Тихий океан – геологическое строение дна и важнейшие черты рельефа

Главной геологической особенностью океана является то, что он окружен горными системами, составляющими тектоническое и вулканическое тихоокеанское «огненное кольцо». Это оказало существенное влияние на строение его дна.

В пределах Тихого океана четко вычленяются основные морфоструктурные зоны, различающиеся строением земной коры, характером осадконакопления, вулканизмом, типом рельефа, историей развития и возрастом.

Подводная окраина материков. Подводная окраина материков составляет около 10 % площади океана. Значительного развития она достигает только в окраинных морях — в области Индонезийского архипелага и у северного побережья Австралии.

В Беринговом море шельф имеет выровненный характер и находится на небольших глубинах. В нем прослеживаются затопленные речные долины и ледниковые формы рельефа, обработанные в результате позднейшей абразионно-аккумулятивной деятельности моря. Материковый склон здесь довольно широк и имеет признаки сбросово-глыбового расчленения. Выделяется ряд подводных каньонов (Прибылова, Беринга, Жемчуг).

Шельф Охотского моря отличается тем, что значительная его часть расположена на больших глубинах. Отдельные впадины имеют глубины более 1000 и даже 1500 м. Материковый склон узок и крут, материковое подножие выражено слабо.

В Японском море шельф занимает большую площадь только в Татарском проливе.

На обширных пространствах шельфа в Восточно-Китайском и Желтом морях развит мощный осадочный покров, а рельеф дна характеризуется выравненностью благодаря накоплению обильных выносов рек Хуанхэ и Янцзы.

В строении шельфовых зон Южно-Китайского моря и морей Индонезийского архипелага существенную роль играют коралловые постройки и вулканогенные осадки.

К северу от Австралии протягивается обширная зона шельфа, который характеризуется повсеместным распространением карбонатных осадков и коралловых рифов. К востоку от Австралии расположено дно самой обширной в мире коралловой лагуны, отделенной от моря крупнейшим в мире барьерным рифом. Большой Барьерный риф почти отвесной стеной обрывается к морю и переходит в материковый склон.

Материковая окраина Северной Америки характеризуется сильной раздробленностью рельефа и малой шириной шельфа. В рельефе подводной окраины материка имеется обилие впадин, плосковершинных возвышенностей. Наибольшая раздробленность свойственна калифорнийскому бордерленду. Материковый склон изрезан многочисленными подводными каньонами.

На протяжении побережья Центральной и Южной Америки шельф представляет собой узкую (несколько километров) выработанную площадку, примыкающую к подножиям новейших геоантиклинальных материковых структур. Южнее 40 ю. ш., где заканчивается Чилийский глубоководный желоб, узкий шельф сильно раздроблен и напоминает по своему строению шельф залива Аляска.

Интересной материковой морфоструктурой в Тихом океане является Новозеландское плато, представляющее собой глыбу материковой земной коры, не имеющей никаких связей с каким-либо из окружающих материков. Это своеобразный микроконтинент с четко очерченными краями, существующий здесь с палеозоя. Материковый склон очень широк и постепенно сливается с материковым подножием.

Таким образом, характерную особенность подводных окраин Тихого океана составляет их значительная раздробленность на отдельные блоки.

Переходная зона. Переходная зона Тихого океана занимает 13,5 % его площади. Ей свойственно чрезвычайное разнообразие. В пределах переходной зоны Тихого океана выделяют несколько ее областей.

Вдоль западной окраины океана расположена Западно-Тихоокеанская область, представленная следующими районами: Берингово море с Алеутскими островами и Алеутским глубоководным желобом (7822 м); Курильская котловина Охотского моря с Курильскими островами, Камчаткой и глубоководным Курило-Камчатским желобом (9717 м); Японское море с Японскими островами и Японским желобом (8412 м); Юго-Восточная котловина Восточно-Китайского моря с островами Рюкю и желобом Нансей (7790 м); Филиппинская котловина и глубоководные желоба: Идзу-Бонинский (9810 м), Волкано (9156 м), Марианский(11 022 м), Палау (8069 м).

