Атлантическая окраина континента. Умеренная зона

I. Великие долины моря

В своей книге «Край моря» Рейчел Карсон назвала береговую линию юго-восточных районов Соединенных Штатов «песчаным краем». Этот термин можно также применить к континентальному шельфу, тянущемуся от Нью-Йорка до Флориды. В северной части шельфа редко можно встретить камни, принесенные айсбергами. Дальше на юг попадаются россыпи ракушечника (конгломерат естественно сцементированных раковин), а на кромке шельфа лежат окаменелые рифы. Но этот микрорельеф теряется в песчаной пустыне, занимающей пространство в 150000 квадратных километров.

Профессионалы знают, что эта Атлантическая окраина континента в геологическом отношении достигла зрелого возраста или даже старости: вулканы больше не действуют, а землетрясения случаются редко. В отличие от Тихоокеанской окраины континента, восточное побережье Северной Америки расположено далеко от активных центров земной коры и районов столкновения тектонических плит Земли. Южнее Нью-Йорка история прибрежного моря очень мало отличается от истории района, расположенного севернее. В продолжение более 150 миллионов лет огромные бассейны, или впадины, как у берегов Новой Англии, так и у побережья Центральной Атлантики, медленно заполнялись отложениями. Однако территории, находящиеся в Центральной Атлантике, никогда не испытывали на себе огромный вес и воздействие плейстоценовых ледников.

В окраину континента входят зоны континентального шельфа и континентального склона (который начинается там, где уклон дна резко возрастает.) и континентальный подъем, где континентальный склон постепенно переходит в плоскую абиссальную равнину*. Для того чтобы рассмотреть шельфовую зону в географической перспективе, по-видимому, необходимо вкратце дать представление об окраине континента Северная Америка. События происходящие на отмелях окраин континентов, могут оказать пагубное влияние на гораздо более широкие пространства окружающей среды.

^*(К сожалению, в научной и популярной литературе до сих пор не существует единообразия в терминологии, используемой для обозначения вертикального членения морского дна. Шельф часто обозначается как материковая отмель, а в некоторых случаях даже как континентальный склон. Наиболее характерные предельные глубины этой зоны около 200 метров, однако в разных участках Мирового океана эта величина может колебаться от 50 до 400 м. Участок, который Куллини вслед за другими американскими авторами называет континентальным склоном, в отечественной литературе часто фигурирует под названием материковый склон. Он довольно круто уходит вниз до глубины 2500-3000 метров. Далеко не всегда выделяется как самостоятельная зона упоминаемый в книге континентальный подъем (или поднятие), который на глубине около 5000 метров переходит в ложе океана, или абиссаль. Здесь глубины достигают уже 6000 метров. Иногда континентальный подъем включают в зону абиссали и рассматривают как верхне-абис-сальную подзону. Кроме того, в книге не упоминается о существовании так называемых глубоководных впадин, или ультраабиссали, дно которых лежит на расстоянии 10000-11000 метров от поверхности моря.- Прим. ред.)

Глядя на карту скрытого под водой восточного края континента, легко убедиться в его огромной протяженности (все штаты восточного побережья и района Аппалачских гор могли бы поместиться на нем). Однако трудно представить себе распределение его глубин. Размеры печатной страницы как в научных, так и в популярных изданиях требуют нарушения пропорции горизонтального и вертикального масштабов при публикации карт континентального шельфа, из-за чего возникают искажения. Они особенно заметны в изображении континентального склона, который не похож на обрыв, как показано на картах, а очень медленно, почти незаметно опускается в глубь океана. Люди, развивавшиеся в течение долгого времени как наземные существа и лишь недавно научившиеся летать и погружаться в океан, только начинают постигать расположение и очертания этого огромного скрытого пространства.

Зимняя камбала, или черноспинка

Чтобы представить себе относительно точную картину окраины континента как отрезка суши, вообразите, что вы находитесь в самолете, постепенно спускающемся по направлению к посадочной полосе с высоты 4500 метров. Вначале самолет находится в таком же положении по отношению к земле, как объект на уровне моря по отношению к нижней части континентального подъема. Когда самолет садится, у пассажиров возникает иллюзия, что земля медленно поднимается им навстречу; для пассажиров корабля, находящегося в 300 километрах к востоку от мыса Гаттерас, эта иллюзия становится реальностью. Вот корабль входит в синие воды Саргассова моря, огромной массы теплой морской воды без сильных течений, образующей приповерхностный слой центральной части Северной Атлантики. Но если бы можно было увидеть нижнюю часть континентального подъема, то на открывшейся нам картине мы не могли бы разглядеть почти никаких деталей. С самолета, летящего на высоте 4,5 километра, предметы величиной с дом едва различимы.

