Островные дуги (океанические геоантиклинали)
Островные дуги (океанические геоантиклинали по Боголепову, Чикову, 1976) — крупные подводные горные хребты, увенчанные цепочками островов, непосредственно контактирующие с глубоководными желобами. В Атлантическом океане к ним относятся Большая, Малая и Южная антильские дуги; в Индийском — Зондская дуга; в Тихом — Алеутская, Камчатско-Курильская, Рюкю, Кюсю—Палау, Марианская, Бисмарка, Тонга—Кермадек, Идзу-Бонинская, Волкано, Соломонова, Новогебридская, Колвилл—Лау, Новокаледонская, Новогвинейская, Филиппинская, Сулавеси и другие более мелкие дуги. Как правило, дуги имеют форму с различными радиусами кривизны, но известны и почти прямолинейной формы (Тонга—Кермадек, Колвилл—Лау). Дуги нередко состоят из одного отдельного горного хребта (Идзу-Бонинская, Волкано и др.). Наряду с этим многочисленны дуги, которые представлены двумя и даже тремя (северная часть Рюкю) параллельными горными грядами, расположенными на одном валоподобном цоколе. Гряды разделены относительно глубокими прогибами. Протяжённость дуг достигает 1000–2000 км (Курильская, Рюкю, Марианская) и даже 3000–4000 км (Тонга— Кермадек, Кюсю—Палау), ширина у их подножья составляет 100–500 км. Высоты дуг над днищами соседних глубоководных котловин окраинных морей иногда превышают 6500–7000 м, а относительно днищ глубоководных желобов — 11 000 м.
Различают два типа островных дуг. Первый включает выдвинутые в сторону океана узкие дуги, состоящие из цепочек мелких островов. В их число входят дуги Нампо, Марианская, Тонга— Кермадек, Соломонова, Кюсю—Палау, Колвилл—Лау, центральные звенья Алеутской, Курильской дуг, северная часть дуги Бисмарка и др. Их отличительная особенность состоит в том, что они в своём составе не содержат такого элемента, который соответствовал бы «гранитному» («гранитно-метаморфическому») слою континентальной земной коры. Кора в их пределах имеет мощность 15–20, редко до 25 км и больше. Состоит она из трёх горнопородных комплексов:
— верхнего, представленного мощными (несколько километров) недеформированными плиоцен-четвертичными вулканическими породами андезитового и андезито-базальтового состава и продуктами их размыва с последующим переотложением. Иногда имеются линзовидные включения мелководных рифовых известняков;
— среднего, состоящего из сильно дислоцированных миоценовых, палеогеновых и, предположительно, меловых зелёнокаменно-измененных, преимущественно основных вулканогенных пород и турбидитов с интрузиями габбро-диорит-плагиогранитного состава;
— нижнего, кристаллического комплекса («меланократового» фундамента океанов), сложенного амфиболитами, зелёными сланцами, серпентинитами, которые рассланцованы, изоклинально смяты и разбиты многочисленными тектоническими нарушениями.
Судя по вещественному составу, все элементы земной коры островных дуг этого типа имеют океаническое происхождение. Дуги обычно представляются как следствие интенсивных зональных дислокаций, сопровождающихся скучиванием нормальной океанической коры с последующим мощным андезитовым и андезито-базальтовым вулканизмом. Это собственно океанические структурные сооружения. Поэтому они называются «молодыми внутриокеаническими островными дугами» (Хайн, 1973), «геосинклинальными поднятиями без гранитно-метаморфических ядер» (Боголепов, Чиков, 1976) и «энсиматическими» дугами или геоантиклиналями (по Л. Дж. Уэллсу).
Островные дуги второго типа называются «зрелыми» дугами (Хайн, 1973), «дугами или геоантиклиналями с гранитно-метаморфическими ядрами» (Боголепов, Чиков, 1976) и «энсиалическими» дугами или геоантиклиналями (по Л. Дж. Уэллсу). К этому типу относятся Японская, Рюкю, Филиппинская, Зондская, Новогвинейская дуги, а также отдельные, обычно фланговые участки некоторых других дуг. В отличие от энсиматических энсиалические дуги тяготеют к внешним, приконтинентным зонам океанических геосинклиналей.
Наиболее изученным представителем энсиалических дуг является Японская островная дуга (Уеда, 1980). Ее центральная часть на о. Хонсю сложена складчатыми толщами рифея, силура, девона, карбона и нижней перми, а несколько севернее, на о. Хоккайдо — толщами верхнего палеозоя и мезозоя суммарной мощностью больше 10–12 км. Весь этот горнопородный комплекс пережил байкальскую, герцинскую и мезозойскую эпохи складчатости, метаморфизма и гранитоидного магматизма. Это обычный антиклинорий — типичная структурная форма коры континентального типа, который продолжает своё развитие и в альпийское время, на что указывает наличие соседних молодых кайнозойских синклинориев Уэпу, Синдзи и др.
