Текст книги "Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе"

Автор книги: Джон Куллини

сообщить о нарушении

Текущая страница: 16 (всего у книги 29 страниц)

Тихоокеанское побережье

I. Круговорот камня

Тихоокеанское побережье Северной Америки производит иллюзорное впечатление незыблемости. Для того, кто знаком с плоскими, песчаными побережьями Атлантики и Мексиканского залива, пейзаж Торри-Пайнз, Биг-Сур, Пуэнт-Рейе и других мест, расположенных дальше на север от них, кажется громоздким. Начинаясь у широких берегов, округлые холмы большими волнами простираются в глубь материка. Массивные утесы примостились рядом с праматерью океанов. Только осыпи гальки, скатившейся с вершин холмов, да остроконечные верхушки скал, кое-где виднеющиеся над прибрежными волнами, нарушают у исследователя этих зелено-золотистых берегов ощущение бесконечного покоя, царящего вокруг.

Такая картина типична для многих районов береговой линии Калифорнии. К северу, по направлению к штату Орегон, берег постепенно становится все более крутым и внушающим почтение. Отличительная черта здешней береговой местности – действительно впечатляющие горные цепи, большую часть года увенчанные снегом, как, например, на полуострове Олимпик в штате Вашингтон. Начиная с Пьюджет-Саунд и далее на север встречаются большие затопленные горные долины, образующие глубокие морские бухты и узкие проходы к материку, напоминающие фиорды. Есть места, где лесистые склоны и горные реки круто спускаются к открытому побережью, а есть и такие, где можно поставить палатку в пятидесяти ярдах над приливной отметкой и слушать хор весенних лягушек на фоне гула прибоя.

Дно, скрытое под поверхностью волнующегося Тихого океана, столь же разнообразно и эффектно, как и суша. Расположенные на прибрежной части континентального шельфа холмы и равнины, утесы и рифы, пространства, усеянные скальными породами и песком, образуют мелководное морское ложе, совершенно не похожее на огромную песчаную равнину, которая простирается, почти не прерываясь, от Новой Англии до Техаса. Вдоль Тихоокеанского побережья многочисленные подводные каньоны врезаются в прибрежную окраину континента. Лучше всех известны каньоны в водах южной части Калифорнии. Они названы по географическим пунктам, расположенным у их начала: каньоны Хуенеме, Мугу, Редондо, Ньюпорт. Иногда, как, например, каньон Ла-Холья, они начинаются в нескольких сотнях метров от берега и круто уходят вниз, к глубинам континентального склона.

Детальные исследования нескольких каньонов у берегов Южной Калифорнии показали, что они ведут к глубоким чашеобразным бассейнам, лежащим на удалении от берага. Мутьевые потоки, несущие песок и гравий, животных, обитающих у берега, например моллюсков, обрывки ламинарий, а также пивные банки и другие разнообразные предметы, низвергаются в каньоны, а оттуда на дно бассейнов.

Глубокие бассейны, также получившие свои названия по противолежащим населенным пунктам (Санта-Барбара, Санта-Моника, Санта-Ката-лина, Сан-Педро), в течение долгого времени заполнялись осадками. Обычно их глубина составляет 500 – 1500 метров. Из-за того3 что в бассейнах есть впадины и воронки, океанские течения в основном проходят над ними и придонные слои воды застаиваются. В течение многих лет (точнее, десятилетий) в самой глубокой части бассейна Санта-Барбара концентрация кислорода может оставаться близкой к нулю. Это обстоятельство эффективно уничтожает здесь всякую жизнь. Известно, что некоторые неосмотрительные косяки рыб входят в слои воды, лишенные кислорода, и погибают всей массой, так же как и те несчастные существа, которые попадают в бассейны вместе с мутьевыми потоками, мчащимися сверху. В то же самое время естественный недостаток кислорода способствует накоплению ценных для науки данных.

Большая часть отложений поступает в бассейны не с мутьевыми потоками, а падает непрерывным легким дождем из толщи вод. Даже в Южной Калифорнии есть достаточная разница между временами года – определяемая зимними штормами и летними штилями, – для того чтобы характер отложений, опускающихся в Санта-Барбара и другие бассейны, менялся в течение года.

