Мегарельеф возрожденных горных поясов (эпиплатформенных

Среди возрожденных горных поясов морфологически выделяются довольно четко три: Восточноафриканский, Центральноазиатский и горный пояс Североамериканских Кордильер.

Рифты Восточной Африки продолжаются на север впадиной Красного моря, ограниченной с обеих сторон асимметричными сбросово-глыбовыми хребтами, а также впадинами залива Акаба и Мертвого моря. На севере рифты примыкают к Альпийско-Гималайскому внутриматериковому геосинклинальному поясу гор.

между соседними вер­шинами горных хребтов и коренным ложем разделяющих их впа­дин. Если в пределах Восточноафриканского пояса амплитуды от­носительных высот между вершинами хребтов и коренным ложем впадин не выходят за пределы 7—8 км, то в Центральноазиатском горном поясе они достигают 12 км.

Различие исходных тектонических структур, асинхронность во времени и пространстве неотектонических движений явились причиной различия высот и морфологических черт рельефа в раз­ных частях Центральноазиатского пояса. Однако, несмотря на различия, в современном мегарельефе Центральноазиатский возрож­денный пояс предстает как единый, со свойственной ему внутрен­ней структурой — чередованием сравнительно узких линейно вытянутых хребтов и впадин. Некоторые впадины по морфологическому облику близки к рифтам Восточной Африки (впадина оз. Байкал). Характерны для этого пояса нагорья и плато: Тибетское (северная часть), Байкальское, Алданское и другие нагорья, плато Гоби, Алашань и др.

О продолжающихся в пределах описываемого пояса интенсив­ных тектонических движениях свидетельствует его высокая сей­смичность. Вулканизм для этого пояса (по крайней мере в кайно­зое) не характерен.

Огромные пространства, занимаемые Центральноазиатским возрожденным горным поясом, а также значительные абсолютные и относительные высоты в его пределах обусловили разнообразие экзогенной морфоскульптуры. Значительное место занимают арид­ноденудационная и нивальногляциальная морфоскульптуры.

Возрожденный горный пояс Североамериканских Кордильер возник на палеозойско-мезозойском складчатом основании. С вос­тока он ограничен системой хребтов — хр. Брукса, горы Маккензи, Скалистые горы, с наиболее высокой точкой г. Элберт (4399 м) в пределах Передового хребта (восточная часть Скалистых гор), Восточная Сьерра-Мадре. Складчатые структуры гор значительно и неравномерно подняты неотектоническими движениями, глубоко расчленены и неравномерно денудированы. Мегаформы современ­ного рельефа в значительной мере наследуют первичную (платфор­менную) структуру. Этим горный пояс Североамериканских Кор­дильер отличается от возрожденных горных поясов Восточной Африки и Центральной Азии. К западу от перечисленных выше гор располагаются системы высоко поднятых плато и нагорий: плато Юкон, Внутреннее плато, плато Колорадо, Мексиканское нагорье.

Юконское плато — это система неравномерно перемещенных глыб, образующих систему плосковершинных хребтов и плато и разделяющих их впадин. Рельеф плато центральной части Североамериканского возрож­денного горного пояса характеризуется большим разнообразием.

Сложным рельефом характеризуется Мексиканское нагорье, ограниченное с востока и запада горами Сьерра-Мадре. Существен­ная роль в формировании рельефа этой части возрожденного горного пояса принадлежит эффузивному магматизму. Крупные вул­каны функционируют здесь и сейчас: Попокатепетль, Орисаба и др.

Возрожденный горный пояс Североамериканских Кордильер с запада ограничен складчатыми горами альпийской геосинкли­нальной зоны, характеризующейся, как правило, прямым отраже­нием геологических структур в рельефе, интенсивной сейсмич­ностью, а местами и современным вулканизмом.

