Термин «шельф» — от английского слова, имеющего значение «полка», — был предложен около ста лет назад. Его синонимами являются «материковое мелководье» и «материковая отмель». Международный комитет по номенклатуре форм рельефа дна океанов определил шельф как зону вокруг материков, которая простирается от береговой линии, при низком стоянии уровня воды во время отлива, до глубины, на которой отмечается резкое увеличение крутизны склона, спускающегося к области больших глубин.
Основные элементы строения рельефа и земной коры в Мировом океане, по О. К. Леонтьеву.
1 — подводная окраина материков, 2 — переходная зона, 3 — ложе океана, 4 — срединные океанические хребты.
Но по мере того как росли, наши знания об океане и, в первую очередь, о шельфе, становилось ясным, что определение Международного комитета, данное в 1953 году, слишком общо. И при этом не объясняет главного: что такое шельф, является ли он дном морским, лежащим на небольших глубинах, или это материк, покрытый водой после окончания оледенения, когда уровень Мирового океана повысился. Большинство ученых наших дней, например, крупнейший советский геоморфолог О. Леонтьев, считают, что шельф — это продолжение поверхности суши, затопленной морем. И чтобы понять место шельфа в общей системе дна морского, надо обратиться к пучинам океана.
От ложа океана до окраин материков
Общеизвестно, что свыше 70 процентов поверхности планеты занимают воды Мирового океана. Еще каких-нибудь сто — сто пятьдесят лет назад многим казалось, что океан дна не имеет, а двадцать-тридцать лет назад это дно представлялось плоской унылой равниной. Затем началась эпоха великих океанографических открытий. Тогда выяснилось, что около 200 миллионов квадратных километров дна океана — примерно 60 процентов всей его площади — приходится на ложе океанических котловин.
Котловины представлялись плоскими равнинами. И действительно, на дне были открыты равнины, почти идеально ровные: на протяжении сотен километров уклон их поверхности не превышал одной тысячной — одной десятитысячной. Но равнины эти образовались после того, как толща осадков покрыла холмы и понижения между ними. Глубоководные холмы, по всей вероятности, являются самой распространенной формой рельефа на нашей планете, достаточно сказать, что они занимают 80–85 процентов (!) площади Тихого океана, величайшего водного бассейна Земли.
Что же представляют собой эти холмы, погруженные на глубину несколько километров? Высота их колеблется от полусотни до тысячи метров, ширина основания — от одного до десяти километров. В отличие от привычных нам холмов суши, глубоководные холмы созданы вулканической деятельностью. Последние открытия на дне океанов показали, что число подводных вулканов значительно превышает число вулканов на земной тверди!
Если вулкан под водой проявляет большую активность, его конус увеличивается в объеме и растет. Мощный вулкан может стать так велик, что сумеет поднять свою голову над толщей вод. Пепел и шлак новорожденного острова начинают размываться океанскими волнами. Если деятельность вулкана слабеет или совсем прекращается, вместо острова образуется плосковершинная гора — «гайот». Сотни таких гор, неведомых на суше, открыты в океанах, особенно много их в Тихом.
Возможен и другой исход. Вулкан, пробившись на поверхность, продолжает свою работу. И тогда он растет вверх и создает вулканический остров. На главном острове Гавайского архипелага, Гавайи, есть вулкан Мауна-Лоа, считающийся самым высоким на Земле. Лишь после открытий океанографов стало ясно, что Мауна-Лоа — величайшая гора планеты, no высоте превосходящая Джомолунгму более чем на километр — к 4000 метров, «наземной» высоте Мауна-Лоа, приплюсуем 6000 метров, скрытых Тихим океаном!
Есть и третий исход. Вулкан деятельность прекращает, выйдя на поверхность вод или же не достав до нее вершиной нескольких десятков метров. И тогда на его конусе поселяются колонии кораллов. В течение тысяч и миллионов лет ведут работу эти неутомимые труженики — и благодаря им над океанскими пучинами — высятся коралловые рифы, атоллы, острова.
Вулканическая деятельность под водой гораздо активнее, чем на воздухе: объем вулканических пород лишь в Тихом океане во много раз превосходит объем вулканического материала на всех материках Земли. Вулканическое происхождение имеют глубоководные (или, как называют их ученые, абиссальные) холмы. Острова и целые архипелаги, вроде Гавайского, также порождены вулканами. Под водой есть обширные вулканические плато (например, Бермудское в Атлантике). Крупные поднятия, имеющие форму вала и, как правило, несущие на себе гайоты, скопления подводных гор и величественные горные цепи, также обязаны своим происхождением вулканам.
