авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Батиметрический анализ океанов

-- [ Страница 4 ] --

Широтная батиметрическая поверхность Тихого океана и ее проекция на горизонтальную плоскость показаны на рис. 170. Главный максимум плотности широтного распределения (67300 точек, или 922 тыс. км2, или 9.12% площади широтной зоны 0-5° с.ш.) приходится на интервал глубин 4.5-5 км, совпадающий с локальным минимумом на батиметрической кривой Тихого океана и с глубинами Восточной котловины. Второй максимум с глубинами 5.5-5.6 км на 20° с.ш. соответствует модальным глубинам Филиппинской и Северо-Западной котловин. Оба эти максимумы находятся в полосе, приуроченной к Тектоническому экватору – линии тренда максимумов на рис. 17. Тренд относительного минимума на этой батиметрической поверхности соответствует второй, параллельной полосе, смещенной на 30° к югу и совпадающей с длинной осью древнего поднятия Дарвина. Она проходит через поднятия Каролинских островов, вала Капингамаранги, островов Кука, Туамоту, самую широкую часть Восточно-Тихоокеанского поднятия и по Чилийскому поднятию.

Рис. 17. Широтная батиметрическая поверхность Тихого океана и ее проекция на

плоскость h в абсолютном масштабе.

О долготной батиметрической поверхности можно судить по рис. 4 и 5 для глобального рельефа.

Более детальный анализ рельефа дна Тихого океана выполнен в работе по 5-градусным широтным и 10-градусным долготным зонам, по трапециям 5х10° и 5х5° отдельных широтных танссектов с расчетом нескольких статистических характеристик, а также для Западно-Тихоокеанской переходной зоны, представляющей особый интерес. В отличие от Атлантического и Индийского океанов, распределение глубин по широтным и долготным зонам, даже пересекающим все возрастные границы, характеризуется очень большим разнообразием графиков, не имеющих подобия с графиками для всего океана, которые аппроксимируются распределением Релея [Казанский, 1973…2006].

Западно-Тихоокеанская переходная зона, занимающая около 6% от общей площади поверхности Земли, является ключевой зоной и самой сложно устроенной частью Тихоокеанского подвижного пояса, соотношение которого с глобальным рельефом было видно на рис. 8. По определению Л.А.Маслова, «Тихоокеанский подвижный пояс суть деформированная в ходе тектонических движений относительная узкая область – окружность большого круга – разделяющая два полушария, различия между которыми определяют меридиональную антисимметрию Земли» [Маслов, 1996, с. 147]. Эта окружность соответствует плоскости антисимметрии Р на рис. 8.

Западно-Тихоокеанская переходная зона (ЗТПЗ), на которой апробируются различные геоморфологические, тектонические и геофизические модели [Казанский, 1992а, 2006ж], включает окраинные моря востока Азии, Австралии и Австрало-Азиатские (Индонезийские) моря, существенно различающиеся по размерам. Поэтому, для удобства площадных сопоставлений, мелкие Индонезийские моря были объединены в две группы – северную и южную. Расчетные границы анализировавшихся морей и транссектов ЗТПЗ показаны на рис. 18, а на рис. 19 приведены нормированные батиграфические кривые этих морей и ненормированные батиметрические графики. Рис. 19 показывает существенные различия батиметрии всех морей ЗТПЗ: вопреки результатам многолетней давности, полученным на основе картометрических данных для 500-метровых интервалов [Ларина, 1968], где батиграфические кривые разделены на три типа (выпуклые, вогнутые и прямолинейные), практически нет ни одной пары объектов с одинаковыми (подобными) батиметрическими и батиграфическими кривыми, т.е. в формировании рельефа дна морей ЗТПЗ элементы случайности превалируют над общими закономерностями. Более-менее близки только батиграфические кривые Южно-Китайского моря (6) и южной группы Индонезийских морей (8), и батиграфические кривые Кораллового (10) и Соломонова (9) морей, которые морфологически вообще можно было объединить в один объект. Суммарная батиграфическая кривая ЗТПЗ, показанная на рис. 19 пунктиром, очень близка к батиграфической кривой северной группы Индонезийских морей (также являющейся суммой нескольких морей). Среди батиграфических кривых особенно резко выделяются кривые Берингова (1) и Филиппинского морей (5): первая имеет максимальную крутизну (резко сокращенная доля промежуточных глубин), пересекая другие кривые, а вторая вообще располагается вне всех остальных кривых за счет аномально большой глубины при аномально малой доле шельфовых глубин (менее 2% в интервале 0-100 м). Филиппинское море вообще выглядит на рис. 19 как чужеродный элемент среди других морей. Батиграфическая кривая моря Фиджи (11) также пересекает несколько других кривых, но уже за счет меньшей крутизны.