На территории о. Хонсю, где развиты древние метаморфические толщи и крупные гранитные массивы, сейсмический разрез земной коры имеет нормальный континентальный вид. Кора имеет общую мощность около 40 км и состоит из «гранитного» и «базальтового» слоев, причём мощность первого слоя более значительна, чем второго. «Гранитный» слой в западном и восточном направлениях, т. е. в сторону Охотского моря и Тихого океана, постепенно выклинивается. Аналогичные разрезы земной коры наблюдаются на крупных островах других «зрелых» островных дуг: на Новой Гвинее, Новой Каледонии, на о-вах Рюкю и Филиппинах, на о-вах Зондского архипелага, на Сахалине, Камчатке, на восточной оконечности Алеутской дуги и др.
Вопрос о происхождении складчатых сооружений энсиалических дуг остаётся пока не решённым. Нам представляется, что оно может быть двояким: в одном случае дуги могут быть зачатками новой континентальной коры, рождающейся за счёт переработки коры океанического типа; в других — обломками некогда существовавших крупных континентальных сооружений, претерпевших переработку («океанизацию») или раздвижение. Важно, что пояса современного вулканизма и молодые структурные формы часто имеют секущее положение по отношению к более древним структурам и не наследуют их. Однако известны случаи и принципиально иных соотношений.
Островные дуги обоих типов являются областями энергичного проявления современного вулканизма преимущественно андезитового состава, реже андезито-базальтового и даже кислого, вплоть до игнимбритов. Очаги магмообразования по данным сейсмологии располагаются на глубинах 50–60 км, т. е. в верхней мантии. Но такое заключение вряд ли можно считать безоговорочным. Образование больших масс кислых магм вне земной коры пока не подтверждается петролого-геохимическими и экспериментальными исследованиями.
Вулканическим островным дугам свойствен высокий тепловой поток — 2–4 мккал/(см2*с), что хорошо коррелируется с высокой интенсивностью вулканизма. Скорости прохождения продольных сейсмических волн через внешнюю мантию под дугами понижены до 7.6–7.7 км/с. Мантия здесь явно разуплотнена и астеносфера по существу непосредственно смыкается с земной корой.
Гравитационное поле островных дуг характеризуется наличием заметных положительных аномалий. Над соседними глубоководными желобами наблюдаются отрицательные аномалии. Следовательно, изостазия коры в их пределах явно нарушена, но если смотреть на эти структуры не по отдельности, а как на единое тектоническое целое, то состояние этого комплекса становится нормальным, изостатически уравновешенным.
Источник
Индийский океан
Индийский океан
Индийский океан — третий по величине океан на Земле (после Тихого и Атлантического). Расположен большей частью в Южном полушарии, между Азией на Севере, Африкой на Западе, Австралией на Востоке и Антарктидой на Юге. Соединяется на Юго-Западе с Атлантическим океаном, на Востоке и Юго-Восток — с Тихим океаном. Площадь Индийского океана с морями 74917 тыс. км², средняя глубина 3897 м, средний объём воды 291945 тыс. км³ (без морей соответственно: 73442,7 тыс. км², 3963 м и 291030 тыс. км³).
Сэкономь на путешествии!
Общая информация
Индийский океан имеет наименьшее количество морей по сравнению с другими океанами. В северной части расположены наиболее крупные моря: средиземные — Красное море и Персидский залив, полузамкнутое Андаманское море и окраинное Аравийское море; в восточной части — Арафурское и Тиморское моря.
Островов сравнительно мало. Наиболее крупные из них материкового происхождения и находятся вблизи берегов: Мадагаскар, Шри Ланка, Сокотра. В открытой части океана встречаются вулканические острова — Маскаренские, Крозе, Принс-Эдуард и др. В тропических широтах на вулканических конусах возвышаются коралловые острова — Мальдивские, Лаккадивские, Чагос, Кокосовые, большинство Андаманских и др.
Берега на С.-З. и Востоке коренные, на С.-В. и Западе преобладают наносные. Береговая линия изрезана слабо, за исключением северной части Индийский океан Здесь расположены почти все моря и крупные заливы (Аденский, Оманский, Бенгальский). В южной части находятся залив Карпентария, Большой Австралийский залив и заливы Спенсер, Сент-Винсент и др.
