Рис. 2. Лот с отделяющимся грузом.

В XVII–XVIII веках стали быстро развиваться естественные науки. В это время были составлены первые карты рельефа дна. Вначале это была обычная карта моря, на которую наносились цифры, указывающие глубину в различных местах. Общей картины рельефа морского дна такие карты не давали.

В 1736 году французский географ Бюаш соединил одинаковые отметки, нанесённые через 10 морских саженей, линиями, получившими название изобат, то есть линий равных глубин (интересно, что такой же способ изображения рельефа суши появился лишь спустя несколько десятилетий). Сейчас этот способ изображения рельефа наиболее распространён и точен. Пример подобной карты дан на рис. 3.

Рис. 3. Карта рельефа дна Каспийского моря с изобатами через 200 и 500 метров.

В XVIII веке в России был создан военный и торговый флот. Для нужд мореплавания стали составлять морские карты и производить промеры глубин. Большие работы были развёрнуты в Финском заливе, в Каспийском море и на озере Байкал.

Глубина Финского залива лишь в отдельных местах превышает 100 метров, поэтому промеры не представляли там особых трудностей. Составленная карта отличалась такой точностью и полнотой, что она была удостоена премии Парижской Академии наук. Сложнее было изучить глубины Каспийского моря. Сейчас мы знаем, что его максимальная глубина составляет 990 метров. В XVIII веке русские гидрографы Соймонов и Колодкин составили довольно полную карту дна Каспия, но в некоторых местах определить глубину не удалось.

Большие успехи в измерении глубин были достигнуты штурманом Алексеем Пушкарёвым на озере Байкал (1772 г.). Наибольшая измеренная глубина превышала там 1200 метров.

В прошлом веке через океан начали прокладывать телеграфные кабели. Перед прокладкой нужно было определять рельеф дна. Для измерения глубин применялся лот с отделяющимся грузом. С этого времени начались обширные исследования океанских глубин. Англичане снарядили для этой цели большой корабль «Чэлленджер», который 4 года (1873–1876 гг.) бороздил воды земного шара. В экспедиции участвовали крупнейшие учёные того времени, но ни одного геолога среди них ещё не было. В течение следующих 20 лет различными государствами было организовано большое число океанографических экспедиций, среди которых известно плавание русского корабля «Витязь» под командованием адмирала Макарова. Учёные сделали значительное число промеров, по которым удалось составить первые карты рельефа дна океана. Почти во всех экспедициях примитивными ещё приборами собирались пробы грунта, что позволило составить и первые карты донных отложений.

Таким образом, к концу XIX столетия учёные уже имели общее представление о строении дна океанов и морей.

Промеры показали, что в общем, дно океана исключительно ровно. На нём преобладают совершенно незаметные глазу уклоны — менее одного градуса. Если бы вода внезапно исчезла, то перед наблюдателем возникла бы необозримая равнина.

Но среди этой равнины местами поднимаются плоскогорья и возвышенности с отлогими склонами, идущими под углом около двух-трёх градусов, а иногда и очень крутые горы. Некоторые из этих гор, особенно в Тихом океане, имеют правильные округлые очертания и возвышаются на 4–5 километров над ровным дном. Учёные распознали в них подводные вулканы.

В Атлантическом океане, примерно по его середине, был обнаружен широкий подводный хребет. В северной части океана по обе стороны от хребта расстилается плоскогорье. Глубина здесь достигает 3–4 километров. Это плоскогорье получило название «Телеграфного плато».

Но наиболее интересно для геологов, что вблизи материков и многих крупных островов дно моря представляет собой полого опускающуюся равнину, которая идёт от берега примерно до глубины в 200 метров, а потом заканчивается относительно крутым склоном, падающим до многокилометровых глубин. Эту равнину начали называть материковой платформой или шельфом (по-английски — ступень), а круто наклонённую часть дна — материковым склоном.

Далее идёт ложе океана.

Ширина шельфа бывает различна — от нескольких километров (например, у гористых берегов Тихого океана или Средиземного моря) и до многих сотен километров (например, на севере СССР и Западной Европы или у юго-восточной оконечности Азии)

Многие окраинные моря, окаймляющие материки или представляющие собой большие заливы океана, расположены только на шельфе. Там нет ни материкового склона, ни ложа. Таковы, в частности, все северные моря Советского Союза, с Баренцова и Белого до Чукотского. Шельфовыми морями являются также Северное и Балтийское моря в Европе, Жёлтое море в Азии и некоторые другие.

Но вместе с тем существуют моря, строение дна которых напоминает океанское. Они, как и океаны, имеют полосу шельфа, склон и ложе. Многие из таких морей непосредственно соединены с океанами, как, например, наши дальневосточные моря — Берингово, Охотское и Японское. Такое же строение и у южных «замкнутых» морей — Чёрного и Каспийского (рис. 4).

Рис. 4. Схематический профиль дна в северо-западной части Чёрного моря.

Изучение морских отложений также дало очень чёткую и закономерную картину.

Почти на всей поверхности материков происходит разрушение горных пород. Значительная часть этих пород в измельчённом виде уносится реками в море и отлагается па его дне.

Исследования показали, что почти всё пространство шельфов покрыто отложениями, состоящими из продуктов разрушения суши, таких, как галечники, валуны, гравий, ил и песок. В некоторых местах шельф покрыт остатками морских животных, преимущественно ракушками, а там, где господствуют сильные морские течения, встречаются выходы обнажённых коренных пород — гранита, базальта и т. д.

Материковые склоны, если они не особенно круты, обычно покрыты илом. Морской ил состоит из очень мелких частиц (чаще всего кварцевых) размером в сотую и тысячную доли миллиметра, а иногда и ещё меньше.

Там же, где склон более крут и где он омывается сильными течениями, преобладают песок, гравий и камни. Встречаются также отложения, состоящие из твёрдых остатков морских животных — моллюсков, иглокожих, ракообразных и др. Есть здесь и особый минерал глауконит, который образуется только в море. Он представляет собой соединение кремния, железа и калия. Глауконит встречается в виде зелёных зёрнышек.

Совсем иные типы отложений образуются в глубоком море. Чем дальше от берега, тем всё меньше частичек материкового происхождения, входящих в состав ила. В то же время становится больше частичек, образовавшихся в самом море. Последние представляют собой остатки мельчайших животных, обитающих в поверхностных слоях воды.

Множество таких животных имеет скорлупки (раковины) из извести, пронизанные дырочками. Поэтому их так и называют дырочниками или, по-латыни, фораминиферами. В донных отложениях чаще всего встречаются фораминиферы, называемые глобигеринами (рис. 5). На больших пространствах их бывает так много, что илы и пески называют там глобигериновыми (рис. 6).

Рис 5. Известковые скорлупки глобигерин в пробе глубоководного ила (под микроскопом).