24 - 10 - 2017

Рельеф дна и основные структуры

Магеллановы горы – дугообразная цепь вулканических построек, длиной более 1200 км. Она разделяет Восточно-Марианскую котловину на две впадины: северную – Пигафетта и южную – Сайпан. На западе цепь ограничена Марианской системой глубоководных желобов и островодужных поднятий, на юго-востоке - поднятиями Больших Каролинских и Маршалловых островов (рис. 1).

Рис. 1. Батиметрическая карта северо-западной части Тихого океана

Рис. 1. Батиметрическая карта северо-западной части Тихого океана
Исходные данные – единая батиметрическая карта океанического
дна GEBCO (http://www.gebco.net), последний вариант выпущен в 2008 г.

Название «Магеллановы горы» было предложено Р.С. Дитцем (Dietz, 1954)  для группы подводных гор, располагающихся к востоку от Марианского желоба (рис 1). Такого же мнения  о применении этого географического названия придерживался и Г.У. Менард (Менард, 1966). 

Позже   Г.Б. Удинцев (Удинцев, 1972) предложил оставить название «Магеллановы горы» лишь для горного массива в районе 170с.ш. и 1520в.д. Однако очевидное геоморфологическое и структурное единство всей горной системы и все многочисленные последующие исследования подтвердили правильность применения географического названия «Магеллановы горы» в трактовке Р.С. Дитца (рис. 2).

Рис. 2. 3D карта рельефа Магеллановых горРис. 2. 3D карта рельефа Магеллановых гор 

В настоящее время включенная Р.С. Дитцем в состав Магеллановых гор группа гайотов, расположенная вдоль 20º с.ш., некоторыми учеными рассматривается в качестве самостоятельной структуры, как вулканический хребет Даттон (Седов и др., 2005; Уткин и др., 2006; и др.). Однако отмечается, что по географическому положению широтный хребет Даттон «можно было бы отнести» к Магеллановым горам (Седов и др., 2005, стр. 25), а по своей инфраструктуре этот хребет «органично вписывается» в состав Магеллановых гор (Уткин и др., 2006, стр. 9). Упоминается, что  экспедиционные исследования, проведенные на гайотах хребта Даттон (например, 11 рейс судна «Каллисто», 1979 г., рейсы ТОИ ДВНЦ АН СССР), пополняют наши знания о строении гайотов Магеллановых гор.

Вследствие этого, в составленную базу данных включены гайоты хребта Даттон, а в моделях, построенных без его учета, этот хребет не упоминается.

С 2000 по 2008 год силами ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» с борта НИС «Геленджик» многолучевым эхолотом Simrad EM12S-120 выполнена батиметрическая съемка всех крупных гайотов Магеллановых гор. Накопленный материал по морфологии рельефа дна, в совокупности с данными геофизических исследований и результатами геологического опробования позволили выделить в цепи Магеллановых гор два звена – западное и восточное (рис. 3). Границу между звеньями можно довольно уверенно провести по проходу, соединяющему впадину Сайпан и котловину Пигафетта. Сам проход расположен между гайотами Паллада и Федорова и имеет северо-восточное простирание.

Рис. 3. Батиметрическая схема района Магеллановых гор. Сплошные изобаты проведены через 1000 м, пунктирные – через 500 м

Рис. 3. Батиметрическая схема района Магеллановых гор.
Сплошные изобаты проведены через 1000 м, пунктирные – через 500 м

Западное звено в целом имеет широтную ориентацию, простираясь от 149° до 155° в.д. и от 15° до 19° с.ш. Выделяются три широтных линии, по которым расположены основные горные сооружения (рис. 4а). Северная объединяет гайоты Говорова, Вулканолог и Коцебу, на центральной лежат гайоты Скорняковой, Гордина, Ильичева  и Альба, к южной можно отнести гайоты Пегас, Паллада и ряд более мелких подводных гор. Большая часть построек западного звена соответствует классическим представлениям о гайотах (Менард, 1966; Heezen et al., 1973). Они обладают изометричными или овальными основаниями, явно выраженным вершинным плато, покрытым рыхлыми осадками, выпукло-вогнутым профилем склонов. К таким постройкам можно отнести гайоты Ильичева, Пегас, Паллада, Гордина, Скорняковой и другие. Более сложной, неправильной морфологией, характеризуются гайоты северной линии звена – Говорова и Коцебу. Гайот Говорова обладает ломаными очертаниями, осложнен многочисленными    отрогами и   сателлитными   постройками,   склоны    различных экспозиций характеризуются различной крутизной и расчлененностью. На обоих гайотах чрезвычайно широко развиты    осложняющие    мезоформы,    как   площадные,  так  и  линейные. Лишь гайот Вулканолог на северной линии обладает сравнительно простой морфологией, его отличает очень небольшое вершинное плато.

Большинство гайотов западного звена имеют сходное положение вершинной поверхности – бровка фиксируется на глубинах от 1400 до 1600 м. Лишь бровка гайота Говорова расположена на глубине около 2000 м.