Особой является Индонезийская область, представленная Южно-Китайским морем и морями Больших и Малых Зондских островов с причудливо изогнутыми островными дугами и глубоководными желобами: Филиппинским (10265 м), Манильским (5249 м), Банда (7440 м), Яванским и Тиморским, окаймляющими переходную зону Тихого океана со стороны Индийского океана.

Переходная область, похожая на Карибскую в Атлантическом океане, распространена к северу от Новой Гвинеи и к востоку от Австралии. Это обширная и сложно построенная зона островных дуг и глубоководных желобов. Ее особенностью является то, что на значительном протяжении зоны острова и желоба располагаются со стороны как океана, так и Кораллового моря. Вдоль северо-западного края Новой Гвинеи протягивается Новогвинейский желоб (5050 м), которому с юга сопутствует гряда альпийских поднятий Новой Гвинеи. Затем следует островная дуга, включающая острова Адмиралтейства, Новую Ирландию и Новую Британию, окаймленная с севера Западно-Меланезийским (6310 м), а с юго-запада Новобританским (8320 м) желобами. Внутри этой сложной системы островов и желобов расположено Новогвинейское море. Далее на восток следует широкая гряда Соломоновых островов, которая с юга, со стороны Кораллового моря, окаймлена Бугенвильским желобом (9103 м) и желобом Сан-Кристобаль (8332 м). С севера вдоль Соломоновых островов простирается узкая депрессия дна с глубинами 4000 м, на восточном продолжении которой находится желоб Витязь (6150 м).

Для восточных окраин Тихого океана характерно распространение переходной Восточно-Тихоокеанской области. В этой части океана переходная зона представлена глубоководными желобами — Центральноамериканским (Гватемальский) (6662 м) и Атакамским (Перуанский и Чилийский) (8064 м). Здесь нет островных дуг и окраинных морей. Островные дуги заменены молодыми альпийскими геоантиклиналями — Южной Сьерра-Мадре (в Центральной Америке) и береговыми Андами в Южной Америке.

Ложе океана. Большую часть ложа океана занимает своеобразная океаническая платформа. Поверхность ее располагается в среднем на глубинах 5500 м. Для этой платформы характерно наличие лишь двух из трех основных слоев земной коры, отмечаемых для материковых платформ: осадочного и базальтового. Место гранитного слоя занимает развитый в различной степени "второй слой" со скоростью распространения в нем сейсмических продольных волн от 3,5 до 5,5 км/с, состоящий либо из уплотненных осадков, либо из вулканогенных пород. Мощность осадочного слоя колеблется от 1000 до 2000 м. Местами осадочный покров отсутствует. Столь же неравномерна мощность "второго слоя" — от нескольких сотен до нескольких тысяч метров, а кое-где он также отсутствует. Базальтовый слой достигает 5000 м.

В Тихом океане выделяются следующие морфологические типы подводных поднятий ложа океана: океанические валы, вулканические хребты, глыбовые хребты, окраинные валы. Вулканические хребты распространены повсеместно, в тропических широтах конусы вулканов увенчаны коралловыми атоллами. Глыбовые хребты приурочены к зонам широтных океанических разломов, наиболее ярко выраженных в северо-восточной части океана. Крупными глыбовыми хребтами являются также хребты Карнеги, Кокос, Наска, расположенные в юго-восточной части океана. Но существует мнение, что хребты Карнеги и Кокос — часть срединно-океанического хребта. Предполагают также, что глыбовыми хребтами представлены основания островов Каролинских, Маршалловых, Гилберта, Тувалу, Туамоту. Окраинные валы — поднятия меньших масштабов, вытянутые вдоль глубоководных желобов.

Все эти хребты вместе со срединно-океаническими образуют основной орографический каркас ложа Тихого океана и отделяются друг от друга океаническими котловинами. Основными из них являются: Северо-Западная (6671 м), Северо-Восточная (7168 м), Восточно-Каролинская (6920 м), Центральная (6478 м), Филиппинская (7759 м), Южная (6600 м).

