что такое придонное течение
Виды морских течений
Виды морских течений
Морские течения оказывают значительное влияние на климат не только тех побережий, вдоль которых они протекают, но и на изменения погоды в глобальных масштабах. Помимо этого, морские течения имеют большое значение и для мореплавания. Особенно это актуально для яхтинга, они влияют на скорость и направление движения как парусников, так и моторных судов.
Для выбора оптимального маршрута в том или ином направлении важно знать и учитывать природу их возникновения, направление и скорость течения. Следует принимать во внимание данный фактор при составлении карты движения судна и у побережья, и в открытом море.
Классификация морских течений
Все морские течения, в зависимости от своих признаков подразделяются на несколько типов. Классификация морских течений выглядит следующим образом:
Причины образования морских течений
Образование морских течений зависит от целого ряда факторов, оказывающих комплексное влияние друг на друга. Все причины условно подразделяются на внешние и внутренние. К первым относят:
К внутренним факторам относят неравномерную плотность водных объёмов. Например, усиленное испарение влаги в тропической и экваториальной области приводит к большей концентрации солей, а в регионах обильных осадков солёность, наоборот, ниже. От уровня солёности зависит и плотность воды. Влияние на плотность оказывает и температура, в более высоких широтах или в глубинных слоях вода холоднее, а, значит, и плотнее.
Типы морских течений по устойчивости
Следующим признаком, позволяющим производить классификацию морских течений, является их устойчивость. По данному признаку выделяют следующие типы морских течений:
Постоянные, в свою очередь, в зависимости от скорости и мощности разделяют на:
К периодическим относят течения, время от времени изменяющие своё направление и скорость. При этом в их характере проявляется определённая цикличность, зависящая от внешних факторов — например, от сезонной перемены направления ветров (ветровые), гравитационного действия Луны и Солнца (приливно-отливные) и так далее.
Если же изменение направления, силы и скорости течение не подчинены никаким повторяющимся закономерностям, они именуются непериодическими. К ним относят возникающие перемещения водных масс под действием разницы атмосферного давления, ураганных ветров, сопровождающихся нагоном воды.
Виды морских течений по глубине расположения
Передвижения водных масс происходят не только в поверхностных слоях моря, но и в его глубинах. По данному признаку типы морских течений бывают:
Типы морских течений по характеру движения
Морские течения различаются между собой и по характеру своего движения. По этому признаку их подразделяют на три вида:
Классификация морских течений по их температуре
Основным фактором классификации является температура морских течений. По этому признаку их разделяют на тёплые и холодные. При этом понятия «тёплое» и «холодное» весьма условны. К примеру – Нордкапское, являющееся продолжение Гольфстрима, считается тёплым, имея среднюю температуру 5-7 о С, а вот Канарское классифицируют как холодное, несмотря на тот факт, что его температура составляет 20-25 о С.
Причина здесь заключается в том, что за точку определения берётся температура окружающего океана. Так, 7-градусное Нордкапское течение вторгается в Баренцево море, имеющее температуру 2-3 градуса. А температура вод, окружающих Канарское течение, в свою очередь, на несколько градусов выше, чем в самом течении. Однако, имеются и такие течения, температура которых практически не отличается от температуры окружающих вод. К ним относятся Северное и Южное пассатное течение и огибающее Антарктику течение Западных ветров.
Осторожно, ботулизм! Правила домашнего консервирования
Август – период активной заготовки домашних консервов и солений. Именно они могут стать причиной развития опасной болезни – ботулизма.
Роспотребнадзор напоминает, что ботулизм – тяжелое заболевание, поражающее центральную нервную систему, и при несвоевременном обращении за помощью заканчивается летальным исходом. В среднем в России каждый год от ботулизма страдает около 200 человек. В I полугодии 2020 года заразились 60 человек, из них 6 (10%) – с летальным исходом.
При приготовлении домашней консервации важно помнить, что именно некачественные домашние заготовки чаще всего бывают причиной развития заболевания. Возбудитель ботулизма – грамположительная палочка Clostridium botulinum, выделяющая токсин, поражающий нервную систему человека. Причем высокая температура не действует на палочку, она способна выдерживать кипячение в течение 2–5 часов (однако кипячение способно разрушить токсин, если он образовался в консервах).
