Морское дно - [13]

Казалось бы, многокилометровая толща вод океана должна ослаблять силу тяжести на корабле, поскольку удельный вес воды значительно меньше веса пород, образующих земную кору. Но, к удивлению учёных, такое различие уловить не удалось. Сила тяжести в океане оказалась в среднем такой же, как и на материках. А это значит, что под дном океана лежат более тяжёлые породы, чем на поверхности материков. Эти породы усиливают притяжение Земли как раз настолько, насколько оно ослабляется водяной толщей.

Таким образом, стало ясно, что материки представляют собой громадные скопления относительно лёгких пород, которые пластами толщиной в 70–80 километров покоятся на более тяжёлом основании из базальта (рис. 27). А в Тихом океане и восточной части Индийского океана лёгких пород совсем нет, и базальтовое основание покрыто там лишь сравнительно тонким слоем рыхлых илов.

Рис. 27. Схема, показывающая, что толщина слоя лёгких материковых пород под материками и океанами различна.

В Атлантическом океане и западной части Индийского океана лёгкие породы имеются, но их слой значительно тоньше, чем на материках, он составляет всего 10–30 километров.

Теперь возникает новый вопрос. Мы знаем, что отдельные участки материков испытывают вертикальные движения, местами слои пород сминаются в складки, образуются горные хребты. Так ли обстоит дело на дне океанов, где слой лёгких пород тонок или его вовсе нет? Могут ли там совершаться подобные движения, образовываться горы и т. д.?

Другими словами, как связано развитие морского дна с геологической жизнью материков? Были ли океанские впадины всегда на том же месте и такой же формы, как и сейчас, или они могут изменяться? Чтобы разобраться в этом сложном вопросе, нам придётся познакомиться ещё с некоторыми особенностями строения морского дна.

Коралловые острова и плосковершинные банки

Знаменитый русский мореплаватель Ф. Беллинсгаузен во время своего кругосветного плавания в 1819–1821 годах обратил внимание на необычные формы коралловых островов и впервые пытался объяснить их происхождение. Кораллы — это мелкие морские животные, имеющие прочный известковый скелет в виде веточек, сростков, шаров и т. д. Многие поколения кораллов, поселяясь на отмерших скелетах своих предков, с течением времени образуют массивные сооружения из известняка, которые выдерживают удары океанских волн. Кораллы живут только в тёплой чистой воде тропиков на глубинах до 40–50 метров.

Поселяясь вдоль берегов материка или островов, они создают так называемый «окаймляющий риф» — подводную террасу, которая круто обрывается на морское дно. Иногда полоса коралловых рифов уходит далеко в море; это — так называемый «барьерный риф». Он может тянуться на тысячи километров или образовать кольцо вокруг островов открытого океана. Ещё удивительнее так называемые «атоллы». Атолл — это кольцо кораллового рифа, в середине которого нет никакого острова. Дно снаружи атолла резко падает на тысячеметровые глубины. Карта одного из коралловых атоллов схематически изображена на рис. 28.

Рис. 28. Карта одного из атоллов в Тихом океане и окружающих его глубин.

Глубина между барьерным рифом и берегом или внутри кольца атоллов не бывает особенно большой, но всё же превышает ту, на которой могут жить кораллы. Дно в этих лагунах бывает совершенно плоским.

Ф. Беллинсгаузен подметил, что условия питания «коралловых червей» являются наилучшими на внешнем краю рифа, который постоянно омывается свежей водой. Тут они всего быстрее растут. Отсюда он заключил, что на внутренней стороне рифа кораллы могут отмирать, а их постройки должны постепенно разрушаться и растворяться морской водой. Таким образом, окаймляющий риф, достигнув известной ширины, может расти только с внешней стороны, а на внутренней его части образуется лагуна. Таким же образом возникают и атоллы, если кораллы первично поселяются на вершине подводной возвышенности или, как её называют моряки, «банки».

Процессы, описанные Ф. Беллинсгаузеном, действительно происходят в природе. Его выводы были правильны, но ещё недостаточны для того, чтобы объяснить основную причину образования барьерных рифов и атоллов. Её удалось найти великому английскому учёному Ч. Дарвину. Оказывается, этой причиной служат процессы опускания земной коры.

На рис. 29 изображён в разрезе остров, вдоль которого поселились кораллы и образовали окаймляющий риф. Но потом остров начал опускаться. Тем временем риф нарастал кверху, быстрее всего на своей внешней стороне. Между ним и берегом образовывалась кольцевая лагуна. Постепенно весь остров исчез под водами океана, а коралловые постройки сохранились и образовали атолл.

Рис. 29. Схема образования барьерных рифов и атоллов по Ч. Дарвину. Вверху — вокруг острова образовался окаймляющий риф. В середине — уровень моря поднялся, и между барьерным рифом и островом возникла лагуна. Внизу — при дальнейшем повышении уровня остров погрузился и затонул. Коралловые постройки остались в виде кольца атолла.

Как проверить теорию Дарвина? Самое простое — это установить бурением, какова толщина слоя кораллового известняка у атоллов. Такие бурения производились несколько раз, начиная с конца прошлого столетия. Бурили атолл Фуна-Фути в Тихом океане, Бермудские острова в Атлантике и приобретший мрачную известность атолл Бикини, где испытывались американские атомные бомбы. Во всех случаях результат бурения был одинаков — толщина слоя коралловых масс превышает несколько сотен метров. Если мы вспомним, что глубже 50 метров кораллы не живут, то факт опускания островов и правильность теории Дарвина станут бесспорными.