Значительная протяженность Североамериканских Кордильер по меридиану, широкое развитие внутренних плато, ограниченных с востока и запада высоко приподнятыми хребтами, обусловливают разнообразие современных геоморфологических процессов и свя­занных с ними форм рельефа. Значительную роль среди них игра­ют флювиальные, гляциальные (на севере) и аридно-денудацион­ные (в центральной части и на юге) процессы.

Проблема причинности и характера процессов образования возрожденных гор остается пока нерешенной. Однако геоморфоло­гический анализ соотношения некоторых форм мегарельефа мате­риков и океанов позволяет высказать определенные суждения по этой проблеме. Это относится прежде всего к соотношению воз­рожденных горных поясов с рифтовыми системами срединно-океа-нических хребтов.

Как было показано выше (см. с. 74), рифтовая зона Восточной Африки через Аденский залив смыкается с рифтовой зоной Аравийско-Индийского срединно-океанического хребта. Связь зон подчер­кивается и составом вулканических продуктов рифтовой зоны Вос­точной Африки: здесь развиты преимущественно основные (базаль­товые) лавы, более близкие к океаническому типу вулканического материала, нежели к составу такового геосинклинальных областей.

Система рифтов северной части Восточнотихоокеанского хребта, согласно американским авторам, продолжается на материк в виде зон разломов, горстов и грабенов Калифорнии, Большого Бассейна и Главного рифта Скалистых гор. Эта связь прослеживается и по переходу сейсмического пояса Восточнотихоокеанекого хребта на материк в этом районе.

Перед Аденским заливом в Аравийском море на северо-восток от Аравийско-Индийского хребта отходит небольшой подводный хребет Меррея, который также имеет рифтовую структуру и отли­чается сейсмичностью, поэтому его можно рассматривать как одно из ответвлений срединно-океанической системы. Зона разломов, идущая по гребню хребта, прослеживается на подводной окраине материка и на самом материке в виде сейсмической зоны Кветта, отделяющей Белуджистан от Индо-Гангской депрессии. На севере зона Кветта, по-видимому, смыкается с Центральноазиатским поя­сом возрожденных гор в районе Памира.

Наконец, срединный хребет Северного Ледовитого океана также примыкает к материку. На продолжении его зоны разломов в Яку­тии расположена зона верхоянских разломов. Южнее протягивается система разломов Алданского щита и Байкальской горной страны. Байкал, как показали недавние исследования (В. В. Ломакин, Н. А. Флоренсов), представляет собой рифт, очень сходный по строению и геофизическим свойствам с рифтовыми озерными впадинами Восточной Африки и рифтовыми долинами срединных хребтов. Таким образом, рифтовая зона срединного хребта Север­ного Ледовитого океана примыкает с севера к крупнейшему поясу возрожденных гор — Центральноазиатскому.

Следовательно, в ряде случаев рифтогенные зоны океанов име­ют свое продолжение на материках.

Существует гипотеза, что причиной возникновения возрожден­ных гор на месте бывших платформ является распространение процесса рифтогенеза, свойственного срединно-океаническим хреб­там, на материки. Образование рифтогенных поясов связано с про­цессами в мантии, и, по-видимому, этот глубинный процесс может в одинаковой степени «проектироваться» снизу как на участки Земли с океанической корой, так и на участки, сложенные материковой корой.

На участках с океанической корой процесс рифтогенеза «пере­рабатывает», деформирует тонкую и более или менее однородную по составу кору. Она вспучивается, образуется вал — срединный хребет. Кора в своде хребта разламывается, возникает рифтовая структура.

При деформации мощной и сложно построенной материковой коры возникают рифтовые структуры, сходные с океаническими (Красное море, рифт Мертвого моря и др.). Если земная кора оказывается очень мощной, происходит ее взламывание либо по старым, либо по новым разломам. Вертикальные движения при­обретают блоковый и дифференцированный характер (Тянь-Шань, Байкальская горная страна, Большой Бассейн). Одновременно могут обновляться древние структурные линии. При очень глубо­ком проникновении образующихся разломов возникают вулканиче­ские процессы и обусловленные ими формы рельефа. Поскольку вспучивание земной коры неизбежно ведет к ее растяжению, вер­тикальные движения сопровождаются горизонтальными, направ­ленными в противоположные стороны от рифтовой зоны. В резуль­тате материковая кора расползается, образуется как бы огромная зияющая трещина, на дне которой обнажается базальтовый слой. Именно такую картину можно нарисовать по результатам сейсми­ческих исследований в Красном море, на Байкале и в некоторых других рифтах, где под современными и молодыми осадками не обнаруживается гранитного слоя, а скорости прохождения уп­ругих волн соответствуют таким, которые наблюдаются в базаль­товом слое.

