Океанические рифты – «зияющие» трещины к мантии Земли

Рифтами называют удивительные структуры, известные и на континентах и в океанах. Если сравнить нашу планету с живым организмом, то тогда рифты уподобятся гигантским рубцам на ней, способным кровоточить. Только роль крови в данном случае выполняет магма. Магматические расплавы поднимаются здесь на поверхность, можно сказать, прямо из мантии. Действительно, рифты образуются над ее выступами и как бы протыкают, вернее, проплавляют земную кору. Рельеф, возникающий при этом, своеобразен. Обычно это глубокие провалы – долины, которые протягиваются на сотни и даже тысячи километров и окружены крутыми уступами вздыбленных блоков коры, вытянувшихся параллельно провалу в виде хребтов. Перепад высот здесь достигает нескольких сот, а иногда 2–3 тыс. м. К этим провалам шириной не более 80–100 км часто приурочены крупные озера. Уникальное по красоте, строению и гидрологии озеро Байкал обязано своим происхождением процессам рифтообразования. Другим примером является великая Восточно‑Африканская рифтовая система. С ней связана целая цепочка глубоких озер – Виктория, Альберт, Ньяса и др., а также отдельные вулканы, крупнейшим из которых остается Килиманджаро.

Однако какими бы грандиозными ни были континентальные рифты, по размерам они уступают океаническим. Океаническая кора подобна тонкой коже, покрывающей мантию Земли. Она легко вспучивается и лопается, открывая путь наверх магматическим расплавам, гидротермам и газам. Открывающиеся под водой картины не менее красочны и фантастичны, чем лунный или марсианский ландшафт, вид которого нам передают телекамеры управляемых автоматических станций.

Одними из самых необычных образований на дне подводных рифтовых долин являются гъяры – глубокие и узкие трещины, протягивающиеся вдоль рифтовых долин. Их глубина может превышать 20–30 м при ширине 1–2 м, а нередко и 5–10 м. Стенки этих трещин отрыва обычно вертикальны и сложены застывшими базальтовыми лавами. Книзу гъяры сужаются, что делает опасным погружение в них подводных обитаемых аппаратов с людьми на борту. Вдоль стенок видны уровни, на которые поднималась из недр магма после раскола и образования гъяра.

Другими интересными формами подводного рельефа являются вулканические горы с коническими вершинами, образованные большим количеством лавовых труб и покровов. Двигаясь вниз по склону горы, лавовая струя застывает на контакте с водой, образуя трубу, по которой продолжает течь, пока не иссякнет ее напор. Огромное количество таких труб, напоминающих пучки гигантских макарон или соломин, формирует склоны подводных гор и более мелких вулканических построек. Акванавты дали им название «стоги сена». Среди лавовых труб много пустотелых. Они легко ломаются под тяжестью вышележащих покровов, поэтому у основания вулканических построек накапливается лавовая брекчия из обломков труб и базальтовых корок.

В рифте Таджура, располагающемся в вершине Аденского залива, советские акванавты обнаружили кратерные озера (3–4 м в диаметре, глубиной 2–3 м) с отвесными стенками. Их днище образовано стекловатым базальтом, а на стенках видны следы кратковременного стояния лавы. Нередко последняя уходила из кратеров через небольшие отверстия на дне лавовых озер.

Еще более интересной формой являются лавовые купола, приуроченные к центральной части рифтовой долины. Ширина этих вздутий, напоминающих огромные подушки, достигает 20–50 м при высоте 5–10 м. При застывании лавы образовывались радиальные трещины, которые сходятся к самой макушке купола (рис. 5). Согласно наблюдениям с погружаемых аппаратов, или, как их еще называют, ныряющих блюдец, под поверхностной коркой куполов часто находятся обширные полости. Они возникли в результате вытекания лавы из верхней части купола. Формы рельефа типа лавовых куполов впервые были описаны советскими исследователями в рейсе судна «Академик Мстислав Келдыш» в рифте Таджура [Подводные геологические исследования..., 1985]. Сердечники куполов сложены параллельно лежащими, круто падающими лавовыми пластинами.

