Курсовая работа (т): Проблеми відокремлення Південного океану

Проблеми відокремлення Південного океану

ВСТУП

Південний океан або Антарктичний океан - п'ятий за розміром океан Землі, що оточує Антарктиду, що складається так би мовити з південних частин Атлантичного, Індійського і Тихого океанів, що прилягають до Антарктиди.

Площа океану 20 327 тис. кв. км. (якщо прийняти північною межею океану 60-й градус південної широти). Найбільша глибина (Південно-Сандвичів жолоб) - 8428 м.

Вперше цей океан був виділений в 1650 році голландським географом Б. Вареніусом, і до 1-ої чверті 20 століття назва «Південний океан» поміщалася на картах і атласах (при цьому в багатьох країнах у нього включалися і території Антарктиди, тоді льодовий материк зараховувався до області океану і його кордоном була прийнята широта Південного полярного кола). З 2-ої чверті 20 століття кордон Південного океану стали проводити від 35° південної широти (за ознакою циркуляції води і атмосфери) до 60° південної широти (по характеру рельєфу дна). У радянському Атласі Антарктики (т. 2, 1969) кордоном Південного океану було прийнято північний кордон зони антарктичної конвергенції, розташованої поблизу 55° південної широти.

Навесні 2000 року міжнародна гідрографічна організація прийняла рішення оголосити водний простір на північ від узбережжя Антарктиди до 60° південної широти окремим океаном - Південним. Рішення базується на останніх океанографічних даних, що вказують на унікальність вод оточуючих Антарктиду. У російській традиції Південний океан - умовне поняття. Його приблизним кордоном вважається зона антарктичної конвергенції (північна межа антарктичних поверхневих вод). В інших країнах межа також розмита - широта південніше мису Горн, кордон плавучих льодів, зона конвенції про Антарктику.

РОЗДІЛ 1. ПІВДЕННИЙ ОКЕАН, ЯК САМОСТІЙНИЙ ВОДНИЙ ОБ’ЄКТ

У результаті обширних океанологічних досліджень південно-полярного кола вод, виконаних у середині ХХ століття у відповідності з програмою Міжнародного геофізичного року, в 1966 р. Географічною спільнотою СРСР було прийнято рішення про виділення самостійного океану - Південного. Це рішення було відображено в першому виданні радянського « Атласу Антарктики».

Поняття «Південний океан» фактично знайшло і міжнародне визнання. Воно фігурує у ряді документів Міжнародного комітету по антарктичним дослідженням і в документах міжурядової океанографічної комісії. Існують міжнародні програми, в яких фігурують назви «Південний океан»: програма БИОМАСС, Американська програма «Міжнародних досліджень Південного океану».

Виділення Південного океану було запропоновано, як для розширення знань про антарктичне кільце вод, що омивають Антарктиду, так і для зручністю опису явищ цієї величезної акваторії Світового океану. Інакше при її описі приходиться розривати єдину Антарктично-циркумполярну течію на частини, які належать трьом океанам, і назвати їх південними частинами Індійського, Тихого і Атлантичного океанів.

Головна особливість Південного океану - Антарктична циркумполярна течія (АЦТ), яка розповсюджується по всій товщі води і фактично формує всі специфічні риси режиму води, склад і розподіл флори та фауни, а також клімат. Північний кордон АЦТ співпадає з зоною субтропічної конвергенції або з субантарктичним фронтом (САФ), де більш холодні і щільні поверхневі субантарктичні води опускаються під менш щільні субтропічні.

На півдні під впливом морських льодів і в результаті взаємодії кільця вод з льодяними берегами Антарктиди формується сама холодна і щільна самостійна водна маса, яка в природних горизонтах розповсюджується далеко на північ і визначає багато рис режиму сусідніх океанів. Це також вагомий мотив для виділення самостійного Південного океану(рис.1).

Рис. 1 - Карта Південного океану

Положення зони субтропічної конвергенції коливається в часі і залежить від міжсезонних чи між річних гідрометеорологічних явищ. Її середнє положення близько підходить до південних країв материків Південної півкулі: Південної Америки, Африки, Австралії.

Таким чином, південна границя океану - берег Антарктиди, а його північною фізико-географічним (природним) кордоном умовно служить зона субтропічної конвергенції.