Споры ботулизма широко распространены в природе: их постоянно находят в воде, особенно в придонных слоях, почве, откуда они и попадают в продукты, подвергающиеся консервированию и переработке.
Возбудитель болезни активизируется только при отсутствии доступа кислорода. Именно поэтому ботулизмом часто заболевают после употребления герметически закрытых консервов, солений и копчений домашнего производства, где в толщу продукта не проникает воздух, и создаются благоприятные условия для размножения палочки. При этом внешний вид, вкус и запах продуктов не изменяется. Совсем не обязательно отмечается и вздутие консервных банок.
Как обезопасить себя:
1. Не покупайте на рынке и у случайных лиц продукты домашнего консервирования в герметически закрытых банках. Зачастую продукты для продажи готовят, обрабатывают и хранят без соблюдения правил гигиены и температурного режима.
2. Не покупайте у случайных лиц продукты домашнего копчения: крупные окорока, рыбу (особенно опасен толстолобик и другие рыбы, обитающие в придонных слоях воды). Из кишечника рыбы при ее неправильной обработке споры легко проникают в толщу мышц.
3. Не готовьте в домашних условиях консервы в герметически закрытых банках из грибов, мяса, рыбы, моркови, свеклы, портулака и укропа. Эти продукты трудно отмыть от мелких частичек почвы и спор возбудителей ботулизма.
4. Не консервируйте продукты с признаками порчи и гнили.
5. Соблюдайте общепринятую технологию приготовления: не уменьшайте количество соли, уксуса, не сокращайте время тепловой обработки.
6. Не ешьте консервы из вздувшихся, подозрительных банок.
1. Храните домашние консервы только в холодильнике или в погребе.
2. Перед употреблением в пищу консервы, приготовленные из опасных продуктов, подвергайте достаточной, в течение 15–20 минут, температурной обработке. Кипячение разрушит токсин, если он образовался в консервах.
3. К ботулиническому токсину особенно чувствительны дети. Им можно давать консервы домашнего приготовления только после предварительной тепловой обработки.
4. Если после употребления домашних консервов или копченой продукции вы почувствовали себя плохо, немедленно обратитесь к врачу и обязательно сообщите, что вы употребляли в пищу консервы.
5. Банку с остатками консервов, оставшуюся рыбу или окорок не выбрасывайте – их необходимо отправить на лабораторное исследование. Это поможет быстрее выявить источник, поставить диагноз и начать правильное лечение.
Соблюдайте эти простые правила и будьте здоровы!
Если Вы не нашли необходимую информацию, попробуйте
зайти на наш старый сайт
Разработка и продвижение сайта – FMF
Почтовый адрес:
Адрес: 350000, г. Краснодар, ул. Рашпилевская, д. 100
Канцелярия +7 (861) 255-11-54
прием посетителей пн., вт., ср., чт. с 10.00 до 16.00
ПТ. и предпраздничные дни с 10.00 до 13.00
перерыв с 13.00 до 13.48
Что такое придонное течение
Приведена общая физико-географическая характеристика придонных гравитационных течений в океане. При помощи численной модели проиллюстрирован один из примеров распространения североморских вод в Балтийском море.
ПРИДОННЫЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ТЕЧЕНИЯ В ОКЕАНЕ
Калининградский государственный университет
ПРИДОННЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ТЕЧЕНИЙ
Несмотря на широкую распространенность придонных течений, данные натурных наблюдений о них весьма неполны и отрывочны. Для облегчения понимания сути излагаемых результатов обратимся к лабораторному эксперименту, который поможет увидеть явление целиком и составить интуитивно зрительный образ объекта исследований.
