Главными элементами рельефа и структуры внутренних областей океанов являются срединно-океанические хребты и абиссальные равнины с осложняющими их поднятиями и хребтами.

Срединно-океанические хребты

Срединно-океанические хребты (СОХ) расположены в пределах океанской коры над зонами спрединга (рис. 7.4 - 7.7), возвышаясь над ложем океана на 1-3 км. Они образуют единую мировую систему протяжённостью около 80 тысяч км и, как правило, обладают сильно расчленённым рельефом. Почти везде они разбиты поперечными трансформными разломами и смещены вдоль них на расстояния до 100-400 км. Ширина СОХ от сотен км до 2000-4000 км. Под хребтами восстанавливается подъём к поверхности разогретого и разуплотнённого астеносферного слоя.

В строении СОХ обычно выделяются три зоны:

1) Осевая зона, представленная рифтовой долиной (грабеном) глубиной до 2 км и шириной до нескольких км. В ней отмечаются застывшие лавовые озёра, подушечные лавы, вулканические постройки с гидротермами или черными курильщиками с бурно развивающимися сульфиднокислыми и другими бактериями в них, способствоваших образованию металлоносных и кремнистых осадков. Зона сейсмична.

2) По обе стороны от рифтовой долины расположены гребневые зоны с сильно расчленённым рельефом и шириной в первые сотни км. В них появляются осадки мощностью до первых десятков метров в углублениях на более погружённых блоках. Зоны сейсмичны.

Рис. 7.9. Перескок атлантической оси спрединга из трога Роколл на запад, по А.Лаутону (1975) с изменениями. 1 – отмершая позднемеловая ось спрединга; 2 – активные оси спрединга; 3 – новообразованная океаническая литосфера; 4 – континентальная литосфера на суше и под морем.

3) Зоны флангов или склонов хребта, постепенно понижающиеся в сторону абиссальных равнин, простираются на сотни и даже тысячи км. Осадочный чехол в них развит повсеместно и увеличивается до сотен метров в сторону абиссальных равнин. Зона асейсмичны.

В пределах СОХ параллельно им по обе стороны от зоны спрединга выделяются линейные магнитные аномалии. Результаты изучения положения этих аномалий позволили выявить «перескоки» осей спрединга параллельно самим себе (например, перескоки в Норвежско-Гренландском бассейне, а также южнее Гренландии) (рис. 7.9).

Трансформные разломы

Срединно-океанические хребты и в меньшей степени абиссальные равнины расчленены разломами, расположенными по нормали к ним, получившими название трансформных. Они расчленяют СОХ и оси спрединга на отдельные сегменты, смещённые в плане относительно друг друга (рис. 7.4 - 7.7, 7.10).

Рис. 7.10. Главные типы трансформных разломов (I) и тройных сочленений (II), по Дж.Уилсону и Мак-Элхини (1973). 1 – ось спрединга («хребет); 2 – конвергентная граница («дуга», «жёлоб»); 3 – трансформный разлом.

Амплитуда латеральных смещений по одному разлому достигает сотен и даже 1000 км, а суммарная – до 4000 км. Вдоль трансформных разломов наблюдаются проявления вулканизма, гидротермальных процессов и протрузии серпентинизированных пород мантии, а также в трансформных ущельях – метаморфизованнык в зеленосланцевой и амфиболитовой фации породы. Крупнейшие разломы называются трансокеанскими или магистральными их протяжённость составляет несколько тысяч км. Ущелья вдоль трансокеанских разломов достигают значительной ширины и большой глубины (до7-8 км), превышающей глубину абиссальных равнин. Меньшие по масштабам трансформные разломы пересекают СОХ примерно через 100-200 км и продолжаются на незначительные расстояния в пределах абиссальных равнин. Более мелкие разломы не выходят за пределы СОХ и отстоят друг от друга на десятки км, а самые мелкие – пересекают лишь гребневые зоны и рифтовые долины.

Горячие точки

Горячие точки – точки подъёма мантийных струй (плюмов) или тепловых потоков, поднимающихся из нижней мантии или даже с границы мантия-ядро. Большая часть горячих точек приурочена к пересечениям рифтов СОХ зонами крупных трансформных разломов (Исландия, Азорские о-ва и др.) или к тройным точкам сочленения рифтов, а на континентах – к современным или древним рифтовым системам и к их пересечению разломами или сочленению (рис. 7.11, 7.12). По Л.П. Зоненшайну и Л.А. Савостину (1979) все горячие точки, обязанные своим происхождением одной и той же конвективной ячейке, неподвижны относительно друг друга, тогда как горячие точки, принадлежащие разным конвективным ячейкам, могут смещаться, и их относительное смещение будет свидетельствовать о движении самих конвективных ячеек.

Рис. 7.11. Современное размещение главных горячих точек по Дж.Вилсону (1973).

Поскольку картина вертикального подъёма струй с больших глубин не совсем сочетается с конвективными течениями в мантии и с их длинными горизонтальными ветвями О.Г. Сорохтиным и С.А. Ушаковым было выдвинуто предположение, что магматические очаги должны располагаться не глубже 60-80 км, т.е. непосредственно под литосферой плит с океанской корой.