 Карта расчетных границ морей Западно-Тихоокеанской переходной зоны: 1 –-27

Рис. 18. Карта расчетных границ морей Западно-Тихоокеанской переходной зоны:

1 – Берингова моря, 2 – Охотского моря, 3 – Японского моря, 4 – Восточно-Китайского моря, 5 – Филиппинского моря, 6 – Южно-Китайского моря, 7 – северной группы Индонезийских морей, 8 – южной группы Индонезийских морей, 9 – Соломонова моря, 10 – Кораллового моря, 11 – моря Фиджи, 12 – Тасманова моря. Пунктиром обозначены границы анализируемых транссектов.

Рис. 19. Нормированные батиграфические кривые морей Западно-Тихоокеанской

переходной зоны (слева) и их ненормированные батиметрические графики (справа) для глубин больше 200 м. На круговых диаграммах показано распределение площади глубин 0-200 м (слева) и полных площадей морей. Цифровые обозначения соответствуют карте на рис. 18.

Соответствующая ей батиметрическая кривая не имеет четкого максимума. Батиметрическая кривая Берингова моря (1) имеет четкий пик в интервале глубин 3,5-4 км, проявляющийся и на суммарной батиметрической кривой, а батиметрическая кривая Филиппинского моря (5) – типичное бимодальное распределение с локальными максимумами в интервалах глубин 4,5-5 км и 5,5-6 км. Последний максимум, обусловленный глубинами Филиппинской котловины (т.е. западной частью Филиппинского моря с «океанической» асимптотически-предельной глубиной, лежащей полностью за пределами глубин остальных морей ЗТПЗ. Уже на этом основании (не учитывая спрединг в этой котловине) глубины западной части Филиппинского моря можно называть океаническими, а переходной зоне по глубинам и морфологии соответствует только восточная часть Филиппинского моря, включающая островные дуги и котловины Нампо и Западно-Марианская, хотя средние глубины обеих частей Филиппинского моря (4644 и 4017 м) больше, чем средняя глубина Тихого океана. Примечательно, что максимальные значения плотности вероятности распределения глубин Филиппинского моря оказались такими же, как и в распределениях глубин всех океанов, т.е. на уровне 3.5-4%, но характер распределения существенно отличается от всех океанов.

Среди батиметрических кривых на рис.19 также выделяется кривая Тасманова моря (12), имеющая два пика – в интервале 1,4-1,5 км и 4,6-4,7 км. Первый соответствует глубинам подводных хребтов Лорд-Хау и Норфолк, а второй, более «мощный», - зоне кайнозойского спрединга в Тасмановой котловине, разделяющей этот сектор ЗТПЗ на две разные части – зоны перехода пассивного и активного типов. Глубины этого пика совпадают с глубинами восточной части Филиппинского моря и локальным максимумом Кораллового моря (10), но опять же – с локальным минимумом батиметрической кривой Тихого океана. Филиппинское и Тасманова моря из-за их большой площади определяют в основном и вид суммарного распределения переходной зоны, показанного на рис. 19 пунктирной линией. Отсутствие общих закономерностей в форме распределений глубин морей ЗТПЗ связано, вероятно, с тем, что большая часть из этих морей (морских впадин) генетически и в геоморфологическом смысле не является самостоятельными (изолированными) системами, а являются частями более сложных систем или комплексов, включающих и участки суши [Казанский, 1997]. Поэтому и закономерности в распределениях глубин морей переходной зоны следует искать в ином контексте (в иных границах). Анализ вариантов [Казанский, 2006ж] показал, что весьма информативными являются батиметрические и батиграфические кривые (графики) для 5-градусных широтных полос (транссектов), пересекающих ЗТПЗ, имеющую в общем-то долготное простирание.

В подтверждение сказанному на рис. 20 представлены ненормированные батиметрические графики и нормированные батиграфические кривые для пяти широтных транссектов северной части ЗТПЗ от 35° до 60° с.ш. с выходом в Тихий океан, границы которых показаны пунктиром на рис. 18 (аналогичные и более детальные данные представлены в работе и для остальных транссектов, указанных на рис. 18). Здесь уже четко просматривается корреляция и определенная закономерность в распределениях глубин: для 4 из 5 транссектов океанические глубины (>5 км) отделены от глубин морей переходной зоны широким и глубоким минимумом на батиметрических графиках (самая северная полоса 1, 55-60° с.ш., не выходит в океан, а заканчивается в Командорской котловине Берингова моря) и ступенью на батиграфических кривых. Глубины морей переходной зоны ограничены (снизу) уровнем около 4 км, а океанические – уровнем около 5 км (сверху).

