых они находятся (Марианская, Чилийская, Панамская и т. д.). На карту Тихого океана нанесены десятки подводных хребтов и горных цепей. Крупные подводные хребты называются, как правило, по наименованиям островов или частей материка, лежащих на противоположных концах этих хребтов. Таковы хребты Кюсю-Палау, Курило-Камчатский, поднятие Маркус-Неккер, огромная горная страна, размеры которой сопоставимы с крупнейшими хребтами материков, названная по островку Неккер, «левофланговому» в Гавайском архипелаге, и крохотному коралловому островочку Маркус в северо-западной части Тихого океана.
Часть подводных валов, хребтов, гряд, вершинами которых являются «надводные» острова и архипелаги, получила название по этой надводной части. Таковы вал Туамоту, гряда островов Лайн, подводные хребты Маккуори, Гавайский, Кокос, Алеутский и т. д.
Каждый подводный хребет, каждая группа гор, каждый архипелаг, являющийся надводною частью этих гор, имеют колоссальный вес, непрерывно давящий на кору Земли. Многие большие архипелаги окаймлены под водой валами, чья ширина достигает пятисот, а то и тысячи километров. От валов основания островов отделяют неглубокие рвы. Зато глубина рвов, а точнее, желобов, прилегающих к дугам островов, достигает многих километров. Желоба эти являются самыми глубокими «ямами» на поверхности нашей планеты, и именно в Тихом океане находятся все десять наибольших глубин Мирового океана, превышающих 10000 метров, включая максимальную, 11 022 метра.
Связь глубоководных желобов и островных цепочек была замечена давно: и острова, и желоба имеют очертания в виде правильных дуг, обращенных выпуклостями к центру океана; и те, и другие расположены в «переходной зоне», на границе между материками и океанами.
Рис. 4. Схема крупнейших форм рельефа дна Тихого океана (по Г. Б. Удинцеву).Самые длинные островные дуги и самые глубокие желоба имеет самый большой океан Земли — Тихий. «Перепады высот», разница между дном глубоководного желоба и вознесенными к нему вершинами гор на соседнем материке или на островах, «сопряженных» с желобами, достигает колоссальных величин. Между чилийскими городами Вальпараисо и Антофагаста находятся самые высокие вершины Анд: гора Аконкагуа (6960 метров) и гора Льюльяльяко (6723 метра). В каких-нибудь десятках километров от них лежат наибольшие глубины Чилийского желоба (близ Антофагасты — 8050 метров). Перепад высот достигает здесь 15 000 метров — на целых 15 километров вздымаются в горные вершины суши над близлежащими впадинами океанского дна!
1 — внешний край материковой отмели; 2 — краевые глубоководные океаническиежелоба; 3 — внешний край переходной зоны; 4 — поднятия переходной зоны; 5 — поднятия ложа океана; 6 — срединно-океанические поднятия; 7 — крупнейшие разломы.
С глубоководными желобами связаны и подводные зоны разломов, формы рельефа, по масштабам не имеющие аналогии на суше. Они тянутся на несколько тысяч километров в длину в ширину имеют 100 и даже 200 километров и являются самыми «прямолинейными» элементами рельефа нашей планеты Особенно ярко эта связь проявляется в восточной части Тихого океана близ побережья Американского континента, окаймленного Перуанским, Чилийским и Центрально-Американским желобами — здесь открыто около десятка зон разломов. Эти зоны «сопрягаются» не только с подводными пропастями — глубоководными желобами, но и с подводными поднятиями и хребтами. В первую очередь — это Восточно-Тихоокеанский хребет или, как его еще называют, Восточно-Тихоокеанское поднятие.
Восточно-Тихоокеанское поднятие — это гигантская страна на дне океана, простирающаяся от Новой Зеландии до побережья Мексики. Над окружающими пространствами океанского ложа она возвышается на один, два, а местами три километра. Ширина подводной страны порой превышает 2000 километров, а общая длина ее равна 15 000 километров. По площади она сопоставима с материками вроде Северной или Южной Америки и превосходит Европу и Австралию вместе взятые.