Внутренние волны и "мертвая вода"

Но изменение глубин вблизи берегов может происходить не только из-за прямого антропогенного, то есть вызванного человеком, вмешательства в перемещение наносов. В устьевых участках рек это воздействие проявляется косвенным образом в виде уменьшения стока рек после строительства каскадов плотин и водохранилищ.

Плотины перехватывают не только водный, но и твердый сток реки -- наносы. Из-за этого естественный режим образования и существования дельты нарушается: она начинает интенсивно размываться. Изменяются глубины в водотоках дельты, подходных каналах, на устьевых барах. Край дельты быстро отступает. Ярким примером этого могут служить дельты рек: Нила, Роны, Куры, Колумбии и некоторых рек Японии.

Движение наносов в прибрежной зоне моря происходит также под действием течений. Постоянные плотностные или дрейфовые течения обычно обладают скоростями, недостаточными для движения донных наносов. Они способны переносить лишь взвешенные наносы, но в тех районах, где в грунтах преобладают илистые или глинистые частицы, эти течения выступают в роли основного рельефообразующего фактора.

Так, илистые наносы широко распространены в Азовском море, где они пополняются твердым стоком рек Дона и Кубани, а также продуктами интенсивного размыва северо-восточных глинистых берегов моря. Заносимость портов и каналов в Азовском море характеризуется объемом ежегодных черпаний, исчисляемых миллионами тонн.

Большую роль в формировании подводных валов и впадин играют разрывные течения. Накопившиеся в неровностях береговой черты водные массы прорываются в отдельных местах через вдольбереговые валы и выносят на расстояние нескольких миль от берега изрядное количество наносов.

Там, где эти течения теряют свою скорость, влекомые ими наносы выпадают, образуя банки. Известно, что разрывные течения образуются вблизи мысов. Поэтому в бухтах с наветренной стороны мысов эти течения промывают целые каналы, а в море на траверзе можно ожидать образования мелей.

И, наконец, в размыв дна вносят свою долю и приливные течения. В узкостях они достигают скорости в несколько узлов. Рекордная скорость потока была зарегистрирована в проливе Симор-Нарроус около острова Ванкувер: вода устремляется в этот пролив со скоростью горного потока и, естественно, размывает дно.

Из-за того, что приливные течения охватывают всю толщу воды от поверхности до дна, размыв грунта приливными течениями происходит весьма интенсивно. Приливные течения создают глубокие желоба-промоины у входа в заливы. Например, в проливе Золотые Ворота (полуостров Калифорния) образовалась впадина глубиной до 100 метров. В одном из проливов Японского моря есть желоб-промоина глубиной примерно 500 метров, окруженная мелководьем.

В обоих случаях столь значительная глубина объясняется размывом дна течениями, устремляющимися во время прилива в залив, а при отливе -- в открытое море. Даже когда активного размыва не происходит, влияние приливных течений сказывается в том, что накопление осадков на дне идет замедленно. Дно здесь бывает скалистым или покрыто грубыми осадками, например гравием.

На изменения глубин вблизи берегов, кроме динамических факторов давления вод, оказывают некоторое влияние также длительные, вековые, изменения уровня моря и вертикальные движения суши.

Близкий к современному уровень Мирового океана и связанных с ним морей установился лишь примерно 5 тысяч лет назад. В послеледниковый период 17 тысяч лет назад уровень океана начал быстро подниматься из-за таяния льдов и повысился за 12 тысяч лет более чем на 100 метров. И сейчас уровень океана повышается на 10 -- 12 сантиметров в столетие.

Вертикальные перемещения земной коры -- бесспорный факт, вызванный незатухающей деятельностью в глубинных слоях мантии и ядра нашей планеты. Из-за этого отдельные участки Земли, в том числе берега морей и океанов, поднимаются или опускаются с различной скоростью.

Точными измерениями колебания уровня моря, нивелировками берегов установлено, что скорость вертикальных перемещений побережий морей и океанов и их направление неодинаковы.

Так, северные и западные берега Балтийского моря поднимаются со скоростью 3 -- 8 миллиметров в год, в то время как южный и восточный берега ежегодно опускаются на 1 -- 2 миллиметра.

Берега морей европейской части СССР, представляющей собой старую тектоническую платформу, опускаются: на Белом море со скоростью до 1 миллиметра, на Баренцевом -- со скоростью 2 -- 3, на Черном -- со скоростью 5 миллиметров в год.

Но одновременно с такими продолжительными процессами, воздействующими на рельеф прибрежного дна в течение месяцев, лет и даже десятилетий и веков, на него могут действовать непродолжительные по времени, но исключительно мощные факторы: штормы, нагоны воды, землетрясения, цунами. В результате глубины на береговом склоне могут резко изменяться.