Актиния

Зимние осадки состоят из более грубого материала; к лету большая его часть оседает, а очень мелкие частички, с высоким содержанием органических веществ, еще продолжают медленно опускаться вниз. Таким образом, в глубине анаэробного бассейна, где никакие роющие животные вроде червей и моллюсков не нарушают поверхности дна, годовой цикл образования отложений можно проследить по переходу от осадков грубой структуры к осадкам с мелкозернистой структурой, которые имеют вид тонких прослоек. Регулярно чередующиеся слои, каждый из которых соответствует одному году, изучаются учеными, и этот илистый архив дна содержит сведения о промежутке времени, превышающем столетие. В осадочных отложениях, в некоторых случаях с точностью до года, можно найти свидетельства о времени поступления в морскую среду ДДТ, ПХБ и металлов.

Наряду с каньонами и бассейнами заметной особенностью круто уходящей вниз западной окраины континента являются подводные морские горы. Обычно они стоят обособленно друг от друга и по форме похожи на вулканы. Они, однако, совсем не такие, какими их представляет себе большинство людей. В тех случаях, когда высота гор достигает более 500 метров, крутизна их склонов обычно не превышает 20–30°. На дне моря, никогда не подвергавшемся мощному эрозионному воздействию ледников, не может быть пиков, как у горы в Маттерхорн; такое бывает только в художественных произведениях.

Чрезвычайно изменчивый и складчатый характер дна в водах Тихоокеанского побережья и близость глубоких районов океана к суше заставили некоторых ученых отказаться от термина «континентальный шельф» и назвать подводный участок этого региона континентальным бордерлендом (пограничная территория). Циклопические черты здешнего подводного ландшафта – каньоны, бассейны, морские горы, – кажется, соответствуют традиционному представлению о духовном складе людей западного мира. Точно определенное, давно установленное деление на зоны Атлантической окраины континента – шельф, склон, подъем – действительно представляется здесь неуместным, ибо Тихоокеанское побережье по всем признакам продолжает оставаться неспокойной, неустановившейся границей между сушей и морем.

Более того, было бы совершенно неправильно приписывать этой скалистой местности древнее происхождение и неизменность. Состояние дремоты, в котором пребывает этот золотой берег, иногда прерывается сильными судорогами. Периодически в масштабе одной человеческой жизни и непрерывно в масштабе геологических эпох, землетрясения напоминают о том, что в течение длительного времени на этой стороне континента происходит непрекращающееся сложное движение пластов Земли. Вдоль Тихоокеанского побережья в результате горообразовательных процессов сформировались самые молодые геологические структуры в Северной Америке. Здесь, под скрытыми и перепутанными поверхностными слоями осадочных пород и толщей морской воды находится место соприкосновения двух величайших плит земной коры. Движения этих плит вызывают появление холмов, утесов, гальки, гор, фиордов, бассейнов, вулканов и землетрясений.

То, о чем будет говориться ниже, не имеет целью дать полное изложение теории тектоники плит. В элементарных учебниках геологии и научно-популярных источниках вроде книги Н. Калдера «Беспокойная Земля» этот вопрос рассматривается достаточно серьезно. Здесь же будет дано общее представление о прошлом, настоящем и будущем Тихоокеанского побережья.

Подобно неправильной формы щиткам пресмыкающихся, пласты коры образуют прочную шкуру планеты Земля. Широкие плиты простираются под бассейнами океанов и подстилают целиком все континенты. Теперь известно, что существуют также очень небольшие плиты; точнее их было бы назвать фрагментами. Самая же удивительная и существенная особенность всех плит – это то, что они находятся в движении.

Плиту уместно уподобить эскалатору, который медленно движется по горизонтали, от одного места к другому. По-видимому, силой, приводящей в движение плиту-эскалатор, является тепло, поднимающееся из глубин Земли. Тепло это заставляет твердые породы плавиться и бурлить под тонкой оболочкой планеты.