Итак, в гидродинамическом лотке, представляющем собой большой аквариум размером 3 м i 30 см i 40 см со специальным набором устройств для подачи и слива воды, в покоящуюся пресную воду в придонной области подавали соленую воду. Разность плотностей в экспериментах была равной 0,005 г/см3, то есть 0,5% плотности пресной воды. Созданный таким образом придонный поток двигался с различной скоростью в пределах от 1 до 8 см/с. Регистрацию структуры течения осуществляли подкраской соленой воды с последующей фото- и киносъемкой. На рис. 1, а приведена фотография типичного вида головной части придонного течения. Отчетливо виден вращательный характер движения жидкости в голове течения, ось вращения которого нормальна поверхности фотографии. Образовавшийся в головной части течения вихрь быстро приобретает почти стационарную форму. В лотке он успевал полностью оформиться через 30-40 см от входного створа и сохранялся практически до самого конца лотка. В зависимости от величин перепада плотности и скорости подачи соленой воды очертание головной части может несколько изменяться: при большей скорости в голове течения наблюдаются почти круглые вихри, размеры которых совпадают с толщиной потока (рис. 1, б ). В этом случае очертания головной части менее гладкие, а жидкость внутри языка более перемешана; при меньшей скорости горизонтальные размеры вихря превышают вертикальные, и хорошо видна его овальная форма с характерным уменьшением толщины потока за головной частью (см. рис. 1, а). Непосредственно за головной или фронтальной частью течения следует невозмущенная часть придонного течения одинаковой толщины по всей длине лотка.
Полученные в лабораторных экспериментах результаты показали вихревой характер распространения головной части придонного течения. Оказалось, что визуально придонное гравитационное течение имеет вид языка более тяжелой, чем вышележащая, воды с утолщением-вихрем в его голове и скольжением по линии дна. Обратимся теперь к описанию конкретного примера придонного течения в Балтийском море.
СЕВЕРОМОРСКИХ ВОД В БАЛТИКЕ
Итак, воды Северного моря проникают в Балтику в виде придонных гравитационных течений, которые распространяются по горизонтальному дну или его склону, преодолевают слой быстрого роста плотности морской воды по вертикали, или пикноклин, переваливают через подводные пороги. На рис. 2 приведен вертикальный разрез, полученный в августе 1997 году в проливе Хатрарне в Балтийском море во время 34-го рейса НИС «Профессор Штокман», на котором зафиксированы уже произошедший отрыв придонного течения от склона дна и формирование течения, распространяющегося по своему горизонту плавучести. Такие течения принято называть интрузионными. Рассмотрим теперь основные фазы процесса распространения вод Северного моря в Балтийском при помощи численной модели придонных течений [1, 2].
Известен 6 устойчивый характер распространения придонных гравитационных течений по дну или его склону, а также их турбулентный режим с почти изотропными пульсационными движениями внутри языка течения. Большие вертикальные градиенты плотности на верхней границе гравитационных течений и перемежающийся характер движения в придонной области делают трудно применимыми сложные модели турбулентности при построении численной модели. Поэтому для учета турбулентности было использовано понятие эффективной вязкости (некоторого аналога молекулярной вязкости), что позволило учесть в модели разницу в интенсивностях пульсационных движений и перемешивания внутри и вне языка придонного течения.
Конкретные расчеты на модели выполняются достаточно просто: сначала задают все неизменные условия задачи, например непротекание жидкости через твердое дно, конфигурация линии дна и т.п. Затем через одну из границ в модельное пространство подается вода или, как в рассматриваемой задаче, порождается придонное течение, в большей или меньшей степени соответствующее реальным условиям морской среды. Получаемые в расчетах результаты позволяют строить все необходимые графики, достаточно полно представляющие модельное течение.
Итак, численная модель справилась с описанием процесса распространения придонного течения по горизонтальному дну. Оказалось, что в случае перехода к расчету с наклонным дном придонное течение сохраняет все основные черты [1, 2]. Несколько увеличивается лишь относительная толщина головной части течения из-за уменьшения стабилизирующей роли силы тяжести, ее величина определяется проекцией на нормаль к верхней границе потока. Вода в модельном пространстве однородна, и поэтому никакого отрыва течений от дна не происходит.
Понятно, что отрыв водной массы придонного течения от склона дна происходит благодаря действию сил плавучести. Однако остается неясным механизм их участия в этом процессе. Для решения данной задачи был выполнен расчет поля давления с использованием обычного для этого класса задач соотношения [3], связывающего градиенты давления с динамическими характеристиками течения.
На рис. 5 (правый ряд) приведены рассчитанные на модели соответствующие распределения давления в модельном пространстве. Их анализ позволяет констатировать, что пикноклин, или граница раздела двух слоев воды в модельном пространстве, начинает реагировать на распространяющееся придонное течение задолго до прямого контакта водных масс течения и придонного слоя. Очевидно, что связующим звеном этого взаимодействия (слабого, ибо контакта водных масс еще нет) является давление, которое имеет высокую скорость распространения возмущения в воде, примерно равную скорости звука в воде.