Для рельефа дна котловин Тихого океана характерны абиссальные холмы, отдельные подводные вершины, гайоты и широтные разломы. Самые заметные разломы в Северо-Восточной котловине — Мендосино, Меррей, Кларион, Клиппертон. К югу от экватора в восточной части океана выделяются также крупные разломы Галапагос, Маркизский, Пасхи, Челленджер. Характерная особенность этих разломов, кроме их широтного простирания, — огромная протяженность — до 4000—5000 м.

Срединно-океанические хребты. В Тихом океане планетарная система срединно-океанических хребтов представлена Южно-Тихоокеанским и Восточно-Тихоокеанским поднятиями. Это единая структура, отличающаяся сводообразным строением шириной до 2000 км и протяженностью несколько тысяч километров. Рифтовая структура осевой зоны выражена слабее, чем в Срединно-Атлантическом хребте. Но такие черты рифтовых зон, как плотность земной коры под гребнем, сейсмичность, вулканизм, высокие значения теплового потока, развитие ультраосновных пород, проявляются очень ярко.

Севернее экватора Восточно-Тихоокеанское поднятие становится уже. Здесь четко выражена рифтовая структура. По мнению американского ученого Менарда, в районе Калифорнии срединно-океаническая структура распространяется на материк, захватывая горный Запад США и западную часть Канады. С этим связывается образование крупнейшего активного разлома Сан-Адреас, депрессий Сакраменто и Иосемитской долины, глыбовых структур Большого Бассейна, главного рифта Скалистых гор. С распространением срединно-океанического хребта на материк, очевидно, связано образование калифорнийского бордерленда. На геоморфологической карте Тихого океана отчетливо видна существенная разница в строении дна западной и восточной частей океана. В восточной части типичны обширные котловины с равнинным или холмистым рельефом, срединно-океанический хребет, субширотные разломы. Для запада и юго-запада характерно сплошное чередование подводных хребтов, глубоководных желобов, отдельных гор, относительно небольших котловин, многочисленных островных групп.

60. Тихий океан – климат и гидрологический режим.

Климат. Тихий океан, простираясь почти через все широтные климатические пояса, наибольшей ширины достигает в тропиках и субтропиках, чем и обусловлено преобладание здесь тропического и субтропического климата. Отклонения в расположении климатических поясов и местные различия в их пределах вызваны особенностями подстилающей поверхности (теплые и холодные течения) и степенью влияния прилегающих материков с развивающейся над ними циркуляцией атмосферы.

Основные черты атмосферной циркуляции над Тихим океаном определяются пятью областями высокого и низкого давления. В субтропических широтах обоих полушарий над Тихим океаном постоянны две динамические области высокого давления — Северо-Тихоокеанский, или Гавайский, и Южно-Тихоокеанский максимумы, центры которых находятся в восточной части океана. В приэкваториальных широтах эти области разделены постоянной динамической областью пониженного давления, развитой более сильно на западе. К северу и югу от субтропических максимумов в более высоких широтах находятся два минимума — Алеутский с центром над Алеутскими островами и Антарктический, вытянутый с востока на запад, в приантарктической зоне. Первый существует только зимой в Северном полушарии, второй — в течение всего года.

Субтропические максимумы обусловливают существование в тропических и субтропических широтах Тихого океана устойчивой системы пассатных ветров, слагающейся из северо-восточного пассата в Северном полушарии и юго-восточного в Южном. Зоны пассатов разделены экваториальным поясом затишья, в котором преобладают слабые и неустойчивые ветры при большой повторяемости штилей.

Северо-западная часть Тихого океана является ярко выраженной областью муссонов. Зимой здесь господствует северо-западный муссон, приносящий холодный и сухой воздух с Азиатского материка, летом — юго-восточный муссон, несущий теплый и влажный воздух с океана. Муссоны нарушают пассатную циркуляцию и ведут к перетеканию воздуха зимой из Северного полушария в Южное, летом — в обратном направлении.