Даже твердый камень, если его разогреть и приложить к нему силу, приобретет текучесть. Инженеры называют такое пластическое движение крипом – ползучестью. Неудивительно, что оно осуществляется очень медленно, но при постоянном действии тепла и давления это движение обладает непреодолимой силой.

В местах, где плиты начинают ползти, в земной коре образуется трещина, или рифт. Величайшие рифтовые системы рассекают морское ложе, образуя охватывающую вею Землю сеть протяженностью 40 тысяч километров. Когда снизу поднимается лава, к примыкающим друг к другу плитам в рифтовой зоне добавляется новый материал. Поступая почти непрерывно, он заставляет лежащие рядом плиты расходиться, а в это время по обе стороны рифта медленно, рывками поднимаются параллельные цепи гор.

Теперь ученые научились слушать, как движутся плиты. Сейсмометр, прибор, фиксирующий очень низкочастотные колебания, был опущен на дно океана около Срединно-Атлантического хребта. Он записал звуки, напоминающие хруст и грохот камнедробилки. Звуки эти, длинные и растянутые, недоступны слуху человека и лежат вне его опыта, но когда скорость воспроизведения записи увеличили в тридцать раз, то, как сообщили слушатели, они напомнили им,»шум в переполненном кегельбане». Шумы такого рода звучали минут десять – пятнадцать, после чего наступали часы глубокого молчания.

Западная окраина континента от залива Пьюджет-Саунд до Калифорнийского залива

Когда плита движется под океаном, она уносит с собой отложения, подводные горы, острова, все, что попадается ей на пути. Этот процесс получил название расширения океанического дна. На суше разломы в течение миллионов лет могут оставаться скрытыми под отложениями, реками или дном больших озер, которые постепенно образуются в расширяющихся долинах. Со временем, однако, трещина получит выход к морю, и начнется новая фаза дрейфа континентов.

Так как плиты находятся в тесном контакте друг с другом по всей Земле, движение одной плиты заставляет потесниться другую, и так далее; наиболее слабые места лежат вблизи краев континентов. Там, где океаническая плита движется по направлению к плите, несущей на себе большую массу континентальной коры, океаническая плита вынуждена погрузиться под континентальную. В таких местах под воздействием невообразимой силы трения материал коры уничтожается теплом, дробится и подвергается трансформации. Этот процесс постепенного погружения (субдукции) является одним из главных преобразователей Земли. Особенно ему обязан нынешний скалистый пейзаж Тихоокеанского побережья.

Расположение главных бассейнов, мест сброса сточных вод и естественных истечений нефти у побережья Южной Калифорнии

В течение длительного периода времени, начиная с юры, геологическая эволюция западного побережья Северной Америки шла нерешительно, как бы временно, только для пробы. Некоторые геологические особенности в зоне раздела океан – континент производят впечатление, как будто некие капризные боги уже не одну эру ведут грандиозную игру с плитами коры причем один играет за континентальную плиту, другой – за океаническую.' Даже основные правила игры, определяющие движение плит, резко изменились. А может быть, все дело в том, что участники игры не спешат сделать очередной ход.

85 – 150 миллионов лет тому назад у побережья океана, находившегося на месте Тихого, поднялись горы Сьерра-Невада. Ложе этого океана простиралось от древнего действующего океанического разлома прямо по направлению к прото-Калифорнии. Погружение океанического ложа под западный край континента играло большую роль в процессах горообразования. Некогда Сьерра была гораздо выше, чем теперь. Многочисленные действующие вулканы извергали лаву и затмевали небо пеплом над всей цепью этих гор.

Согласно одной из теорий эволюции Тихоокеанского побережья, ложе океана и покрывавшая его кора, которые медленно и непреодолимо, размывая все на своем пути, опускались под континентальную плиту, на глубине нескольких километров раскалялись до чрезвычайно высоких температур. Массы расплавленного камня, или магмы, просачивались наверх через изломы или слабые зоны в покрывавшей их континентальной горной породе. Эта магма была творцом вулканов Сьерры, и ливни пепла и реки лавы должно быть, нередко добирались до побережья Калифорнии; оно было более узкое, чем теперь, и лежало у самого подножия Сьерры.

