Загадки Великого океана: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Итак, вулканы опоясывают бассейн Великого океана и находятся на его островах. А под водой?

Одним из самых поразительных открытий нашего века (оно стало очевидно после того, как подвели итоги исследований Международного геофизического года) была констатация факта, что на дне Тихого океана вулканов больше, чем на материках, причем деятельность подводных вулканов гораздо активней, чем деятельность надземных! Оказалось, что почти все — если не все! — подводные горы являются вулканами.

Фонуа Фо’оу — «Новая земля»

«В прошлом автор все изолированные возвышения дна относил к подводным горам, но скоро стало ясно, что это неверно. Вернее было бы небольшое количество невулканических гор называть “вулканами”, чем многочисленные вулканы — “подводными горами”, — пишет Менард в своей обобщающей монографии “Геология дна Тихого океана”. — В море мы в большинстве случаев о подводных вулканах можем судить лишь по их форме и местоположению. Стоит ли, учитывая все это, разрабатывать новую, специальную морскую терминологию, когда такой общеизвестный и выразительный термин, как вулкан, вполне отвечает своему назначению?»

Около половины площади гигантской Тихоокеанской впадины характеризуется вулканизмом—интенсивным или слабым, древним или молодым. Подавляющая часть вулканов, поднимающихся со дна Великого океана, образует группы. Первые вулканы в Южных морях, чьи огнедышащие вершины вздымаются над водой на многие сотни и тысячи метров, были обнаружены очень давно, капитанами XVI–XVIII веков, открывавшими острова Меланезии, Гавайи и т. д. Оказалось, что эти вулканы и острова, их деятельностью образованные, — лишь надводные вершины колоссальных подводных гор, склоны которых уходят вниз на глубину 2, 3, 4 и даже 5 километров.

Менард оценил число подводных гор в Тихом океане величиной порядка 10⁴ — по его мнению, дно величайшего водного бассейна планеты скрывает около 10 000 вулканов, действующих и потухших, высотой от 1 до 10 километров (вулкан Мауна-Лоа на Гавайях). Однако дальнейшие исследования внесли в эту цифру существенные уточнения: оказалось, что гор на дне океана и больше, и меньше. Больше, если считать не только горы (поднятия высотой более полукилометра), но и холмы (поднятия до 500-метровой высоты); меньше, если считать только горы.

Число холмов, имеющих, как и горы, вулканическое происхождение, по приблизительным подсчетам, достигает умопомрачительной величины — нескольких сотен тысяч. Общее количество крупных гор в Тихом океане оценивается Г. Б. Удинцевым в монографии «Геоморфология и тектоника дна Тихого океана» цифрой 5000–6000. «Однако эта оценка весьма приблизительна, и предстоит еще выполнить более точный расчет, — замечает Удинцев. — Судя по строению поднятых над водой вершин подводных гор, по результатам бурения, проводившегося на многих коралловых островах, а также по образцам коренных пород, взятых с вершин и склонов подводных гор драгами, все они являются вулканами».

Вулканы Тихого океана принято делить на два типа (такое деление, во всяком случае, предлагает крупнейший специалист по тектонике океана Г. У. Менард). Первый тип — это остроконечные вулканы, расположенные на большой, порядка 5 километров, глубине. Вулканы второго типа, превышающие первые в пять, а то и в десять раз по объему, расположены на глубинах в 2, 3, 4 километра. Вулканы первого типа навеки погребены в пучинах океана. Вулканы второго типа могут не только достигать поверхности, но и подниматься дальше, образуя вулканические острова, и продолжать свою деятельность на воздухе столь же интенсивно, как и под водой.

«Когда подводные вулканы постепенно растут и достигают поверхности океана, их появление в качестве островов обычно знаменуется катаклизмами, — пишет Менард. — При вулканических взрывах вода покрывается пемзой, воздух, загрязненный пеплом, сотрясается от ударов, а волны цунами, пройдя большие расстояния, обрушиваются на берег. Вновь появившиеся острова представляют собой пепловые конусы или вулканические пики».

Многим вулканам удалось «пробиться» сквозь многокилометровую толщу океана и образовать острова, а порой и целые архипелаги, в состав которых может входить от 10 до 100 вулканических островов (пример подобного «вулканического архипелага» — Гавайские острова). Зачастую и одинокий островок в просторах Тихого океана оказывается на самом деле не так-то одинок, если учесть структуру подводного рельефа. Таков, например, остров Клиппертон, расположенный под 10° северной широты и 110° западной долготы: этот изолированный вроде бы остров на самом деле лишь один из членов семьи вулканов, который просто-напросто поднял свою вершину над водами, в то время как остальные его собратья остались под водой.

