Текст книги "Морское дно"
Автор книги: Всеволод Зенкович
сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 3 страниц)
профессор Всеволод Павлович Зенкович,
доктор географических наук
Морское дно
Введение
О морском дне можно рассказать много интересного.
Солнечный свет проникает в воду очень слабо и уже на 200-метровой глубине царит полная темнота.
С глубиной резко возрастает наружное давление – через каждые 10 метров на одну атмосферу; на 10-километровой глубине оно равно 1000 атмосфер!
Обычные термометры на глубине в 3–5 километров расплющиваются, превращаясь в стеклянную пыль. Но термометры, защищённые от давления, показывают, что на большой глубине в море круглый год держится одинаковая температура – один-два градуса тепла.
В этих суровых условиях – в полном мраке, холоде и при огромном давлении – обитают разнообразные существа – морские животные и рыбы. Многие из них имеют непропорционально большие глаза и зубы; такие рыбы, снабжённые светящимися органами, похожи на маленьких сказочных драконов.
На дне моря происходят необычные для суши процессы – создаются особые минералы и горные породы; здесь накапливается «пыль» из межпланетных пространств.
Сведения о морских глубинах добыты человеком ценой очень больших усилий. Десятилетиями учёные и инженеры создавали различные сложные приборы, чтобы с их помощью проникать на большую глубину. Специально оборудованные и богато оснащённые корабли разных государств отправлялись в далёкие плавания для изучения океана и его дна.
Многое в этой области сделано учёными нашей страны. Они составили очень точные карты морского дна на больших пространствах, открыли неизвестные ранее подводные хребты. Совсем недавно нашими учёными открыта одна из самых глубоких впадин мирового океана – около Курильских островов. Глубина её – 10 382 метра. Кроме того, советские учёные установили два своеобразных «мировых рекорда»: они сумели извлечь морских животных с десятикилометровой глубины, а также добыли с больших глубин «столбик» морского грунта высотой более 30 метров.
На первый взгляд кажется, что изучение морского дна не имеет какого-либо практического значения. Правда, для кораблевождения нужна карта, на которой нанесены все мели и рифы[1]1
Рифы – подводные (или слабо выдающиеся над поверхностью воды) скалы.
[Закрыть], указаны глубины вблизи берегов и характер грунта якорных стоянок. Но эти глубины сравнительно невелики, они обычно не превышают 200 метров. Зачем же нужно изучать морское дно на больших глубинах?
Чтобы понять строение суши, нужно знать морское дно
Более всего заинтересованы в изучении морского дна геологи.
Казалось бы, геология, изучающая строение и состав земной коры, – наука «сухопутная». Так оно и было в течение продолжительного времени. Но затем, когда геологи стали шаг за шагом воссоздавать историю развития земной коры, им пришлось всё больше внимания уделять морю. Дело в том, что за многие миллионы лет истории нашей планеты почти вся поверхность современной суши неоднократно заливалась морскими водами. Когда отдельные участки суши опускались, море заливало их, а когда поднимались – снова уходило. Море оставило на земле разнообразные отложения – илы, пески, известняки вместе с остатками животных, обитавших когда-то в море. Толщина слоёв морских осадков измеряется сотнями метров и километрами.
Изучая такие слои, учёные смогли узнать многое из истории жизни на Земле.
По древним морским отложениям геологи сумели прочитать историю развития и самой земной коры. Так удалось с большой точностью определить, где и когда опускалась и поднималась земная кора.
Дело в том, что непосредственно измерить движение земной коры не всегда удаётся, так как оно происходит очень медленно. Для таких измерений требуются десятки лет. Поневоле приходится прибегать к косвенным методам измерения. Одним из этих методов и является исследование морских отложений, которые служат своеобразной летописью жизни земной коры.
В морских отложениях отражаются и такие явления, как изменения климата, растительности, деятельность вулканов и т. д.
В различных морских отложениях содержится много полезных ископаемых – нефть, уголь, бокситы, фосфориты, горючие сланцы и др.