Длительный процесс формирования профиля равновесия может быть нарушен одним сильным штормом. Во время таких штормов миллионы кубометров обломочного материала приходят в движение, и нередки случаи, когда в результате шторма приостанавливается деятельность портов: нужно срочно углублять подходные каналы.

Именно после сильных штормов увеличивается вероятность касания грунта судном или посадки его на мель в тех местах, где гарантированная глубина по карте не дает оснований для беспокойства. Поэтому, приближаясь к портам, подверженным быстрой заносимое™, мореплаватели должны быть особенно осторожными после прохождения там интенсивных штормов.

Такое же явление происходит после сильных нагонов воды. Как правило, во время нагона под действием ветра и волн вода медленно поднимается, заливая прибрежные территории, но после перемены направления или снижения силы ветра она с огромной скоростью стекает обратно в море, образуя новые протоки и оставляя массы песка на пониженных местах.

Так, 28 октября 1969 года после нагона воды в южной части Азовского моря, когда уровень моря в районе порта Темрюк поднялся на 3,6 метра, портовая акватория, ранее отделенная от русла реки Кубань пересыпью, соединилась с ней широкой протокой. Образовались новые гирла в устье реки, а в районе устьевого бара, где глубина обычно не превышала 1,2 метра, появились промоины глубиной до 3 метров.

Но наиболее резкое воздействие на рельеф дна оказывают землетрясения и цунами. Землетрясения или оползни, происходящие вблизи берегов, прямо воздействуют на морское дно, поднимая или опуская донные коренные породы или осадочные плиты на десятки метров. Так, в результате землетрясения 10 июля 1958 года на Аляске в заливе Якутат ушел под воду прибрежный участок длиной приблизительно 300 и шириной 50 метров, обнажив береговые утесы на высоту 3 -- 4 метра.

Самые катастрофические и вместе с тем уникальные события разыгрались в бухте Литуя, которая представляет собой заполненное водой ложе древнего ледника и имеет Т-образную форму. Длина бухты 11 километров, ширина в основной части 3 километра, максимальная глубина до 200 метров. Внутренняя часть бухты похожа на фиорд, и отвесные стены вздымаются на высоту от 650 до 1800 метров.

Во время землетрясения с северо-восточного берега с высоты 900 метров в залив обрушилось примерно 300 миллионов кубических метров породы. Вытесненная обрушившейся массой из залива вода выплеснулась на противоположный берег, достигнув высоты 520 метров (!). Движение воды было настолько стремительным, что был выкорчеван весь лес, попавший в зону затопления и с деревьев были содраны кора и сучья.

Как и при нагонах воды, при прохождении цунами на прибрежные формы рельефа дна воздействует наиболее сильно обратный поток. Вода очень быстро поднимается, но отступает она с еще большими скоростями, достигающими десятков метров в секунду. В результате цунами образуются новые многочисленные заливы и протоки, зачастую разрушаются причальные и оградительные сооружения, меняется весь облик побережья.

Такими же разовыми, короткопериодными, но гораздо менее влияющими на рельеф берегового склона силами выступают высокие паводки на реках, сильные подвижки льда.

С одной стороны, речные паводки выступают как разрушающий фактор: вследствие высоких скоростей потока они способствуют углублению фарватеров и каналов (но только в том случае, если направление этих каналов совпадает с направлением потока). В то же время, промывая один глубокий водоток и делая его еще более глубоким, паводок тем самым способствует сосредоточению в нем основной массы воды и отмиранию соседних более мелких водотоков. А если в этих мелких водотоках проходит судоходный канал, то можно с уверенностью сказать, что он также обречен на отмирание.

С другой стороны, речной паводок несет много наносов. Эти наносы благодаря относительно высокой скорости потока не задерживаются на месте обычного бара реки: они поступают дальше в море и там, где скорость потока падает, дают начало новому бару или образуют отмель. Такие отмели тем более опасны для плавания, что они не обозначены на картах и обнаруживаются лишь после дополнительных промеров. Поэтому, приближаясь к устью реки, судоводителям нужно быть особенно осторожными и принимать во внимание время последнего весеннего или дождевого паводка.

Подвижки льда, как правило, приводят к увеличению глубины: своим зубчатым нижним краем льдины срезают неровности дна, нивелируют его поверхность. Однако бывают случаи, когда льдины, содержащие большое количество включений песка, садятся на мель, образуя стамухи. Последние затем тают на месте, и песок выпадает на дно, уменьшая и без того маленькую глубину над мелью: мель становится ближе к поверхности воды.

Таким образом, изменчивость рельефа дна берегового склона -- факт несомненный, и его необходимо учитывать при приближении судна к берегу и особенно при движении вдоль побережья.