Изучение рельефа дна Южного океана

Исследования дна морей и океанов начались сравнительно недавно. В конце XIX и в начале XX столетия они ограничивались измерениями глубин и сбором проб донных грунтов. Делали это весьма примитивно: с корабля на дно моря спускался груз на веревке или тросе, и по его длине определялась глубина, а прилипшая к грузу или захваченная прикрепленными к нему ковшами или трубкой проба позволяла судить о характере данного грунта. [10]

В 1920-х годах, а особенно после второй мировой войны в практику морских геологических работ начали внедряться геофизические методы исследований. Глубины океана и рельеф его дна стали изучать с помощью эхолотов, основанных на принципе измерения времени, затраченного на прохождение звукового сигнала с корабля до дна и обратно. Этот же принцип, но с применением особенно мощных сигналов позволил изучать внутреннее строение толщи рыхлых осадков, покрывающих дно. Сквозь эти осадки легко проникает звук, который отражается частично поверхностью дна, частично плотными породами земной коры, подстилающими рыхлые осадки. Мощные звуковые сигналы позволяют зондировать и наиболее глубокие слои земной коры — твердые магматические породы и даже подстилающие кору породы — верхнюю мантию Земли.

С помощью магнитометров, буксируемых кораблями, измеряется напряженность магнитного поля Земли и выявляются аномалии, причина которых — неоднородности структуры земной коры. Эти неоднородности изучают и с помощью судовых гравиметров, измеряющих величину силы тяжести, которая зависит от плотности пород. Все эти измерения не требуют остановки судов, что позволяет изучать большие пространства за короткое время. [6]

Однако геофизические методы дают возможность получать лишь физическую характеристику горных пород и рыхлых осадков со дна океана, а не сами их пробы. Эти методы не позволяют наблюдать и процессы, изменяющие дно океана. В прибрежной зоне на небольших глубинах вести наблюдения и брать пробы можно, пользуясь водолазным снаряжением, на мелководье особенно удобен акваланг.

На больших глубинах используются исследовательские глубоководные подводные лодки, которые позволяют людям выполнять широкий круг наблюдений на глубинах до 2–3 км.

И все же для повседневных геологических исследований больших океанских глубин наиболее широко применяются сейчас автоматические приборы.

Микрорельеф дна, осадки и выходы коренных пород успешно изучают с помощью подводных фотокамер и телевизоров. Грунтовые трубки и дночерпатели приносят пробы, а тралы и драги соскребают с поверхности дна обломки твердых пород. Еще глубже проникают в толщу дна буровые скважины. Бурением удается получать образцы из слоев, залегающих на 200 м. ниже поверхности дна океана. Число таких скважин пока невелико, но с каждым годом оно будет расти, потому что буровые скважины — это самый верный путь к изучению недр океанского дна. [33]

При создании карт рельефа дна океанов используют следующую методику. Для проведения на карте линий равных глубин пользуются следующим приемом. Решив, через какие вертикальные отстояния (ступени) будут их проводить, и предположив, что между каждыми двумя цифрами глубин на карте последние изменяются пропорционально горизонтальному расстоянию между ними, отыскивают между точками глубин места, где должны были бы приходиться глубины, выражаемые целыми числами метров или сажен (500, 1000, 1500, 2000, 3000 и т. д.), и уже через найденные таким путем точки на карте и проводят линии равных глубин. [1]

Однако после Бюаша прошло более 100 лет, прежде нежели собралось столько измерений глубин, что Мори мог издать в 1855 г. свою первую карту рельефа дна северного Атлантического океана.

С первого взгляда, казалось бы, не представляет особенного затруднения на основании нанесенных на карте глубин провести через них согласные кривые одинаковых понижений океанского ложа. На самом деле это работа очень сложная и трудная, и степень ее трудности могут хорошо себе уяснить только картографы и гидрографы, практически с такими работами знакомые.

Когда на карте имеется столько точек высот, что в данном масштабе и поместить, больше нельзя, то и тогда проведение горизонталей очень трудное дело, потому что их можно бывает провести различно и случается, что трудно решить, какое решение наиболее хорошо передает рельеф местности.

При решении такой задачи для наземной поверхности необходимо пользоваться картой более крупного масштаба, но и тогда могут возникнуть недоразумения.

Только топограф, снимающий местность (непременно мензулой), может нарисовать на планшете положение горизонталей по точкам высот, нанесенным на планшете, достаточно правильно. Действительно, топограф при этом видит перед собой рельеф местности и проводит горизонтали по точкам высот, руководясь картиной природы, раскинутой перед его глазами. Но даже и при подобных условиях работы нередко, при сложном рельефе, делаются ошибки.

В случае гидрографической работы условия получаются много более трудные. Гидрограф имеет в своем распоряжении только некоторое число точек глубин и по ним должен провести линии равных глубин. Действительный рельеф дна для него сокрыт и перед его глазами ничего нет, кроме отдельных точек глубин. Очевидно, в таком виде задача становится очень трудной, и ошибки в выражении подводного рельефа должны случаться много чаще и быть серьезнее по своему, значению.

Положение океанографа при решении такой задачи подобно гидрографу, но только еще труднее. Океанограф имеет в своем распоряжении малое число глубин, места их недостаточно точно известны, да и точность их различная. Он, как и гидрограф, не видит перед собой рельефа дна, который он изображает.

Потому-то на батиметрических картах океана, несмотря на их относительно мелкий масштаб, очень многие места Мирового океана имеют совершенно неточное выражение подводного рельефа, совершенно независимо от желания строивших карту ученых.

Способы построения батиметрических карт океана могут быть различны. Например, в одном случае составитель руководится исключительно данными одних промеров, тщательно проверенными. В другом случае автор будущей батиметрической карты принимает во внимание и другие океанографические сведения, например распределение в придонном слое температуры (потенциальной), и в случае недостаточности указаний рельефа непосредственно одними глубинами проводит изобаты, руководствуясь своими соображениями, основанными на косвенных данных.

Картина обследования рельефа дна океана имеет большое значение, потому что она рисует в значительной степени и вообще современное состояние наших сведений о физической природе Мирового океана.

Современная океанология уже располагает хорошими картами рельефа дна Южного океана, отражающими характер донных осадков, физические поля и глубинное строение земной коры.