Геологическое строение рельефа северного ледовитого океана

Геологическое строение Северного Ледовитого океана

Дно океана образует земная кора океанического типа, сравнительно тонкая, простая и молодая. Материки же (и большая часть островов) сложены корой континентального типа. Некоторые участки ее имеют возраст более 3,8 миллиарда лет. За это время произошли многие события, запечатлевшиеся в ее строении. Поэтому она устроена сложнее океанической. Первоначально материковая кора была сложена магматическими и осадочными горными породами. Затем они подверглись сжатию и превратились в метаморфические горные породы. Так образовались ядра материков – очень прочные и стабильные. Их называют кристаллическим фундаментом. Даже при столкновениях литосферных плит горообразовательные процессы не могли изменить их, но по краям к ним «прирастали» молодые складчатые зоны, выраженные в рельефе горными цепями.

Кое-где породы фундамента выходят на поверхность Земли, то есть не перекрыты более молодыми отложениями. Такие участки называют щитами (например, в Арктике это Балтийский, Канадский и Анабарский щиты). Но кристаллический фундамент материков участвовал в медленных вертикальных движениях земной коры, то поднимаясь, то опускаясь, и за долгие миллионы лет неоднократно оказывался залитым водами морей. В эти периоды на его поверхности накапливались осадки. Участки фундамента, перекрытые чехлом осадочных горных пород, называют платформами. Они представляют собой «сердцевины», срединные части каждого из материков – Восточно-Европейскую, Сибирскую и др.

Возникающие в зонах столкновения литосферных плит горные страны, из-за их вытянутой формы часто зовут складчатыми поясами.

Геологическое строение Севера России отличается сложностью и неоднородностью. Древнейшие структуры Земли – щиты и платформы, возраст которых превышает миллиарды лет, – окружены складчатыми поясами, формировавшимися в различные эпохи – вплоть до сегодняшнего дня. Сложилась картина, пестротой напоминающая мозаику. Эта мозаика – то вся целиком, то частично – испытывала поднятия и опускания, и тогда океан отступал или наступал; осадки то накапливались на дне, перекрывая собой более древние горные породы, то оказывались на суше и смывались реками. Рождались и исчезали разрушенные водой и ветром горы и вулканы.

Территория Арктики включает Восточно-Европейскую платформу, а в ее составе Балтийский щит, где кристаллический фундамент платформы выходит на поверхность, и северовосточную часть (Русскую плиту), где фундамент платформы опущен на глубину до четырех – пяти километров и перекрыт чехлом осадочных пород. В этом чехле находят горючие сланцы, а в начале 1980-х годов недалеко от Архангельска было открыто более ста алмазоносных кимберлитовых трубок.

Кимберлитовые – в честь города Кимберли в Южной Африке – трубки (их называют еще трубками взрыва) – это гигантские тела цилиндрической формы в земной коре, сложенные горными породами особого типа, кимберлитами. Образуются они, по-видимому, при прорыве сквозь земную кору газовых пузырей из мантии Земли. Двигаясь сквозь горные породы, газы изменяют их, превращая в алмазоносные кимберлиты.

Восточнее располагается Сибирская платформа. Здесь центральной геологической структурой является Анабарский щит – крупный выход кристаллического фундамента архейского возраста. Вокруг него породы фундамента перекрыты более молодыми осадочными породами. На северо-западе платформы обнаружены траппы – мощные толщи базальтов – вулканических пород конца пермского — начала триасового периодов. Из полезных ископаемых важнейшие – медно-никелевые руды месторождений Талнах-Октябрьской группы (на их основе действует Норильский горно-металлургический комбинат).

Платформы окаймлены складчатыми поясами – Таймыро-Североземельским, Тиманским (образованным осадочными толщами протерозоя, смятыми в начале кембрийского периода), Уральским (его северной Пайхой-Новоземельской частью). Рельеф здесь гористый.

Всю приморскую часть северо-востока России занимает Верхоянско-Чукотская складчатая область. В ее строении участвуют разновозрастные горные породы – от архейских до кайнозойских. Складчатые сооружения (горы) возникли в конце раннего мела. Омолонский массив как бы вдавлен в них, они образуют вокруг него громадную петлю. Здесь известны мощные толщи вулканических пород девона, свидетельствующие о бурной вулканической деятельности в это время. На востоке к складчатой области примыкают более молодые, меловые вулканические отложения Охотско-Чукотского пояса. Между складчатыми сооружениями Тимана и Урала расположен Тимано-Печорский осадочный бассейн. На севере его продолжением является Баренцевоморский бассейн. Осадочные породы, слагающие бассейны, имеют возраст от ордовика до мела. В них содержатся крупные нефтегазовые и угольные месторождения.