МЕГАРЕЛЬЕФ ПОДВОДНЫХ ОКРАИН МАТЕРИКОВ

Около 35%" площади материков покрыто водами морей и океа­нов. Мегарельеф подводной окраины материков имеет свои суще­ственные особенности. Примерно 2/3 ее приходится на северное полушарие и только 1/3 на южное. Следует отметить также, что чем больше океан, тем меньшую долю от его площади занимает подводная окраина материков. Например, у Тихого океана она состав­ляет 5%, у Северного Ледовитого —50%.

Подводная окраина материков делится на шельф, материковый склон и материковое подножье.

Шельф. Прибрежную, относительно мелководную часть мор­ского дна, имеющую более или менее выровненный рельеф и в структурно-геологическом отношении представляющую собой непосредственное продолжение прилегающей суши, целесообразно называть шельфом. Более 90% площади шельфа составляют затоп­ленные равнины материковых платформ, которые в различные геологические эпохи в связи с изменением уровня океана и верти­кальными движениями земной коры затоплялись то в большей, то в меньшей степени. Например, в меловое время шельфы были рас­пространены гораздо шире, чем сейчас. Во время четвертичных оле­денений уровень океана понижался более чем на 100 м по сравне­нию с современным, и, соответственно, обширные пространства нынешнего шельфа тогда представляли собой континентальные равнины. Таким образом, верхняя граница шельфа непостоянна, она меняется из-за абсолютных и относительных изменений поло­жения уровня Мирового океана. Самые недавние изменения уров­ня были связаны с чередованием ледниковых и межледниковых эпох в четвертичное время. После таяния ледникового покрова в се­верном полушарии уровень океана поднялся примерно на 100 м по сравнению с положением его во время последнего оледенения.

Рельеф шельфа преимущественно равнинный: средние уклоны поверхности от 30' до 1^◦. В пределах шельфа широко распростра­нены реликтовые формы рельефа, возникшие в прошлом в кон­тинентальных условиях (рис. 22). Например, на атлантическом шельфе США к северу от полуострова Кейп-Код дно представляет собой затопленную ледниково-аккумулятивную равнину со всеми характерными формами гляциального рельефа. Южнее полуострова Кейп-Код, куда последнее оледенение не распространялось, про­слеживается холмистая равнина с округлыми мягкими водоразде­лами и четко выраженными затопленными речными долинами. Во многих районах в пределах шельфа распространены различные структурно-денудационные (также реликтовые) формы рельефа, образовавшиеся в результате воздействия денудационных факторов на геологические структуры. Например, при моноклинальном зале­гании пород довольно часто формируется характерный грядовый рельеф, связанный с препарировкой прочных пород.

Наряду с реликтовыми субаэральными равнинами на шельфе встречаются абразионные равнины, выработанные либо при прош­лом, либо при современном уровне моря (бенчи береговой зоны), а также аккумулятивные равнины, сложенные современными мор­скими осадками, залегающими на континентальных отложениях или на коренных породах.