Чтобы поиски полезных ископаемых были успешны, нужно знать, в каких условиях эти ископаемые образуются, как они связаны с древними морями, когда они образовались. Для этого необходимо исследовать, что делается на дне современных морей и океанов.
Учёные должны изучить рельеф морского дна: есть ли на нём горы и долины, как связаны они с горными цепями суши.
Кроме того, геологов интересует, какие отложения образуются на морском дне в настоящее время, как они связаны с глубинами, с расстоянием от берега, с физическими свойствами морской воды и общими географическими условиями.
Известно, что на суше горные породы разрушаются в результате смены температур, под влиянием ветра и в особенности от действия текущей воды. Вода промывает в горах глубокие долины, ущелья, образует высокие гребни, крутые откосы и скалы.
В глубинах океанов температура практически неизменна, там нет обычного выветривания и почти нет движения воды. В таких условиях горы сохраняются в том виде, в каком они образовались в процессе движений земной коры. Это – плавные валы высотой в несколько километров и шириной в десятки, а то и сотни километров.
Изучение подводных гор помогает геологам воссоздавать историю горных образований на суше.
Вы видите, насколько большой интерес представляет изучение морского дна.
Как изучали морское дно
Можно ли нарисовать общую картину рельефа морского дна, картину, которую нельзя увидеть? Правда, сейчас мы уже можем фотографировать и наблюдать через подводный телевизор морское дно на значительных глубинах, но при этом мы охватываем только очень маленькие участки, которые освещены электролампой, соединённой с прибором. Полную картину рельефа можно создать только путём измерения очень большого количества глубин и притом так, чтобы каждое место, где получена глубина, было точно нанесено на карту.
Кроме того, нужно знать строение дна. Непосредственный метод для этого – получение пробы грунта и не только с поверхности дна.
С незапамятных времён глубину моря измеряли длинным шестом или верёвкой (тросом) со свинцовым грузом на конце. Так был создан первый лот – прибор для измерения морских глубин (рис. 1). В донышке груза делается ямка, смазанная салом. Когда груз касается дна, ямку заполняет донный грунт, и образец его поднимают на поверхность.
Рис 1. Свинцовый лот для малых глубин.
Лотом очень просто измерить сравнительно небольшую глубину, до 100–200 метров. При больших глубинах измерение сильно затрудняется.
До середины XIX века исследователи опускали лот на тросе из растительного волокна. Такой трос довольно тяжёл и непрочен. Выпустив с борта 2–3 километра троса, мы уже не сможем вытащить его обратно – он лопнет от собственного веса. Но и на меньших глубинах точное измерение глубины довольно затруднительно. Обычный вес свинцового груза – около 5 килограммов, но примерно столько же весит 100 метров намокшего троса. Поэтому, начиная уже с 500–600 метров, ощутить момент падения лота на дно почти невозможно. Вес троса становится значительно больше веса груза.
Первые глубины более 1000 метров были измерены в России при Петре I, который изобрёл новый лот с отделяющимся грузом. В этом лоте сквозь тяжёлый чугунный шар проходила металлическая трубка. Шар удерживался на трубке особыми рычажками (рис. 2) и соскакивал с них при ударе о дно. Таким образом, обратно на палубу моряки вытаскивали лёгкую трубку, в которой застревало небольшое количество донного грунта.
Рис. 2. Лот с отделяющимся грузом.
В XVII–XVIII веках стали быстро развиваться естественные науки. В это время были составлены первые карты рельефа дна. Вначале это была обычная карта моря, на которую наносились цифры, указывающие глубину в различных местах. Общей картины рельефа морского дна такие карты не давали.
В 1736 году французский географ Бюаш соединил одинаковые отметки, нанесённые через 10 морских саженей, линиями, получившими название изобат, то есть линий равных глубин (интересно, что такой же способ изображения рельефа суши появился лишь спустя несколько десятилетий). Сейчас этот способ изображения рельефа наиболее распространён и точен. Пример подобной карты дан на рис. 3.