Восточное звено ориентировано меридионально и заключено между 155° 30’ и 158° 00’ в.д. и 10° 30’ и 14° 30’ с.ш. (рис. 4 б). Оно включает гайоты (с севера на юг) – Федорова, Ита-Май-Тай, Геленджик и Бутакова. Осложняющий участок расположен восточнее и также имеет меридиональное направление. В него входят гайоты Грамберга, Затонского и Ариранг. Все гайоты восточного звена, за исключением небольших гайотов Затонского и Ариранг, характеризуются резкими угловатыми очертаниями, формы основания – неправильные многоугольники, нередко с входящими углами. Горные сооружения осложнены отрогами, сателлитными постройками, многочисленными мезоформами.

Характерной особенностью восточного звена является последовательное снижение глубины вершин гайотов с севера на юг. Бровка плато гайота Федорова на западной вершине расположена на глубине 1800 м, гайота Ита-Май-Тай – 2000 м, гайота Геленджик – 2100 м и гайота Бутакова – 2650 м. На гайотах Грамберга и Затонского, так же как и на восточной постройке гайоте Федорова, бровка расположена на глубине 1500 м. Бровка гайота Ариранг расположена на глубинах 1600–1700 м.
В целом цепь Магеллановых гор состоит как из одиночных горных сооружений, так и из вулканотектонических массивов, представляющих собой несколько построек, локализованных на едином цоколе (рис. 4). Наиболее крупный массив расположен в западной части цепи. Его цоколь оконтуривается изобатой 5500 м, а в состав входит пять подводных гор – Говорова, Скорняковой, Гордина, Коцебу и Ильичева. Площадь массива составляет более 43 500 км2. Массив меньшего размера расположен в юго-восточной части Магеллановых гор. Цоколь массива оконтуривается изобатой 5900 м, и в этом контуре его площадь составляет 18 000 км2. В массив входят гайоты Ита-Май-Тай, Геленджик и Бутакова. Между гайотами Бутакова и Геленджик имеется перемычка на уровне 5100 м.

Рис. 4. Схема районирования звеньев Магеллановых гор
а – западное звено, б – восточное звено.
Сплошные изобаты проведены через 1000 м, пунктирные – через 500 м

 В цепи Магеллановых гор развиты островершинные постройки и гайоты. Гайоты преобладают в количественном отношении – их насчитывается 15 – и характеризуются большими размерами. Самый крупный гайот – Говорова. Весьма велики гайоты Альба и Паллада, находящиеся в географическом центре цепи, а также гайот Федорова в северной части восточного звена.

Основания гайотов расположены на глубинах 5100–5700 м, а в юго-восточной части – до 5900 м. Наибольшие поперечные размеры оснований изменяются от 50 до 130 км, иногда до 190 км, площадь оснований 1600–15000 км2. По этому показателю рассмотренные гайоты можно разделить на относительно небольшие (до 4000 км2),  средние (от 4000 до 8000 км2) и крупные (более 8000 км2). Существуют и совсем мелкие гайоты, сходные с гайотом Ариранг. Площади их оснований изменяются от 500 до 1000 км2, поперечные размеры – 25–40 км, а высоты 3000–4000 м. От небольших островершинных гор их отличает хорошо выраженное вершинное плато, как правило небольшого размера (до 70 км2). Таких объектов на Магеллановых горах насчитывается  8.

Вершинные плато гайотов Магеллановых гор расположены в батиметрическом интервале 1400–2600 м, соответственно относительные превышения составляют 2900–4300 м. Плато представлены субгоризонтальными или пологонаклонными поверхностями с уклонами 0-20. Контуры плато в общих чертах повторяют формы оснований, а поперечные размеры изменяются от 7 × 6 км у гайота Вулканолог до 117 × 30 км у гайота Бутакова. Площади вершин изменяются от нескольких десятков до 3600 км2 (гайот Говорова). Центральные части чаще выровнены и перекрыты сплошным чехлом рыхлых карбонатных осадков. Незначительные уклоны (до 50) отмечаются по периферии вершинных поверхностей. Здесь они практически лишены осадочного покрова. В других случаях плато осложнены крупными валами и куполами.

Склоны гайотов обладают выпукло-вогнутым профилем. Выпуклыми являются верхние части склонов ниже бровки вершинной поверхности. Они приурочены к интервалу 1800–2600 м и характеризуются уклонами более 20-250. В центральных частях (2600–4000 м) крутизна понижается и составляет 10-150. У подножий, на глубинах 4000- 5600 м, склоны пологие (2-80). Переход склонов в предгорную равнину фиксируется перегибом на отметках от 5000 до 5600 м с формированием вогнутой части поперечного профиля склона.

Все подводные горы в той или иной степени осложнены различными мезоформами рельефа – отрогами, сателлитными постройками с диаметром основания до первых десятков километров, вулканическими конусами и куполами с диаметром основания в первые километры. Последние могут присутствовать на гайотах в большом количестве – несколько десятков и даже более сотни на горной постройке. Чтобы иметь возможность сравнивать интенсивность развития подобных форм на подводных горах, применяется синтетический показатель, нормирующий их количество на площадь постройки.