Поскольку равнины шельфа представляют собой преимущественно затопленные равнины материковых платформ, то и крупные черты рельефа здесь обусловлены (как и на суше) особенностями структуры этих платформ. Пониженные области шельфа обычно соответствуют синеклизам, возвышенности — антеклизам. Нередко на шельфе встречаются отдельные впадины, резко переуглубленные относительно соседних участков дна. В большинстве случаев такие впадины представляют собой грабены, днища которых выстланы толщей современных морских отложений. Таковы, например, запад­ная впадина Белого моря, глубина которой более чем на 100 м превышает глубину на соседних участках, желоб Святого Лаврен­тия на канадском шельфе Атлантического океана и многие другие. Раньше было общепринятым представление о том, что шельф заканчивается на глубине 200 м, где он сменяется материковым склоном. Современные исследования показали, что трудно говорить о какой-то определенной глубине, до которой распространяется шельф. Границей между шельфом и материковым склоном является бровка шельфа — почти всегда четко выраженный перегиб профи­ля дна, ниже которого уклоны дна значительно возрастают. Часто бровка находится на глубине 100—130 м, в других случаях, напри­мер на современных абразионных подводных равнинах, она отме­чается на глубине и 50—60 м, и 200 м. Есть также шельфовые рав­нины, распространяющиеся на гораздо большие глубины. Так, большая часть дна Охотского моря — шельф и по геологическим, и по геоморфологическим признакам, а глубины здесь в основном 500—600 м, местами даже более 1000 м. У типично шельфового Баренцева моря бровка шельфа проходит на глубине более 400 м. Это говорит о том, что происхождение шельфа связано не только с затоплением окраинных равнин суши в результате повышения уровня моря, но и в ряде случаев с новейшими значительными опусканиями окраин материков.

Одной из интересных форм рельефа шельфа являются затоп­ленные береговые линии — комплексы береговых абразионных и аккумулятивных форм, отмечающие уровни моря в прошлые эпохи. Изучение древних береговых линий, так же как и изучение вертикальных разрезов отложений шельфа (при помощи бурения или грунтоотборных трубок), позволяет выяснить конкретные дета­ли истории развития шельфа в том или ином районе.

На шельфе широко распространены также различные формы рельефа, образованные современными субаквальными процесса­ми— волнением, приливными и другими течениями (см. о них в гл. 19). В тропических водах в пределах шельфа весьма типичны коралловые рифы — формы рельефа, созданные колониями корал­ловых полипов и известковых водорослей (см. гл. 20).

Прибрежные участки дна, прилегающие к островам переходной зоны или имеющие океаническую структуру, выровненные и относи­тельно мелководные, также обычно называют шельфом. Эта раз­новидность шельфов занимает незначительную площадь, составля­ющую, вероятно, всего несколько процентов от всей площади шель­фа, в основном имеющего платформенную структуру.

Материковый склон. Более или менее узкая зона морского дна ниже (глубже) бровки шельфа, характеризующаяся относительно крутым уклоном поверхности, представляет собой материковый склон. Средний угол уклона,- материкового склона — 5—7°, а не­редко 15—20°. Известны отдельные участки материковых склонов, где уклон превышает 50°. В большинстве случаев материковый склон имеет ступенчатый профиль, и большие уклоны приходятся

имеет вид наклонной равнины. Иногда ступени бывают очень широкими (десятки и сотни километ­ров). Их называют краевы­ми плато материкового скло­на. Типичным примером краевого плато является подводное плато Блейк, рас­положенное к востоку от Флориды (рис. 23). Оно от­деляется от шельфа на глу­бинах около 100 м уступом и дальше простирается в ви­де широкой наклонной к вос­току ступени до глубины 1500 м, где заканчивается очень крутым уступом, ухо­дящим на большую глубину (более 5 км). У матери­кового склона Аргентины насчитывается до десятка таких (правда, более узких) ступеней.

В пределах материкового склона довольно широко


Рис. 23. Краевое плато Блейк (атланти­ческая подводная окраина Северной Америки)
распространены расчленяющие его вкрест простирания подводные каньоны. Эти глубоко врезанные ложбины иногда располагают­ся так часто, что придают в плане бровке шельфа облик бахромы (рис. 24). Глубина вреза многих каньонов достигает 2000 м, а про­тяженность наиболее крупных из них — сотен километров. Склоны каньонов крутые, поперечный профиль нередко V-образный. Укло­ны продольного профиля подводных каньонов в верховьях в сред­нем 0,12, в средних отрезках — 0,07, в нижних — 0,04. Многие каньоны имеют ответвления, извилисты, чаще довольно прямолиней­ны. Они прорезают весь материковый склон, а наиболее крупные продолжаются и глубже основания склона. В устьях каньонов обычно отмечаются крупные аккумулятивные формы — конусы выноса.