Рис. 3. Карта рельефа дна Каспийского моря с изобатами через 200 и 500 метров.
В XVIII веке в России был создан военный и торговый флот. Для нужд мореплавания стали составлять морские карты и производить промеры глубин. Большие работы были развёрнуты в Финском заливе, в Каспийском море и на озере Байкал.
Глубина Финского залива лишь в отдельных местах превышает 100 метров, поэтому промеры не представляли там особых трудностей. Составленная карта отличалась такой точностью и полнотой, что она была удостоена премии Парижской Академии наук. Сложнее было изучить глубины Каспийского моря. Сейчас мы знаем, что его максимальная глубина составляет 990 метров. В XVIII веке русские гидрографы Соймонов и Колодкин составили довольно полную карту дна Каспия, но в некоторых местах определить глубину не удалось.
Большие успехи в измерении глубин были достигнуты штурманом Алексеем Пушкарёвым на озере Байкал (1772 г.). Наибольшая измеренная глубина превышала там 1200 метров.
В прошлом веке через океан начали прокладывать телеграфные кабели. Перед прокладкой нужно было определять рельеф дна. Для измерения глубин применялся лот с отделяющимся грузом. С этого времени начались обширные исследования океанских глубин. Англичане снарядили для этой цели большой корабль «Чэлленджер», который 4 года (1873–1876 гг.) бороздил воды земного шара. В экспедиции участвовали крупнейшие учёные того времени, но ни одного геолога среди них ещё не было. В течение следующих 20 лет различными государствами было организовано большое число океанографических экспедиций, среди которых известно плавание русского корабля «Витязь» под командованием адмирала Макарова. Учёные сделали значительное число промеров, по которым удалось составить первые карты рельефа дна океана. Почти во всех экспедициях примитивными ещё приборами собирались пробы грунта, что позволило составить и первые карты донных отложений.
Таким образом, к концу XIX столетия учёные уже имели общее представление о строении дна океанов и морей.
Строение и состав морского дна
Промеры показали, что в общем, дно океана исключительно ровно. На нём преобладают совершенно незаметные глазу уклоны – менее одного градуса. Если бы вода внезапно исчезла, то перед наблюдателем возникла бы необозримая равнина.
Но среди этой равнины местами поднимаются плоскогорья и возвышенности с отлогими склонами, идущими под углом около двух-трёх градусов, а иногда и очень крутые горы. Некоторые из этих гор, особенно в Тихом океане, имеют правильные округлые очертания и возвышаются на 4–5 километров над ровным дном. Учёные распознали в них подводные вулканы.
В Атлантическом океане, примерно по его середине, был обнаружен широкий подводный хребет. В северной части океана по обе стороны от хребта расстилается плоскогорье. Глубина здесь достигает 3–4 километров. Это плоскогорье получило название «Телеграфного плато».
Но наиболее интересно для геологов, что вблизи материков и многих крупных островов дно моря представляет собой полого опускающуюся равнину, которая идёт от берега примерно до глубины в 200 метров, а потом заканчивается относительно крутым склоном, падающим до многокилометровых глубин. Эту равнину начали называть материковой платформой или шельфом (по-английски – ступень), а круто наклонённую часть дна – материковым склоном.
Далее идёт ложе океана.
Ширина шельфа бывает различна – от нескольких километров (например, у гористых берегов Тихого океана или Средиземного моря) и до многих сотен километров (например, на севере СССР и Западной Европы или у юго-восточной оконечности Азии)
Многие окраинные моря, окаймляющие материки или представляющие собой большие заливы океана, расположены только на шельфе. Там нет ни материкового склона, ни ложа. Таковы, в частности, все северные моря Советского Союза, с Баренцова и Белого до Чукотского[2]2
О морях Советского Союза рассказывается в брошюре «Научно-популярной библиотеки» Гостехиздата: проф. В. Г. Богоров. Моря и океаны.
[Закрыть]. Шельфовыми морями являются также Северное и Балтийское моря в Европе, Жёлтое море в Азии и некоторые другие.
