Геология Индийского океана

Размещено на http://www.allbest.ru/

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РЕФЕРАТИВНАЯ РАБОТА

Геология Индийского океана

Исполнитель: Глазунова Анастасия Сергеевна

Руководитель: Лабекина Ирина Алексеевна

Новосибирск 2014

Аннотация

Эта курсовая работа связана с геологией окраин индийского океана. Здесь представлены основные знания, имеющиеся в этой области. Указаны и описаны основные структурные и тектонические особенности выделенных по географическому признаку берегов Индийского океана. Рассмотрена история возникновения океана, а также его освоения. В работе использованы материалы, взятые из широкого спектра источников, включая 13 Интернет-ресурсов и научную литературу.

Реферативная работа по курсу содержит введение, семь глав, заключение, а также четыре иллюстрации, и выполнена на двадцати пяти страницах.

Оглавление

Введение

Глава 1. История изучения проблемы

Глава 2. Цели и задачи исследования

Глава 3. Объекты и предмет исследования

Глава 4. Средства и методы исследования

Глава 5. Современные знания о геологии Индийского океана

5.1 Основные этапы развития Индийского океана

5.2 Геологические и геоморфологические особенности строения побережья и подводной окраины материков Индийского океана

5.3 Основные особенности берегов Индийского океана

Глава 6. Связи с другими проблемами

Глава 7. Место данной темы в учебных планах ГГФ и планах НИР базовых институтов СО РАН

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Я не случайно выбрала эту тему. В списке предоставленных тем, мне показались самыми интересными те, которые затрагивали местность ( Западная Сибирь, Антарктида), а я выбрала Индийский океан, потому что эта тема показалась необычной.

Во-первых, с точки зрения геологии. Окраины индийского океана ведь до сих пор плохо изучены. Очень ярко и необыкновенно представлено сочетание пучин и гористых берегов в северо-западной части океана. Возникновение резкого контраста в рельефе дна между океаническими пучинами, или желобами, и прилежащими к ним горными хребтами островных дуг и побережий континентов связано с геологически недавними и продолжающимися и сейчас тектоническими движениями земной коры, осложненными разрывами слоев и вертикальным перемещением соседних участков с амплитудой в несколько километров. Также особый интерес привлекает происхождение тройного сочленения Родригес в центре океана, представляющего собой три спрединговых хребта.

Во-вторых, с точки зрения истории происхождения. Существует много взглядов на этот счет. Самой распространенной гипотезой является гипотеза о разделении Гондваны. Во время мезозойской эры, около 260 миллионов лет назад, Гондвана распалась на четыре части. Каждая из них дала начало одному из современных континентов южного полушария -- Антарктиде, Австралии, Южной Америке и Африке вместе с Аравией. Будущий Индостан в то время составлял единое целое с Антарктидой. В результате раскола Гондваны и расхождения ее частей в разные стороны возникли Индийский океан и южная часть Атлантического.^[10]

Ученые всегда спорили и будут спорить о возрасте Индийского океана. Споры порождаются находками останков, относящихся к разным периодам, в слоях с предполагаемым одинаковым возрастом. Например, некоторые считают, что в Индийском океане спрединг начался в поздней юре и распространялся на юго-запад, отделяя Африку от Индии, Мадагаскара и Антарктиды, затем с севера на юг и юго-восток, отделив в конце юры -- начале мела Индию от Австралии и в начале сенона -- Австралию от Антарктиды. На севере в палеогене спрединг надолго остановился у разлома Оуэн и лишь в позднем миоцене, вспоров этот разлом, проник в Аденский залив и Красное море.^[4] Некоторые считают иначе. Поэтому следует разобраться в этом вопросе.