Подводные каньоны очень напоминают речные долины или каньоны горных стран. Характерно, что многие крупные каньоны лежат напротив устьев больших рек, образуя как бы подводные продолжения их долин. Эти черты сходства и связи подводных каньонов с речными долинами натолкнули на мысль, не являются ли подводные каньоны затопленными речными долинами. Так воз­никла эрозионная, или флювиальная, гипотеза образования подвод­ных каньонов.

Рис. 24. Атлантическая подводная окраина Северной Америки: шельф, материко­вый склон с каньонами, материковое подножье

Однако при определенных чертах сходства есть и заметные различия между подводными каньонами и речными долинами. Прежде всего, продольный профиль большинства каньонов гораздо круче, чем профиль горных речных долин. Нередко в каньонах наблюдаются значительные обратные уклоны, что также не согла­суется с гипотезой их речного происхождения. Бросается в глаза также то обстоятельство, что многие подводные каньоны распола­гаются как бы на продолжении равнинных рек, а сами по облику близки к гарным долинам и характеризуются очень глубоким врезанием в породы, слагающие материковый склон.

Большинство каньонов заканчиваются на глубинах 3000 и бо­лее метров. Если принять речную гипотезу их образования, то придется допустить, что уровень океана когда-то был на три и более километра ниже современного, причем геологически недавно — в четвертичное время или в плиоцене, так как некоторые каньоны прорезают очень молодые — палеогеновые и даже миоценовые породы. Однако в соответствии с современными представлениями о масштабах четвертичного оледенения уровень океана в плейсто­цене ,не снижался более чем на 100—110 м. Считать же, что все подводные каньоны оказались на такой большой глубине вслед­ствие тектонического опускания нижних отрезков речных долин тоже нельзя, так как они имеют повсеместное распространение. Кроме того, даже такое допущение не объясняет их глубокой врезанности.

Рис. 25. Схема, иллюстрирующая тек­тоническое заложение подводных каньонов
Вопрос о происхождении подводных каньонов должен рассматриваться совместно с вопросом о генезисе и тектони­ческой природе материкового склона. Можно считать, что ма­териковый склон в своей осно­ве — это система ступенчатых сбросов, образовавшихся в ре­зультате скалывания края ма­терикового выступа, оказавше­гося в пограничной зоне между областью с тенденцией к под­нятию или слабому погруже­нию — материковой платфор­мой и областью с тенденцией к значительному погружению — ло­жем океана. Скалывание и возрастание тенденции к погружению по направлению к ложу океана и обусловили ступенчатый профиль материкового склона. Одновременно возникающие в земной коре напряжения находили разрядку и другим путем — в образовании радиальных разломов, рассекающих материковый склон вкрест его простирания. Такими радиальными разломами и образованы под­водные каньоны, которые в одних случаях унаследовали гигантские зияющие трещины в земной коре, а в других — узкие грабены, вы­кроенные по близко располагающимся радиальным разломам (рис.25).

Геофизические и геологические данные говорят в пользу того, что материковому склону свойственна земная кора материкового типа. Образцы коренных пород, взятые в подводных каньонах и на ступенях материкового, склона с исследовательских судов с помощью специальных приборов — драг, показали, что это породы того же состава и возраста, что и на прилегающей суше и на шель­фе. Наиболее убедительно геологическое, а следовательно, и гео­морфологическое единство материковых платформ суши, шельфа и материкового склона было доказано подводным бурением. Гео­логический профиль, построенный по данным морских скважин в районе плато Блейк, свидетельствует о том, что геологические напластования, слагающие прибрежную равнину, прослеживаются как в пределах шельфа, так и на материковом склоне.

