Пагорби на воді

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Чи можна говорити про форму поверхні океанів, де рівень води безперервно змінюється під впливом припливів, хвиль і течій? Але, мабуть, ці динамічні коливання відбуваються щодо стану рівноваги. Стоп! Вдумаємося у сенс поняття «рівновага». Чи не говорить воно про те, що на різних ділянках океанічної поверхні існує рівна вага, тобто сила тяжіння на них однакова?

Зі шкільних уроків фізики у вас могло скластися уявлення, що сила тяжіння на поверхні Землі всюди однакова і передає будь-якому тілу прискорення, що дорівнює 9,80776 метра в секунду в квадраті. Тим часом Земля, як відомо, не куля, а еліпс, сплюснутий у напрямку полюсів, на якому безліч виступів і западин. Чи існує в такому випадку «рівноважна» поверхня, вздовж якої сила тяжіння однакова і спрямована перпендикулярно? Так, існує, але лише як умовне поняття, яке зветься «геоїд». Отже, «ідеальний» геоїд – це гладка фігура, яка збігається із середнім рівнем води в океанах, якщо відкинути вплив припливів, хвиль та течій.

Однак вимірювання за допомогою спеціальних приладів — гравіметрів виявили помітні аномалії сили тяжіння у різних місцях земної кулі. Викликані вони, очевидно, різною товщиною та щільністю земної кори на окремих її ділянках. Очевидно, на
цих ділянках повинні виникнути на поверхні океанів виступи та западини. Такі виступи заввишки до ста метрів були виявлені біля західного узбережжя Африки і на північний схід від Нової Гвінеї. А таку ж глибину «долини» знайдено на південь від Індії та в Мексиканській затоці.

Більш повні відомості про форму поверхні океанів вдалося отримати за допомогою американського морського супутника «Сісат». На ньому був встановлений висотомір радіолокації, який вимірював відстань від супутника до поверхні води з точністю до десяти сантиметрів. Через відмову від джерел живлення дані від супутника через кілька місяців перестали надходити, але накопичена інформація не один рік оброблялася трьома вченими з американського міста Пасадена. Вони ретельно реконструювали орбіту супутника і «прив’язали» до неї дані вимірювань, виключивши динамічні коливання рівня морської поверхні. В результаті було складено рельєфну карту рівня океанів, інакше кажучи, побудовано «реальний» геоїд.

Виявилося, що над глибоководними западинами — Курильською, Маріанською та іншими — на поверхні океану лежать «долини», а над Північно-Тихоокеанським, Північно-Атлантичним та іншими підводними хребтами тягнуться «височини». Не подумайте, що товща води підпирається хребтами і провисає над западинами. Суть справи в тому, що підводні хребти виникли там, де щільність земної кори вища за звичайну, що і призвело до її спучування. А глибоководні западини утворилися в місцях розлому земної кори, де її товщина і щільність менші за звичайні.

Вчені сподіваються, що систематичні спостереження за водними «висовищами» та «долинами» дозволять судити про динаміку земної кори під ними. Підставу для цього дає, зокрема, робота групи французьких дослідників, які зіставили дані про рельєф поверхні Середземного моря з тим, що відомо про зіткнення африканської та європейської тектонічних плит.