Хребты под водой, вершины которых образуют порой острова, могут объединяться в системы, не уступающие по размерам величайшим горным системам суши, таким, как Кордильеры или Гималаи. Так, в Тихом океане от Алеутских островов до острова Пасхи протянулась система хребтов, образованная вулканами, многие из которых не утратили активности и по сей день. Система эта делит океан на две почти равные части.
Однако не она, а Восточно-Тихоокеанское поднятие считается тихоокеанским звеном единой цепи срединных океанических хребтов, охватывающей земной шар. Открытие срединных океанических хребтов было самым сенсационным и значительным в «эпоху великих океанографических открытий», оно сравнимо, пожалуй, с открытием Нового Света.
Масштабы системы — 60 тысяч километров в длину, 50 миллионов квадратных километров площади!
Земная кора в районе этих хребтов имеет специфическое строение, отличающееся от строения земной коры, слагающей и материки и дно океанов. Вдоль осевой зоны хребтов протянулась глубочайшая трещина, рифтовая долина, рассекающая гребень хребта. Именно здесь проявляется наибольшая сейсмичность. И как предполагают сторонники теории дрейфа материков, это и есть та самая щель, от которой движутся в стороны осколки-материки некогда существовавшего сверхматерика Пангеи или двух сверхматериков — Лавразии и Гондваны.
Сначала срединный хребет был открыт в Атлантическом океане… Затем оказалось, что и в Индийском океане есть срединный хребет, правда, делящий его на две равные части не столь идеально ровно, как в Атлантике. Еще более сдвинут относительно середины срединный хребет в Тихом океане: недаром тихоокеанскую часть планетарной системы именуют Восточно-Тихоокеанским поднятием («восточным» — потому, что хребет проходит по восточной части гигантской чаши Тихого океана, «поднятием» — потому, что площадь хребта сопоставима с площадью материка суши).
В водах Антарктики обнаружили место «стыковки» всех трех срединных хребтов. Срединный хребет в Индийском океане на широте острова Мадагаскар разветвляется на две части. Первая переходит в Африканско-Антарктический хребет, а тот в свою очередь связан со Срединным Атлантическим; вторая — в Австрало-Антарктический хребет, который восточнее Австралии называется уже Южно-Тихоокеанским и переходит в Восточно-Тихоокеанское поднятие.
Все срединные хребты делят ложе океанов на огромные котловины. В котловинах также есть свои горы, хребты и системы хребтов. Таким образом, океаническое дно словно разделено на отдельные ячейки срединными и вулканическими хребтами и горными цепями. Еще более сложное строение имеет переходная зона. Строение коры здесь занимает как бы промежуточное положение между строением в материковой и океанической зонах. Цепочки островов и полуостровов перемежаются здесь с глубокими морями и желобами. Рядом с высочайшими горными пиками находятся самые глубокие области океана (перепад высот достигает 12–15 километров, например в районе Курильских островов или побережья Чили).
«Геологические и геофизические особенности этих областей также достаточно специфичны. Мозаичности распределения суши и моря отвечает мозаичное распределение разных типов земной коры. Как показали сейсмические исследования, под глубоководными морями залегает земная кора, более близкая по строению к океаническому типу (отличие заключается лишь в значительной мощности осадочного слоя), а массивы суши, входящие в состав этих областей, и подводные хребты сложены корой материкового типа. Рассматриваемые области известны частыми и разрушительными землетрясениями, а также активными проявлениями современного вулканизма», — пишет профессор О. К. Леонтьев в книге «Дно океана».
В переходной зоне находятся Индонезия с ее морями, островами и проливами, Антильский архипелаг с Карибским морем, Мексиканский залив, значительная часть Средиземного моря, море Скотия, а также другие районы Тихого, Индийского, Атлантического океанов и глубоководные впадины Каспийского и Черного морей. Общая площадь переходной зоны 36 миллионов километров. Это значительно меньше площади ложа океанов и почти в полтора раза меньше площади срединных океанических хребтов, но больше площади любого материка, за исключением Азии.