Смещение вверх «океанического» максимума в полосе 3 обусловлено подводной возвышенностью Шатского. Обращает на себя внимание сходство распределений глубин в полосах 3 (45-50°) и 4 (40-45° с.ш.). Первая пересекает южную (наиболее глубокую) часть Охотского моря, а вторая – северную (тоже самую глубокую) часть Японского моря. Сходство распределений позволяет говорить об общем происхождении (общей природе) глубоководных котловин этих морей. Выход транссектов на океанические глубины порядка 6 км нормализует батиграфические кривые и по глубине, что позволяет их классифицировать, а также выстаивать определенные эволюционные последовательности кривых более объективно, чем это было сделано ранее [Казанский и др., 1985].

Рис. 20. Ненормированные батиметрические графики для глубин >200 м и

нормированные батиграфические кривые 5-градусных широтных транссектов от береговой линии до выхода в океан, показанных на рис. 18, от 60° (1) до 35° (5) с.ш.

Сопоставляя батиметрические графики, можно обнаружить не только корреляцию распределений глубин на соседних транссектах, но и сходство распределений для весьма удаленных транссектов (и для отдельных трапеций). Что же касается батиметрических ступеней на большей части транссектов, то их глубины (интервалы глубин) изменяются в пределах 3-5 км, но эти глубины характеризуют не какой-то специфический для коры зоны перехода интервал глубин, а мощность накопившихся в глубоководных котловинах осадков. Глубина же базальтовой коры (акустического фундамента) в зоне перехода, как показывают результаты сейсмических исследований, практически такая же, как в прилегающих частях океана [Казанский и др., 1985], где мощность осадков во много раз меньше. Следовательно формирование батиметрической ступени в зоне перехода связано со спецификой режима осадконакопления в котловинах окраинных морей, длительное время отделенных от открытого океана барьером островных дуг. Этот барьер делает понятие «зона перехода» на западе Тихого океана семантически двусмысленным, но позволяет более обоснованно говорить о реальной геологической границе Тихого океана, проходящей по осям глубоководных желобов. Окраинные же моря (дальневосточные, по крайней мере) следует относить к Тихоокеанской окраине Азии [Казанский, 1992а, 1997], подвергшейся в связи с эволюцией Тихого океана глубокой тектонической переработке [Уткин, 1987; Милановский, Никишин, 1988; Казанский, 1997]. Именно дешифровка этого процесса тектонической переработки может быть ключом в решении «проблемы проблем» происхождения и эволюции Тихого океана.

Некоторое подобие ЗТПЗ в распределении глубин обнаружено только еще на двух транссектах зон перехода – в Карибском море на 10-20° с.ш.

Нормированные распределения глубин шельфов Дальневосточных морей, показанные на рис. 21, различаются незначительно: их можно разделить всего на две группы – выпуклые (которые можно назвать нормальными) и прямые (аномальные шельфы, обычно не заканчивающиеся на глубине 200 м). По этому критерию Охотское и Японское моря также обнаруживают большое сходство.

Рис. 21. Нормированные батиграфические кривые шельфов Дальневосточных морей:

1 – Японское мор, 2 – Берингово море, 3 – Южно-Китайское море, 4 – Охотское море, 5 – Восточно-Китайское море. Утолщенной линией показана суммарная кривая для дальневосточных морей.

Но локальные батиметрические характеристики шельфов всех морей зоны перехода могут существенно отличаться от приводимых на рис. 21. Так, например, на шельфе залива Петра Великого в Японском море на интервал глубин 0-10 приходится более 50% площади, тогда как в среднем по Японскому морю он занимает 25% шельфа. Особенно контрастны распределения глубин разных частей шельфов Берингова и Охотского морей, опровергающие хрестоматийные представления о шельфе, как о предельно ровной поверхности с небольшим уклоном. На шельфах этих морей фиксируются изолированные поднятия и впадины с перепадами глубин до 100 м, что связано, скорее всего, с последним оледенением.

В главе 4 (АППРОКСИМАЦИЯ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ГЛУБИН В ОКЕАНАХ) анализируются эмпирические данные по распределению глубин в океанах, отображаемые в виде графиков распределений площади по глубинам и площади и глубин по возрасту, позволяющие рассматривать эволюцию океанов как единый геотермический процесс и описать ее математически.