Наибольшую силу постоянные ветры имеют в умеренных широтах и особенно в Южном полушарии. Повторяемость штормов в Северном полушарии составляет в умеренных широтах от 5 % летом до 30 % зимой. В тропических широтах постоянные ветры достигают силы шторма крайне редко, но временами здесь проходят тропические ураганы — тайфуны. Чаще всего они случаются в теплую половину года в западной части Тихого океана. В Северном полушарии тайфуны направляются главным образом из района, лежащего восточнее и северо-западнее Филиппин, к Японии, в Южном — из района островов Новые Гебриды и Самоа к Австралии. В восточной части океана тайфуны редки и бывают только в Северном полушарии.

Распределение температуры воздуха подчинено общей широтной зональности. Средняя температура февраля убывает от +26 — +28 С в приэкваториальной зоне до -20 С в Беринговом проливе. Средняя температура августа изменяется от +26 — +28 С в приэкваториальной зоне до +5 С в Беринговом проливе.

Закономерность понижения температуры от экватора к высоким широтам в Северном полушарии нарушается под влиянием теплых и холодных течений и ветров. В связи с этим наблюдаются большие различия между температурой на востоке и западе на одних и тех же широтах. За исключением района, прилегающего к Азии (в основном район окраинных морей), почти во всем поясе тропиков и субтропиков, т. е. в пределах большей части океана, запад теплее востока на несколько градусов. Эта разница обусловлена тем, что в указанном поясе западная часть Тихого океана согревается пассатными течениями (Куросио и Восточно-Австралийское) и их ветрами, тогда как восточная часть охлаждается Калифорнийским и Перуанским течениями. В умеренном поясе Северного полушария, наоборот, запад во все сезоны холоднее востока. Разница достигает 10—12 и вызвана главным образом тем, что здесь западная часть Тихого океана охлаждается холодным Курильским, а восточная нагревается теплым Аляскинским течением. В умеренных и высоких широтах Южного полушария под влиянием западных ветров и преобладания во все сезоны ветров с западной составляющей изменения температуры происходят закономерно и существенной разницы между востоком и западом нет.

Облачность и осадки в течение года наибольшие в областях с пониженным атмосферным давлением и близ горных побережий, поскольку в тех и других областях происходит значительное поднятие воздушных потоков. В умеренных широтах облачность составляет 70—90%, экваториальной зоне 60—70 %, в зонах пассатов и в субтропических областях высокого давления она уменьшается до 30—50%, а в отдельных районах в Южном полушарии — до 10 %.

Наибольшее количество осадков выпадает в зоне встречи пассатов, лежащей севернее экватора (между 2—4 и 9—18 с. ш.), где развиваются интенсивные восходящие токи богатого влагой воздуха. В этой зоне количество осадков составляет более 3000 мм. В умеренных широтах количество осадков увеличивается от 1000 мм на западе до 2000—3000 мм и более на востоке.

Наименьшее количество осадков выпадает на восточных окраинах субтропических областей высокого давления, где господствующие нисходящие воздушные потоки и холодные морские течения неблагоприятны для конденсации влаги. В этих районах количество осадков составляет: в Северном полушарии к западу от Калифорнийского полуострова — менее 200, в Южном к западу от Перу — менее 100, а в отдельных пунктах даже менее 30 мм. В западных частях субтропических областей количество осадков увеличивается до 1500—2000 мм. В высоких широтах обоих полушарий вследствие слабого испарения при низкой температуре количество осадков уменьшается до 500—300 мм и менее.

В Тихом океане туманы образуются преимущественно в умеренных широтах. Наиболее часты они в районе, прилегающем к Курильским и Алеутским островам, в летний сезон, когда вода холоднее воздуха. Повторяемость туманов здесь составляет летом 30—40%, зимой 5—10 % и менее. В Южном полушарии в умеренных широтах повторяемость туманов в течение года 5—10 %.

Гидрологический режим. Волнение. Наибольшая высота ветровых волн в Тихом океане около 15 м, длина более 300 м, период 15 с. В Южном полушарии самое сильное ветровое волнение в Тихом океане отмечается между 40 и 60 ю. ш., где господствуют западные штормовые ветры, а повторяемость волнений силой более 5 баллов в течение года составляет 30—40 %. В Северном полушарии зона сильного волнения лежит севернее 40 с. ш. Здесь повторяемость волнения силой 5 баллов в ноябре достигает 30—40, в августе уменьшается до 10 % и менее. Обычно длина волн в этих широтах 25—35 м, высота 1,0—1,5 м. Во время штормов длина волн достигает 100—120 м, высота 6—8 м, период 10 с.