РОЗДІЛ 2. РЕЛЬЄФ, ГЕОЛОГІЧНА БУДОВА ТА ГЕОФІЗИЧНІ ПОЛЯ

.1 Походження та геологічна еволюція

Досліджуючи глобальні палеогеографічні реконструкції, можна у загальних рисах прослідкувати історію формування Південного океану. Як відомо, існує багато варіантів глобальних реконструкцій, які були виконані радянськими та іноземними вченими, однак дані реконструкції були виконані на основі різноманітних методик і на різному фактичному матеріалі - геофізичному, географічному, геологічному та іншому, - відрізняються головним чином уявленнями про геодинамічну історію Північної півкулі. Для Південної півкулі ці відмінності менш значущі. Це дозволяє не проводити тут порівняльного аналізу карт різних авторів, а можна дати загальну схематичну картину утворення Південного океану.

По-скільки, Південний океан розглядається як водний простір, що оточує Антарктичний материк, тоді його генезис потрібно досліджувати як геодинамічну історію формування самостійної континентально-океанічної Антарктичної плити.

В кембрії древній Антарктичний материк, що входив у єдиний супер материк Гондвану, був частиною плити і знаходився далеко від Південного полюса та був наближений до екваторіальних широт. За наступні 250 млн. років ситуація змінилася не суттєво і лише у пермський період вся Гондванська плита прийшла у рух, поступово рухаючись на південь і майбутня Антарктида зайняла положення поблизу Південного полюса. У середньому та верхньому юрських періодах геодинамічні процеси в межах Гондванської плит активізувалися, відбувся відкол Африки і Південної Америки від Антарктиди з Австралією і за рахунок розкриття Індійського океану і формування нової літосфери з’являється область нарощування Антарктичної плити (але ще з Австралією)[2].

В ранньому крейдовому періоді разом з процесами, що продовжувалися про які вище зазначено, почала формуватися друга частина Антарктичної плити за рахунок посування Південної Америки від Африки і розростання Південної Атлантики. Цей процес продовжується до сьогоднішнього часу, але у ранньому еоцині відбувся вперше відкол іще однієї частини плити, і це була Індо-Австралійська. З того часу і тут починається швидке нарощування Антарктичної плити за рахунок океанічної літосфери.

Таким чином, на фоні бурхливої тектонічної та географічної перебудови зовнішнього вигляду Землі у мезокайнозої останнім епізодом у формуванні Південного океану в сучасному вигляді, що продовжується і сьогодні, можна вважати час 55 - 45 млн. років назад, коли Австралія відділилася від Антарктиди, а з іншого боку почала розростатися протока Дрейка і виникло циркумполярна течія.

Виходячи з аналізу географічних полів, можна припускати, що найбільш інтенсивно формується і має більш молодий геологічний вік Австро-Тихоокеанічна частина Південного океану, а єдиним участком, де можливо, збереглася мезозойська кора на дні цього океану, являється регіон між хребтом Кергелен і Антарктичним полу островом.

2.2 Морфометрія

Північним кордон Південного океану являється рухлива зона південної субтропічної конвергенції, що проходить приблизно по паралелі 40о пд.ш.

Площа Південного океану, згідно з А.Ф. Трешникова (1963), дорівнює 86 млн. км2 при середній глибині 3503 м і максимальною (Південно-Сандвічев жолоб) 8325 м.

У додатку до Атласу океанів «Терміни. Поняття. Довідкові таблиці» (1980) названо 6 морів. Крім того, Арктичний та Антарктичний науково-дослідницікий інститут виділяє моря Лазарєва, Рисел - Ларсена, Космонавтів, Співтовариства, Моусона, Дюрвиля, Сомова.

2.3 Особливості геологічної будови та рельєфу дна

З точки зору геоморфології за північний кордон Південного океану взагалі можна прийняти широтні та субширотно структури системи серединно-океанічних хребтів у Північній півкулі.Такими є, починаючи з о-ва Буве на межі з Атлантичним океаном, являються: Африкансько-Антарктичний, Західно-Індійський, Центрально-Індійський хребти, Австрало-Антарктичне та Південно-Тихоокеанське підняття, а також частина Східно-Тихоокеанського та Чилійського підняття. Між Південною Америкою та островом Буве межу слід проводити по Фолклендському (Мальвинському) піднятті і лежачим на його продовжені підняттям ложа океану до перетину з Південно-Атлантичним хребтом.