Вдоль берегов протягивается узкая (до 100 км) материковая отмель (шельф), внешний край которой имеет глубину 50—200 м (лишь у Антарктиды и северо-западной Австралии до 300—500 м). Материковый склон представляет собой крутой (до 10—30°) уступ, местами расчленённый подводными долинами рек Инд, Ганг и др. В северо-восточной части океана расположена Зондская островная дуга и сопряжённый с ней Зондский жёлоб, к которому приурочены максимальные глубины (до 7130 м). Хребтами, горами и валами ложе Индийского океана разделено на ряд котловин, наиболее значительные из которых Аравийская котловина, Западно-Австралийская котловина, Африканско-Антарктическая котловина. Дно этих котловин образуют аккумулятивные и холмистые равнины; первые находятся близ материков в районах с обильным поступлением осадочного материала, вторые — в центральной части океана. Среди многочисленных хребтов ложа прямолинейностью и длиной (около 5000 км) выделяется меридиональный Восточно-Индийский хребет, соединяющийся на Ю. с широтным Западно-Австралийским хребтом; крупные меридиональные хребты протягиваются к Ю. от полуострова Индостан и о. Мадагаскар. Широко представлены на ложе океана вулканы (г. Бардина, г. Щербакова, г. Лена и др.), которые местами образуют крупные массивы (к С. от Мадагаскара) и цепи (к В. от Кокосовых островов). Срединно-океанические хребты — горная система, состоящая из трёх ветвей, расходящихся из центральной части океана на С. (Аравийско-Индийский хребет), Ю.-З. (Западно-Индийский и Африканско-Антарктический хребты) и Ю.-В. (Центральноиндийский хребет и Австрало-Антарктическое поднятие). Эта система имеет ширину 400—800 км, высоту 2—3 км и наиболее расчленена осевой (рифтовой) зоной с глубокими долинами и окаймляющими их рифтовыми горами; характерны поперечные разломы, вдоль которых отмечаются горизонтальные смещения дна до 400 км. Австрало-Антарктическое поднятие, в отличие от срединных хребтов, представляет собой более пологий вал высотой 1 км и шириной до 1500 км.
Донные осадки Индийского океана имеют наибольшую мощность (до 3—4 км) у подножия материковых склонов; в середине океана — малую (около 100 м) мощность и в местах распространения расчленённого рельефа — прерывистое распространение. Наиболее широко представлены фораминиферовые (на материковых склонах, хребтах и на дне большинства котловин на глубине до 4700 м), диатомовые (южнее 50° ю. ш.), радиоляриевые (близ экватора) и коралловые осадки. Полигенные осадки — красные глубоководные глины — распространены южнее экватора на глубине 4,5—6 км и более. Терригенные осадки — у берегов материков. Хемогенные осадки представлены главным образом железо-марганцевыми конкрециями, а рифтогенные — продуктами разрушения глубинных пород. Выходы коренных пород наиболее часто встречаются на материковых склонах (осадочные и метаморфические породы), горах (базальты) и срединно-океанических хребтах, где, помимо базальтов, обнаружены серпентиниты, перидотиты, представляющие малоизменённое вещество верхней мантии Земли.
Для Индийского океана характерно преобладание стабильных тектонических структур как на ложе (талассократоны), так и по периферии (материковые платформы); активные развивающиеся структуры — современные геосинклинали (Зондская дуга) и георифтогенали (срединно-океанический хребет) — занимают меньшие площади и находят продолжение в соответствующих структурах Индокитая и рифтах Восточной Африки. Эти основные макроструктуры, резко отличающиеся по морфологии, строению земной коры, сейсмической активности, вулканизму, подразделяются на более мелкие структуры: плиты, обычно соответствующие дну океанических котловин, глыбовые хребты, вулканические хребты, местами увенчанные коралловыми островами и банками (Чагос, Мальдивские и др.), желоба-разломы (Чагос, Оби и др.), часто приуроченные к подножию глыбовых хребтов (Восточно-Индийскому, Западно-Австралийскому, Мальдивскому и др.), зоны разломов, тектонические уступы. Среди структур ложа Индийского океана особое место (по наличию материковых пород — гранитов Сейшельских островов и материковому типу земной коры) занимает северная часть Маскаренского хребта — структура, являющаяся, по-видимому, частью древнего материка Гондваны.
Полезные ископаемые: на шельфах — нефть и газ (особенно Персидский залив ), монацитовые пески (прибрежный район Юго-Западной Индии) и др.; в рифтовых зонах — руды хрома, железа, марганца, меди и др.; на ложе — огромные скопления железо-марганцевых конкреций.