Уже на первой фазе (см. рис. 5) отчетливо видно несовпадение изобарических и изопикнических линий. Собственно контакта водных масс течения и придонного слоя еще нет, а хорошо видно, что взаимодействие, проявляющееся в виде подстройки поля плотности под появившееся возмущение поля давления, уже началось. Данное обстоятельство при анализе соответствующих натурных данных измерений термохалинной структуры в районах стока / отрыва придонного течения обычно не используется, хотя именно оно может быть ответственно за генерацию внутренних волн (волнообразных возмущений линий равной плотности внутри водной массы), например в центральной Балтике.
На второй фазе придонное течение достигает наконец более тяжелого придонного слоя и возникает контакт их водных масс. Одновременно (и это хорошо видно на рис. 5) зарождается второй локальный максимум давления. После его оформления и происходит отрыв придонного течения от линии дна.
Характер распределения давления на рис. 5, соответствующего третьей фазе, фазе уже произошедшего отрыва, полностью объясняет наблюдаемую картину течения. Действительно, водная масса придонного течения отрывается от дна благодаря контрградиенту давления, порожденному за счет второго максимума давления, расположенному ниже и правее первого. Подчеркнем, что в целом понятное поведение более легкого, чем придонный, слоя воды обретает хорошо различимую структуру и последовательность фаз событий. Конкретная форма головной части порождаемого при отрыве от склона дна интрузионного течения зависит от перепадов плотности между водными массами над и под халоклином (или границей раздела двух слоев) и собственно распространяющегося течения. В приведенном на рис. 2 натурном примере интрузии наблюдается симметричный вариант строения фронта течения, который получен также в лабораторных и численных 6 экспериментах.
Выполненные исследования позволяют утверждать, что придонные гравитационные течения играют существенную роль в общем круговороте водных масс в океане. Из-за трудностей с регистрацией и изучением в натурных условиях основными инструментами исследования придонных течений стали лабораторный и численные эксперименты. Выполненные на моделях расчеты показали вихревой характер проникновения водной массы придонного течения в невозмущенную жидкость. Расчеты подтвердили способность придонного течения (при наличии запаса отрицательной плавучести) к проникновению сквозь пикноклин до самого дна геометрического пространства модели, что соответствует ситуациям, возникающим во время больших затоков североморских вод в Балтику. В случае, когда втекающие водные массы легче придонного слоя, происходит отрыв течения от склона дна. Полученные в расчетах результаты свидетельствуют, что структура течения в окрестности точки отрыва или, точнее, его топология полностью определяется особенностями распределения поля давления.
1. Гриценко В.А., Юрова А.А. // Океанология. 1997. Т. 37, ╧ 1. С. 44-49.
2. Гриценко В.А., Юрова А.А. // Там же. 1999. Т. 39, ╧ 2. С. 187-191.
3. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: Наука, 1988. 788 с.
4. Самолюбов Б.И. Придонные стратифицированные течения. М.: Науч. мир, 1999. 464 с.
5. Тернер Дж. Эффекты плавучести в жидкостях. М.: Мир, 1977. 431 с.
6. Федоров К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 296 с.
Рецензент статьи В.С. Попов
Виды океанических течений, классификация, примеры
Массы воды, заполняющие пространство океанов, находятся в постоянном движении, однако это движение отнюдь не хаотично. Оно подчиняется определённым законам, возникает и поддерживается под действием определённых факторов. В глубине океанов протекают своеобразные реки, называемые океаническими течениями.
Некоторые из них текут на поверхности воды, другие охватывают глубинные пласты. Ширина течений колеблется от нескольких сотен метров до сотен километров. Часто температура потока воды отличается от уровня нагрева окружающих вод, что оказывает существенное влияние на климат прилегающей суши.
Классификация течений по атмосферным влияниям
Существует немало факторов, воздействие которых приводит к стабильному перемещению водных масс. Помимо гравитационных сил, к которым относятся притяжение Луны и суточное вращение нашей планеты, движущей силой океанических течений выступают различные атмосферные явления, в соответствии с которыми водные потоки подразделяются на следующие виды.