Меня безусловно заинтересовал вопрос «для чего изучается океан?». Еще с древних времен, когда целью изучения было нанесение на карту мореходных путей, что представляло собой поиск рифов, хребтов, и прочих геологических объектов. Изучение океанского дна ограничивалось тогда лишь измерениями глубины обычными веревками с грузами. В наши дни все гораздо проще. Существует много способов изучения дна ниже уровня воды. Сейчас это исследование носит еще более важный характер. Ведь изучив биологические и геологические ресурсы океана и побережья, современный человек может использовать их на благо общества. Например, добыча нефти и газа, да и просто рыболовный промысел. Сейчас на территории Индийского океана и его побережья найдены залежи тяжелых и цветных металлов, фосфоритов, железомарганцевых конкреций.^[8] Моя цель - написание курсовой работы по выбранной теме.

Моя задача- изучение прибрежных зон Индийского океана. Для этого необходимо прочитать литературу по данной тематике, обработать и осмыслить полученные знания.

Глава 1. История изучения проблемы

Индийский океан - третий по величине океан земли. Он омывает сразу три континента: Африку с востока, Азию с юга, Австралию с севера и северо-запада.

В первом периоде изучения океана от торгового мореплавания до XVIII вв., глубоководного измерения, народы, обитавшие на берегах Индийского океана, совершали путешествия в торговых целях, попутно создавая карты и получая знания о течениях, ветрах и других условиях мореходства.

Освоение Индийского океана началось с севера индийскими, египетскими и финикийскими мореплавателями.

Первыми средствами преодоления водных просторов могли быть бамбуковые плоты, которые до сих пор используют в Индокитае. В Индии были созданы корабли катамаранного типа. Изображения таких кораблей высечены на стенах древних храмов.^[13]

В 7-6 вв. до н.э. исследование Индийского океана начали шумеры, индийцы, малайцы.^[7]

В VI--V веках до нашей эры персидские купцы вели морскую торговлю от устья реки Инд вдоль восточного побережья Африки. По окончании индийского похода Александра Македонского в 325 году до нашей эры греки огромным флотом с пятитысячной командой в тяжёлых штормовых условиях совершили многомесячное плавание между устьями рек Инда и Евфрата.

В VII-IX вв. активны арабы. Ими исследуется африканское побережье Индийского океана, Мадагаскар, малайский архипелаг. В XI-XVI вв. поморы исследуют белое и Баренцево моря, открывают Шпицберген, Новую Землю.^[7]

В ХV в. китайский мореплаватель Жен Хо плавал Индийским океаном у берегов Индии и далее - в Африку.[5]

В конце XV века Индийский океан начали изучать европейцы, прежде всего португальцы. В 1497-1499 гг Васко да Гама прошел Атлантическим океаном до южного побережья Африки, обогнул его и пройдя через Индийский океан достиг Индии. После Васко да Гамы португальцы начали осваивать и восточные берега океана и устанавливать морские торговые связи с народами Суматры, Явы и других островов Малайского архипелага.^[3]

В 1555 г. океан получил свое название - "Индийский", которую ему дал португальский ученый С.Монстер в работе "Космография" в 1555 г.^[3]

В XVIII в. английский мореплаватель Джеймс Кук первый сделал промеры глубин океана.[5] В течение своего путешествия им были получены данные о температуре воды до глубины 180 м.

Следующим важным вкладом стали исследования Ч. Дарвина, который получал геологические, экологические и биологические данные. При этом Дарвин сформировал теорию, которая действенна до сих пор.[6]

Началом второго периода изучения Индийского океана ознаменовалось в 1873-1876 первой кругосветной океанографической экспедицией «Челенджера» под руководством профессора Уайвила Томсона, члена Британского королевского общества. Этой экспедицией были выполнены комплексные исследования, включавшие физические, химические, биологические и геологические наблюдения.[9]

После были еще путешествия, но уже более узкой направленности. В них участвовало множество стран - лидеров прогресса.