Какую бы точку зрения не принимать на происхождение горячих точек, анализ движения литосферных плит по отношению к ним выявляет иную систему перемещений по сравнению с регистрируемой по другим данным. След прохождения литосферной плиты над горячей точкой на поверхности представлен вулканогенными или интрузивными образованиями, возраст которых в разных участках будет направленно изменяться.

Рис. 7.12. Карта распределения горячих точек на поверхности Земли. 1 – горячие точки базальтового вулканизма; 2 – границы наращивания плит; 3 – границы поглощения плит; 4 – предполагаемые области восходящих потоков в мантии (по О.Г.Сорохтину, 1974 г); 5 – линии, отвечающие половине расстояния между областями восходящих и нисходящих потоков в мантии; 6 – полюса вращения Тихоокеанской плиты относительно: *1 - горячих точек Тихого океана (по Дж.Моргану, 1972 г., *2 – системы островных дуг запада Тихого океана; 7 – траектория движения Тихоокеанской плиты (а – вокруг полюса *1, б- вокруг полюса *2).

 

Абиссальные равнины

Абиссальные равнины занимают пространство между СОХ и континентальными подножиями и по площади являются преобладающим элементом океанского ложа. Они имеют глубину от 4000 до 6000 м. Против устьев крупных рек океанская кора перекрыта мощными конусами выноса осадков (до нескольких км), продолжающихся на глубине дельт. Абиссальные равнины в Атлантическом и Индийском океане с плоским рельефом, тогда как в Атлантическом и Тихоокеанском океанах ложе океана распадается на отдельные котловины (до 1000 и более км по длиной оси), разделённые хребтами и возвышенностями с тысячами подводных вулканических гор. Некоторые такие вулканы выступают над поверхностью океана в виде вулканических островов (например, Реньюн в Индийском океане). Особую разновидность подводных гор образуют гийоты – плосковершинные возвышенности, встречающиеся на глубине до 2 км и представляющие потухшие вулканы, вершины которых в своё время были срезаны морской абразией, затем перекрыты мелководными осадками и далее погрузились ниже уровня океана. Они особенно широко распространены в западной части Тихого океана.

Внутриплитные возвышенности и хребты

Эти поднятия океанского ложа имеют разнообразные формы – от изометричных до овальных с неправильными очертаниями и отчётливо линейных, протягивающихся в отдельных случаях на тысячи км при ширине около сотни км параллельно или косо по отношению к трансформным разломам. Возвышаются они над котловинами на 2-3 км и более, а вершины иногда выступают над уровнем океана. Для большинства внутриплитных поднятий очевидно вулканическое происхождение, т.е. они обязаны своим возникновением процессам магматизма. Проявление магматизма связывают с действием мантийных струй и горячими точками, для которых типичен щелочно-базальтовый магматизм. Крупные скопления вулканических островов и гийотов интерпретируются как «горячее плато». Определённая часть горячих точек приурочена к тройным сочленениям осей спрединга. Практически под всеми поднятиями фиксируется утолщённая кора (иногда до 30 км), сравнимая по мощности с континентальной. Но, в отличие от континентальной, она имеет трёхслойное строение, типичное для океанической коры. Мощность 2-го и 3-го слоёв увеличена за счёт вулканитов и интрузивных тел, как магматических образований горячих точек. Мощность осадочного слоя на поднятиях тоже бывает увеличенной, поскольку вершины поднятий находятся либо выше уровня растворения карбонатов или на такой глубине, где возможно образование биогермов. Все внутриплитные возвышенности и хребты асейсмичны.

Микроконтиненты

Микроконтиненты – структуры с плоским рельефом, расположенные на глубине 2-3 км ниже уровня океана, либо выступающих над уровнем океана в виде мелководных банок (Роколл), мелких (Лорд-Хау) и даже крупных (о. Мадагаскар) островов. Подсилаются микроконтиненты типичной, но утонённой континентальной корой, возраст которой может быть от архейского до палеозойского. Осадочных чехол гораздо мощнее, чем на абиссальных равнинах. Могут присутствовать осадки, предшествующие раскрытию океана. Микроконтиненты откалывались от континентов на ранних стадиях образования рифтовой зоны и раскрытия океана. В некоторых случаях континентальный рифт перерождался в зону спрединга (например, отделение в конце мела плато Роколл от материка Европы). Затем ось спрединга перескакивала в центральную часть современного океана (рис. 7.9).

Возраст и происхождение океанов

С позиций плейттектоники самые древние породы океанской коры должны находиться у краёв континентов. В Атлантическом океане наиболее древняя кора имеет возраст 165 млн. лет, такой же возраст имеет самая древняя кора и в Тихом океане, в Индийском океане – 158 млн. лет, а в Арктическом – около 100 млн. лет. Для всех океанов, кроме Тихого, этот возраст означает начало взламывания коры суперконтинента Пангеи и начала спрединга. Но, возможно, для Тихого океана этот процесс начался гораздо раньше, так как более древние породы океанической коры погружены в зонах субдукции, тем более что считается, что Тихоокеанская плита существовала, как минимум, последние 180 млн. лет в пределах. Распад литосферы суперконтинента Пангеи и океанской коры океана Панталасса на литосферные плиты, начавшийся около 200 млн. лет назад, и последующие их перемещения привёли к образованию современных океанов и материков.