В самых различных частях Великого океана имеются цепочки вулканов, протянувшиеся порой на 1000, а то и 2000 километров в длину — то в виде вулканических островов и архипелагов (например, Гавайского), то в виде «полуподводных — полунадводных» образований, вроде острова Клиппертон и его погруженных братьев-вулканов, то в виде целиком находящихся под водой вулканических хребтов и гор (такова грандиозная подводная цепь, тянущаяся от гавайского островка Неккер до островка Маркус — о которой мы уже упоминали в третьей части нашей книги — и включающая в себя 265 больших подводных гор).

Рождение островов в Тихом океане — не только «дела давно минувших дней», оно происходит буквально на наших глазах. Скорость роста вулканов на суше бывает порой феноменальной: в 1770 году в Сальвадоре начал расти новый вулкан, названный Исалько. За двести лет он вырос на 2000 метров, за счет протоков лавы и слоев пепла, то есть скорость его роста равнялась 10 метрам в год! Темпы роста вулканов, находящихся на дне Тихого океана, не менее высоки, причем растут они как «вверх», так и «вширь». В 1796 году образовался небольшой вулкан в цепи Алеутского архипелага. Через несколько лет это был уже настоящий вулканический островок площадью 30 квадратных километров, названный островом Иоанна Богослова. В 1883 году возле него на поверхность вышел еще один остров-вулкан и соединился с островом Иоанна Богослова перешейком. Прошло еще несколько лет — и рядом образовалось еще три островка высотой до 300 метров.

В последние три четверти века ученые имели возможность наблюдать удивительные события, происходившие с островом-вулканом Фалькон (что неподалеку от архипелага Тонга), трижды то возникавшим из воды, то вновь исчезавшим в пучине. Впервые он появился в 1928 году и на новорожденном острове был водружен флаг королевства Тонга. «Это был черный необитаемый остров, без деревьев, с двумя кратерами. На нем были желобообразные впадины и крутые утесы высотой до 100 футов», — рассказывает очевидец. Длина острова тогда была около двух миль. На Фальконе из растений был «только один куст. Но много всякой всячины волны прибили к берегу: бутылку из-под виски, обломок коралла, кокосовые орехи».

Но пять лет спустя, в 1933 году, возобновилась деятельность вулкана и продолжалась вплоть до 1936 года. Ветер и дождь, вместе с океанскими волнами, начали яростную атаку Фалькона, и к 1938 году высота острова уменьшилась с 180 до 10 метров (хотя длина его оставалась той же). В конце 1952 года Фалькон обследовали ученые океанографического судна «Каприкорн» — но теперь это был уже не остров, а банка. Расчеты показали, что волновая эрозия неумолимо разрушает эту банку со скоростью более 1 метра в год. Площадь Фалькона составляла тогда около двух с половиной квадратных километров — и судьба банки, казалось, была решена. Правда, был сделан и еще один подсчет: если здесь начнут селиться кораллы, то через 10 000 — 15 000 лет они достигнут поверхности океана и тогда появится коралловый остров Фалькон. Но подводный вулкан опроверг все расчеты: 23 декабря 1954 года началось новое поднятие острова: вулкан принялся за свою работу снова!

К счастью, в это время поблизости не было ни судов, ни исследователей. По-иному обернулось дело при изучении вулканического острова Миодзин, лежащего к югу от больших островов Японского архипелага. Этот островок, подобно Фалькону, то возникал, то погружался, ибо он (как Фалькон) был самым активным в цепи подводных вулканов. 24 сентября 1952 года японское гидрографическое судно с 9 учеными и 22 членами экипажа на борту приблизилось к острову-вулкану Миодзин. Внезапно произошел «взрыв», напоминающий взрыв вулкана Кракатау (только подводного), и судно вместе с экипажем было разорвано в клочья…

Тонганцы назвали Фалькон «Фонуа Фо’оу» — «Новая земля». Согласно мифологии архипелага Тонга, первые земли в океане сотворены из лавины пористых камней, брошенных с неба в море (т. е. из вулканической пемзы). Кроме того, великий герой и шутник Мауи, любимый персонаж полинезийского фольклора, вытаскивал своим волшебным крючком из океана не рыб, а острова. Подобные же мифы можно найти не только у тонганцев, но и у жителей других островов Полинезии. Конечно, полинезийцам не раз приходилось становиться свидетелями рождения островов из океанских глубин за многие века, истекшие со времени появления людей в Океании, И мифы об островах, поднимающихся из океанских вод, по всей видимости отражают реальные события.