В рамках Международного геофизического года (1957-1959гг) был проведен ряд путешествий. Это и стало началом третьего этапа. Хотя в этой экспедиции особое внимание уделялось Атлантическому и Тихому океану, Индийский тоже не остался без внимания. Самой крупной экспедицией, на тот период, стала программа Международной индоокеанской экспедиции, которая охватила наблюдением почти весь Индийский океан (1960-1965). Нужно заметить, что в ней принимали участие 10 советских судов. ^[2]

Сейчас ведется всестороннее изучение Индийского океана океанологами. Английские, немецкие и российские экспедиции на научно-исследовательских судах изучали строение дна, свойства вод и органический мир океана с помощью подводных аппаратов и искусственных спутников Земли.[5]

Глава 2. Цели и задачи исследования

Вместе с техническим прогрессом в нашу жизнь постоянно приходят все новые и новые потребности. Человечеству хочется улучшать качество жизни, пробовать и узнавать что-то новое. Для этого необходимы находки, а значит, исследования. В наше время приборы уже позволяют сделать то, что раньше было не возможно. Появились устройства позволяющие исследовать морское дно, а так же его геологическую структуру.

Средняя глубина океана сейчас около 3700 метров, а максимальная достигает 7729 метров в Яванском желобе. В западной части океана протянулся подводный хребет, соединяющийся южнее Африки со Срединно-Атлантическим хребтом. К центру хребта в Индийском океане приурочены глубинные разломы, области землетрясений и вулканизма на дне океана. Эти разломы продолжаются в Красном море и выходят на сушу. Ложе океана пересечено многочисленными поднятиями.

Месторождения нефти и газа имеются на шельфах Персидского и Суэцкого заливов, в проливе Басса, на шельфе полуострова Индостан и т. д. Таким образом, можно сказать, что целью исследования побережья Индийского океана является как поиск новых знаний в области геологии и археологии, а так же необходимых человеку ископаемых, так и изучение его изменений в процессе Земных преобразований на протяжении длительного времени. Целью исследователей, в настоящее время, является сбор информации, об окраинах Индийского океана, под этим понимается комплекс систематизированных знаний. Например, благодаря детальному исследованию зон перехода континент-океан ученым удается восстанавливать картину прошлого. В результате ряда экспериментов удается установить причины и последствия тех или иных событий в геологической истории Земли. Одной из целей является «составление комплексной физико-географической характеристики Индийского океана как Природно-аквального комплекса (ПАК) (Природный комплекс, образовавшийся в океане или другом водоеме) и оценка его рекреационных ресурсов».

В качестве задач можно выделить объединение наук о Земле и знания прикладных наук, в конкретную проблему - геология континентальных окраин. Использование современной техники и широкого спектра методов, для получения более точных результатов.

Одной из геологических задач изучения морского дна: определить положение в пространстве и оценить геометрические и физические параметры этих неоднородностей, выяснить их геологическую природу. Таким образом можно определить границы шельфа, материкового склона и океанического дна.

индийский океан геологический подводный

Глава 3. Объекты и предмет исследования

В моей работе объектом изучения являются переходные зоны континент-океана (рис.1) и процессы, происходящие в этих областях. В наше время так же происходят процессы формирования океанского дна. В 2004 году Подводное землетрясение в Индийском океане стало причиной цунами, признанного самым смертоносным стихийным бедствием в современной истории. Магнитуда землетрясения по разным оценкам составляла от 9,1 до 9,3, это второе или третье по силе землетрясение за всю историю наблюдения. Чем это было вызвано? Землетрясение было необыкновенно большим в географическом смысле. Произошёл сдвиг около 1200 км (по некоторым оценкам -- 1600 км) породы на расстояние в 15 м вдоль зоны субдукции, в результате Индийская плита «залезла» под Бирманскую плиту. Сдвиг не был единовременным, а был разделён на две фазы в течение нескольких минут. Сейсмографические данные говорят о том, что первая фаза сформировала разлом размерами примерно 400 км на 100 км, расположенный примерно на уровне 30 км от уровня моря. Разлом формировался со скоростью около 2 км/с, начиная от берега Асэ в сторону северо-запада в течение около 100 секунд. Затем возникла пауза примерно в 100 секунд, после чего разлом продолжил формироваться на север в сторону Андаманских и Никобарских островов.



