Главнейшим способом изучения рельефа дна морей и океанов является измерение глубин. Глубины мелководных бассейнов, как известно, измеряются при помощи простого лота. Однако большие глубины морей и океанов измерить подобным лотом нельзя, так как вес троса будет значительно больше веса груза. Наиболее простым прибором для измерения морских глубин является лот Брука. Он состоит из железной трубки, на которую одевается груз. Как только трубка коснется дна, груз автоматически отделяется, и трубка всплывает, или извлекается на поверхность. В настоящее время стальная струна, на которой укреплен лот, спускается при помощи специального прибора, который называется глубомером. Глубомер позволят механически измерять длину троса. В тот момент, когда лот касается дна, счетчик автоматически выключается и показывает глубину. Трубка лота захватывает пробу грунта. Одновременно помещенный в трубке термометр фиксирует придонную температуру воды. Основным недостатком измерения глубины с помощью лотов является длительность операции. Например, чтобы спустить лот на глубину четыре километра, затрачивается около одного часа, а на шесть километров – около двух часов. Подъем лота совершается еще более медленно, и каждое измерение требует длительного стояния судна. Поэтому применятся способ измерения глубин с помощью эхолота. Как известно звук в воде распространяется со скоростью около 1500 метров в секунду. Если на поверхности воды произвести сильный звук, то звуковая волна, достигнув дна, отразится и с той же скоростью направится к поверхности воды. Отметив точно момент возникновения звука и момент возвращения отраженной волны, легко вычислить глубину данного места. Этот способ измерения глубин требует очень мало времени и измерения можно вести, не останавливая судна. В настоящее время для измерения глубины пользуются ультразвуковыми волнами с частотой около 200 000 колебаний в секунду. Ультразвуковые волны посылаются и улавливаются с помощью специальных приборов, которые автоматически вычерчивают подробный профиль дна по пути следования корабля. Эхограмма дает также возможность получить представление о характере грунта на дне моря. Если дно сложено илистым грунтом,- штрихи эхограммы широкие, если грунт твердый,- узкие.
Глубины, определенные при помощи промеров, наносятся на карту и проводятся изобаты. Для океанов и морей проводятся лишь самые необходимые изобаты. Обычно для грубого изображения основных форм рельефа океанического дна берутся изобаты в 200 метров, ограничивающие материковую отмель, 2000 метров, ограничивающие материковые фундаменты, 6000 метров, отмечающие местоположение главнейших впадин. Для большей наглядности различные степени глубин окрашивают оттенками голубой краски от светлой до темной. Для получения более подробной карты рельефа морского дна приходится применять большое количество ступеней.
Чтобы получить точное представление о рельефе дна океанов и морей, нужно очень большое количество измерений. Ёще недавно количество промеров было невелико. Быстрое увеличение в последнее время количества измерений значительно расширило и уточнило наши представления о рельефе дна Мирового океана, но определившиеся ранее крупные морфологические элементы остались те же. Изобата в 200 метров, как и прежде, так и теперь ясно вырисовывает материковую отмель в прибрежных частях океанов. Глубины от 200 до 2000 – 2500 метров выявляют область материкового склона. Глубже (2500 – 5000 метров) располагается самая обширная область Мирового океана, которую называют пелагической, или областью ложа Мирового океана. Еще большие глубины (до 10 000 и более) имеют океанические впадины.
Раньше материковая отмель рассматривалась как равнина, имеющая слабый наклон. Новые измерения показывают, что эта часть океана имеет более сложный рельеф. В областях четвертичных оледенений поверхность материковых отмелей имеет многочисленные котловины, желоба и банки (холмообразные поднятия дна). Дно в этих частях покрыто слабо отсортированными ледниковыми отложениями. Около устий крупных рек, материковая отмель в основном равнинная и сложена илами речного происхождения. Материковая отмель, примыкающая к горным районам, узкая и имеет очень сложный рельеф. Таким образом, материковая отмель является как бы переходом от суши к морю, которые в последние геологические периоды неоднократно сменяли друг руга. Средняя глубина материковых отмелей равна 64 метра, а средняя глубина ее края 132 метра. Однако в пределах отмели могут быть котлованы и желоба в 300 – 400 и даже 500 метров глубины. Ширина материковых отмелей колеблется от нескольких километров и до 400 – 500 километров. В среднем она равна 70 километров.