Но вместе с тем существуют моря, строение дна которых напоминает океанское. Они, как и океаны, имеют полосу шельфа, склон и ложе. Многие из таких морей непосредственно соединены с океанами, как, например, наши дальневосточные моря – Берингово, Охотское и Японское. Такое же строение и у южных «замкнутых» морей – Чёрного и Каспийского (рис. 4).
Рис. 4. Схематический профиль дна в северо-западной части Чёрного моря.
Изучение морских отложений также дало очень чёткую и закономерную картину.
Почти на всей поверхности материков происходит разрушение горных пород. Значительная часть этих пород в измельчённом виде уносится реками в море и отлагается па его дне.
Исследования показали, что почти всё пространство шельфов покрыто отложениями, состоящими из продуктов разрушения суши, таких, как галечники, валуны, гравий, ил и песок. В некоторых местах шельф покрыт остатками морских животных, преимущественно ракушками, а там, где господствуют сильные морские течения, встречаются выходы обнажённых коренных пород – гранита, базальта[3]3
Подробнее о горных породах см в брошюрах «Научно-популярной библиотеки» Гостехиздата: Г. И. Бушинский, Происхождение полезных ископаемых и А. П. Лебедев и А. В. Епифанцева, О чём рассказывают камни.
[Закрыть] и т. д.
Материковые склоны, если они не особенно круты, обычно покрыты илом. Морской ил состоит из очень мелких частиц (чаще всего кварцевых) размером в сотую и тысячную доли миллиметра, а иногда и ещё меньше.
Там же, где склон более крут и где он омывается сильными течениями, преобладают песок, гравий и камни. Встречаются также отложения, состоящие из твёрдых остатков морских животных – моллюсков, иглокожих, ракообразных[4]4
О морских животных рассказывается в брошюре проф. В. Г. Богорова, Подводный мир, «Научно-популярная библиотека» Гостехиздата.
[Закрыть] и др. Есть здесь и особый минерал глауконит, который образуется только в море. Он представляет собой соединение кремния, железа и калия. Глауконит встречается в виде зелёных зёрнышек.
Совсем иные типы отложений образуются в глубоком море. Чем дальше от берега, тем всё меньше частичек материкового происхождения, входящих в состав ила. В то же время становится больше частичек, образовавшихся в самом море. Последние представляют собой остатки мельчайших животных, обитающих в поверхностных слоях воды.
Множество таких животных имеет скорлупки (раковины) из извести, пронизанные дырочками. Поэтому их так и называют дырочниками или, по-латыни, фораминиферами. В донных отложениях чаще всего встречаются фораминиферы, называемые глобигеринами (рис. 5). На больших пространствах их бывает так много, что илы и пески называют там глобигериновыми (рис. 6).
Рис 5. Известковые скорлупки глобигерин в пробе глубоководного ила (под микроскопом).
Рис. 6. Схематическая карта грунтов северной части Атлантического океана.
У некоторых морских животных твёрдые скелетные частицы – не известковые, а кремниевые. Таковы, например, радиолярии. Их скелеты имеют симметричное кружевное строение (рис. 7, стр. 14). Радиоляриевые илы особенно широко распространены в Тихом океане.
Рис. 7. Кремниевые скорлупки и скелетные частицы радиолярий (под микроскопом).
В высоких широтах[5]5
То есть в областях, удалённых от экватора.
[Закрыть] во множестве встречаются особые одноклеточные, так называемые диатомовые водоросли. Они имеют двойную скорлупку из кремнезёма, очень нежную и тонкую. Скопление на дне таких скорлупок даёт диатомовый ил. Частички имеют в основном размеры от 0,1 до 0,01 миллиметра.
Значительную часть донных отложений океана составляет масса красновато-бурого цвета, состав которой долго не могли разгадать, так как её частицы очень мелки (диаметром меньше 0,001 миллиметра). Эта масса залегает на больших глубинах в открытом океане. Океанографы называют её глубоководной красной глиной. Глина эта покрывает поверхность морского дна, превышающую половину площади всего земного шара.