Рис 1. Индийский океан на карте мира.

Также к обьектам исследования я решила отнести континентальные окраины (переходные области) океанов, занимающие около 20% их площади. С позиций тектоники плит их подразделяют на два типа: пассивные (внутриплатные) и активные (субдукционные и трансформные). Трансформные пользуются наименьшим распространением.

Каждый тип окраин можно охарактеризовать так:

Пассивные окраины- весьма характерны для Индийского океана, образовались в результате распада Пангеи. В строении типичных пассивных окраин всегда выделяется три главных элемента, не считая прибрежной равнины: 1) шельф; 2) континентальный склон; 3) континентальное подножие (Хаин, Ломизе, 1995).

Активная окраина- окраина континента, главной особенностью которой является наличие активной наклонной сейсмофокальной зоны, с которой связаны магматизм, складчато-надвиговые деформации и метаморфизм. Астеносфера под ними отсутствует, литосфера не менее 250 км.^[1]

Трансформная окраина- окраина континента, ограниченная трансформным разломом. Встречается весьма редко.^[1]

Предметом моего исследования являются характеристики объектов изучения. Выделяют три основных типа окраин: пассивные, активные, трансформные. Иногда, возникают трудности с определением типа окраины по ее строению, но современные методы позволяют добиться более-менее точного определения. Осадконакопление, тектонические движения, формирование шельфа,- все это характеристики процессов, а значит, также предмет изучения.

Глава 4. Средства и методы исследования

Геологические исследования дна морей и океанов начались сравнительно недавно. В конце прошлого и в начале нашего столетия они ограничивались измерениями глубин и сбором проб донных грунтов. Делали это весьма примитивно: с корабля на дно моря спускался груз на веревке или тросе, и по его длине определялась глубина, а прилипшая к грузу или захваченная прикрепленными к нему ковшами или трубкой проба позволяла судить о характере донного грунта.^[12] (рис.2, 3)

Рис.2. Типичный профиль океанического дна

Дно океана, как видно из схемы, имеет чрезвычайно сложный рельеф: глубокие узкие желоба, тянущиеся на сотни километров вдоль горных цепей, глубокие извилистые каньоны (ущелья), множество высоких вулканических гор и т. д.

Рис. 3. Свинцовый лот для малых глубин



Рис. 4.

До середины XIX века исследователи опускали лот на тросе из растительного волокна. Такой трос довольно тяжёл и непрочен. Выпустив с борта 2-3 километра троса, мы уже не сможем вытащить его обратно -- он лопнет от собственного веса. Но и на меньших глубинах точное измерение глубины довольно затруднительно. Обычный вес свинцового груза -- около 5 килограммов, но примерно столько же весит 100 метров намокшего троса. Поэтому, начиная уже с 500-600 метров, ощутить момент падения лота на дно почти невозможно.

Вес троса становится значительно больше веса груза.

Первые глубины более 1000 метров были измерены в России при Петре I, который изобрёл новый лот с отделяющимся грузом. В этом лоте сквозь тяжёлый чугунный шар проходила металлическая трубка. Шар удерживался на трубке особыми рычажками (рис. 4) и соскакивал с них при ударе о дно. Таким образом, обратно на палубу моряки вытаскивали лёгкую трубку, в которой застревало небольшое количество донного грунта.

Рис. 5.