Другие геологи начинают считать, что Тихоокеанский край континента разрастался на запад благодаря аккреции, или наносам земли, либо постепенному присоединению цепочек островов, получивших название островных дуг, которые возникли, возможно, на расстоянии сотен или даже тысяч километров от края континента. Островные дуги создаются в результате вулканической деятельности в месте схождения двух океанических плит. Этот процесс аналогичен тому, который стимулирует вулканические явления вдоль окраины континента. Так как плиты движутся, островные дуги могут быть увлечены и включены в континентальные массы. Возможно, что основание самих гор Сьерра когда-то было островной дугой, которая позднее вошла в состав Северной Америки.

Такие древние островные дуги сильно эродированы или замаскированы покровом отложений и более поздних вздыманий коры, но хитроумные ключи к их разгадке остались. Одним из них является присутствие сульфидных руд ряда металлов, в том числе и благородных: меди, золота, серебра, цинка и свинца. Крупные чистые залежи богатой руды характерны для современных островных дуг. Открытие вытянутых вдоль континента поясов таких залежей привело к тому, что теоретики, изучающие тектонические плиты, стали работать вместе с геологами-практиками.

Когда-то, вероятно несколько десятков миллионов лет назад, направление, в котором шло расширение морского дна, изменилось и стало северовосточным. Никто не знает, сколько времени продолжалось это великое, все перемалывающее движение на восток. Когда Тихоокеанская плита перестала наконец подталкивать прото-Калифорнию, на дне океана напротив нынешних городов Сан-Диего, Лос-Анджелеса и Санта-Барбары остались глубокие впадины, или грабены. Они постепенно заполнялись осадками и органическими веществами и превратились в нефтеносные бассейны.

Затем Тихоокеанская плита стала подвигаться на север. Это изменение направления, возможно, совпало с соответствующим сдвигом, происходившим в центре раздвигания. А может быть, оно было вызвано чрезвычайным усилением деятельности земной. коры вдоль рифта, известного как Восточно-Тихоокеанское поднятие. Теперь субдукция происходила вдоль огромной впадины в морском дне северной части Тихого океана, которая потом будет названа Алеутской впадиной.

Лобовые столкновения Тихоокеанской и Североамериканской плит прекратились; теперь они терлись боками на протяжении тысяч километров. Вместо того чтобы двигаться относительно спокойно по слегка изгибающейся поверхности Земли, обе гигантские плиты изменили свое поведение; началось то, что лучше всего определяется термином «сбросовая деятельность». Нередко бывало, что их края сцеплялись друг с другом. Проходили десятилетия, но те силы, которые передвигали плиты в течение сотен миллионов лет, не прекращали своей работы. В конце концов, столетие-два спустя, напряжение становилось слишком большим. Зона сцепления, шириной, возможно, в несколько километров, не выдерживала, разражаясь сильным землетрясением, и плиты начинали скользить в двух или трех метрах друг от друга, наверстывая упущенное за все годы покоя. Громыхающие удары следовали один за другим, пока, через несколько недель или месяцев, края плит не занимали новое положение глубоко в недрах Земли.

Подобно крохотным айсбергам между двух огромных ледяных полей, застряли в давке вдоль Тихоокеанского побережья небольшие плиты коры, названные по местности, против которой они находятся (например, Фарал-лон-Плейт, Хуан-де-Фука Плейт). Эти мини-плиты, возможно, откололись от более крупных и, вероятно, недолговечны. Хуан-де-Фука Плейт теперь, по-видимому, ведет натиск на остров Ванкувер и, вероятно, через несколько миллионов лет исчезнет. Ее смерть в буквальном смысле потрясет Землю и, может быть, будет отмечена рождением одного-двух новых вулканов.