Впоследствии учёные нашли, что в красной глине содержится много больше марганца и железа, чем в материковых породах (отсюда её своеобразный красно-бурый цвет). По некоторым характерным признакам установлено также, что глубоководная глина образовалась в результате разложения вулканических продуктов.
В толще красной глины найдены многие очень интересные образования, например мельчайшие правильные шарики железа, иногда с примесью никеля и кремния. В этих шариках учёные очень скоро распознали остатки метеоритов – твёрдых частиц вещества, попадающих в земную атмосферу из межпланетного пространства.
Но почему же мы не находим таких остатков на материках или в отложениях мелководных морей? Оказывается, они есть и там. Но если в илах Баренцева моря за многие годы было сделано всего две-три такие находки, то в глубоководной глине эти шарики содержатся в каждой пробе. Объясняется это вот чем.
В глубоководной глине были найдены кости и зубы рыб, вымерших ещё сотни тысячелетий назад. Однако толщина слоя, покрывающего эти остатки, ничтожна – всего 20–40 сантиметров. Следовательно, такая глина накапливалась чрезвычайно медленно, тысячелетиями. Скорость образования других отложений (на небольших глубинах) неизмеримо больше.
В центральные части океана не попадают материковые отложения Известковые частицы органического происхождения в глубинной воде растворяются[6]6
Объясняется это тем, что в такой воде содержится относительно больше углекислоты. Кроме того, давление воды на больших глубинах очень велико, что также способствует растворению.
[Закрыть], глубоководная же глина не растворяется. А так как её отложения образуются с ничтожной скоростью, то и метеоритного вещества в каждой пробе мы находим больше, чем где-либо.
Не менее интересным образованием, которое встречается преимущественно в глубоководной глине, являются желваки окислов железа и марганца – так называемые «конкреции». Они имеют величину от горошины до крупной картофелины. Если разрезать конкрецию, то будет видно, что она состоит из тонких слоёв; внутри неё часто имеется небольшое ядро, обычно – из твёрдых остатков животных (рис. 8) или комка ила. Происхождение этих глубоководных конкреций ещё не вполне ясно.
Рис. 8. Глубоководная железо-марганцевая конкреция в разрезе. Ядром её является зуб акулы.
Существуют и мелководные конкреции; они образуются там, где отложение илов замедлено.
Уже первые исследователи пытались выяснить, изменяется ли состав донных отложений в толще дна и носит ли такое изменение слоистый характер. Этот интерес совершенно естественен: ведь слоистость присуща большинству древних горных пород, образовавшихся в морских бассейнах. Однако употреблявшиеся на первых порах приборы весьма примитивного устройства не давали возможности получить столбик грунта высотой более 80–90 сантиметров. Обычно такие пробы давали совершенно однородный осадок, и лишь в отдельных случаях были получены различные по составу столбики грунта.
Было установлено, что в средней части Атлантического океана в некоторых случаях глобигериновый ил оказался залегающим на глубоководной глине. Там же, ближе к берегам, глобигериновый ил залегал на иле, имеющем материковое происхождение. Наконец, в антарктических водах под слоем диатомового ила были встречены ледниково-морские отложения, представляющие собой разновидность материкового ила с примесью валунов, гальки и т. д. Такие отложения разносятся по морю айсбергами.
Эти находки показали, что в сравнительно недавнее время климатические условия океанов претерпели резкие изменения. Их можно связать только с ледниковым периодом, который закончился на земном шаре около 8000—10 000 лет назад. В этот период айсберги заходили в низкие широты (близкие к экватору) и рассеивали по океану свой твёрдый материал.
Описанная картина строения морского дна не могла, однако, удовлетворить интересы геологов. Новый исключительно интересный материал был получен лишь в последние десятилетия, благодаря изобретению новых совершенных приборов и методов исследования морского дна. Одним из таких приборов явился эхолот.