Классификация по длительности
Океанологи разделяют течения на три группы по их периодичности:
Постоянные течения наиболее важны, так как именно они служат мощными климатообразующими факторами. По скорости и мощности их подразделяют на четыре группы:
Течения, которые сохраняют стабильность в течение сезона, как правило, подчиняются действию муссонов и называются муссонными. Потоки, стабильность которых в течение круглого года обеспечивается пассатными ветрами, называют пассатными.
Классификация по глубине
Движение воды происходит на разной глубине. На поверхности скорость течений наиболее высока, снижаясь по мере нарастания глубины. У самого дна вода течёт со скоростью, не превышающей 3-5 сантиметров в секунду. Океанологи различают следующие виды течений:
Поверхностные течения практически всегда возникают под действием преобладающих ветров, которые оказывают влияние на скорость и направление движения водной массы. Для глубинных и придонных течений определяющими факторами служат перепады давления и температуры воды.
Климатическая роль океанических течений
Течения в океанах оказывают существенное влияние на климат нашей планеты. Они переносят тёплые воды из экваториальных областей в умеренные и приполярные, а холодные – в тропики и субтропики, тем самым делая климат более мягким и равномерным. Они способствуют более равномерному распределению осадков, благодаря которым суша получает необходимую ей влагу.
Если бы не существовало течений, большая часть материков представляла бы собой безжизненные каменные или песчаные пустыни. Кроме того, течения способствуют перемешиванию слоёв океанских вод и повышению их питательности для многочисленных морских обитателей.
Что такое придонное течение
Согласно современному определению, контуритами называют осадки, отложенные или переотложенные под действием придонных (в том числе контурных) течений [9]. Придонные течения, играющие важную роль в осадконакоплении на континентальных окраинах [6], имеют квазистационарный характер. Они демонстрируют значительную изменчивость скорости и направления движения в масштабах времени от часов до месяцев (сезонов) и сохраняют относительное постоянство в масштабах десятилетий и тысяч лет [9]. Возможность течений донных вод образовывать аккумулятивные и эрозионные формы подтверждена в ходе многочисленных исследований [например, 6; 9; 10]. Осадочные тела контуритов, получившие название «дрифты», имеют различную геометрию и размеры. Они могут достигать сотен километров по протяженности, десятков километров в ширину и сотен метров в высоту [9]. Поверхность крупных дрифтов может быть покрыта сериями волнообразных осадочных тел аккумулятивного генезиса – осадочными волнами, площади распространения которых называются полями осадочных волн [3]. Обширные поля осадочных волн обнаружены в центральной и южной части Аргентинской котловины, где они приурочены к гигантским контуритовым дрифтам [5]. Формирование крупных дрифтов под действием придонных течений происходит в течение сотен тысяч и миллионов лет [6]. При этом происходящие палеоокеанологические и палеоклиматические изменения отражаются в осадочной структуре дрифтов, что дает основание считать данные тела природными архивами информации об изменениях климата и вариациях придонной циркуляции [9]. Контуритовые дрифты являются также объектом интереса нефтегазовых компаний как перспективные структуры для поиска месторождений углеводородов [10].
Основная цель данной работы состоит в изучении механизмов формирования систем аккумулятивных и эрозионных форм на континентальной окраине Бразилии и Уругвая (Южная Атлантика).
Район исследования расположен на континентальном подножии в северо-западной части Аргентинской котловины и охватывает несколько крупных форм рельефа: эллипсовидное плато Санта Катарина, отделенное от континентального склона глубоководным проходом, котловину Сантус глубиной до 4000 м и южный уступ плато Сан-Паулу относительной высотой до 1500 м [2]. Необходимо отметить, что плато Санта Катарина и котловина Сантус расположены на огромном Нижнем плато Сантус, приподнятом на 600 м относительно абиссальной части Аргентинской котловины. Южнее расположен гигантский контуритовый дрифт из системы дрифтов Юинга [6]. Придонная циркуляция в районе исследования контролируется течением направленных на север нижних циркумполярных вод (НЦПВ) антарктического происхождения [8]. Основным источником осадочного материала в данном районе является залив Ла-Плата [2] (рис. 1А).
