Шельфы – владения земли или океана?

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Между всемирным океаном и всемирным континентом есть нейтральная полоса — зона шельфов. С виду она принадлежит океану, потому что залита его водами. Фактически, по геологическому строению, она, безусловно, относится к континенту: здесь развит мощный чехол осадочных отложений и так называемый «гранитный слой» — характерные особенности материков.

С недавних пор шельфы стали необычайно популярны. Академические споры ученых о географической принадлежности шельфов к морям или континентам перерастают в острые политические конфликты.

Правда, практический интерес к шельфам пробудился значительно раньше, в связи с менее приятными обстоятельствами. С середины позапрошлого века через океаны и моря стали прокладывать подводные кабели. Кабели эти часто выходили из строя, и обычно в зоне шельфов. В Западной Африке кабель Сан-Томе-Луанда с 1886 по 1937 год обрывался на шельфе и склоне напротив устья реки Конго тридцать раз. Подобные явления замечали и на других континентальных окраинах — особенно часто во время землетрясений.

Практические поиски подтолкнули и теорию. Сочленение материков и океанов интересует теоретиков в связи с новыми идеями о плитотектонике. Ученые надеются, что теория плит поможет найти объяснение многим геологическим загадкам. Одна из такого рода загадок, до сих пор не решенная, — как изменялся в истории Земли уровень Мирового океана, или, с другой точки зрения, как изменялось положение континентальных плит относительно уровня океана, или, наконец, какие сопряженные колебания испытывали уровень океана и поверхность континентов.

О том, что такие колебания существуют, говорят бесчисленные легенды о всемирном потопе, распространенные на большинстве побережий океанов. Обычно, кстати, считается, что если и были эпохи великих потопов, то воды давно схлынули с суши и убрались восвояси. Однако мнение это не столь убедительно, как кажется. Если уж действительно были крупные колебания уровня океана — а в пользу такого предположения имеется немало данных, то почему следам потопов не сохраниться до сих пор — в виде огромных морских мелководий на окраинах континентов? Какими бы фантастическими ни казались подобные предположения, некоторые основания для них есть. Остановимся только на одном.

За последние десятилетия в результате многочисленных промеров морского дна выяснилось, что целый ряд крупных рек имеют продолжения в морях в виде глубоких подводных долин, протягивающихся подчас на сотни километров. Глядя на карту дна Северного или Охотского моря, невольно начинаешь предполагать, что перед тобой — суша, настолько похожи эти каньоны на речные долины. Подобные долины-каньоны обнаружены на поясах, оконтуривающих почти все континенты. Исключение представляют шельфы Антарктиды и отчасти Австралии, где подобные явления развиты слабо. «Дно желоба северной части Японского моря (ближе к его восточному краю). — писал известный океанолог И. Л. Зенкевич. — рассечено глубокой ветвящейся долиной, по своему облику напоминающей речную долину; местами она врезается в поверхность дна на 50—70 метров. Наличие террас, долин эрозионного облика и других реликтов субаэрального рельефа… дает основание предполагать, что вся северная часть Японского моря расположена в пределах затопленной окраины материка — материковой ступени».

О подводных долинах высказано немало различных гипотез, но пока продолжим изложение идеи «затопленной суши».

Г. У. Линдберг, прекрасный знаток рыбной фауны Дальнего Востока, привел дополнительные данные в пользу речного, наземного (субаэральского) происхождения подводных ложбин. Он опирался на сходство пресноводных рыб, обитающих в различных — но не во всех — реках охотского побережья.

«Подводные долины, — утверждал Г. У. Линдберг — как было выяснено, играли в фазу последней регрессии роль путей, по которым совершалось расселение типично пресноводных рыб из Амура в ныне изолированные реки: Поронян, Тымь, Уд, Тугур, Охоту и реки Шантарских островов. В то время Амур представлял собой единую… речную систему. После наступления трансгрессии, вызванной повышением уровня океана, часть этой системы оказалась под водой».