В 20-х годах нашего столетия, а особенно после второй мировой войны глубины океана и рельеф его дна стали изучать с помощью эхолотов, основанных на принципе измерения времени, затраченного на прохождение звукового сигнала с корабля до дна и обратно. (рис. 5) Этот же принцип, но с применением особенно мощных сигналов позволил изучать внутреннее строение толщи рыхлых осадков, покрывающих дно. Сквозь эти осадки легко проникает звук, который отражается частично поверхностью дна, частично плотными породами земной коры,подстилающими рыхлые осадки. Мощные звуковые сигналы позволяют зондировать и наиболее глубокие слои земной коры -- твердые магматические породы и даже подстилающие кору породы -- верхнюю мантию Земли.

За последнюю четверть века основная доля данных о геологическом строении дна океанов была получена изучение морского дна с помощью эхолота благодаря широкому внедрению в практику исследований различных геофизических методов. Однако они при всей эффективности остаются косвенными методами геологического изучения.

Морская сейсморазведка (метод разведки, основанный на изучении распространения в земной коре упругих волн, вызванных взрывом или ударом; упругие волны распространяются во все стороны от источника и проникают в толщу земной коры) и ее различным модификациям. Этот метод занимает первое место среди геофизических. Гравиметрический метод (метод, основанный на измерении аномального гравитационного поля Земли), магнитометрический (метод разведки, основанный на различии в магнитных свойствах горных пород), геотермические исследования. Все более широкое применение в морских геологических исследованиях получают различные геохимические методы, в том числе методы радиоизотопной геохронологии.

С помощью магнитометров, буксируемых кораблями, измеряется напряженность магнитного поля Земли и выявляются аномалии, причина которых -- неоднородности структуры земной коры. Эти неоднородности изучают и с помощью судовых гравиметров, измеряющих величину силы тяжести, которая зависит от плотности пород. Все эти измерения не требуют остановки судов, что позволяет изучать большие пространства за короткое время.

Микрорельеф дна, осадки и выходы коренных пород успешно изучают с помощью подводных фотокамер и телевизоров. Грунтовые трубки и дночерпатели, вонзаясь в толщу донных осадков до древних слоев, отложенных за десятки и сотни тысяч лет до наших дней, приносят пробы, а тралы и драги соскребают с поверхности дна обломки твердых пород. Еще глубже проникают в толщу дна буровые скважины. Бурением удается получать образцы из слоев, залегающих на 200 м ниже поверхности дна океана. Число таких скважин пока невелико, но с каждым годом оно будет расти, потому что буровые скважины -- это самый верный путь к изучению недр океанского дна.

Глава 5. Современные знания о геологии Индийского океана

Структурный план Индийского океана, близкий к современному, сложился только в кайнозое, а в середине мела была существенная перестройка структурного плана. За основу районирования взят кайнозойский структурный план, который показывает наличие четырех основных сегментов (рис.6): Северо-Западного (Индо-Аравийского), Юго-Западного (Африкано-Антарктического), Северо-Восточного (Индо-Зондского) и Юго-Восточного (Австрало- Антарктического).

Рис.6 Схема хребтов Индийского океана, помогающая определить нахождение его сегментов.

1. Северо-западный (Индо-Аравийский) сегмент

Сегмент примыкает на севере - побережью Азии, на востоке - к Индийскому субконтиненту, на западе к Аравии и Африке. От соседнего Северо-Восточного сегмента он условно отделяется линейным Мальдивским хребтом. На юге его граница проведена по разлому Принс-Эдвард к югу от Мадагаскара. На самом севере сегмента располагается Макранская зона субдукции, активная до настоящего времени. В этой зоне отмечается интенсивное развитие грязевого вулканизма. ^[8]

