книги / Общая геология

262 Физическая, или динамическая, геология

чает одно полушарие, а в следующие 12 900 лет — другое. Несо­ мненно, это должно сказываться на средней годовой температуре того и другого полушарий.

Следствия перечисленных причин периодического характера с разной продолжительностью периодов в некоторые отрезки времени могут обусловливать или значительные понижения сред­ ней годовой температуры на том или другом участке земной поверх­ ности,* или, наоборот, повышения этой температуры. В первом случае могут при достаточном количестве выпадающих осадков происходить образование и наступление ледников, во втором — отступление и исчезновение их.

Кгеологическим причинам можно отнести изменение коли­ чества углекислоты в атмосфере.

Внастоящее время углекислота составляет 0,03% состава атмосферы. Наблюдения и расчеты показывают, что увеличение количества углекислоты вдвое (доведение его до 0,06%) должно вызывать повышение средней годовой температуры на 7—8°С, уменьшение количества углекислоты вдвое (до 0,015%) должно вызывать понижение средней годовой температуры примерно на то же число градусов. Если где-либо на поверхности Земли в насто­ ящее время средняя годовая температура + 5° С, то понижение количества углекислоты вдвое должно довести среднюю годовую температуру на ней до минус 2—3° С. При соответствующем коли­ честве выпадающих атмосферных осадков эта причина может вызвать оледенение и наступление ледников или исчезновение и отступление ледников.

Увеличение количества углекислоты в атмосфере может про­ исходить при усилениях вулканической деятельности, уменьше­ ние количества углекислоты — при расцвете на Земле раститель­ ного царства.

Кчислу геологических причин относятся и эпейрогенические

поднятия участков земной коры. Известно, что при поднятии на каждые примерно 200 м температура понижается на 1° С. Мы знаем, что все участки земной коры периодически то воздыма­ ются, то опускаются. На поднимающихся участках средняя годо­ вая температура падает, на опускающихся повышается. ■

Нет никакого сомнения в том, что все причины, нами изложен­ ные, действуют одновременно. При суммировании однозначных следствий этих причин на тех или других участках земной поверх­ ности могут происходить значительные повышения или пониже­ ния средней годовой температуры, а отсюда — отступление или наступление ледников.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДЫ И СУШИ НА ЗЕМЛЕ

Общая площадь земной поверхности равна 510 млн. км2; 29% этой поверхности, или 149 млн. км2, составляет суша и 71%, или 361 млн. км2, — моря и океаны. Иными словами, площадь воды на Земле больше площади суши в 2,4 раза.

Суша сосредоточена главным образом в северном полушарии, водная поверхность — в южном. В северном полушарии суша составляет 39%, вода 61%, в южном суша составляет 19%, вода 81 %. Если повернуть к себе глобус так, что ближайшей точкой к нам будет примерно устье р. Луары (Франция, юго-восточная оконечность Бретани), то на обращенном к нам полушарии сосре­ доточится почти вся суша, а обратная сторона почти вся ока­ жется покрытой морем.

Полюс первого полушария (континентального полушария Земли, или полушария суши,*где суша составляет 47%, а вода 53%) будет близ устья Луары. Полюс второго полушария (водного, где суша занимает лишь 9%, а вода 91%) лежит к юго-востоку от Новой Зеландии, в районе островов Антиподов.

На Земле наблюдается некоторая парность континентов; каждому северному континенту как бы соответствует свой южный: Северной Америке — Южная Америка, Евразии (Европа с Азией) — Африка с Австралией. Исключение составляет Антарктида, которой на севере соответствует глубокий Северный Ледовитый океан. Берега северных континентов отличаются сильной рас­ члененностью, а южные сравнительно малой, что связано с харак­ тером их строения.

Между северными и южными континентами расположен ряд внутренних морей, опоясывающих почти всю Землю в области континентов. Между Северной и Южной Америкой — Мексикан­ ский залив, Карибское море. Между Европой и Африкой — Сре­ диземное, Мраморное и Черное моря. Между Азией и Австра­ лией — Яванское, Целебесское и море Банда.

Моря эти в большинстве своем носят следы очень сильных нарушений, происходивших и происходящих в земной коре. Берега и острова этих морей — места наиболее часто встречаю­ щихся вулканов, землетрясений, вертикальных перемещений и т. д.

В табл. 12 приведены средние высоты континентов и глубины океанов и морей.

Общий объем воды в океанах и морях больше объема суши, расположенной выше уровня океана, примерно в 13 раз.

Уровень воды в океанах и морях, связанных с океаном, ко­ леблется незначительно, в пределах не более 40 см.

Тихий, или Великий, океан в большей своей части имеет одно­ образный рельеф дна, лишь изредка нарушаемый впадинами глубже 5000 м.

Т аблица 12

Средние высоты суши и глубины водной части Земли (в м )

(По данным Атласа мира за 1955 г.)