Повышенная волновая активность наблюдается в антарктическом секторе Тихого океана в районе от 100 до 140 з. д., где наибольшая высота волн 15, длина более 300 м и период 15 с. Такой высоты волны случаются чаще всего летом.

Местом самой высокой штормовой активности океана является район между Новой Зеландией и Антарктидой в окрестностях острова Маккуори. Это второй в Мировом океане после Кергеленского район повышенной штормовой активности. Средняя высота волн здесь 3 м, а максимальная — достигает 25 м. В районе Японских островов, Курил и Камчатки особенно часты цунами. Нередки они и у берегов Южной Америки.

Течения. В субтропических широтах обоих полушарий, в областях центров высокого давления развиты антициклонические круговороты поверхностных вод.

Северо-восточный пассат вызывает в тропических широтах северной части океана устойчивое Северное Пассатное течение, пересекающее океан с востока на запад со скоростью до 2 км/ч. Достигнув Филиппинских островов, это течение разделяется: часть его вод отклоняется к югу, основной же поток поворачивает на северо-запад, а затем на северо-восток, переходя в течение Куросио, скорость которого до 3 км/ч. Приблизительно на 40 с. ш. теплые воды Куросио встречаются с холодными водами Курильского течения и отклоняются на восток, переходя в Северо-Тихоокеанское течение. Последнее, поддерживаемое преобладающими в умеренных широтах западными ветрами, пересекает океан в восточном направлении со скоростью 1—2 км/ч. Около 150 з. д., т. е. при подходе к Северной Америке, оно постепенно разделяется на две ветви. Одна ветвь — Калифорнийское течение со скоростью до 1—2 км/ч — следует на юг приблизительно до 15—18 с. ш., где переходит в Северное Пассатное течение и замыкает антициклонический круговорот вод северной половины Тихого океана. В центре круговорота преобладают слабые и неустойчивые течения, между которыми образуется так называемая линия сходимости, являющаяся одной из зон опускания поверхностных вод на глубину. Другая ветвь Северо-Тихоокеанского течения отклоняется на север и продолжается в заливе Аляска под названием Аляскинского течения. Его скорость достигает 1,5 км/ч. Часть вод Аляскинского течения идет в Берингово море, создавая в нем избыток воды, и либо уходит из него через Берингов пролив в Северный Ледовитый океан, либо возвращается вдоль берегов Камчатки в Тихий океан. Эти воды соединяются с водами, идущими из Охотского моря, и образуют Курильское течение, которое движется на юг со скоростью до 1 км/ч до встречи с течением Куросио, где происходит интенсивное перемешивание и опускание поверхностных вод.

В Южном полушарии Тихого океана юго-восточный пассат обусловливает Южное Пассатное течение, которое идет с востока на запад со скоростью до 2 км/ч. Часть его вод проникает в Коралловое море, где отклоняется на юг вдоль берегов Австралии под названием Восточно-Австралийского течения. Его скорость 2 км/ч. Приблизительно на 45 ю. ш. Восточно-Австралийское течение соединяется с течением Западных Ветров, которое под воздействием устойчивых западных ветров пересекает океан с запада на восток со скоростью 1—2 км/ч. Достигнув Южной Америки, основной поток этого течения отклоняется на юг и уходит через пролив Дрейка в Атлантический океан. Другая часть идет в северном направлении под названием Перуанского течения со скоростью 1—3 км/ч к экватору, где соединяется с Южным Пассатным течением, замыкая южный круговорот поверхностных вод Тихого океана. В антарктических широтах Тихого океана существуют слабые течения, несущие в зону течения Западных Ветров холодные и опресненные антарктические воды. На северной окраине Тихого океана Аляскинское течение образует местный циклонический круговорот, в который в зимнее время вовлекаются воды Берингова моря.