Средняя высота материкового склона равна 3660 метров, но может быть и значительно большей. Например, у западных берегов Южной Америки она достигает 5000 – 7000 метров, а у Филиппинских островов даже 9000 метров. Угол наклона материкового склона в среднем равен 4-5, ° но иногда достигает до 40 °. Поверхность материковых склонов прямо-наклонная или плавно-изогнутая, но нередко на склонах встречаются холмы и гряды. Особенно типичны для материковых склонов подводные каньоны, напоминающие речные долины или троги. Особенно много их на восточном побережье США, у берегов Африки, Южной Америки и у краевых морей восточной Азии. Подводные каньоны отличаются от речных долин очень большим углом падения по продольному профилю.
Пелагическая область имеет, в общем, равнинный характер, но среди нее выделяется ряд крупных впадин.
Наиболее изучен рельеф дна Атлантического океана. В северной его части от берегов Гренландии и до северной части Британских островов тянется подводная возвышенность с глубинами от 320 до 600 метров, известная под названием порога Томпсона. Он разделяет области больших глубин Северного ледовитого и Атлантического океанов, препятствуя проникновению холодных придонных вод полярного бассейна в Атлантический океан. Характерным для Атлантического океана является срединное поднятие дна глубиной 2000-3000 метров, которое тянется от северного полярного круга до 58° южной широты. Оно вытянуто во всю длину океана и в общем повторяет его форму. К востоку и к западу от срединного поднятия располагаются наиболее пониженные части дна Атлантического океана: Европейско-Африканская с глубинами 4000-6000 метров и Американская – 5000-7000 метров. Наиболее глубоким местом Атлантического океана является впадина к северу от острова Пуэрто-Рико (8525 метров).
Тихий океан имеет самую большую среднюю глубину (около 4300 метров) и самые большие абсолютные глубины (до 11 022 метров). Изобата в 5 000 метров ограничивает большую часть океана, эти глубины занимают более 50% всей его площади. Наибольшие глубины располагаются по окраинам Тихого океана, преимущественно в его западной половине. Главнейшими из них являются: Алеутская впадина (к югу от Алеутских островов) с глубинами более 6 000-7 000 метров; Курильская (к востоку от Курильских островов) свыше 7 000-8 000 метров с наибольшей глубиной 8 560 метров; Филиппинская впадина свыше 8 000-9 000 метров и наибольшей глубиной около 11 022 метров; впадина Тонга около 9 000 метров и другие. В восточной части океана наиболее глубокой впадиной является Перуанская (свыше 7 000 метров). Большинство впадин Тихого океана имеет вид сильно вытянутых ложбин, направление которых приблизительно параллельно направлению горных цепей близлежащих островов.
Индийский океан также имеет значительную срединную глубину (3 900 метров), около 50% его площади имеет глубину 4 500-5 000 метров. В Индийском океане известны два поднятия дна, одно из которых является как бы продолжением Индостана, а второе продолжением Антарктиды. Наиболее глубокие вытянутые впадины находятся в восточной части океана. Самая глубокая из них расположена у Зондских островов (6 000 – 7 000 метров).
Северный Ледовитый океан детально исследуется в последние годы. Сейчас выявлено, что в средней части океана (от Новосибирских островов до Гренландии) протягивается крупный подводный хребет (имени Ломоносова), по обеим сторонам которого располагаются глубокие участки, окруженные широкими материковыми отмелями Евразии и Северной Америки. Наибольшая глубина океана 5 440 метров.