В цих межах дно Південного океану складається з підводної окраїни материка Антарктиди, невеликої частини підводної окраїни Південної Америки, перехідної області моря Скоша, ложа океану, представленого океанічними котловинами Беллінгаузена, Африкансько-Антарктичною, котловиною Крозе та Австрало-Антаркктичною, а також із перерахованих серединно-океанічних хребтів.

Підводна окраїна Антарктиди. Загальною рисою шельфа Антарктиди являється його льодовикова обробка і широкий розвиток айзбергових відкладів. Велика частина шельфу лежить на глибинах, значно перевищуючих 200 м. Характерна деяка препіднятість краю шельфу і зажуреність прилеглої до суші зони. Відмічається глибоководний характер розчленованості поверхні шельфу - разом з крупними виступами дна спостерігаються впадини з глибиною до 400 м, а в деяких випадках більше 1000 м. Значної ширини шельф досягає у прибережжя Західної Антарктиди, а особливо в морях Уедделла, Беллінгаузена, Амундсена і Росса. Біля берегів Східної Антарктиди ширина шельфу до 250 км характеризує лише море Дюрвіля і затока Прюдс. У багатьох місцях шельф перекривається потужними шельфовими льодовиками.

Між західними і східними частинами Антарктиди спостерігаються дуже різкі структурно-геологічні відмінності. Східна Антарктида - це до серединнопротерозойська платформа, із заходу обрамлена байкальськими і ранньокаледонськими складчастими спорудами (Трансантарктичний хребет). Західна Антарктида - складчаста країна, яка представляє комплекс складчастих гірських споруд герцинського і альпійського віку і крупних прогибів. Найкрупніший з них простягається вздовж Трансантарктичного хребта, з ними пов’язані впадини морів Росса і Уедделла. Більша частина підльодного ложа Антарктиди сильно занурена і на окремих площах лежить на 1000 - 1500 м нижче рівня океану, тоді як найбільша висота (масив Вінсон) складає 5140 м. Б. Н. Котенев із співавторами (1980) підкреслюють ще таку важливу особливість підводної окраїни Західної Антарктиди, як розвиток борденлендів. До цього типу структур вони відносять райони Південних Шетландських і Південно Оркнейських островів. Відповідною роздробленістю характеризується рельєф і структура материкового схилу Західної Антарктиди. Тут звертає на себе увагу густа мережа найкрупніших підводних каньйонів, що утворюють материковий схил в морях Беллінгаузена і Амундсена.

Взагалі материковому схилу Антарктиди, особливо Східній, при суща значна ширина, східчастість профілю і розчленованість дуже широкими каньйонами, що переходять в області материкового підніжжя в крупні абісальні долини.

Материкове підніжжя найбільш повно представлено в тихоокеанському секторі Південного океану. Це акумулятивне утворення, яке складене з теригенних і айсбергових матеріалів, порізане абісальними долинами і ускладнене крупними конусами виносу. Потужність опадів досягає 2 км. У котловині Беллінгаузена виділяють конуси Шарко і Палмера.

Хребти Гуннерус і Кергелен представляють собою виступи Антарктичного материка і можуть досліджуватися як елементи його підводної окраїни.

Глибоководне буріння, яке дозволяє судити про геологічну будову підводної окраїни, було проведено лише у морі Росса. Воно показало, що айсбергові відклади тут досягають потужності 400 м і що почало утворення цієї товщі відносно до олігоцену.

Перехідна зона моря Скоша.

Її будова найбільш детально розглянуто в роботі Б.Н. Котенева та ін. (1980). Її межі проходять повз підводні окраїни Південної Америки та Антарктиди, які утворюють дві області бондерлендів, тобто зони інтенсивного тектонічного роздроблення підводних континентальних окраїн. Морфологічними елементами Фолклендського (Мальвінського) бондерленда являються однойменні плато та охоплюючий його з півдня жолоб, що генетично представляє собою вузький глибокий грабен зв’язаний з трансформним розломом. В ту ж систему входить хребет Скоша з блоками - банками Естадос, Бердвуд і підняттям Південна Георгія. Південно-Оркнейський борденленд включає блок південних Шетландських островів, жолоб-рифт Лазарева глибиною до 5700 м, блок південних Оркнейських островів і ряд невеликих, але чітко окреслених розломами глиб, об’єднаних під загальною назвою хребет Бородино. В ту ж систему необхідно включити Південно-Шетландський жолоб глибиною 5486 м, що протягнувся з зовнішньої сторони Південних-Шетландських островів.