Атлантический океан имеет характерную подводную возвы­ шенность в форме буквы S на глубине 2000—4000 м, идущую довольно узкой полосой вдоль всего океана и почти по середине его. Эта возвышенность разделяет дно океана на две части: запад­ ную, более глубокую, и восточную, с глубинами 5000—6000 м.

Ввосточной части Индийского океана дно имеет однообраз­ ный, равнинный рельеф. Глубины 4000—5000 м имеются у Зонд­ ских островов севернее Австралии.

Взападной части Индийского океана ложе океана пересе­ кается подводной возвышенностью, идущей к югу от Мадагаскара.

Вцентральной части Северного Ледовитого океана располо­

жена глубокая котловина (более 3000 м). ’ Вблизи северного полюса глубина океана составляет 4290 м, а южнее она превы­ шает 4000 и даже 5000 м.

Меньшие (но все же значительные) глубины имеют две харак­ терные для Северного Ледовитого океана впадины, расположенные между Гренландией и Скандинавским полуостровом. Советскими

учеными в последнее время в пределах Северного Ледовитого океана установлен хребет, названный хребтом Ломоносова.

Почти на всех физических картах мира в морях й океанах выделяются области глубин от 0 до 200 м. Эти области обычно окаймляют сушу полосой различной ширины. Они, по существу, представляют собой подводное продолжение континентов. Их

интересны тем, что на них особенно интенсивно откладываются разнообразные, главным образом обломочные, осадки. Шельф занимает в настоящее время площадь, равную 7,6% от площади морей и океанов.

Наибольшую ширину он имеет к северу от Евразийского мате­ рика, начиная от Белого моря на западе вплоть до Берингова пролива на востоке. Местами ширина шельфа достигает 600 км.

Если бы на один момент допустить себе понижение уровня морей и океанов на 200 м, значительная часть многих морей и проливов превратилась бы в сушу. Вся Великобритания при­ соединилась бы к Европейскому континенту. Новая Земля и дру­ гие острова северных полярных морей присоединились бы к Ази­ атскому континенту. Азия соединилась бы с Американским конти­ нентом. Острова Малайского архипелага в значительной степени присоединились бы к Азии. Новая Гвинея, Тасмания стали бы составлять единое целое с Австралией. Гренландия и острова Северо-Американского архипелага присоединились бы к Америке. Иными словами, от понижения уровня океана на 200 м конфигу­ рация континентов резко изменилась бы. Характерно, что при понижении уровня мирового океана на 2000 м конфигурация континентов также изменится, но эти изменения будут не столь разительными. Области глубин морей и океанов 200—2000 м

на Земле.

Наглядное представление о распространенности высот и глу­

На этой кривой по оси абсцисс отложены в процентах площади, занятые различными глубинами и высотами, по оси ординат — соответствующие высоты и глубины.

Рассматривая гипсографическую кривую, мы видим на ней две ступени — террасы: одну ступень в пределах суши, уходя­ щую в море до глубины 200 м, другую в пределах мирового океана.

■области моря, как было сказано выше, называется ш е л ь ф о м ,

■(глубины свыше 6000 м).

Геологические явления, происходящие в указанных областях моря и соответствующих участках морского дна, различны. Напри­ мер, в неритовой области моря сказываются волнения, происхо­ дящие на поверхности воды. На глубинах свыше 200 м они почти не проявляются, и дневной

всего Земного шара равна 14,4° С, т. е. в среднем за год поверх­ ность воды океана на 3° С теплее воздуха.

Отсюда совершенно очевидно, какой запас тепла для нагре­ вания атмосферы зимой представляет Мировой океан (все водное пространство Земли) и какое большое значение имеет преоблада­ ние водной площади над сушей, а также их взаимное распределе­ ние, при котором наиболее холодные полярные области по преи­ муществу заняты водами.

Температура воды морей и океанов, как правило, с глубиной понижается; скорость понижения температуры с глубиной умень­ шается. На дне океанов она держится около 0° С с колебаниями от —2 до + 2° независимо от широты места.

Через каждые 10 м глубины давление повышается приблизительно на 1 am.

С о л е н о с т ь (средняя) морской воды равна 3,5%. Это значит, что в 1 л воды растворено 35 г различных солей, т. е. отношение веса всех солей, растворенных в воде, к весу воды равно 0,035.

Так как вода в морях и океанах постоянно перемешивается, относительные количества солей, растворенных в ней, сохра­ няются почти постоянными. Болыпе^всего в морской воде раство­ рено хлоридов, затем идут сульфаты и дальше — карбонаты.

Средний химический состав солей, растворенных в морской воде, приведен в табл. 13.

Кроме того, в морской воде обнаружены иод, фтор, фосфор, рубидий, цезий, золото и многие другие элементы.

В морских организмах находят такие элементы, как медь, свинец, никель, кобальт, барий.

Интересно сопоставить средние данные химического состава солей, растворенных в водах Мирового океана и в воде рек (табл. 14).

Из табл. 14 видно, что химический состав солей, растворенных в водах Мирового океана и в реках, резко^ различен как в каче­ ственном, так и в количественном отношении.

Естественно, что вода в местах впадения в море рек имеет пониженную соленость, качественно отличную от приведенных выше средних цифр.