Материалы и методы исследования
Материалами для данной работы послужили результаты 33, 35 и 37-го рейсов НИС «Академик Иоффе», в ходе которых ударной грунтовой трубкой отобраны две колонки донных осадков, а с помощью сейсмоакустического профилографа сверхвысокого разрешения «SES 2000 deep» (4-6 кГц) получены три протяженных сейсмопрофиля (рис. 1А). Скорость распространения звука в воде и осадках при интерпретации принята равной 1500 м/с. Литологическое описание колонок осуществлялось на борту судна путем визуальных наблюдений и изучения осадка в смер-слайдах под поляризационным микроскопом. В смер-слайдах приблизительно оценивалось соотношение основных осадкообразующих компонентов: терригенных обломочных и глинистых минералов, фораминифер, диатомовых, кокколитов и др. биогенных остатков. В пилотных пробах, отобранных из всех встреченных в колонке литологических типов осадков и промытых через сито с ячеей 0.1 мм, под бинокулярным микроскопом МБИ-6 определялся видовой состав фауны планктонных фораминифер, индикаторные виды бентосных фораминифер, а также присутствие и относительное обилие других групп микрофоссилий.
Результаты исследования и обсуждение
Сейсмопрофили пересекли серию симметричных волнообразных осадочных тел, частично покрывающих плато Санта Катарина и прослеженных на север до уступа плато Сан-Паулу через всю котловину Сантус. Высота осадочных тел составляет 10–60 м, а расстояние между гребнями – от 1.5 до 4 км (рис. 1В). В северо-западном направлении наблюдается уменьшение этих параметров. В северной части котловины Сантус в направлении к плато Сан-Паулу выявлено постепенное заполнение осадочным материалом пространства между волнами, вплоть до полного их захоронения. Отложения, перекрывающие волны, характеризуются более высокой амплитудой отражений (рис. 1Г).
У подножия южных склонов плато Санта Катарина и Нижнего плато Сантус зарегистрированы сейсмофации, характеризующиеся мелкохолмистым рельефом поверхности дна и хаотической внутренней акустической структурой. У подножия Нижнего плато Сантус наблюдается резкий переход от сейсмофации с хаотической структурой к отложениям с четкой акустической стратификацией.
С вершины одной из волн на плато Санта Катарина отобрана колонка АИ-2443 (30°36.2′ ю.ш., 44°16.97′ з.д., глубина 3410 м) длиной 3.42 м. Колонка вскрыла разрез гемипелагического глинистого неравномерно уплотненного ила, содержащего многочисленные плотные комковатые прослои (хардграунды). Окисленный поверхностный слой хорошо развит и имеет мощность 38 см. В нижней части колонки (213-342 см) осадок диффузно слоистый, биотурбированный. Выделений гидротроилита не обнаружено. Содержание планктонных фораминифер в осадках низкое, их сохранность варьирует по разрезу. В нескольких образцах отмечено сильное растворение их карбонатных раковин (например, 230, 280 и 310 см). Однако хорошая сохранность и большое видовое разнообразие субтропической фауны планктонных фораминифер во многих образцах указывает на незначительное растворение, но сильное разбавление биогенного материала терригенным.
Колонка АИ-2442 (32°41.30’ ю.ш, 46°05.60’ з.д., глубина 3890 м, длина 4.61 м), полученная у подножия Нижнего плато Сантус, вскрыла отложения с четкой акустической стратификацией на сейсмопрофиле. Колонка представлена гомогенным глинистым илом практически без примеси обломочных минералов и микрофоссилий. Окисленный слой отсутствует. Осадок содержит черные выделения гидротроилита, неравномерно распределенные по разрезу, свидетельствующие о резко восстановительной среде раннего диагенеза. Осадки в колонке палеонтологически почти «немые», содержат лишь единичные экземпляры раковин планктонных и бентосных фораминифер, радиолярий и остракод (в отдельных пробах). Во многих пробах отмечены обломки раковин фораминифер, указывающие на растворение.