Між областями борденлендів розміщена Південно-Сандвічева острівна дуга. Вона складається з одинадцяти островів вулканічного походження, майже всі вони - активні вулкани, самий крупний та високий з них - Монтагю висотою1372 м над рівнем океану; в їх складі основним елементом є андезитові вулканіти, відомі також доцити та лапарити (Хаїн, 1971). Вулкани якби насаджені на широкий вал (ширина близько 150 км в межах ізобати 2500 м). До сходу від острівної дуги розміщено Південно-Сандвічевський глибоководний жолоб, ширина його по верхньому краю в середньому 68 км, максимальна глибина зміщена до півночі та складає 8264 м.

До заходу від острівної дуги розміщена котловина моря Скоша. Її західною межею є хребет, що протягнувся від банки Бервуда на захід - південно-захід до перетину з зоною розломів Шекелтон, що окреслює материковий схил Південної Америки. На дні котловини виділяється декілька підйомів субмеридіального простилання та глибоких жолобів, напевно, пов’язаних з розірваною тектонікою. До одного з них приурочена максимальна глибина моря Скоша - 6022м простір дна між підняттями та жолобами зайнято абісальними пагорбами, які місцями передуються з плоскими рівнинами абісального акумулятивного вирівнювання (Гершанович, Дмитренко, 1972; Котенів та інші, 1980).

Котловини ложа. Загальна характеристика котловин Південного океану подана А. В. Живаго (1971), Г.В. Агаповой, Л.П. Волокітиной (1980). Сама більша з них - Африкансько-Антарктична. Вона протягається від моря Скоша до хребта Кергелен і в цих межах має довжину 6517 км при ширині близько 1500 км. Максимальна глибина 6972 м приурочена до різко вираженої жолобоподібної депресії розміщеною південніше крупного вулканічного підняття в східній частині котловини. Найбільш високі ділянки цього підняття, що являють собою вулканічні утворення, називають банками Об і Лена, глибини над їх вершинами відповідно 230 і 251 метр. В котловині виділяються також підводні висоти Транс (глибина над нею 46 м) і Мод (з найменшою глибиною над нею 1200 м). Центральна частина дна котловини представляє собою плоску абісальну рівнину, до півдня, яка поступово переходить у похилену рівнину материкового підніжжя в північній частині цей тип рельєфу змінюється хвилястим, а далі горбистим рельєфом пригір’я середньо-океанічного хребта [6].

Вулканічним підняттям островів Крозе і Принц-Едуард описана котловина відділення від лежачої північніше котловини Крозе. Ця котловина в свою чергу відмежована середньо океанічними хребтами Західно- і Центрально-Індійським. В північній і північно-східній котловинах розвинений горбистий рельєф, а в південній і західній - хвиляста абісальна рівнина (Канаєв, 1979).

Австрало-Антарктична котловина розміщена до сходу від хребта (правильніше - підняття) Кергелен, а на сході замикається хребтом Баллені - грядою вулканічних островів генетично пов’язаних з однойменних трансформованим розломом. Максимальна глибина котловини 6089м. Густа мережа абісальних долин, що розходяться у вигляді променів із однієї точки, проходять при антарктичною частиною дна котловини, при чому всі ці долини починаються ще на підводному континентальному краї. Більша частина дна котловини займає абісальна плоска рівнина Уілкса. Котловина Беллінгаузена має найбільш складний рельєф дна (Агапова, Волокітина, 1980). Крупна зона розломів січе котловину на дві частини: західну, опущену на глибину більше 5000м і східну, що лежить на глибині 4 - 4,5 тис. м. Похилені рівнини материкового підніжжя переходять тут в плоску абісальну рівнину. Вона протягається вздовж 60о пд.ш. і трохи похилена до заходу. Б.Н. Котенев з піваторами (1980) підкреслюють важливу роль в морфології дна котловини трансформованих розломів, що січуть обмежуючі серединні хребти і, що продовжуються в рамках ложа океану як, наприклад, розлом Елтанін. Інша система розломів установлюються в східній частині котловини - це розломи Шеклт, Геро і Туле, з якими пов'язаний ряд підводних гір великі простори займає рельєф по типу абісальних пагорбів.