пенно осолонялся солями, приносимыми речной водой. Согласно второму — Мировой океан имел соленую воду с самого своего возникновения.

Первое предположение является более вероятным. На нем основан так называемый солевой метод определения абсолют­ ного возраста Мирового океана.

Метод заключается в примерном подсчете того количества солей, которое поступает в моря и океаны из рек. Естественно, этот метод является грубым и неточным.

Весьма важное значение для организмов, живущих в море, имеют газы, растворенные в морской воде. Основное значение имеет кислород, присутствие которого обусловливает жизнь на больших глубинах и уравновешивание восстановительных реак­ ций, господствующих на дне моря.

* В морской воде много углекислоты: в 18—27 раз больше, чем в атмосферном воздухе. В присутствии углекислоты карбо­ наты осадков преобразуются в более растворимые в воде соеди­ нения — бикарбонаты.

В Черном море нормальное содержание кислорода прослежи­ вается лишь до глубины 40—50 м. Ниже количество его быстро уменьшается и на глубине 100 м, по М. С. Швецову, составляет не более 15% нормального его количества.

Начиная с глубины 150—200 м, вода содержит лишь следы кислорода. Несколько выше этой границы появляется сероводо­ род, количество которого быстро возрастает книзу. На глубине 500 м содержание его достигает около 4 см3 на 1 л воды.

В лишенной кислорода среде широко развивается мир бакте­ рий, в том числе денитрифицирующих, разлагающих азотнокис­ лые соединения, и десульфирующих, разлагающих (восстапаЛливающих) сульфаты.

270 Физическая, или динамическая, геология

Движение воды в морях и океанах

В морях и океанах мы различаем движение воды в виде течений,

ния огромных масс воды. Эти перемещения вызываются в основном силойпостоянно дующих ветров и стоковыми движениями. Причина­ ми стоковых движений являются разность плотностей воды и давле­ ний в различных частях водных бассейнов, а также другие факторы.

Бывают течения постоянные, периодические и кратковременные;,

трим, в чем она заключается.

В полярных областях Земли вода у поверхности охлаждается,, и, становясь более тяжелой, погружается. Возникает донное течение от полярных областей к экватору, причем вследствие вращения Земли вокруг оси оно отклоняется вправо в северном полушарии и влево в южном полушарии. У экватора водные массы нагреваются и становятся более легкими, поэтому в эква­ ториальных областях возникает вертикальная циркуляция воды снизу вверх. Вода, поднявшаяся в поверхностные слои океанов,, устремляется затем к полярным областям и при своем течении отклоняется на северо-восток, в северном полушарии и юговосток в южном. Таким образом, в морях и океанах происходит постоянный круговорот воды.

Естественно, что направление течений, возникающих в морях и океанах, в каждом конкретном месте изменяется в зависимости от особенностей конфигурации береговой линии моря, харак­ тера и уклона морского дна. Направления главнейших поверх­ ностных течений в современных морях и океанах указаны в лю­ бом географическом атласе.

Скорость донных течений в морях и океанах достигает иногда скорости течения воды в реках. Естественно поэтому, что обло­ мочный материал, попадающий на дно моря из рек или полу­ чающийся от деятельности прибоя морских волн, переносится по дну моря, где подвергается дальнейшему размельчению, обта­ чиванию, шлифовке и сортировке примерно так же, как это про­ исходит на дне рек. Кроме того, переносимый донными течениями обломочный материал может производить местами углубление и расширение дна моря так же, как в реках (глубинная и боковая эрозия). Однако эти процессы в донных областях моря проте­ кают под значительным давлением.

Любое течение воды, направленное к берегу моря, у берега превращается в течение, параллельное берегу моря (рис. 115).

в точке А. В этой точке на берег действует сила АВ. Она разла­ гается на две перпендикулярные друг другу силы АС (перпен­

уровня воды в морях и океанах. Они объясняются притягиваю­ щим влиянием Луны и Солнца на Землю.

S

Приливы и отливы происходят ежесуточно в любом месте моря или океана через каждые 12 час. 26,4 мин. Более сильные приливы и отливы наблюдаются через каждые 24 час. 52,8 мин.

Высота подъема воды во время приливов бывает разной; местами она достигает значительных величин, например в заливе

ных рек, иногда на большие расстояния. Например, по р. Ян­ цзы они сказываются на расстоянии 800 км вверх от устья, по р. Амазонке — на расстоянии 1000 км.

Рассмотрим, почему приливы и отливы периодически повто­ ряются.

На рис 116 BCED — часть траектории Луны. В точках С и Е — центр Луны. Стрелками показано направление суточного движения Земли вокруг оси и движения Луны вокруг Земли. Полный оборот вокруг Земли Луна совершает приблизительно за 27,32 суток. M K A L — разрез через Земной шар по плоскости, в которой расположена траектория движения Луны вокруг Земли. Плоскостью M K A L Земля разделена'на два полушария. Точка В — проекция полюсов этих полушарий на плоскость