Есть в океане и горные хребты. Так, в 1984 году советскими экспедициями в Северном Ледовитом океане был открыт водный хребет протяженностью 1800 километров. Он был назван в честь великого русского ученого М.В.Ломоносова. Важнейшим открытием последних лет являются серединно – океанические хребты. Это валообразные поднятия земной коры. Обычно они расположены почти посередине каждого океана, образуя единую цепь. Вдоль оси поднятия обычно проходит разлом – ущелье глубиной до трех километров, шириной до 50 километров.
Горы характерны не только для суши. Одиночные горы разбросаны по всему дну океана. Здесь много вулканов, как действующих, так и потухших. Одни из них поднимаются над водной поверхностью, образуя острова, другие извергают под водой лаву, пепел, которые оседают на дно. Потухшие вулканы океана отличаются от вулканов суши тем, что вершины у них плоские, выровненные волнами и течениями.
Для правильного понимания развития океанов большое значение имеет изучение грунтов морского дна. Для взятия образцов грунта со дна океана можно применить лот, на нижнем конце которого помещается трубка с салом, к которому прилипает грунт. Чтобы получить большое количество грунта, применяют длинную тонкую трубку, которая при ударе о дно проникает в толщину осадков и захватывает столбик грунта высотой до 0,5 метров. Более совершенные трубки позволяют получать колонки в 1,5 – 2 метра, а трубки с всасывающим поршнем даже до 15 – 20 метров. Для получения больших количеств грунта применяются храпы, которые имеют две створки в идее раскрытых чашек, смыкаясь своими отверстиями, чашечки захватываю грунт. При необходимости получения крупных проб грунта применяются драги, то есть большие парусиновые мешки, пришитые отверстиями к тяжелой металлической раме. Рама волочится по дну, врезается в грунт и захватывает его в мешки.
Исследования показали, что в области материковой отмели дно океана покрыто обломками, принесенными с материка. У берегов это пески, а дальше – глины и или из пород материкового происхождения. Общая площадь распространения этих континентальных илов составляет около 90 миллионов кв2.
В пелагическую область осадки материкового происхождения обычно не доходят и поэтому здесь преобладают илы органического происхождения, то есть останки скелетов и раковинок микроскопических растений и животных. Наибольшим распространением пользуются илы, образованные известковыми раковинами и скелетами одноклеточных животных глобигерин и птеропод. Глобигериновый ил наиболее распространен на глубинах от 700 до 5 000 метров. Площадь его распространения составляет около 140 миллионов кв2. Птероподовый ил встречается гораздо реже. Площадь его распространения около 1,3 миллионов кв2 , глубины 700 – 2 800 метров. В теплых морях и океанах широко развит радиоляриевый ил, состоящий из скелетов радиолярий. Общая площадь его распространения около 10,4 миллионов кв2 . В холодных арктических морях наибольшим распространением пользуется диатомовый ил, состоящий из скелетов диатомовых водорослей. Площадь его распространения около 26,5 миллионов кв2 .
В наиболее глубинных областях дно покрыто почти исключительно красной глубоководной глиной, представляющей собой, по-видимому, продукты разложения вулканической пыли и коллоидную глину, разносимые воздушными и морскими течениями. Отложение глубоководной красной глины происходит крайне медленно. Это можно видеть по тому, что в верхних частях колонок грунта были обнаружены зубы акул, живших еще в третичном периоде. Площадь распространения глубоководной красой глины свыше 100 миллионов км2. Она характерна для глубин, превышающих 4 000 – 5 000 метров. Почти полное отсутствие органических остатков в глубоководных отложениях объясняется тем, что мельчайшие раковины и скелеты одноклеточных животных, медленно погружаясь, успевают раствориться прежде, чем достигнут больших глубин.
Список использованной литературы
1. А.А.Половинкин «Физическая география» Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР. Москва – 1959 год;
2. Н.С.Ратобыльский, П.А.Лярский “Общее земеведение и краеведение” Минск “Вышэйшая школа” – 1987 год.