Словно для того, чтобы усложнить эту геологическую головоломку, активная рифтовая зона Восточно-Тихоокеанского поднятия вторглась в Северную Америку. Около 4 миллионов лет назад этот рифт, начинавшийся в районе экватора, изогнулся на север под районом, где ныне находится Калифорнийский залив. Залив теперь очень быстро расширяется, на шесть сантиметров в год. В то же самое время, вследствие того, что Тихоокеанская плита движется на север, Калифорнийский полуостров, лежащий на этой плите, укорачивается в направлении с юга на север. Дело кончится тем, что он передвинется к северу от границы США, Тихуана достигнет широты Сан-Франциско, а некоторые части этого прекрасного города после каждого нового сильного землетрясения будут совершать короткие прыжки и в конце концов перенесутся далеко на север.

В последнее время геологи склоняются к мнению, что активная рифтовая зона, начинающаяся под Калифорнийским заливом и продолжающаяся под штатом Калифорния, распространяется дальше к северу; по-видимому, она уже достигла долины Империал. Пробурив отложения, геологи измерили температуру тепловых потоков в слоях породы подо дном долины. Эти измерения вместе с другими исследованиями, проведенными на молодых риолитических куполах вулканического происхождения у озера Солтон-Си, подтверждают теорию распространения рифтовой зоны на север. Через несколько миллионов лет воды Калифорнийского залива, возможно, будут плескаться там, где сейчас расположены Индио и Палм-Спрингс.

Господствующая ныне модель дрейфа континентов лучше всего подтверждается существованием большого разлома Сан-Андреас в прибрежной части Калифорнии. Все, что находится к западу от этого разлома, лежит на Тихоокеанской плите; суша к востоку от него покоится на Североамериканской плите. Но, по мнению некоторых геологов, чрезвычайно сложные движения коры в Южной Калифорнии приводят к тому, что все новые и новые куски Северной Америки нагромождаются на Тихоокеанскую плиту. Им, вместе с остальным Тихоокеанским побережьем и подводными континентальными бордерлендами, как видно, еще долго суждено пробивать себе дорогу на север, сокрушая все на своем пути.

Лишь сравнительно недавно люди начали понимать, что движение суши и морского дна вдоль разломов сметет с лица земли города, ядерные реакторы, нефтеочистительные заводы и трубопроводы. Все это будет очень медленно уноситься прочь. Заглядывая в далекое будущее, один известный ученый-геолог предсказывает, что через 50 миллионов лет последние стойкие остатки нефтяных вышек, электростанций, Лос-Анджелеса, Санта-Барбары и, возможно, Сан-Франциско медленно низвергнутся к страшные глубины Алеутской впадины.

Если тень Джона Мюира продолжает наблюдать за величественными проявлениями сил природы на Тихоокеанской окраине Северной Америки, можно быть уверенным, что окончательная судьба прибрежной зоны Калифорнии будет угадана правильно. Во время большого землетрясения в Индио в 1872 году Мюир, пытаясь успокоить своих встревоженных соседей, шутя говорил, что дно Йосемитской долины собирается провалиться. «Выше голову; улыбнитесь и похлопайте в ладоши, ведь это Мать-Земля посадила нас к себе на колени, чтобы покачать нас и сделать нас хорошими», – сказал он.

Сам Мюир не верил в существовавшую тогда теорию об углублении долины в результате катаклизма. Но его неуместная веселость не нашла отклика у соседей. Тогда Мюир перешел на более серьезный тон и заключил так: «Во всяком случае… к таким величественным похоронам нельзя относиться с пренебрежением».

По-видимому, через 50 миллионов лет с небольшим, считая от сегодняшнего дня, Мать-Земля будет с грандиозным размахом хоронить западное побережье Соединенных Штатов и все, что на нем сконцентрировано. Но, как в большинстве легенд о выдающихся событиях, конец никогда не бывает таким, каким он представляется. По-прежнему будут возникать и обновляться залежи руды и легкие стратосферные ветры будут разносить над всей Землей вулканическую пыль. Можно предсказать, что плиты коры по-прежнему будут ползти и сталкиваться, хотя небольшие, возможно, исчезнут или их заменят другие. Земной шар по-прежнему будет вертеться, хотя и чуть-чуть медленнее из-за гравитационного влияния луны. Синие и белые пятна вод планеты по-прежнему будут резко выделяться на фоне опустевшей земли. Только один вопрос остается совершенно без ответа: кто или что сможет узнать обо всем этом?