С корабля же небольшие подводные холмы 10-50-метровой высоты, разбросанные тут и там в этом районе, показались бы крошечными точками, а самые крупные из живущих на большой глубине существ, например, полярные акулы, достигающие 10 метров в длину,- вероятно, вообще были бы не видны.

Представьте себе для наглядности какой-нибудь подводный телескоп, например акустическое устройство, позволяющее видеть сквозь мили воды в темноте. Как некоторые морские млекопитающие ,,видят" при помощи звука, так и человеку, смотрящему вниз с корабля, представился бы целый мир животных, висящих в пространстве: рыбы, креветки, кальмары и другие существа меньших размеров образуют в толще воды скопления, подобные облакам самой причудливой формы. Около дна изобилие жизни возрастает. На картине, увеличенной во много раз (которая сравнима с изображением, полученным глубоководной камерой), можно обнаружить как самих животных, так и признаки их существования. Хотя насыпи, следы и норки попадаются довольно редко, есть много других свидетельств присутствия разнообразных существ. Здесь представлены все главные систематические группы - от простейших и до рыб. В самом деле, сообщества, встречающиеся на дне глубокого моря, самые разнообразные из всех существующих на Земле.

Двигаясь по направлению к отдаленному берегу, корабль постепенно теряет «высоту», по мере того как дно, вначале очень медленно, поднимается ему навстречу. Средний уклон дна в этом районе равен только 1 : 100, что составляет 10 метров на километр. Ныряльщик или пассажир подводной лодки, находящейся на дне в этом районе, не увидели бы этого склона. Однако теперь, держа курс на запад, корабль приближается к геологической формации, которая резко нарушает монотонность безмолвной, погруженной во мрак равнины.

Атлантическая окраина континента от полуострова Кейп-Код, штат Массачусетс, до мыса Канаверал, штат Флорида

Подводный каньон Гаттерас - самое заметное образование на континентальном подъеме и склоне в этом районе. Он простирается с северо-запада на юго-восток более чем на 250 километров. Его верховье, располагающееся в верхней части континентального склона, состоит из веерообразной сети далеко отстоящих друг от друга трещин, которые постепенно сходятся вместе и сливаются в один большой центральный канал. Корабль, находящийся над серединой континентального подъема, пересекает каньон, лежащий на глубине 3800 метров. Эхолот, измеряющий глубины дна, наносимые на навигационную карту, показывает, что в этом месте каньон представляет собой U-образную долину глубиной 50 метров и шириной 1000 метров, прорезанную в отлого опускающейся местности. Однако западнее, в верхних участках каньона, каналы в три или четыре раза глубже и уже, они похожи на настоящие ущелья с V-образным сечением и крутыми склонами.

Если посмотреть с высоты самолета вниз, жизнь на дне все еще будет незаметна. Однако где-то впереди, в огромной разветвленной системе верховий каньона Гаттерас, можно будет обнаружить мутьевой поток, спускающийся по одному из ущелий. На расстоянии такой поток был бы, вероятно, похож на движущееся вниз большое облако пыли. Подобно обвалам на суше, эти подводные мутьевые потоки возникают, когда со склонов верховьев каньонов обрушиваются накопившиеся здесь осадочные отложения.

Нью-Йоркская бухта и ее окрестности. Места свалок, районы перспективного развития нефтяной промышленности и атомных электростанций и типичные зоны экологической чувствительности

Считают, что мутьевые потоки вместе с эрозией, вызываемой естественным течением воды, играют главную роль в образовании и сохранении подводной системы каньонов. По мнению некоторых геологов, новые подводные каньоны образуются низвергающимися массами отложений, доставляемых к наружной части континентального шельфа реками в периоды понижений уровня моря.

Приближаясь примерно к нижней границе континентального склона, которая проходит на глубине 2000 метров, мы вступаем в поверхностные воды Гольфстрима. Только неуловимые изменения в химии воды и ее плотности отличают эту область от западной части Саргассова моря, которое мы только что покинули. Но если бы нам вздумалось бросить здесь якорь, Гольфстрим немедленно дал бы о себе знать, так как он мчался бы под неподвижным кораблем со скоростью семи или восьми километров в час, оставляя за собой пенящийся след в северо-восточном направлении.