В приэкваториальных широтах пассатное течение разделяется Экваториальным противотечением, которое в Тихом океане, в отличие от других океанов, существует круглый год. Оно пересекает океан с запада на восток со скоростью до 2 км/ч примерно на 4—9 с. ш. на западе и 4—12 с. ш. на востоке. Существование течения обусловлено скоплением в западной части большого количества вод, нагоняемых пассатными течениями, и неравномерностью ветров в пассатных и экваториальных зонах.

Важная роль в циркуляции вод Тихого океана принадлежит подповерхностному течению Кромвелла. Это мощный поток вод, движущийся на восток под Южным Пассатным течением на глубине более 50—100 м со скоростью от 50 до 90 см/с. Протяженность течения более 6500, ширина около 300 км. Течение Кромвелла имеет компенсационный характер и является механизмом, при помощи которого происходит отток излишков вод, нагоняемых пассатами в западную часть океана.

Приливы. В открытой части Тихого океана на севере преобладают неправильные полусуточные приливы. Большая величина приливов (12 м) в заливе Кука. У Курильских островов и восточного берега Камчатки приливы неправильные суточные, величиной до 2,5 м.

В южной части океана преобладают правильные полусуточные приливы, достигающие наибольшей величины (7,2 м) у берегов Австралии. Неправильные полусуточные приливы до 2,6 м отмечаются у берегов Чили. У Соломоновых островов приливы суточные, величина их до 1 м.

По сравнению с другими океанами относительно большая часть Тихого океана расположена в сильно нагреваемых широтах. Кроме того, Тихий океан не имеет такой широкой связи с Северным Ледовитым, как Атлантический океан, и благодаря его большой площади приантарктическая часть не играет в охлаждении его такой роли, как в Индийском океане. Поэтому Тихий океан — самый теплый. Средняя температура воды на его поверхности на 2 выше, чем на поверхности Атлантического и Индийского океанов.

Максимальная сезонная и средняя годовая температура — от +25 до +29 С приурочена к экваториальным и тропическим широтам. Граница отрицательной температуры на севере проходит в средней части Берингова моря, южнее 65—68 с. ш. Летом (в августе) средняя температура поверхностных вод в Беринговом проливе составляет +5 — +6 С. Средняя годовая температура воды Тихого океана составляет +19,1 С.

Под влиянием морских течений и ветров в тропических поясах и особенно в субтропиках западная часть океана теплее восточной на 2—5 , в умеренных широтах Северного полушария западная часть океана во все сезоны холоднее восточной: летом — на 3, зимой — на 7

Соленость. В распределении солености на поверхности Тихого океана отмечается следующая закономерность. Наибольшее значение солености наблюдается в субтропиках, слабое понижение — в приэкваториальной зоне и постепенное более значительное понижение — в направлении от субтропиков к высоким широтам. Как и в других районах Мирового океана, эти различия обусловлены соотношением осадков и испарения. В субтропиках почти на всем их протяжении соленость выше 35,0, максимальная более 35,5 %о в Северном полушарии и более 36,5 % в Южном. В приэкваториальной зоне соленость понижается до 34,5 % и менее, в высоких широтах — до 32 % на севере и до 33,5 % на юге.

Таким образом, соленость поверхностных вод Тихого океана выше в южной части по сравнению с северной. Выделяется сильно пониженная соленость в областях Калифорнийского течения, несущего менее соленые воды из умеренных широт.

Льдообразование. В северной части Тихого океана льды образуются в Беринговом, Охотском, Японском и Желтом морях, в заливах восточного побережья Камчатки, острова Хоккайдо и заливе Аляска. Незначительное количество плавучих льдов выносится Курильским течением из Берингова и Охотского морей. В заливе Аляска встречаются небольшие айсберги от ледника Маласпина.

Прозрачность и цвет воды. В умеренных широтах северной части Тихого океана прозрачность колеблется от 15 до 25 м, преобладающий цвет воды темно-голубой, у берегов зеленоватый. В тропических и приэкваториальных широтах прозрачность увеличивается до 30—40 м, а на западе — до 40—50 м, цвет воды синий.