Энциклопедия

Методы изучения морского дна

Геологические исследования дна морей и океанов начались сравнительно недавно. В конце прошлого и в начале нашего столетия они ограничивались измерениями глубин и сбором проб донных грунтов. Делали это весьма примитивно: с корабля на дно моря спускался груз на веревке или тросе, и по его длине определялась глубина, а прилипшая к грузу или захваченная прикрепленными к нему ковшами или трубкой проба позволяла судить о характере дрнного грунта.

Типичный профиль океанического дна. Дно океана, как видно из схемы, имеет чрезвычайно сложный рельеф: глубокие узкие желоба, тянущиеся на сотни километров вдоль горных цепей, глубокие извилистые каньоны (ущелья), множество высоких вулканических гор и т. д.

В 20-х годах нашего столетия, а особенно после второй мировой войны в практику морских геологических работ начали внедряться геофизические методы исследований. Глубины океана и рельеф его дна стали изучать с помощью эхолотов, основанных на принципе измерения времени, затраченного на прохождение звукового сигнала с корабля до дна и обратно. Этот же принцип, но с применением особенно мощных сигналов позволил изучать внутреннее строение толщи рыхлых осадков, покрывающих дно. Сквозь эти осадки легко проникает звук, который отражается частично поверхностью дна, частично плотными породами земной коры, подстилающими рыхлые осадки. Мощные звуковые сигналы позволяют зондировать и наиболее глубокие слои земной коры — твердые магматические породы и даже подстилающие кору породы — верхнюю мантию Земли.

С помощью магнитометров, буксируемых кораблями, измеряется напряженность магнитного поля Земли и выявляются аномалии, причина которых — неоднородности структуры земной коры. Эти неоднородности изучают и с помощью судовых гравиметров, измеряющих величину силы тяжести, которая зависит от плотности пород. Все эти измерения не требуют остановки судов, что позволяет изучать большие пространства за короткое время.

Однако геофизические методы дают возможность получать лишь физическую характеристику горных пород и рыхлых осадков со дна океана, а не сами их пробы. Эти методы не позволяют наблюдать и процессы, изменяющие дно океана. В прибрежной зоне на небольших глубинах вести наблюдения и брать пробы можно, пользуясь водолазным снаряжением, на мелководье особенно удобен акваланг. А как быть на глубинах более 300 м? Водолазы пока туда не спускаются. Правда, в батисферах и батискафах человек может опуститься даже на самые большие глубины океана, например на дно Марианского желоба, но каждый такой спуск — сложная, опасная и дорогостоящая операция. К тому же батискафы маломаневренны. На смену им приходят исследовательские глубоководные подводные лодки, которые позволяют людям выполнять широкий круг наблюдений на глубинах до 2—3 км.

И все же для повседневных геологических исследований больших океанских глубин наиболее широко применяются сейчас автоматические приборы. Это как бы механические и электронные глаза и руки человека в темных пучинах океана.

Микрорельеф дна, осадки и выходы коренных пород успешно изучают с помощью подводных фотокамер и телевизоров. Грунтовые трубки и дночерпа-тели, вонзаясь в толщу донных осадков до древних слоев, отложенных за десятки и сотни тысяч лет до наших дней, приносят пробы, а тралы и драги соскребают с поверхности дна обломки твердых пород. Еще глубже проникают в толщу дна буровые скважины. Бурением удается получать образцы из слоев, залегающих на 200 м ниже поверхности дна океана. Число таких скважин пока невелико, но с каждым годом оно будет расти, потому что буровые скважины — это самый верный путь к изучению недр океанского дна.

Исследованиями геологического строения дна океанов занимаются многие советские и зарубежные ученые. «В СССР особенно широкие работы ведут Институт океанологии Академии наук и Научно-исследовательский институт морской геологии Министерства геологии и охраны недр. Наши научно-исследовательские суда «Витязь», «Михаил Ломоносов», «Обь», «Академик Курчатов», «Книпович», «Сергей Вавилов» и «Петр Лебедев» бывают во всех частях Мирового океана, но он так велик, что одной стране не под силу изучить его, поэтому большое значение имеют международные исследования океана, организованные по согласованным программам. Такие исследования, например, проводились во время последнего Международного геофизического года (1957—1959), Международной индоокеанской экспедицией (1959—1965) и по программе Международного проекта исследований верхней мантии Земли (1963—1970). В последние годы известность получили многие зарубежные экспедиции на исследовательских судах.

Современная океанология уже располагает хорошими картами рельефа дна морей и океанов, отражающими характер донных осадков, физические поля и глубинное строение земной коры; наиболее подробными картами, составленными по материалам Международного геофизического года советскими учеными. «Русские карты океанов» получили широкое признание во всех странах.