Но ведь в Полинезии бытуют и другие предания: о наступлении океана, о тонущих островах и землях. Имеют ли они под собой какое-то реальное основание? Современная наука об океане с полной уверенностью отвечает на это — имеют. Свидетельством опускания дна Тихого океана являются коралловые острова, атоллы, рифы — самые величественные из тех сооружений на нашей планете, творцом которых является не «мертвая природа», а живые существа… Существа, размер которых не превышает булавочной головки!

Кораллы, атоллы, рифы

«Коральные острова, воздвигнутые малыми черепокожими животными, представляют нам огромнейшие на земном шаре здания, ум человеческий изумляющие», — писал знаменитый русский мореплаватель Ф. Ф. Беллинсгаузен. И действительно, деятельность кораллов, воздвигших десятки больших и сотни мелких островов Океании, построивших Большой Барьерный риф, строительный объем которого превышает в 100 000 раз Великую Китайскую стену (размеры рифа: 2000 километров в длину, 2000 метров в высоту и до 150 километров в ширину), вызывает и восхищение, и изумление.

А вслед за ними приходит вопрос: каким же образом удалось кораллам построить острова и рифы и в особенности кольцеобразные атоллы в океане? Вот что писал Дарвин в дневнике, после того как ему удалось обследовать коралловые острова и рифы (во время своего кругосветного путешествия на «Бигле»): «Такие образования, без сомнения, занимают важное место среди удивительных явлений земного шара. Это не диковинки, которые сразу же бросаются в глаза, а скорее чудо, которое поражает нас после некоторого размышления. Мы удивляемся, когда путешественники рассказывают об огромных грудах каких-нибудь древних развалин. Но как незначительны самые огромные из них, если их сравнить с колоссальным количеством вещества, образовавшегося здесь из различных мельчайших животных. На всех островах, на мельчайших частичках и больших обломках породы, лежит единая печать, говорящая о том, что когда-то они были созданы органической силой.

Измеряя глубину на расстоянии всего лишь немногим больше мили от берега, капитан Фитц Рой опустил лот длиной семь тысяч двести футов, но не достал дна. Значит, мы должны рассматривать этот островок как вершину высокой горы; до какой глубины распространяется работа коралловых организмов — совершенно неизвестно. Если правильно предположение о том, что создающие скалы полипы продолжают надстраивать их, в то время как вулканическое основание острова постепенно с перерывами опускается, тогда, вероятно, коралловые известняки должны достигать огромной толщины. Мы знаем некоторые острова в Тихом океане, такие, как Таити и Эймео… которые окружены коралловым рифом, отделенным от берега каналами и бассейнами спокойной воды. Различные факторы контролируют в этих ситуациях рост наиболее продуктивных видов кораллов. Следовательно, если мы предположим, что такой остров после долгих следующих один за другим перерывов опустился на несколько футов… работа кораллов будет продолжаться по направлению вверх от основания окружающего его рифа. С течением времени находящаяся в центре суша опустилась бы ниже уровня моря и исчезла, а кораллы закончили бы создание круглой стены. Разве не получился бы тогда лагунный остров? С этих позиций мы должны рассматривать лагунный остров как монумент, сооруженный мириадами крошечных архитекторов, чтобы отметить место, где земля оказалась похороненной в океанской пучине».

В этой дневниковой записи от 12 апреля 1836 года — ключ к дарвиновской теории происхождения коралловых рифов, развитой им позднее в книге «Строение и распределение коралловых рифов» и всемирно известном «Путешествии натуралиста вокруг света на корабле “Бигль”». Сначала кораллы, живущие только на мелководье (на глубинах не более 50–60 метров) начинают свою деятельность вокруг прибрежных отмелей острова или материка (так образовался Большой Барьерный риф возле побережья Австралии). Но вот дно — и вместе с ним и окруженный рифами остров — начинает медленно погружаться. Кораллам нужно солнце, на большой глубине они жить не могут — и маленькие строители начинают возводить свои постройки, чтобы как прежде остаться на мелководье.

Остров погружается все больше и больше — и все шире становится пространство между ним и окаймляющим его коралловым рифом, который превращается в барьерный риф. Маленькие строители продолжают свою титаническую работу, они возводят прочную стену на основании, образованном их предшественниками — кораллами. Опускание дна продолжается, продолжается и опускание острова и коралловых построек. «По мере того как барьерный риф медленно погружается, кораллы будут продолжать интенсивно расти вверх, но по мере погружения острова вода будет пядь за пядью захватывать берег, и вот сначала отдельные горы (пики) образуют отдельные острова внутри одного большого рифа, а под конец исчезнет и последняя самая высокая вершина. В тот миг, когда это произойдет, образуется самый настоящий атолл», — писал Дарвин.