Еще один осадочный бассейн – Западно-Сибирский. С осадочными породами юры и мела связаны здесь крупнейшие в стране нефтяные и газовые месторождения. На севере бассейна сосредоточены преимущественно газовые месторождения: Ямбургское, Северо-Уренгойское, Медвежье и др. Южнее преобладают нефтяные и газонефтяные месторождения. Разнообразие геологического строения региона определяет разнообразие рельефа.

Поверхность кристаллического фундамента древних платформ, бывшего когда-то складчатым поясом и в период своего образования представлявшего собой горные сооружения, за прошедшие миллионы и миллиарды лет оказалась выровнена реками и ветрами, ледниками и прибоем. В те периоды, когда эта выровненная поверхность заливалась водами океана, на ней накапливались осадочные отложения. Отлагаясь на относительно ровной поверхности, они образовали равнины, например Восточно-Европейскую.

Если же участок выровненного фундамента, перекрытого осадочными отложениями (платформы), испытывает опускание и скрывается под водой, то на поверхности его продолжается усиленное накопление осадков. Поверхность эта оказывается еще более ровной и при последующем подъеме или при отступании океана образует низменности – такие, как Западно-Сибирская.

В пределах щитов поверхность не столь выровнена, но и не является высокими горами. Это горы средней высоты, как Анабарское плато или Хибины.

Относительно молодые, еще не выровненные складчатые пояса – это горы: Урал, или Бырранга, или Чукотское нагорье. В Северном Ледовитом океане много островов: Гренландия (крупнейший остров Земли), Канадский Арктический архипелаг, Шпицберген, Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, Новосибирские острова, остров Врангеля и др., общей площадью около 4 миллионов квадратных километров. Это связано с мелководностью океана, о которой мы уже говорили. Большинство их представляют собой части геологических структур материковой части Арктики.

Так, например, Гренландия (не целиком), Баффинова Земля и многие острова Канадского Арктического архипелага – продолжение Канадского щита, Новая Земля – Урала, Новосибирские острова – Верхоянско-Чукотской складчатой страны, острова Виктория и Банкс – Североамериканской платформы и т. д. Исландия представляет собой часть срединно-океанического хребта, отрезка гигантской, охватывающей всю планету подводной (в основном) горной системы, образованной глубинными разломами, раскалывающими земную кору на отдельные плиты.

Среди небольших островов немало островов – останцов, представляющих собой отрезанные от материка абразией фрагменты (абразия – разрушение береговой зоны прибоем).

Источник

Особенности строения дна Северного Ледовитого океана

Рельеф дна Северного Ледовитого океана, в отличие от других крупных мировых акваторий, однороднее. Но и на его территории есть протяженные хребты, осложненные структурами разломов, глубоководные впадины, подвижные рифовые зоны. Большая часть этого океана покрыта ледниками, препятствующими детальному изучению строения дна.

Географическое положение и площадь территории Северного Ледовитого океана

Этот океан покрывает часть Земли от Северного полюса до побережий Евразии и Америки. Его площадь более 14 млн кв. км.

История исследования

До конца XIX в. о северной акватории было известно мало, поскольку исследования приходилось проводить в покрытых льдами районах с суровыми климатическими условиями. До сих пор области океана под вечной мерзлотой остаются мало изученными. Первую карту глубин бассейна Арктики построил Фритьоф Нансен на основе всего 8 промеров лотом. Это ручной погружной прибор с разметкой глубины и грузом в 3-5 кг, закрепленным на тросе (лотлине).

Ученые наблюдали также подводные течения и метеорологические условия на океане, получали геофизические данные, делали биологические исследования. В 1930 г. канадская компания начала первые гидрогеологические работы.

А в 1937 г. российские ученые отправились в экспедицию на Северный полюс и 9 месяцев дрейфовали на льдине, собирая данные. Во время экспедиции 1948 г. россияне обнаружили хребет Ломоносова в Баренцевом море. В то время Канада и США начали проводить совместные исследования в Беринговом и Чукотском морях, а 2 года спустя — в море Бофорта. Также была создана Арктическая станция Sainte-Anne-de-Bellevue и снаряжен корабль Culunus.

С начала 50-х гг. в северной акватории было установлено много похожих станций. Правительства 3 стран организовали совместные работы на островах, покрытых льдами толщиной до 50 м. В 1980 г. при поддержке Министерства обороны СССР был выпущен атлас Северного Ледовитого океана.

В течение 80-х гг. немецкие ученые на ледоколе Polarstern исследовали масштабную Евразийскую область океана. В начале 90-х в экспедицию отправились и шведский ледокол Oden, и американский Polar Star, и канадский Louis S. St-Laurent. Позже глубоководные работы проводились ежегодно.

Например, в 2007 г. на Северном полюсе состоялись погружения в подводных аппаратах с российского исследовательского судна «Академик Федоров». В 2009 г. были проведены американо-канадские исследования шельфа протяженностью более 200 км (от Аляски до Канадского арктического архипелага через хребет Ломоносова). А в период с 2012 по 2013 гг. в океане дрейфовала российская станция «Северный полюс-40».