Климат северной части Индийский океана муссонный; летом, когда над Азией развивается область пониженного давления, здесь господствуют юго-западные потоки экваториального воздуха, зимой — северо-восточные потоки тропического воздуха. Южнее 8—10° ю. ш. атмосферная циркуляция отличается гораздо большим постоянством; здесь в тропических (летом и в субтропических) широтах господствуют устойчивые юго-восточные пассатные ветры, а в умеренных широтах — перемещающиеся с Запада на Восток внетропические циклоны. В тропических широтах в западной части летом и осенью бывают ураганы. Средняя температура воздуха в северной части океана летом составляет 25—27 °С, у берегов Африки — до 23 °С. В южной части она понижается летом до 20—25 °С на 30° ю. ш., до 5—6 °С на 50° ю. ш. и ниже 0 °С южнее 60° ю. ш. Зимой температура воздуха изменяется от 27,5 °С у экватора до 20 °С в северной части, до 15 °С на 30° ю. ш., до 0—5 °С на 50° ю. ш. и ниже 0 °С южнее 55—60° ю. ш. При этом в южных субтропических широтах круглый год температура на Западе под влиянием тёплого Мадагаскарского течения на 3—6 °С выше, чем на Востоке, где существует холодное Западно-Австралийское течение. Облачность в муссонной северной части Индийского океана зимой 10—30%, летом до 60—70%. Летом здесь наблюдается и наибольшее количество осадков. Средняя годовая сумма осадков на В. Аравийского моря и Бенгальского залива более 3000 мм, у экватора 2000—3000 мм, на Западе Аравийского моря до 100 мм. В южной части океана средняя годовая облачность 40—50%, южнее 40° ю. ш. — до 80%. Среднее годовое количество осадков в субтропиках 500 мм на В., 1000 мм на З., в умеренных широтах более 1000 мм, у Антарктиды понижается до 250 мм.
Циркуляция поверхностных вод в северной части Индийского океана имеет муссонный характер: летом — северо-восточное и восточное течения, зимой — юго-западное и западное течения. В зимние месяцы между 3° и 8° ю. ш. развивается Межпассатное (экваториальное) противотечение. В южной части Индийского океана циркуляция вод образует антициклональный круговорот, который формируется из тёплых течений — Южного Пассатного на С., Мадагаскарского и Игольного на Западе и холодных — течения Западных Ветров на Юге и Западно-Австралийского на Востоке Южнее 55° ю. ш. развиваются несколько слабых циклональных круговоротов вод, у берегов Антарктиды замыкающихся восточным течением.
В тепловом балансе преобладает положительная составляющая: между 10° и 20° с. ш. 3,7—6,5 Гдж/(м2×год) [88—156 ккал/(см2×год)]; между 0° и 10° ю. ш. 1,0—1,8 Гдж/(м2×год) [25—43 ккал/(см2×год)]; между 30° и 40° ю. ш. — 0,67—0,38 Гдж/(м2×год) [от — 16 до 9 ккал/(см2×год)]; между 40° и 50° ю. ш. 2,34—3,3 Гдж/(м2×год) [56—80 ккал/(см2×год)]; южнее 50° ю. ш. от —1,0 до —3,6 Гдж/(м2×год) [от —24 до —86 ккал/(см2×год)]. В расходной части теплового баланса севернее 50° ю. ш. основная роль принадлежит затрате тепла на испарение, а южнее 50° ю. ш. — теплообмену океана с атмосферой.
Температура воды на поверхности достигает максимума (более 29 °С) в мае в северной части океана. Летом Северного полушария она составляет здесь 27—28 °С и только у берегов Африки уменьшается до 22—23 °С под влиянием выхода на поверхность холодных вод с глубин. У экватора температура равна 26—28 °С и уменьшается до 16—20 °С на 30° ю. ш., до 3—5 °С на 50° ю. ш. и ниже —1 °С южнее 55° ю. ш. Зимой Северного полушария температура на С. равна 23—25 °С, на экваторе 28 °С, на 30° ю. ш. 21—25 °С, на 50° ю. ш. от 5 до 9 °С, южнее 60° ю. ш. температуры отрицательны. В субтропических широтах круглый год на Западе температура воды на 3—5 °С выше, чем на Востоке.