Дарвиновская теория образования атоллов, как и его гениальная теория эволюции, вызвала споры. Одни ученые, в том числе крупнейший геолог Чарльз Лайелл, признали правоту Дарвина. Другие выступили с резкой критикой его теории. Так, знаменитый Александр Агассис объявил, что «Дарвин во время своего плавания делал наблюдения на ходу и нигде не желал останавливаться», все факты, на которых он строит теорию образования атоллов, взяты «из вторых рук», а потому порочна и теория, их объясняющая. По мнению Агассиса, барьерные рифы выросли на береговых террасах, которые создала деятельность морских волн. Этим-то и объясняется ровное плоское дно лагун коралловых атоллов.

Развернутая и аргументированная критика теории Дарвина была высказана Джоном Мерреем. Во-первых, отмечал Меррей, в ряде мест есть коралловые рифы, возвышающиеся над уровнем моря на довольно-таки большую высоту (на островах Палау в Микронезии — до 150 метров, на Гавайях, на острове Кауаи, находят остатки кораллов на высоте свыше километра). Сами кораллы, жители мелководья, «нарастить» свои постройки до такой высоты не могли — очевидно, здесь мы имеем дело с поднятием суши. А ведь теория Дарвина предполагает противоположный процесс: медленное и неуклонное опускание островов, надгробиями которых и являются коралловые атоллы. Вторым важным доводом Меррея, ставившим под сомнение дарвиновскую теорию, было наличие мест, где одновременно имелись и окаймляющие рифы, и барьерные рифы, и атоллы: Дарвин же предполагал постепенную эволюцию, идущую в течение долгих десятилетий, в ходе погружения острова на дно.

Меррей выдвинул свою гипотезу: суша не погружается в океан, как предполагал создатель теории эволюции, а наоборот, поднимается. Когда вершина подводной горы, испытывающей поднятие, достигает небольших глубин, на которых могут селиться кораллы, эти маленькие строители поселяются здесь и начинают создавать риф, постепенно разрастающийся вширь. Но скорость роста кораллов на внешнем и на внутреннем участках рифа неодинакова. Кораллы во внутренней части рифа отмирают, известняк, входящий в состав этого рифа, растворяется и вымывается. В итоге внутри рифа образуется «дыра», впадина — лагуна. А на краях рифа кипит интенсивная деятельность кораллов, они продолжают наращивать риф — и тем самым все больше и больше усиливают обособление лагуны. В конечном итоге образуется барьерный риф с лагуной, или коралловый атолл.

Дарвин, возражая Меррею, указал, что данные геологии о строении дна лагун говорят о том, что они не «углубляются» со временем, а, — напротив, заполняются осадками. Притом воды лагун, перенасыщенные карбонатом кальция, никак не могут быть растворителем известняка. (Меррей же считал, что сначала образуется известняковая банка, а затем, когда известняк растворяется, — лагуна.)

В 1915 году профессор Гарвардского университета Р. Дэли выдвинул оригинальную гипотезу, получившую название «гипотеза ледникового контроля». Ибо, согласно ей, все существующие атоллы в океане — это очень молодые сооружения, возведенные кораллами в четвертичном периоде. В период оледенения уровень Мирового океана понизился на величину порядка 60–80 метров. Примерно такова же глубина лагун коралловых атоллов. Понижение уровня океана повело к гибели многочисленных коралловых колоний; к гибели кораллов повело также помутнение и похолодание воды в ледниковую эпоху. Тем временем океан продолжал свою деятельность — волны, приливы и отливы образовали вдоль побережий материков и островов уступы и площадки (только уже на более низком, «ледниковом» уровне моря). Но вот период последнего оледенения кончился, льды стали таять, а уровень Мирового океана неуклонно повышаться, затопляя недавно образовавшиеся уступы и платформы. Для кораллов снова создались благоприятные условия, и они не замедлили этим воспользоваться. Платформы, которые затопил океан, послужили основой для их сооружений. Там, где эти платформы были узкими, появились окаймляющие рифы, там, где широкими, — барьерные. Атоллы же образовались на вершинах гор, срезанных в ледниковый период абразией — «сглаживающей» деятельностью волн.

Дэли, казалось бы, объяснил не только происхождение различных видов коралловых сооружений и плоскую форму дна лагун атоллов, но и тот факт, что все лагуны, как в центре атолла, так и позади рифов, имеют примерно одинаковую глубину — и она равна величине повышения уровня океана в послеледниковое время (60–80 метров). Однако тщательные промеры лагун показали, что это не так: на самом деле их глубина колеблется в очень широких пределах и варьирует от 60 до 180 метров.

Таким образом, вопрос о том, чья же гипотеза права, оставался открытым — вплоть до самых последних лет, когда началось глубинное бурение атоллов и люди смогли наконец-то узнать их истинную историю.