Страница 45 из 49
Срединно-океанические хребты способны расходиться быстро или медленно. Для хребтов, у которых плиты расходятся со скоростью 8–16 см/г., типично отсутствие прогиба в центральной части. Характерным примером такого рифта может послужить Восточно-Тихоокеанское поднятие. Медленно расходящиеся хребты имеют отчетливую центральную котловину — рифт глубиной 4000–5000 м. Возраст участков со старой корой доходит до 180 млн лет. Очень древнее дно Средиземного моря достигает возраста в 280 млн лет.
Между срединными океаническими хребтами и континентами простираются глубоководные котловины с глубинами в 5–6 км. Их однообразный равнинный рельеф нарушают многочисленные холмы в сотни метров высотой, одиночные горы или группы гор преимущественно вулканического происхождения.
Местами горы объединены в цепи, а их вершины выдаются над поверхностью океана, образуя острова и архипелаги, которые в особенности многочисленны в Тихом океане. Высота таких океанических гор, вздымающихся над поверхностью океана иногда на километры при глубине океана в 5–6 км, по сути существенно превышает высоту самых больших гор на суше. Для океанических гор Джомолунгма (Эверест) с высотой в 8848 м — явление рядовое.
Подводные горы — это своеобразные окна в глубине Земли, помогающие разъяснить всевозможные глубинные процессы. Так, температурные и механические свойства океанической литосферы можно определить по изгибам океанической коры, обусловленным ростом подводных гор на ее поверхности. Цепочки подводных гор отмечают абсолютные движения тектонических плит, предоставляя ключевые сведения о взаимодействии перемещающихся плит и движущихся обломочных осадочных материалов. Те цепи подводных гор, которые ассоциируются с активными и историческими вулканами, рассматриваются как следы движения плит с увеличивающимся возрастом по отношению к стационарным долго живущим горячим точкам. Таким образом они сообщают сведения о Земле в целом и мантийной конвекции.
Рост подводных гор связан с частичным плавлением глубинных мантийных источников, их изучение дает уникальную возможность взглянуть на химическое строение и неоднородность глубинных областей Земли.
Исследования подводных гор дают обширное количество дополнительных геохимических и геофизических сведений для того, чтобы продвинуться в наших знаниях о планете. Последние десятилетия принесли новые знания о глубинной структуре подводных гор, океанических островов и о подстилающей их литосфере.
Подводные горы и океанические острова являются на океанической коре образованиями высотой около 8 км и шириной около 100 км. Фланги, а порой и верхняя часть таких гор включают в себя вулканические породы. Кора, подстилающая эти вулканические сооружения, имеет скоростную структуру и мощность, типичную для нормальной океанической коры. Изверженные базальты, которые слагают подводные горы, оказывают существенные гравитационные нагрузки на поверхность океанической коры. Петрологию и геохимию подводных гор можно применить для оценки потенциальной температуры мантийных источников.
Исследователям еще предстоит определить: можно ли использовать геохимическую историю цепочек подводных гор для лучшего понимания плавления мантии и причин ее геохимической неоднородности.
Самые глубокие желоба находятся в Тихом океане — это Марианская впадина глубиной 11 022 м и желоб Тонга — 10 838 м. Марианская впадина, или Марианский желоб, — это океаническая впадина на западе Тихого океана. В настоящее время она является глубочайшим из известных на Земле географических объектов.
Впервые исследования Марианского желоба были проведены английской экспедицией на судне «Челленджер», занимавшейся первыми системными промерами глубин Тихого океана. Поэтому второе название Марианской впадины — Бездна Челленджера, и это самое глубокое место в Мировом океане.
В 1957 г. советская экспедиция на судне «Витязь» обнаружила в Марианской впадине глубину в 11 034 м — это максимальная глубина Мирового океана. Эта же экспедиция в 1958 г. установила наличие жизни на глубинах свыше 7000 м, хотя до этого считалось, что на таких глубинах жизнь невозможна.