Как устроен современный эхолот
Если крикнуть в горах, то через короткое время мы услышим отзвук – эхо. Причина этого известного природного явления проста. Звук – это колебания частиц воздуха или иной среды (воды, металла и т. д.). От источника звука распространяется звуковая волна, подобная той, которую мы часто наблюдаем на поверхности воды. Если на пути звуковой волны встречается какое-либо большое препятствие, то она частично отражается им и возвращается обратно в виде эха[7]7
О звуках рассказывается в брошюрах «Научно популярной библиотеки» Гостехиздата: Б. Н. Суслов, Звук и слух, В. Д. Охотников, В мире застывших звуков, и проф. Б. Б. Кудрявцев, Неслышимые звуки (ультразвуки).
[Закрыть].
Звук распространяется не мгновенно, а с определённой скоростью. Для воздуха эта скорость приблизительно равна 340 метрам в секунду. Поэтому эхо будет слышно тем быстрее, чем ближе преграда, от которой отразился звук.
На использовании этих свойств и построен эхолот – прибор для измерения глубины моря по времени прохождения звуковой волны от источника звука до морского дна и обратно. Эхолот имеет длинную историю; разработать точный метод измерения глубин с помощью звука было очень трудно. Только в последние десятилетия благодаря новейшим достижениям физики этот способ нашёл практическое применение.
Первые действующие образцы эхолотов, в которых звук производился путём взрыва, удара пули о воду или удара молоточка о металлическую пластинку, были созданы в 20-х годах нашего столетия. Звук отражался от дна, а эхо улавливалось наблюдателем на борту судна с помощью специальных усилительных приборов. Однако точность такого метода была невелика, так как момент возвращения звуковой волны отмечался человеком на слух.
Этого удалось избежать, когда для излучения и улавливания звука было использовано одно интересное свойство кристаллов – так называемый пьезоэлектрический эффект. Если кристалл, например кварц, подвергнуть сжатию или растяжению, то на его гранях возникают электрические заряды. Если, наоборот, к граням кристалла присоединить металлические пластины – электроды и подключить их к электрической батарее, то кристалл немного сожмётся или, наоборот, расширится (это зависит от того, на какой грани сосредоточен положительный заряд, и на какой отрицательный). Такое явление и называется пьезоэлектрическим эффектом (пьезо по-гречески означает давить)[8]8
Подробнее о пьезоэлектрических свойствах кристаллов рассказывается и брошюре «Научно-популярной библиотеки» Гостехиздата: А. Ф. Плонский. Пьезоэлектричество.
[Закрыть]. Если же подключить электроды к источнику переменного тока[9]9
Направление переменного тока периодически изменяется, число таких изменений в секунду называется его частотой.
[Закрыть], то кристалл начнёт попеременно сжиматься и растягиваться с частотой этого тока Когда частота таких колебаний лежит в области звуковых частот[10]10
Звуковыми называют частоты примерно от 16 до 20 000 колебаний в секунду, слышимые человеческим ухом.
[Закрыть], кристалл издаёт сильный звук. И, наоборот, если мы поместим кристалл на пути звуковых волн, то под воздействием звука он станет вибрировать, и на его электродах возбудится слабый переменный ток, который с помощью специальных приборов может быть усилен до нужной величины.
Вот как в общих чертах работает эхолот. Электроды кристалла на мгновенье подключаются к источнику переменного тока. При этом в воде, окружающей кристалл, возникает кратковременный импульс звуковых волн – своего рода всплеск. Он достигает дна и, отразившись от него, возвращается обратно к кристаллу, возбуждая в нём ответный импульс тока. Специальные электрические приборы «засекают» время посылки и время возвращения звукового импульса, а отсюда определяют и глубину моря.
Но крупные кристаллы кварца редки и дороги. Поэтому кварцевый кристалл в эхолоте заменён так называемым триплетом – набором из нескольких тонких кварцевых пластинок в стальной оправе.
Вместо кварцевых триплетов часто применяют наборы металлических пластинок из сплава железа с никелем. Такие пластинки также обладают свойством колебаться с частотой переменного тока. Но здесь это связано с особыми магнитными свойствами материалов.