Рис. 5. Вулканический купол (блистер) на дне Красноморского рифта. Вершина разбита радиальными контракционными трещинами [Подводные..., 1985]

Рис. 6. Разрезы океанических рифтовых зон а – Красноморский рифт, 18° с. ш.; б – Срединно‑Атлантический рифт, 37° с. ш.; в, г – Восточно‑Тихоокеанское поднятие: в – 21° с. ш., г – 3,5° ю. ш. [Подводные..., 1985]; 1 – экструзивная зона; 2 – внутренний рифт; 3 – зоны сбросовых уступов

Различные вулканические постройки концентрируются преимущественно в осевой части океанических рифтов. Она получила название экструзивной зоны. Именно здесь происходит новообразование океанической коры, сопровождающееся излияниями лав. Ширина осевой зоны, или так называемого внутреннего рифта, составляет от 5 до 15 км. Внутренний рифт распадается на центральную экструзивную зону, в которой находятся молодые вулканические постройки, и на обрамляющие ее краевые ложбины. Внешней границей внутреннего рифта с той и другой стороны служат краевые сбросовые уступы. О молодости базальтов, слагающих экструзивную зону, свидетельствуют не только определения абсолютного возраста, но и почти полное отсутствие осадков. Последние повсеместно распространены в океане и не покрывают только крутые склоны подводных гор и отвесные стенки на континентальных окраинах.

В большинстве рифтов с экструзивной зоной связано вулканическое поднятие, включающее подводные горы и гряды. Однако описаны случаи, когда это поднятие выражено лишь небольшим повышением уровня дна. Таков, например, рифт Таджура.

Наиболее низкое положение в океанических рифтах занимают краевые ложбины, где молодые базальты уже перекрыты осадками. Ширина их варьирует от 0,5 до 5 км. Осадки сглаживают неровности рельефа, лишь местами ровная поверхность дна разбита гъярами. Гъяры встречаются вблизи уступов либо в окрестностях вулканических построек на границе с экструзивной зоной.

Краевые сбросовые уступы воздымаются на 150–200 м над ложбинами и представляют собой блоки океанической коры, вершинные поверхности которых наклонены в сторону от оси рифта. С каждой стороны от нее выделяется несколько уступов в виде ступеней (рис. 6). Эти тектонические ступени имеют сбросовое происхождение. Они интересны тем, что в связанных с ними уступах обнажаются зачастую разрезы глубинных слоев океанической коры. Гребни ступеней обычно сложены базальтами, а пространство между таким гребнем и соседним уступом напоминает карман, заполненный осадками. Если в экструзивной зоне обнажаются исключительно молодые, голоценовые базальты, то сбросовые ступени сложены гораздо более древними, плейстоценовыми породами.

С позиций новой глобальной тектоники в океанических рифтах происходит раздвиг и наращивание краев соседних литосферных плит. Здесь формируется молодое океанское дно, новая кора, толщина которой в пределах экструзивной зоны не превышает первых тысяч метров. К периферийным частям рифта мощность коры возрастает до 7 км, в основном за счет приращения самого нижнего, третьего слоя со скоростями преломленных сейсмических волн 6,7–7,2 км/с. В районе хребта Рейкьянес (к югу от острова Исландия) такое приращение составляет около 2,5 км.

Наращивание новой океанической коры в рифтах происходит с различной скоростью и обычно варьирует от 2 до 15 см в год. В зависимости от скорости раздвига дна меняется не только рельеф подводной горной страны, но и интенсивность таких проявлений, как магматизм, сейсмичность, гидротермальная деятельность.

Геофизические данные свидетельствуют, что мантия под океаническими рифтами залегает наиболее близко от поверхности дна. Именно в рифтах куется молодое ложе океана, и если рифт – это наковальня, то все сооружение срединно‑океанического хребта с рифтом в центре вполне можно сравнить с кузницей.