Российскими учеными из санкт-петербуржского Арктического и антарктического НИИ совместно с иностранными коллегами из Норвегии и Германии были созданы 2 лаборатории (имени О.Ю. Шмидта и «Фрама»), которые стали регулярно отправлять полярные экспедиции.

Московский институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН разработал модель эволюции Арктики за 150 млн лет. Она была включена в заявку ООН в 2011 г. для уточнения границы арктического шельфа России. В процессе исследований ученые пришли к выводу, что хребет Менделеева включает континентальный фундамент, сформированный 125 млн лет назад, и является окраиной континента.

Особенности рельефа дна Северного Ледовитого океана

Геологическое строение этого бассейна характеризуется:

1. Большой шельфовой зоной, занимающей свыше 50% всей площади акватории. Ширина мелководной (до 200 м) области, расположенной вдоль берегов Евразии, составляет около 1 тыс. км. В акватории Баренцева моря она максимальна — до 1,3 тыс. км.
2. Масштабной материковой отмелью размером до 800 км.
3. Множеством островов и архипелагов (Северный океан занимает второе место после Тихого по их числу).
4. Орографической однородностью.

Сканирование дна Ледовитого океана

С начала XX в. научные экспедиции занимались картографированием рельефа. Первыми исследовательскими приборами стали однолучевые эхолоты-гидролокаторы, способные сканировать и обнаруживать объекты с помощью ультразвуковых волн. Позже появились многолучевые аналоги, исследующие участки морского дна более масштабно и точно.

Например, в 2003 г. в зоне Чукотского поднятия и в мелководной (до 500 м) акватории была обнаружена область (40х14 км), изрытая небольшими (размером 300х400 м) «оспинами». При сопоставлении с батиметрическими данными исследователи выявили связь этих форм рельефа с тектоническими разломами, а также выбросами природного газа, спрогнозировали наличие богатых подводных ресурсов.

Акваторию они поделили на 3 крупные области (Северо-Европейскую, Канадскую, Арктическую), в глубоководном (более 3000 м) ложе океана обнаружили пространные поднятия и впадины.

Северо-Европейский бассейн

Это доля российской акватории, которая простирается от континента до 80-й северной широты и Земли Франца-Иосифа, от побережья Баренцева моря до области между Гренландией и Шпицбергеном.

Здесь располагаются часть Срединно-океанического хребта и рифтовая зона Исландии с активными вулканами и термальными источниками, рассеченная поперечными разломами (Ян-Майеном). Часть ее (поднятие Мона) смещена на восток на несколько сотен километров.

Канадский бассейн

Эта область акватории лежит между Америкой и Гренландией. Она включает в себя Гудзонов залив, море Баффина и Северо-Западный проход (водораздел Канадского Арктического архипелага). Глубина океана здесь около 500 м, ширина мелководного шельфа — от 50 до 200 км. Большинство прибрежных островов Арктического архипелага покрыто ледниками, их береговая линия изрезана последними.

Арктический бассейн

Это главная и самая крупная часть океана. Она содержит обширную глубоководную область от Гренландии до Северной Америки выше 80-й параллели и является продолжением всех северных морей Евразии (Баренцева, Карского, Лаптевых и др.).

Главная составляющая рельефа области — хребет Гаккеля. Он рассечен глубокими разломами, внутри которых зафиксирована вулканическая активность (хотя для северного бассейна последняя нехарактерна). Землетрясений в этой области не наблюдается.

Поднятие Гаккеля продолжает Срединно-океаническую структуру Атлантики и делит северную акваторию на 2 части, относящиеся к разным литосферным плитам.

Между Европой и хребтом Гаккеля находится впадина глубиной до 5449 м — котловина Нансена. От о. Шпицберген и берегов Гренландии она простирается до порога Нансена, отделяющего океан от Гренландского моря. С другой стороны возвышенность Гаккеля граничит с плоскодонной котловиной Амундсена глубиной 3000-4500 м (в море Бофорта отметка достигает 4700 м).

Северный полюс расположен внутри этой котловины: ложе океана под ним уходит на 4485 м.

Центральная область океана разделена хребтом Ломоносова, простирающимся к Северному полюсу и Гренландии от Новосибирских островов. Покрывая расстояние около 1800 км, он поднимается над ложем на 2500-3000 м.

Одна часть этой горной возвышенности граничит с котловинами Амундсена и Нансена, разделенными горной цепью Гаккеля, другая — с областью, где есть хребты Альфа и Менделеева, Канадская котловина и впадина Макарова. Глубина последней достигает 3336 м. Она лежит между подводными горами Ломоносова и Менделеева.

В этой части океана есть и равнинные структуры, например западное и восточное краевые плато (Ермак и Чукотское). Первое находится на окраине о. Шпицберген в Баренцевом море, второе — севернее своего одноименного моря.

Источник