Главной структурой этого сегмента служит Центральный, или Индо- Аравийский хребет (другое название Аравийско-Индийский). Индо-Аравийский хребет относится к категории медленноспрединговых. Его южная часть отличается большим количеством трансформных разломов, ориентированных под углом 40 - 45^о относительно общего простирания хребта. Его северная часть известна также под названием хр. Карлсберг, а продолжение в Аденском зал. - как хр. Шеба. Последний отделен от основной оси спрединга магистральной трансформой Оуэн. Трансформа Принс-Эдвард представляет собой систему разломов, часто выраженных в виде хребтов, которая оказывает большое влияние на тектонику Мадагаскара и в целом отделяет от основной части описываемого сегмента его западную часть (Оманско-Мозамбикский субсегмент), где развита океанская кора преимущественно мезозойского возраста. В этом субсегменте выделяются шесть глубоководных котловин, во всех из них, кроме Оманской, кора имеет позднеюрско-раннемеловой возраст. ^[8]

Хребет Шеба, который продолжает Индо-Аравийский хребет в Аденском заливе, возвышается на 2,5 км над окружающим дном. Аденский залив глубоководный, на востоке его глубины составляют около 5 км. Рифтовая долина хребта на западе составляет одну из ветвей “Треугольника Афар”- тройного сочленения океанского хребта с Красноморским рифтом и континентальными рифтовыми долинами Восточной Африки. Хребет Шеба рассечен большим количеством трансформных разломов со смещением до 180 км, которые продолжаются на территорию Йемена, определяя конфигурацию его берегов. Котловины по обе стороны хребта подстилаются океанской корой возрастом от позднего миоцена и моложе.

На севере описываемого сегмента Индийского океана, на о-ве Масира обнажаются титонские офиолиты, которые, по всей видимости, отвечают началу раскрытия данного участка океана. Это раскрытие могло продолжаться до сенона.

Между трансформой Оуэн и побережьем Индостана располагается Аравийская котловина. Ее большая северная часть покрыта мощными осадками огромного конуса выноса Инда. Осадки перекрывают хр. Лакшми на северо-востоке котловины. Хребет имеет изогнутую форму, простираясь почти широтно на севере, а к югу вытягивается практически параллельно побережью Индостана ^[7]

Южнее этого участка находится Сомалийская котловина, в которой по системе линейных магнитных аномалий выделена древняя субширотная ось спрединга. Трансформы этой оси спрединга сыграли решающую роль в отделении Мадагаскара от Африки, которое произошло в поздней юре. По краю шельфа Сомалийской котловины развит барьерный риф, а вдоль склона протягивается периокеанский прогиб. Мощность его осадочного выполнения достигает 12 км, а в основании ее лежит комплекс Карру.

Еще южнее располагается Мозамбикская котловина, часть которой относится уже к Юго-Западному сегменту. Глубоководным бурением в котловине вскрыт валанжин. Магнитные аномалии здесь омолаживаются в южном направлении, в сторону Юго-Западного Индийского хребта. Находящийся в этом сегменте о-в Мадагаскар представляет собой микроконтинент с мощностью коры около 33 км. На дневную поверхность выступают верхнепротерозойские гранитоиды и кайнозойские сиениты, кора микроконтинента имеет, вероятно, позднедокембрийский возраст. Полоса верхнеюрской океанской коры, отделяющая Мадагаскар от Африки, продолжается далее на юг, к Артарктиде, в сторону моря Уэдделла. Лежащая восточнее микроконтинента Мадагаскарская котловина сформировалась к позднему мелу.

2. Северо-Восточный (Индо-Зондский) сегмент

Северо-Восточный сегмент располагается восточнее предыдущего и структурно разделяется на два субсегмента: Центрально-Бенгальский и Приавстралийский. На западе первый субсегмент ограничен трансформным разломом непосредственно восточнее Мальдивского хребта; граница субсегментов проходит по трансформному разлому 92-го градуса к востоку от Восточно-Индийского хребта. До начала олигоцена этот разлом служил границей Индийской и Австралийской плит. Восточная граница Приавстралийского субсегмента совпадает с внешней частью Зондской дуги и западно-австралийской окраиной, а общая южная граница сегмента проводится по Юго-Восточному Индийскому хребту и по широте юго-западной Австралии. На северо-востоке сегмента наблюдается активная зона субдукции по периферии Андаманских и Никобарских о-вов и Индобирманских цепей.

