8.2 Формы движение морских вод
Вся толща вод Мирового океана находится в непрерывном движении. Эти движения по своей природе различны. Среди них выделяются:
1) волновые движения;
2) приливно-отливные;
3) поверхностные и глубинные морские течения;
4) цунами.
Волновые движения возникают в результате трения ветра о водную поверхность. Зародыши волн - это мелкая рябь. Усиление ветра вызывает перемещение воды по замкнутым или почти замкнутым орбитам, которые имеют наибольшие размеры близ поверхности, уменьшаются с глубиной и изменяются по форме в пределах мелководья, где круговое движение сменяется эллипсоидальным.
В открытом море волны имеют колебательный характер, при котором подавляющая часть воды не испытывает поступательного движения в горизонтальном направлении. У берегов или в области мелководья колебательная волна превращается в поступательную волну, она опрокидывается и с силой ударяется о крутой берег, производя разрушение, или заливает низменные побережья на многие десятки метров.
Приливно-отливные движения - периодические поднятия и опускания уровня воды в океанах и морях - возникают в результате того, что Земля испытывает притяжение Луны и Солнца. Сила приливов зависит от взаимного расположения Земли, Луны и Солнца.
Наиболее высокие приливы наблюдаются во время сизигия (новолуния и полнолуния), когда Луна и Солнце находятся на одной прямой линии и притяжения их проявляются в одном направлении. Приливы наименьшей высоты возникают в квадратуре, когда Луна и Солнце образуют с Землей прямой угол и притяжение их противодействует друг другу.
Приповерхностные постоянные системы циркуляции вод, обусловлены господствующими ветрами, различной плотностью, зависящей от температуры и солености вод, а также влиянием силы Кориолиса (центробежной и отклоняющей силой вращения Земли).
Глубинные придонные океанические течения формируются в высоких широтах. Холодные арктические воды с большей плотностью опускаются на глубину и, достигая скорости 35 см/с, движутся в южном направлении, а холодные антарктические воды в виде придонного течения движутся в северном направлении, достигая экватора. Имеет место и конвективное перемещение воды.
Сложная система циркуляции вод океана, разнонаправленность течений приводят местами или к расхождению (дивергенции) вод в стороны, что вызывается компенсационным подъемом с глубины, или схождению (конвергенции), сопровождаемому погружением вод в глубину. Полосы дивергенции являются наиболее благоприятными для развития жизни.
Цунами - это гигантские волны, возникающие при сильных землетрясениях, с эпицентрами на дне океана, а также при крупных взрывных извержениях вулканов. Скорость распространения таких волн достигает 500-700 км/ч, а высота - 20-30 м и более. Такие волны, обрушиваясь на берега, вызывают крупные оползни, мутьевые потоки, деформации, разрушение.
Разрушительная деятельность моря называется абразией. Она связана главным образом с волновыми движениями и в значительно меньшей степени с приливно-отливными. Сильнее всего абразия проявляется у приглубых берегов. Штормовые волны ударяют с большой силой (местами до 30 т/м и более) о крутой берег. Под их воздействием в основании крутого берегового уступа, где сосредоточена наибольшая сила гидравлического удара, возникает так называемая волноприбойная ниша, над которой остается карниз нависающих пород.
Разрушительная деятельность волн (рис. 37) усиливается захватываемыми ими различными обломками горных пород. При дальнейшем разрастании волноприбойной ниши наступает момент, когда устойчивость карниза нарушается и происходит обрушение пород. После обрушения берег вновь представляет отвесный обрыв, называемый клиффом. В дальнейшем процесс может повторяться развитием новых волноприбойных ниш.
Таким образом, берег отступает в сторону суши, оставляя за собой слабо наклонную подводную абразионную террасу, или бенч. Часть обрушившегося обломочного материала выносится на крутой подводный склон за пределы абразионной террасы и откладывается. Так образуются подводные аккумулятивные террасы, сопряженные с абразионными.
Чем шире абразионно-аккумулятивные террасы, тем меньше энергия волн, подходящих к берегу, поскольку она расходуется на преодоление трения, на перемещение и переработку материала.
Рис. 37. Схема последовательных стадий отступания берега:
а1- a3- различные положения абразионных террас; А, Б, В - различные положения отступающего берегового склона, абрадируемого морем; пунктиром показаны абразионные террасы, соответствующие различным стадиям развития берега; A1,, Б1, В1 - различные стадии развития подводной аккумулятивной террасы; П - пляж
К тому же между подводной абразионной террасой и клиффом возникает пляж, представляющий гряды или насыпи гальки, гравия, иногда песка, полого спускающиеся в сторону моря. Расширение пляжа способствует уменьшению абразионного воздействия на берег.
При поперечном подходе волн к берегу в зоне прибоя в пределах пляжа часто формируются валы из песчано-гравийно-галечного материала, а в мелководной части моря происходит образование подводных валов, представляющих невысокие преимущественно песчаные гряды, параллельные берегу.
Они образуются в результате частичного разрушения ("забурунивания") волн на глубинах, близких к их двойной высоте, с чем связаны уменьшение наносодвижущей способности и частичное отложение.
К особой категории относятся крупные аккумулятивные формы, называемые барами. Они представляют длинные полосы, поднятые над уровнем моря, протягивающиеся параллельно берегу на десятки и сотни километров и сложенные песчано-гравийно-галечными, местами песчано-ракушечными или ракушечными наносами. Ширина бар порядка 20-30 км, а высота до первых десятков метров. Бары нередко частично или полностью отделяют от моря заливы или лагуны.
При подходе волн к берегу под некоторым углом возникает продольное перемещение наносов и образуются различные аккумулятивные формы. Эти формы определяются углом подхода волн, их силой и контурами берега. Выделяются три аккумулятивные формы:
1) косы, возникающие при изгибе берега от моря;
2) примкнувшая аккумулятивная терраса, образующаяся путем заполнения изгиба берега в сторону моря;
3) томболо, или перейма, нарастающая при блокировке участка берега островом с образованием "волновой тени" между берегом и островом.
Наиболее важным процессом в пределах Мирового океана является аккумуляция донных осадков. Этот сложный процесс называют седиментацией или седиментогенезом.
Процесс осадкообразования в океанах начинается с подготовки осадочного материала на материках, являющихся областями преимущественной денудации (сноса). Такая подготовка осуществляется в результате выветривания, деятельности рек, ледников, ветра и т.д. Вторым этапом является перенос материала, частичное отложение на путях переноса и поставка основной массы в океаны и моря.
Вещественный состав донных осадков и закономерности их распределения в различных зонах океана связаны со следующими факторами:
1) глубиной океанов и рельефом дна;
2) гидродинамической обстановкой (волнения, приливы и отливы, поверхностные и глубинные течения);
3) характером поставляемого осадочного материала;
4) биологической продуктивностью;
5) эксплозивной деятельностью вулканов.
По генезису выделяются следующие основные группы осадков:
1) терригенные;
2) органогенные (биогенные);
3) полигенные ("красная глубоководная глина");
4) вулканогенные;
5) хемогенные.
Типы рифов. Выделяется несколько типов коралловых рифов.
1. Окаймляющие, или береговые, рифы, которые формируются у берега и часто бывают соединены с сушей материков или островов.
2. Барьерные, отделенные от коренного берега материка или острова коралловыми лагунами.
3. Атоллы, к которым относятся кольцеобразные коралловые рифы.