Осадочные волны в данном районе были обнаружены ранее в рейсе M29/2 на НИС «Meteor». В ходе многолучевого эхолотирования установлено, что гребни волн примерно параллельны изобатам [4]. На сейсмоакустическом профиле, полученном в рейсе RC1605 НИС «Robert Conrad» (база данных GeoMapApp, www.geomapapp.org), видно, что осадочные волны покрывают поверхности двух крупных аккумулятивных тел, расположенных на плато Санта-Катарина и у подножия его северного склона. На сейсмопрофиле в структуре осадочного тела на плато Санта-Катарина видны более древние захороненные волны, происхождение которых очевидно не связано с неровностями фундамента (рис. 1Б). Общая геометрия аккумулятивных тел, наличие линзовидных внутренних несогласий и осадочных волн дает основание интерпретировать данные тела как грядоподобные контуритовые дрифты [6]. Происхождение дрифтов, вероятно, связано с деятельностью течения НЦПВ. Скорости придонных течений в открытой части Аргентинской котловины не превышают обычно 10 см/с, однако для формирования подобных аккумулятивных тел скорости течений должны быть в пределах 10–30 см/с [9]. Локальное увеличение скоростей течений происходит за счет огибания такого массивного препятствия, как плато Санта Катарина, и увеличения уклона поверхности, вдоль которой движется поток. В результате возникают локальные максимумы скоростей течения у склонов плато и в структуре потока появляются неоднородности в виде отдельных струй. Плато разбивает течение на несколько ветвей, огибающих его с востока и запада, а также, вероятно, переваливающих через плато. На его относительно пологой вершине скорости потока заметно меньше, чем на более крутых склонах (рис. 1Д). Такая разница приводит к возникновению локальных вихрей над дрифтом и наращиванию аккумулятивного тела в его осевой части за счет осаждения переносимого течением взвешенного осадочного материала. При этом на склонах дрифта может наблюдаться неотложение осадочного материала и эрозия (рис. 1Е). Следует отметить, что бóльшая ось дрифта Санта Катарина ориентирована перпендикулярно к континентальному склону, что нетипично для большинства контуритовых дрифтов и связано, скорее всего, с резким изменением направления простирания склона на данном его отрезке [6].
Дрифт в котловине Сантус, вероятно, генетически связан с трансформным разломом Риу-Гранди, субширотно простирающимся вдоль уступа плато Санта Катарина. Сила Кориолиса (FК) в Южном полушарии отклоняет поток движущихся на север НЦПВ влево по ходу движения, прижимая его к континентальному склону. В результате увеличения скорости потока за счет возрастания уклона поверхности, вдоль которой он движется, и смещения ядра потока в сторону склона возникает разность скоростей у левого и правого бортов канала. За счет экмановского транспорта взвешенный материал, переносимый течением, перемещается в латеральном направлении направо по ходу потока (рис. 1Е). Легко переваливая через борт канала из-за небольшой разницы по плотности с окружающей водой, взвесь осаждается по мере удаления от оси потока и уменьшения его скорости. В результате на левом борту канала доминируют процессы эрозии, а на правом – аккумуляции осадочного материала (т.е. формирования контуритового дрифта). Данная схема хорошо согласуется со схемой, представленной в работе [9]. Геометрия, размеры и положение в плане обнаруженных волнообразных тел свидетельствуют об их контуритовом происхождении [5].
Модели, полностью объясняющей формирование осадочных волн под действием придонных течений, на настоящий момент не существует. Однако в работе [5] предлагается модель, в которой образование осадочных волн связывается с внутренними волнами потока. Подобные волны возникают в результате движения стратифицированного потока над неровностями дна. В районе исследования присутствуют два фактора, необходимые для формирования столь больших осадочных волн: поступление огромного количества терригенного осадочного материала из залива Ла-Плата и наличие системы мощных течений, способных транспортировать и отлагать взвешенный осадочный материал. Первичные неровности дна, послужившие морфологической основой для формирования осадочных волн, вероятно, возникли вследствие локальной эрозии под действием придонного течения НЦПВ, огибающего плато Сан-Паулу. Эрозия в данном случае обусловлена внутренней неоднородностью потока и выделением в нем отдельных струй. Уменьшение высоты осадочных волн в направлении к континентальному склону на плато Санта Катарина предположительно объясняется разностью скоростей течения НЦПВ на востоке и западе плато. Это связано, вероятно, с тем, что под действием силы Кориолиса поток НЦПВ, огибающий плато с востока, прижимается к склону плато, а западный поток к континентальному склону. В результате на востоке плато скорости течения становятся выше. Формирование осадочных волн в котловине Сантус может быть связано, в том числе, и с вихрями, возникающими в латеральных частях восточной и западной ветвей течения НЦПВ [9] (рис. 1Е).