Действительно, если мысленно снять двух сот-трехсотметровый слой воды с нынешних шельфов Дальнего Востока, обнажатся территории с ясно выраженной завершенной сетью долин — по-видимому, речных. — объединяющих многие современные реки, разобщенные морями. Подчеркивая этот факт. Г. У. Линдберг на основании его сделал заключение об одновременности поднятия и опускания шельфов на огромных территориях: «…так как только при этом условии могли восстанавливаться единые и целостные речные системы палео-Юкона, палео-Пенжины, палео-Амура, палео-Хуанхэ и могло совершаться расселение пресноводных рыб».

Тот же исследователь предложил отличать подводные затопленные долины от каньонов. Первые, по его мнению, несомненно, свидетельствуют о погружении в сравнительно недавнее время материковых отмелей, на которых, в бытность их сушей, формировались речные системы с родственным комплексом ихтиофауны. Следовательно, долины подобного рода — бывшие русла. Напротив, подводные каньоны никогда не имели отношения к расселению типично пресноводных рыб, потому что их образование сопровождалось мощными тектоническими движениями, глубокими провалами, нарушением целостности единой речной системы и вторжением соленых морских вод.

Правда, все эти выводы сделаны после исследований в обширном, но все-таки конкретном, ограниченном районе. Однако район этот ничем принципиально не отличается от многих других, где встречены подводные долины и каньоны — и поэтому нет как будто оснований считать его нетипичным.

Итак, если согласиться с тем, что подводные долины образовались некогда на суше как русла рек, придется признать и то, что все материки были подняты примерно на 200—300 метров относительно их нынешнего положения, или — что значительно правдоподобней — уровень Мирового океана поднялся на те же 200—300 метров (то есть на расстояние до которого прослеживаются подводные долины). Более того, по мнению Г. У. Линдберга, подобные колебания уровня океана происходили на протяжении четвертичного периода неоднократно и протекали исключительно быстро. (Основанием и для этого предположения послужили данные биогеографии и палеогеографии, а также факт существования терассовых уступов на морских побережьях, тянущихся обычно на одних и тех же уровнях.)

Последнее такое вздымание океана могло происходить примерно пять-шесть тысяч лет назад и должно было выглядеть поистине всемирным потопом для человечества, которое в те времена заселяло фактически только плодородные низменности и долины, примыкающие к морским побережьям.

Рассуждения Г. У. Линдберга выглядят достаточно убедительно, тем более, что мы не упомянули и сотой доли фактов, приводимых им в защиту своей гипотезы. Но все же отдадим должное и сомнениям.

Какие же уязвимые места имеются в гипотезе Г. У. Линдберга. Прежде всего, есть сомнения в одновременности опусканий океанического уровня и рождения долин. Имеющиеся в настоящее время — к сожалению, немногочисленные — сведения о возрасте подводных долин не позволяют согласиться с гипотезой их одновременного погружения в море. Образование их проходило, по-видимому, очень долгое время, а значит, и колебания моря были небыстрыми.

Притом из тех же измерений следует, что за последний миллион лет в связи с материковыми оледенениями уровень Мирового океана изменялся всего на несколько десятков метров и речные долины должны бы продолжаться лишь до таких глубин. Глубже ста метров они, в таком случае, не должны были бы заходить.

Тут можно задать вопрос: как же связать этот вывод с тем бесспорным фактом, что подводные долины продолжаются до глубин 200—300 метров? Объяснение возможно. Дело в том, что крупные речные долины нередко пролегают в зонах глубоких региональных разломов, которые, подобно шрамам или морщинам, рассекают там и сям континентальные глыбы. Трещины эти далеко не всегда протягиваются линейно. Разломы обычно образуют сложный узор, который потом нарушается в результате горизонтальных перемещений отдельных блоков земной коры.