Солёность воды зависит от водного баланса, который складывается в среднем для поверхности Индийского океана из испарения (—1380 мм/год), осадков (1000 мм/год) и материкового стока (70 см/год). Основной сток пресной воды дают реки Южной Азии (Ганг, Брахмапутра и др.) и Африки (Замбези, Лимпопо). Наибольшая солёность отмечается в Персидском заливе (37—39‰), в Красном море (41‰) и в Аравийском море (более 36,5‰). В Бенгальском заливе и Андаманском море она уменьшается до 32,0—33,0‰, в южных тропиках — до 34,0—34,5‰. В южных субтропических широтах солёность превышает 35,5‰ (максимум 36,5‰ летом, 36,0‰ зимой), а южнее 40° ю. ш. понижается до 33,0—34,3‰. Наибольшая плотность воды (1027) наблюдается в антарктических широтах, наименьшая (1018, 1022) — в северо-восточной части океана и в Бенгальском заливе. В северо-западной части Индийского океана плотность воды составляет 1024—1024,5. Содержание кислорода в поверхностном слое воды увеличивается от 4,5 мл/л в северной части Индийского океана до 7—8 мл/л южнее 50° ю. ш. На глубинах 200—400 м содержание кислорода по абсолютной величине значительно меньше и изменяется от 0,21—0,76 на С. до 2—4 мл/л на Юге, на больших глубинах вновь постепенно увеличивается и в придонном слое составляет 4,03—4,68 мл/л. Цвет воды преимущественно синий, в антарктических широтах голубой, местами с зеленоватыми оттенками.
Приливы в Индийском океане, как правило, невелики (у берегов открытого океана и на островах от 0,5 до 1,6 м), лишь в вершинах некоторых заливов они достигают 5—7 м; в Камбейском заливе 11,9 м. Приливы имеют преимущественно полусуточный характер.
Льды образуются в высоких широтах и выносятся ветрами и течениями вместе с айсбергами в северном направлении (до 55° ю. ш. в августе и до 65—68° ю. ш. в феврале).
Глубинная циркуляция и вертикальная структура Индийского океана формируются водами, погружающимися в субтропических (подповерхностные воды) и антарктических (промежуточные воды) зонах схождения и вдоль материкового склона Антарктиды (придонные воды), а также поступающими из Красного моря и Атлантического океана (глубинные воды). Подповерхностные воды имеют на глубине от 100—150 м до 400—500 м температуру 10—18°C, солёность 35,0—35,7‰, промежуточные воды занимают глубину от 400—500 м до 1000—1500 м, имеют температуру от 4 до 10°C, солёность 34,2—34,6‰; глубинные воды на глубине от 1000—1500 м до 3500 м имеют температуру от 1,6 до 2,8°С, солёность 34,68—34,78‰; придонные воды ниже 3500 м имеют на Юге температуру от —0,07 до —0,24°С, солёность 34,67—34,69‰, на С. — около 0,5°С и 34,69—34,77‰ соответственно.
Растительный и животный мир
Вся акватория Индийского океана лежит в пределах тропического и южного умеренного поясов. Для мелководий тропического пояса характерны многочисленные 6- и 8-лучевые кораллы, гидрокораллы, способные вместе с известковыми красными водорослями создавать острова и атоллы. Среди мощных коралловых построек обитает богатейшая фауна различных беспозвоночных (губки, черви, крабы, моллюски, морские ежи, офиуры и морские звёзды), небольшие, но ярко окрашенные коралловые рыбы. Большая часть побережий занята мангровыми зарослями, в которых выделяется илистый прыгун — рыба, способная длительное время существовать в воздушной среде. Фауна и флора обсыхающих в отлив пляжей и скал количественно обеднена в результате угнетающего действия солнечных лучей. В умеренном поясе жизнь на таких участках побережий представлена намного богаче; здесь развиваются густые заросли красных и бурых водорослей (ламинарии, фукусы, достигающие огромных размеров макроцистис), обильны разнообразные беспозвоночные. Для открытых пространств Индийского океана, особенно для поверхностного слоя толщи воды (до 100м), также характерна богатая флора. Из одноклеточных планктонных водорослей преобладают несколько видов перединиевых и диатомовых водорослей, а в Аравийском море — синезелёные водоросли, часто вызывающие при массовом развитии так называемое цветение воды.
Основную массу животных океана составляют рачки-копеподы (более 100 видов), затем следуют крылоногие моллюски, медузы, сифонофоры и др. беспозвоночные животные. Из одноклеточных характерны радиолярии; многочисленны кальмары. Из рыб наиболее обильны несколько видов летучих рыб, светящиеся анчоусы — миктофиды, корифены, крупные и мелкие тунцы, рыбы-парусники и разнообразные акулы, ядовитые морские змеи. Распространены морские черепахи и крупные морские млекопитающие (дюгони, зубастые и беззубые киты, ластоногие). Среди птиц наиболее характерны альбатросы и фрегаты, а также несколько видов пингвинов, населяющих побережья Южной Африки, Антарктиды и острова, лежащие в умеренном поясе океана.
Источник