Главным истоком этого большого океанского течения служит не Мексиканский залив, как считали картографы в XIX веке, а воды западной части Карибского моря, ниже Юкатанского пролива. К тому времени, когда течение поворачивает на север и на восток и проходит между Кубой и Флоридой, оно становится очень мощным. Однако свою наибольшую скорость и силу Гольфстрим проявляет, достигнув восточного побережья Северной Америки. В узком Флоридском проливе он течет со скоростью почти 11 километров в час (6 узлов). Это самая большая скорость, известная для течений в открытом море. Гольфстрим размывает дно в этом районе, препятствует образованию отложений и переваливает через гребень узкого шельфа Флориды.

Воздушные путешественники, приближаясь к Майами или к Форт-Лодердейлу со стороны моря, могут видеть, как четко отграничивается глубокая кобальтовая синь Гольфстрима от мутно-зеленой прибрежной воды. С высоты полета реактивного самолета кажется, что течение здесь проходит невероятно близко от берега. На самом же деле это расстояние составляет 2 - 3 километра, а иногда и более.

Люди, с их вечной склонностью все измерять сухопутными мерками, забывают, что „реки" в море не идут ни в какое сравнение даже с такими реками, как Миссисипи или Амазонка, имеющими глубину лишь несколько десятков метров. Один только Гольфстрим переносит воды в сто раз больше, чем все реки на Земле. У юго-восточной части Соединенных Штатов это течение достигает в глубину более километра, заполняя огромную невидимую водную долину, достигающую в ширину более 8 километров. Оно соприкасается с районами, которые все еще известны человеку меньше, чем Луна.

Дно континентального склона у мыса Гаттерас намного более неровное, чем на глубоководных пространствах, лежащих далее к востоку. Размытые каналы, остатки огромных подводных оползней и выходы скальной породы - обычный для этого места рельеф. Крутизна склона теперь заметно увеличивается, уклон здесь составляет 1 : 10 и 1 : 20. Сам склон расположен в нескольких сотнях метров под днищем корабля. С самолета, летящего на такой высоте, мы смогли бы увидеть даже крупную рыбу, плывущую у дна. Однако по мере того как мы приближаемся к границе шельфа и склона, раскинутая во все стороны веерообразная система притоков каньона Гаттерас исчезает из поля зрения. Теперь заметны лишь несколько ближайших каналов.

На большинстве подходов к континенту граница между шельфом и континентальным склоном представляет собой узкую зону с резко возрастающим уклоном дна. Однако около внешней кромки шельфа в районе штата Северная Каролина, на глубине 110 метров, находится своеобразный известняковый риф, который изгибается к югу и исчезает недалеко от южной части Флориды. Этот риф возник во время последнего ледникового периода, когда уровень моря был ниже. Его своеобразие состоит в том, что он образован не из кораллов, а из известковых водорослей. Это означает, что в прежние времена около границы шельф - склон море было относительно прохладным и неглубоким.

Теперь роли изменились: окаменевший риф, оказавшийся на слишком большой глубине, чтобы на нем в сколько-нибудь значительных количествах могли расти водоросли, лежит у внутреннего края Гольфстрима, а яркие кораллы Карибского моря (хотя и не рифообразующего типа) украшают фестонами бывшую скалу, имеющую растительное происхождение. Экзотические тропические рыбы, моллюски, морские звезды и многие другие существа обосновались здесь, в сотнях километров севернее их обычных пастбищ. Большинство из них попали сюда из Карибского моря с водами Гольфстрима и случайно наткнулись на этот плацдарм на шельфе прежде, чем теплое течение поворачивает на восток и вливается в глубокие воды Северной Атлантики.

Риф посещается также и более крупными и независимыми животными. Дельфины и киты, должно быть, хорошо знают его извилистую трассу, пролегающую вдоль наружной части шельфа, а морские черепахи, вероятно, пасутся в его тенистых гротах, время от времени поднимаясь на лазурную поверхность моря, чтобы подышать и поклевать португальских корабликов*.

^*(Португальский кораблик (p. Physalia) - колониальное животное, относящееся к группе сифонофор (тип кишечнополостные). Физалии обитают на поверхности моря. Над водой обычно выдается окрашенный в голубой или красноватый цвет пузырь, служащий одновременно и поплавком, и парусом. На нижней поверхности пузыря располагаются отдельные особи колонии, имеющие весьма различное строение в зависимости от выполняемых ими функций. Португальские кораблики дрейфуют по поверхнрсти океана, подгоняемые морскими течениями и ветром.- Прим. ред.)