Но не это, пожалуй, главное. Дело в том, что в подводных долинах обычно имеются значительные толщи осадков. Как установлено, осадки эти перемещаются, прорезая себе ложе. Особенно велики такие «подвижки» во время землетрясений. Много доказательств такому явлению было получено при глубоководных исследованиях в Средиземном море. Большинство современных географов и геологов связывают образование подводных каньонов и значительной части подводных долин с деятельностью мутьевых потоков. Такова точка зрения противников потопов.

Но, может быть, правильнее было бы тут среднее решение: на суше текучие воды пробивают речные долины. В устьях рек накапливаются пылеватые и глинистые осадки. При опускании же уровня океана или вздымании суши морские воды уходят с отмелей, и реки пропиливают свои русла на новых территориях и накапливают наносы на новых участках.

При последующем наступлении моря речные осадки оказываются на дне. Как известно, водонасыщенные рыхлые отложения, да еще находящиеся под водой, становятся текучими. В массах таких пород резко уменьшаются силы трения и сцепления между частицами. Речные осадки в погребенных речных долинах начинают плыть. Возникает как бы подводная река, в ее русле движутся, текут разжиженные массы грунта. При своем движении они еще больше разрабатывают речную долину и, продолжая свой путь по дну, прорезают долину на новых участках, прихотливо петляя в соответствии с понижениями морского дна…

На континентальных склонах начинают резче проявляться тектонические разломы, рассекающие материковую кору Земли. В местах этих разломов образуются подводные каньоны, и сюда же должны устремляться подводные грязевые реки. Так наземные речные долины могут постепенно переходить в подводные «грязевые», а далее — в тектонические каньоны.

Правда, попытки смоделировать такой процесс в лаборатории не увенчались успехом. Не перечеркивает ли это все наши хитроумные рассуждения? Нет.

Дело в том, что в природе массивы пород имеют огромные размеры, и вес их исчисляется миллиардами тонн. Лабораторные модели, по существу, с ними несоизмеримы, и поведение гигантских масс горных пород можно изучать на них, только специально подобрав пасты, значительно менее вязкие, чем реальные грунты. Для пояснения обратимся к кулинарии. Маленький шарик теста лежит на столе, не меняя своей формы. Шарик побольше сплющивается. А если вывалить на стол весь ком теста из квашни, он будет растекаться под собственной тяжестью. Выходит, маленький шарик из теста не может быть достаточно полной моделью большого кома. Подобным образом обстоит дело и с моделированием движения мутьевых потоков.

Из всего этого следует, что история образования подводных долин не может не отражать изменений уровня океана.

Вернемся на берега Охотского моря. Вспомним, что, как отметил Г. У. Линдберг, местные реки имеют сходную фауну пресноводных рыб, хотя отделены друг от друга сотнями и сотнями километров открытого моря. Может быть, при решении и этой загадки удастся обойтись без всемирного потопа?

Очень вероятно, что сходство рыб Амура и рек, расположенных севернее, объясняется не глобальным наводнением на трехсотметровую высоту, а всего лишь стометровым опусканием уровня океана в ледниковую эпоху и некоторым опреснением Охотского моря.

Возможно, что тут действовали тайфуны, которые, как мы знаем, способны поднимать в воздух и переносить на сотни километров рыбью молодь и тем более икру. А может быть, не исключен еще один вариант? Что, если только некоторые шельфовые зоны испытывают постоянные и значительные колебания вверх-вниз? Основания и такому предположению есть: среди шельфов встречаются стабильные и активные, отличающиеся обилием вулканов, землетрясением и тому подобными признаками неустойчивости.

Следовательно, если и были морские потопы, то, как бы сказать, «полувсемирные», охватывающие шельфовые зоны определенного типа. Возможно особенно крупные движения поверхности земли происходили в определенных «критических» широтах, где как бы концентрируются все изменения формы геоида.

Впрочем, решение проблемы всемирного потопа вряд ли можно найти на узкой полосе шельфовых зон, оконтуривающей материки. Тут следует анализировать динамику движений поверхности континентов и океанов, периодические изменения формы Земли и другие глобальные вопросы.

Автор: Р. Баландин.