Для многих районов материкового склона (например, в Мек­сиканском заливе, в Средиземном море) характерны бугристые формы рельефа, обусловленные соляной тектоникой. Иногда встре­чаются также вулканические и грязевулканические образования.

Материковое подножье. Материковое подножье наряду с шель­фом и материковым склоном — крупнейшая форма рельефа под­водной окраины материка.

В рельефе дна морей и океанов материковое подножье в боль­шинстве случаев выражено наклонной равниной, прилегающей к основанию материкового склона и протягивающейся полосой в несколько сотен километров ширины между последним и ложем океана. Равнина имеет максимальный уклон (до 2,5°) вблизи ос­нования материкового склона. С увеличением глубин она посте­пенно выполаживается и заканчивается на глубинах порядка 3,5—4,5 км. Поверхность равнины при пересечении ее по простира­нию, т. е. вдоль основания материкового склона, слегка волниста. Местами она прорезана крупными подводными каньонами. Значи­тельная часть поверхности равнины образована конусами выноса, располагающимися у устьев крупных подводных каньонов. В верх­ней части поперечного профиля материкового подножья нередко отмечается характерный холмисто-западинный рельеф, сильно напоминающий оползневый рельеф суши, только представленный более крупными формами. Вообще материковое подножье в его типическом выражении — по преимуществу аккумулятивное обра­зование. Как свидетельствуют данные геофизических исследований, покров морских отложений на дне океана достигает максимальной мощности именно на материковом подножье. Если в среднем в оке­ане мощность рыхлых осадков редко превышает 500 м, то на мате­риковом подножье она достигает 5 км.

С помощью глубинного сейсмического зондирования выяснено, что структура материкового подножья характеризуется глубоким прогибом земной коры, и большая мощность осадков здесь возни­кает именно в результате заполнения этого прогиба. Главный ис­точник поступления осадочного материала — продукты разруше­ния пород суши, выносимые реками в пределы шельфа, откуда этот материал в огромных количествах выносится в результате
подводного оползания масс осадков и действия мутьевых потоков. О мутьевых потоках более подробно говорится в главе 20, здесь же отметим, что подводные каньоны служат трассами для наиболее мощных из них, которые и создают огромные конусы выноса в устьях подводных каньонов. Вся аккумулятивная равнина материкового подножья может таким образом рассматриваться как огромный шлейф из осадков, накапливающихся у основания мате­рикового склона.

Глубинное сейсмическое зондирование показывает, что под мош­ной толщей отложений все еще продолжается кора материкового типа, хотя мощность ее здесь заметно уменьшается (рис. 26). Присутствие гранитного слоя в земной коре, слагающей материковое подножье, дает основание считать его наряду с шельфом и мате­риковым склоном одним из крупных элементов подводной окраины материка. Вместе с тем материковое подножье — прежде всего аккумулятивное образование, поэтому нередки случаи распростра­нения его в пределы развития океанической земной коры.

В некоторых районах строение материкового подножья заметно отличается от описанного. Например, к востоку от уже упоминав­шегося плато Блейк материковое подножье в рельефе океанского дна выражено очень глубокой впадиной (до 5,5 км глубины), прилегающей в виде


0 100 200 300 400 500 600 миль 0 100 200 300 400 500 миль

Рис. 26. Глубинное строение материкового подножья Ньюфаундленда (Л) и се­веро-восточной части США (Б) (по С. Оффисеру и др.):

/ — вода; 2—рыхлые осадки; 3 — консолидированные осадки; 4~ гранитный слой; 5 — базальтовый слой; 6 — верхняя мантия

узкой полосы к подножью плато. По-видимому, это структурный прогиб типичный для глубинной структуры ма­терикового подножья, но еще не заполненный осадками. В запад­ной части Средиземного моря материковое подножье выражено холмистым или низкогорным рельефом, обусловленным развитием солянокупольных структур.