Впадина простерлась на 1340 км вдоль Марианских островов. Здесь проходит граница стыковки 2 тектонических плит в зоне движения по разломам, где Тихоокеанская плита уходит под Филиппинскую. Впадина имеет дугообразный профиль, обращенный в сторону океана, склоны с крутизной в 7–9°. Ее плоское дно шириной 1–5 км разделено порогами на несколько отдельных замкнутых впадин с глубиной 8–11 км. Марианский желоб относится к типу периферийных желобов, расположенных по краям океанов.
Давление воды у дна достигает 108,6 МПа — это более чем в 1100 раз превышает нормальное атмосферное давления на уровне Мирового океана. Температура воды — более +2 °C, хорошо развита вертикальная циркуляция, что предполагает содержание в воде кислорода. Эти особенности создают благоприятные условия для развития живых организмов.
Дальнейшие исследования 23 января 1960 г. закончились поистине сенсационно. На дно Марианского желоба на глубину 10 915 м было произведено погружение батискафа «Триест», имеющего шарообразную форму, диаметром около 9 м.
Аппарат пилотировали офицер военно-морских сил США Дон Уолш и швейцарский исследователь Жак Пикар, защищенные бронированными стенками батискафа толщиной 12 см. В течение 30 мин. «Триест» оставался на дне Марианской впадины. Исследователи убедились в том, что самые глубинные слои океана, где температура воды всего +3 °C, населены живыми организмами, измерили и радиоактивность воды у самого дна впадины.
Однако им хотелось узнать: как живые организмы приспособились обитать на такой огромной глубине, как они выглядят, если на них давят огромные массы океанических вод. Такие глубины исследовать очень сложно, но изобретательность человека не знает пределов.
Со временем исследования ученых в Тихом океане показали, что на глубинах, превышающих отметку в 6000 м, существуют огромные колонии живых организмов — погонофоры. Название pogonophora происходит от греч. pogon — «борода» и phoros — «несущий». Этот тип морских беспозвоночных животных обитает в длинных хитиновых трубках, открытых с обоих концов.
Завеса тайны была приоткрыта в последнее время с помощью пилотируемых и автоматических подводных аппаратов. Они произведены из сверхпрочных материалов и оснащены видеокамерами. Результатом исследований стало открытие богатого сообщества животных, которое состоит как из известных, так и не очень привычных морских групп.
На глубинах 6000–11 000 м были обнаружены барофильные бактерии, которые способны развиваться только при высоком давлении. Из числа простейших там обитают фораминиферы, представляющие отряд простейших подкласса корненожек с цитоплазматическим телом, облаченным раковиной, и ксенофиофоры — барофильные бактерии. Там водятся и многоклеточные: многощетинковые черви, равноногие раки, бокоплавы, голотурии, двустворчатые и брюхоногие моллюски.
На глубины не проникает солнечный свет, отсутствуют водоросли. Там постоянная соленость воды, низкие температуры и обилие двуокиси углерода. Давление воды увеличивается на 1 атм на каждые 10 м. Однако у обитателей бездны достаточно пищи — это бактерии, а также дождь «трупов» и органический детрит, которые поступают сверху.
Глубинные животные или слепые, или обладают очень развитыми глазами, часто телескопическими. Многие рыбы и головоногие моллюски оснащены фотофторами; у остальных форм светится поверхность тела или ее участки. Здесь обитают пугающего вида черви длиной 1,5 м, безо рта и ануса; осьминоги-мутанты; редчайшие морские звезды. Кроме них, выявлены мягкотелые существа двухметровой длины, пока не поддающиеся идентификации. В какой-то степени облик этих животных столь же ужасен и невероятен, как страшны обстоятельства, в которых они живут.
Исследования Марианской впадины продолжаются, в частности японские исследователи в 2005 г. обнаружили 13 видов неведомых науке одноклеточных, которые существуют уже почти миллиард лет в неизменном виде. Микроорганизмы обнаружились в пробах грунта, которые осенью 2002 г. на глубине 10 900 м взял в разломе Челленджера японский автоматический батискаф «Кайко».