Звуковая волна в воде распространяется от источника звука во все стороны. Когда дно почти горизонтально, это обстоятельство значения не имеет, но представим себе, что судно приближается к крутой наклонной скале (рис. 9). Тогда обратно к судну первым возвратится эхо от ближайшей точки дна, а уже потом добежит эхо, отражённое от дна под корпусом корабля. В таком двойном эхе будет трудно разобраться. Результат измерения глубины над наклонным дном будет всегда несколько меньше, чем в действительности. Чтобы избежать подобных ошибок, стали применять колебания более частые, чем звуковые, – ультразвуки. В современных образцах эхолотов частота колебаний составляет более 50 000 в секунду. Ультразвуковые волны можно посылать узким пучком (подобно лучу света) в нужном направлении, например, вертикально вниз.
Рис. 9. Отражение эха от наклонного дна.
Были внесены и другие усовершенствования в конструкцию эхолота. Так, например, в настоящее время распространены эхолоты-самописцы (рис. 10). Здесь через прибор медленно движется разграфлённая бумажная лента. Над этой лентой расположено специальное перо. В момент, когда прибор получает ультразвуковой импульс, перо касается ленты и оставляет на ней след. При возвращении эха перо вторично касается ленты, и на ней появляется вторая точка или короткий штрих. Скорость движения ленты строго постоянна и заранее известна, поэтому по расстоянию между метками можно судить о глубине моря.
Рис. 10. Общий вид записывающего устройства эхолота-самописца.
Остановимся на некоторых особенностях измерения морских глубин.
Скорость звука в морской воде не всегда одинакова, она зависит от её солёности и температуры. Поэтому результат измерения нужно ещё исправить в зависимости от свойств воды. Так как в океанах и морях вода неоднородна, свойства её в различных слоях неодинаковы, то для каждого района, где ведутся измерения, необходимо знать послойное изменение свойств воды, соответствующее тому времени года, когда производятся работы.
Недостатком эхолота является то, что направленная волна ультразвука не идёт точно по одной линии, а образует в пространстве как бы конус. Поэтому чем глубже море, тем от большей площадки на дне отражается ультразвук (рис. 11). Неровности дна, находящиеся в пределах этой площадки, эхолот «не замечает». Поэтому рельеф дна изучается с помощью эхолота тем детальнее, чем меньше глубина моря.
Рис. 11. Отражение ультразвуковой волны от дна на разных глубинах. Чем больше глубина, тем расплывчатее форма рельефа.
Другой недостаток эхолота состоит в том, что пользоваться им можно только при отсутствии сильной качки. Если судно сильно качает, то ультразвуковая волна эхолота будет направлена то прямо на дно, то влево или вправо, и точно измерить глубину моря не удастся.
И всё-таки эхолот в настоящее время незаменим благодаря своим достоинствам – удобству пользования и возможности быстрого измерения больших глубин, где обычный лот почти непригоден.
У эхолота есть и ещё одно очень важное для учёных и моряков свойство. Он может не только показывать глубину моря, но и определять характер дна. Скалистое дно хорошо отражает ультразвуковую волну, поэтому эхо получается резким и достаточно сильным. Если же дно покрыто мягким илом, то значительная часть энергии ультразвука поглощается, и эхо оказывается слабым, размазанным. При песчаном дне эхо имеет также иной характер. А в тех случаях, когда каменистое дно покрыто тонким слоем ила, эхо получается двойным (рис. 12).
Рис. 12. Характер эхограммы (ленты с записью эхолота) на дне сложного строения. Под толщей ила залегают коренные породы. На выступах дно обнажено, а во впадинах слой ила резко утолщается. (В морских саженях показана глубина морского дна.)
Если в самой толще воды имеются какие-либо предметы, способные отражать ультразвук, то эхолот их сразу обнаружит. Этим свойством сейчас широко пользуются при разведке косяков рыбы. Ещё два-три десятилетия назад нельзя было и мечтать о таком надёжном способе промысловой разведки.