 Батиметрические кривые всех океанов в относительном (слева) и в абсолютном -32

Рис. 22. Батиметрические кривые всех океанов в относительном (слева) и в абсолютном

масштабах. Для мирового океана (М, пунктир) справа приведена аппроксимирующая кривая и соответствующие ей начало отсчета высот и средняя высота (стрелка) рельефа дна.

Эмпирические данные по распределению глубин в океанах отображаются в виде:

  • графиков распределений площади океанов по глубине,
  • графиков распределения площади дна океанов в зависимости от возраста базальтов, и
  • графиков зависимости (распределения) глубины дна океанов от возраста базальтов.

Hа рис. 22, иллюстрирующем 2-е защищаемое положение, сведены батиметрические кривые всех океанов в абсолютном и в относительном масштабах. Несмотря на морфологические, тектонические и генетические различия океанов, акцентируемые исследователями в сравнительных описаниях океанов [Удинцев, 1987; Леонтьев, 1987; Казанский, 1999; Пущаровский и др., 1999; Никольский, 2002; и др.], батиметрические кривые их очень близки (в отличие от гипсометрических кривых континентов, например [Казанский, 1974, 1988, 2005], или окраинных морей), поэтому все они могут аппроксимироваться одним теоретическим законом распределения. Близость (3.5-4%) максимальных относительных значений плотности распределений в трех океанах при двукратном различии абсолютных значений говорит об общем энергетическом источнике энергии в эволюции океанов и одинаковой плотности рельефообразующей энергии во всех океанах. Потенциальная энергия рельефа дна океанов (топографическая энергия), аккумулировавшая лишь малую часть рельефообразующей энергии, оценивается величиной 1,3х10 эрг [Казанский, 2005, 2006]. Напомним, что и в Филиппинском море модальные значения плотности распределения глубин такие же, как в океанах, но батиметрическая кривая отличается от океанических (рис. 19).

Рис. 23. Современное распределение площади дна океанов по возрасту [Верба, 1998;

Никольский, 2002] и аппроксимирующая их экспонента.

Распределения площади океанической коры по возрасту S(t) для всех океанов показано на рис. 23 [Верба, 1998; Никольский, 2002]. Графики такого рода предпочитают использовать сторонники гипотез расширения Земли, а не сторонники плитовой тектоники, которым подобные графики обязаны своим происхождением. В оригинале приведенные графики представлены как «динамика прироста площади земного шара в процессе формирования современных океанов» [Никольский, 2002, рис. 18], т.е. для иллюстрации масштабов расширения Земли за последние 170 млн. лет. Причем в начальные значения площади океанов включены и площади подводных окраин континентов и площади с корой переходного типа. Но независимо от этого и от тектонической ориентации авторов, приведенные графики являются изображениями функции современного распределения площади океанической коры по возрасту и (исключительно единодушно) аппроксимируются экспоненциальной зависимостью S(t) = S0exp(-t). ( S0 здесь – площадь океана на момент t=0, который не обязательно совпадает с сегодняшним).

Рис. 24. Профиль рельефа дна Восточно-Тихоокеанского поднятия [Bullard, 1969] и

аппроксимирующая его парабола. На горизонтальной оси отмечены пересечения профиля изохронами 20 и 40 млн. лет.

Распределение глубин океанов в зависимости от возраста коры (базальтов) обычно иллюстрируют профилями рельефа дна перпендикулярных осям спрединга. Пример такого профиля для Тихого океана из [Сорохтин, 1974] приведен на рис. 24; аналогичные профили (но более короткие) имеются и для других океанов. Эти профили (также единодушно) аппроксимируются параболической зависимостью D(t) = a + bt1/2, где D – глубина океана (на рис. 24 – z). Для глобального распределения глубин статистически определены величины: а=2.5 км, b = 0.214 [Кабан, 1988].

Аппроксимирующую батиметрические кривые океанов теоретическую функцию распределения можно получить, используя приведенные на рисунках экспериментально полученные зависимости – экспоненциальное распределение площади океанической коры по возрасту S ~ exp(t) [Maxlow, 1998; и др.] и квадратическую зависимость глубины океана от возраста z~ t [Сорохтин, 1974].

Исключая из соотношений время (т.е. возраст), получим [Казанский, 2005, 2006]:

S(z) = exp(-z) и f(z) = - dS/dz = 2z exp(-z) (5)



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.