Наиболее широко конусы и купола развиты на гайотах Говорова и Коцебу – более 22 построек на 1000 км2, наименее – на гайоте Ильичева – 3.1 постройки на 1000 км2. В восточном звене наибольшие значения фиксируются на гайоте Геленджик – 24.0 постройки на 1000 км2 и Бутакова – 15.4 на 1000 км2. На гайотах осложняющего участка отмечены низкие значения показателя: Грамберга – 1.5, Затонского – 3.8, Ариранг – 3.3 на 1000 км2 (Седышева, Мельников, 2009).
Нередко именно над вулканическими конусами фиксируются минимальные батиметрические отметки, в частности над гайотами Бутакова, Геленджик, Говорова. Наименьшая глубина для Магеллановых гор в целом отмечена на гайоте Альба – 551 м.
Островершинных гор в цепи меньше, чем гайотов, и площади их оснований относительно небольшие – не более 1 000 км2, редко до 1 500 км2. Они оконтуриваются изобатами 5100–5700 м; формы в основном изометричные, с наибольшими размерами 15–30 км. Минимальные отметки достигают 1800–2000 м, а высота 2500–3500 м. Крутизна склонов изменяется от 20-250 и более в верхних частях склонов до 7-140 в нижних.

Предгорные шлейфы гор и гайотов могут быть развиты вполне отчетливо (гайот Пегас, Альба, Паллада), быть укороченными (большинство крупных гайотов цепи) или не быть явно выраженными (гайоты Ильичева, Скорняковой, Затонского, мелкие островершинные горы). В первом случае протяженность шлейфов от перегиба склона до поверхности межгорных равнин или абиссальных котловин достигает 50 км, в интервале глубин 5000–5900 м. Рельеф поверхности шлейфов – волнистый, осложненный многочисленными холмами и мелкими горными сооружениями, при общем уклоне от 1 до 30. Во втором случае протяженность шлейфов составляет 20–30 км. Рельеф поверхности волнистый, но осложняющие формы практически отсутствуют. Уклон изменяются от 2 до 50. В третьем случае относительно крутые склоны (7-120) с резким перегибом сочленяются с субгоризонтальной поверхностью впадин.

Межгорные впадины в пределах Магеллановых гор развиты ограниченно, что связано с линейным строением цепи. Наиболее явная находится между гайотами Пегас, Ильичева, Коцебу и Альба, Паллада (рис. 3). С юга впадина ограничена серией небольших островершинных гор и холмов с поперечными размерами основания не более 50 км. Размеры впадины составляют ориентировочно 275×170 км. По ее периферии предгорья гайотов постепенно (уклоны 1-30) погружаются до глубины 5700 м. Поверхность впадины расположена в интервале глубин 5700-5850 м и характеризуется постепенным погружением от предгорий к центру впадины. Наиболее глубокая часть заключена в пределах изобаты 5800 м.

Впадина между гайотами Паллада и Федорова открыта в сторону котловины Пигафетта и впадины Сайпан, фактически являясь проходом между ними. Ориентировочные размеры впадины 220×140 км. Базисная поверхность расположена на глубинах 6000-6100 м, лишь ее края в зоне сочленения с предгорьями гайотов расположены на глубинах около 5800 м.

Еще одна крупная впадина между гайотами Федорова, Грамберга, Затонского и Ита-Май-Тай обладает поперечными размерами 160×135 км. Базисная поверхность расположена на уровне 6100 м и предельно выровнена – колебания глубин менее 50 м. В западной части впадины отмечена островершинная подводная гора с диаметром основания около 13 км и высотой более 1500 м.

Охарактеризованы и участки абиссальных равнин, примыкающих к Магеллановым горам с севера и юга. Базисная поверхность впадины Сайпан горизонтальна и приурочена к глубине 6000 м, на северо-западе – около 5800 м. К горным сооружениям поверхность несколько поднимается и смыкается с их шлейфами на глубинах около 5900 м. В этих районах наблюдаются и переуглубленные участки, вероятно, компенсационные впадины, с глубинами, достигающими 6100 м. На западе впадины расположено несколько островершинных гор с размером основания до 35 км и высотой до 3000 м. В восточной части имеют место холмы с округлым основанием, диаметром 5–10 км и высотой 300–400 м.

Котловина Пигафетта в западной части имеет ровную поверхность с общим трендом погружения на восток от 5500 м у Марианских структур до 5800 м в центральной части. В южной и юго-восточной частях поверхность котловины субгоризонтальна и приурочена к интервалу глубин 5800–5900 м. В непосредственной близости к гайотам отмечаются компенсационные впадины с глубинами до 6000 м и поперечными размерами от 30 до 70 км. Как и во впадине Сайпан, отмечаются отдельные подводные горы и холмы округлой или удлиненной формы оснований с поперечными размерами 15-30 км и высотой от 300 до 2700 м.

См.также:

Другие материалы в этой категории: Стратиграфия »
Threesome