Симметричная форма волн и отсутствие явной миграции их вершин свидетельствует об относительно низких скоростях придонных течений в настоящее время и доминировании процессов аккумуляции осадочного материала («облекание» осадочных волн). Формирование волн подобного размера возможно только при значительных скоростях придонных течений (5-20 см/с). При этом на одном склоне волны преобладает эрозия, а на противоположном – накопление осадочного материала, что приводит к постепенному смещению вершины волны (миграции) [5]. Наличие уплотненных прослоев в колонке АИ-2443 свидетельствует о кратковременных перерывах в осадконакоплении, связанных, вероятнее всего, с интенсификацией придонных течений. Захоронение поля осадочных волн в северной части котловины Сантус предположительно вызвано значительным изменением режима придонной циркуляции в районе исследования и снижением скоростей придонных течений, способных лишь отлагать транспортируемый материал. Однако нельзя исключать и влияния гравитационных потоков с плато Сан-Паулу на процесс захоронения волн. Вероятно, высокие скорости осадконакопления в районе исследований обусловили нестабильность склонов и активность гравитационных процессов (оползневые процессы, пастообразные потоки осадочного материала), результаты которой обнаружены у подножия плато Санта Катарина и Нижнем плато Сантус.
Определение возраста данной системы затруднительно. По видовому составу редких целых раковин планктонных фораминифер в колонках АИ-2442 и АИ-2443 можно заключить, что фауна соответствует фораминиферовым стратиграфическим зонам N23 (Globigerina calida calida) и N22 (Globorotalia truncatulinoides), т.е. отложения сформировались в cреднем-позднем плейстоцене, скорее всего, их возраст не превышает 1 млн лет. Верхние 250 см колонки АИ-2442 и верхние 310 см колонки АИ-2443 моложе 450 тыс. лет, судя по присутствию вида Globorotalia hirsuta [7]. Наличие розовых раковин Globigrinoides ruber в интервале 0-230 см колонки АИ-2443 указывает на возраст не более 280 тыс. лет [1]. Вариации сохранности фауны и состава комплексов, а также отсутствие вида Globorotalia menardii и низкое содержание Globigerinoides sacculifer в отдельных образцах отражают ледниково-межледниковые и тысячелетние вариации климатических условий.
Формирование контуритовых дрифтов и поля осадочных волн в северо-западной части Аргентинской котловины предположительно связано с деятельностью придонного течения нижних циркумполярных вод. Важную роль в образовании данных осадочных тел имеет плато Санта Катарина, как фактор, обуславливающий увеличение скоростей придонных течений. В настоящее время обнаруженная контуритовая система неактивна, здесь доминируют процессы аккумуляции осадочного материала из залива Ла-Плата, транспортируемого и отлагаемого под действием течения антарктических вод. В результате происходит постепенное захоронение системы.
Рис. 1. А – схема рельефа дна района исследования с указанием положения сейсмопрофилей и геологических станций, а также направлений придонных течений антарктических вод: I – залив Ла-Плата, II – Аргентинская котловина, III – система дрифтов Юинга, IV – Нижнее плато Сантус, V – плато Санта Катарина, VI – канал Сан-Паулу, VII – котловина Сантус, VIII – трансформный разлом Риу-Гранди, IX – плато Сан-Паулу; 1 – сейсмопрофили «SES 2000 deep», 2 – сейсмопрофиль, полученный в рейсе RC-1605 НИС «Robert Conrad», 3 – геологическая станция, 4 – направление придонных течений, 5 – оси глубоководных каналов и разломов, 6 – оси контуритовых дрифтов. Б – фрагмент сейсмопрофиля, полученного в рейсе RC-1605 НИС «Robert Conrad», с элементами интерпретации. В – фрагмент сейсмопрофиля «SES 2000 deep», полученный на северном склоне плато Санта Катарина, с указанием положения геологической станции. Г – фрагмент сейсмопрофиля «SES 2000 deep» с элементами интерпретации. Д – трехмерная схема, демонстрирующая механизм формирования контуритовой системы в районе исследования: 1 – направления придонных течений, 2 – направления гравитационных процессов. Е – схема, отражающая эрозионно-аккумулятивную деятельность придонных течений. Положение батиметрического профиля показано на рис. 1Д. Синяя стрелка указывает направление экмановского транспорта.
Рецензенты:
Никифоров С.Л., д.г.н., зав. лабораторией сейсмостратиграфии, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН», г.Москва.
Пересыпкин В.И., д.г.-м.н., зав. лабораторией химии океана, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН», г.Москва.