Недалеко от того места, где начинается суша, есть еще одно геологическое образование. Расположенная параллельно внешнему рифу и приблизительно соответствуя ему по рельефу, простирается цепь низких барьерных островов и дюн, которые образуют нынешнюю внутреннюю границу континентального шельфа между Нью-Йорком и Флоридой. Контуры дюн более изменчивы, чем рифа и их много. Остатки параллельных цепочек некогда береговых дюн были обнаружены как на теперешнем шельфе, так и на материке, далеко от сегодняшней береговой черты. Во время медленных, осуществлявшихся на протяжении геологических эпох колебаний уровня моря эта песчаная равнина с небольшим уклоном и со слегка приподнятыми краями и являлась континентальным шельфом. Нынешняя прибрежная равнина, представляющая собой значительную часть некогда существовавшего и будущего шельфа Центральной Атлантики, уже разграблена человеком, который со времен сэра Уолтера Рейли последовательно осуществлял замыслы, направленные против природы. Теперь начинается вторжение на внешнюю часть шельфа. Оно будет быстрым, массированным и, по всей вероятности, катастрофическим, ибо на долю подводной среды выпало гораздо меньше понимания, чем его проявили по отношению к территории, расположенной за барьерными дюнами.

Внешний вид песчаного шельфа создает обманчивое впечатление полного однообразия. Но даже состав песка сильно меняется в зависимости от места. Количество углекислого кальция, биогенного материала, содержащегося в песке, увеличивается в районе Центральной Атлантики с севера на юг. К югу от Нью-Йорка количество отложений из ракушечника на шельфе увеличивается очень постепенно, но у мыса Гаттерас наблюдается резкий скачок. Вдоль побережья Флориды количество этих отложений снова возрастает постепенно. И наконец, у Майами песок состоит почти исключительно из известковых скелетов морских организмов, начиная от кораллоподобных водорослей и кончая двустворчатыми моллюсками. Там, где у дна проходят сильные течения, на нем остаются только крупные куски ракушечника, а тонкий песок уносится течением. Под более спокойными водами может накапливаться мелкий белый песок. В отличие от темно-желтого песка, который покрывает дно северного шельфа, этот полутропический песок, когда его рассматривают под микроскопом, оказывается состоящим из остатков некогда живых существ. Увеличенная до таких же размеров, щепотка песка из Нью-Джерси выглядит как коллекция безжизненных, неодинаково истертых камешков.

В приустьевых районах больших рек, многие из которых ныне уже не существуют, так как они слились с другими или промыли новые пути к морю, образовались разбросанные скопления необычного песка. Здесь, вероятно в период понижения уровня моря, в большом количестве скапливались тяжелые минералы, наподобие поверхностных золотых россыпей на континентальном шельфе. Эти пески обычно окрашены в темные тона - зеленый, пурпурный и черный. Содержание в них таких металлов, как титан и никель, достаточно высокое и может представить коммерческий интерес. Геологи университета Дьюка открыли богатое месторождение гранулированного фосфорита в нескольких километрах от устья реки Кейп-Фир на шельфе Северной Каролины. Фосфорит - ценное сырье для производства удобрений, и компании, связанные с горной промышленностью, проявили интерес к дальнейшим изысканиям в этом районе.

Присутствие этих песков никоим образом не связано с загрязнением. Их накопление было естественным процессом, вызванным выветриванием материковых пород, обломки которых реками уносились в море. Металлы, являющиеся серьезными загрязнителями в чистом виде, становятся безвредными, входя в состав минералов, так как они упрятаны в инертные химические соединения, практически нерастворимые в воде. Если, однако, начнется добыча и обработка минеральных песков, что повлечет за собой нарушение целостности дна и сброс в море отходов и побочных продуктов процесса обогащения минералов, природной среде шельфа в этом районе будет нанесен серьезный ущерб. Вместе с развитием нефтепромыслов разработка шельфовых песков явится первым крупным вторжением человека в подводные пределы района Центральной Атлантики. Промышленная эксплуатация шельфа приобретает такие темпы и размах, что вся предыдущая деятельность человека на шельфе кажется просто детской игрой. Постоянные портовые причалы и атомные электростанции на морском побережье уже существуют в чертежах; предполагается строительство плавучих аэропортов и даже городов. Вся эта лавина разработок приведет к тому, что коренные обитатели подводных пустынь, как это водится, сначала получат благочестивые напутствия, а затем с ними быстро разделаются.