Центрально-Бенгальский субсегмент включает самую крупную в Индийском океане Центральную котловину. Формирование коры в этой котловине произошло в начале мела. Здесь развит маломощный и фрагментированный осадочный слой, но к северу, в Бенгальском заливе, его мощность быстро увеличивается; здесь наблюдается переход к глубоководным конусам выноса Ганга и Брахмапутры. Эти слившиеся конуса распространяются на 3,5 тыс. км, а мощность осадков в них достигает 16,5 км. Осадки в конусах выноса принадлежат эоцен - четвертичным продуктам размыва Гималаев.

В этом сегменте особый интерес представляет зона “скучивания коры”, которая занимает площадь приблизительно 1600 на 1000 км. Здесь область необычных внутриплитных дислокаций, охватывающих как осадочный слой, так и консолидированную океанскую кору, выражается в виде полос линейных складок с длиной волны 100 - 300 км и амплитудой до 3 км, которые ассоциируются с взбросами, надвигами и другими дизъюнктивами. Верхний возрастной предел развития дислокаций ограничен плио-плейстоценом. Указанная область отличается повышенными сейсмичностью и тепловым потоком. Восточно-Индийский хребет, или хребет 90-го градуса - целиком подводная структура длиной около 5000 км. Его отдельные вершины лежат в среднем на глубинах 2 - 2,5 км, максимум - на 1 км, на севере хребет погружается под Бенгальский конус. Имеющиеся геолого-геофизические данные показывают, что в своей верхней части хребет сложен толеитовыми базальтами, которые венчаются рифовыми массивами.

На юге Восточно-Индийский хребет торцово сочленяется с плато Брокен, известным также под названием Западно-Австралийского поднятия. Здесь мы уже переходим в Приавстралийский субсегмент, где, в отличие от Центральной котловины, имеется своя система линейных магнитных аномалий. В этой системе омоложение хронов происходит с юга на север, свидетельствуя о древней (эоценовой) оси спрединга, испытавшей субдукцию под Зондскую дугу. Основную площадь указанного субсегмента занимает Кокосовая котловина (или котловина Уортон), пересеченная серией трансформных разломов. Бурение в котловине вскрыло отложения верхнего мела, палеоцена и более молодые, залегающие на базальтовом фундаменте.

Юго-восточнее описанного района располагаются Западно-Австралийская котловина и котловина Арго. Здесь распространен наиболее древний фундамент Индийского океана, датированный в интервале времени от келловея до начала мела. В целом возраст фундамента омолаживается к югу.

Приавстралийская окраина построена очень сложно. Граница континент - океан имеет резко изломанную конфигурацию, обусловленную влиянием правых сдвигов. Выступы континентального основания образуют перемычки между отдельными морскими бассейнами. Общую структуру осложняют подводные плато - Эксмут, Кювье, Брокен, Натуралиста и др., которые образуют «острова» континентальной коры среди океана. Весь ансамбль описанных элементов принадлежит Индо-Австралийской плите, возникшей как единый структурный элемент в конце раннего эоцена. Плита испытывает северное перемещение. ^[7]

3. Юго-Восточный (Австрало-Антарктический) сегмент

Юго-Восточный сегмент Индийского океана является самым молодым, его формирование произошло в позднем мелу-кайнозое. Значительная площадь сегмента занята срединным спрединговым хребтом, ограниченным трансформными разломами - Амстердам на северо-западе и Маккуори на юго-востоке. Западная часть срединного хребта именуется Юго-Восточным Индийским, а восточная - Австрало-Антарктическим.

Они отличаются по строению: западная ветвь похожа на приводимое в качестве классического примера Восточно-Тихоокеанское поднятие, имеющее осевой горст, а восточная - на САХ, со срединной долиной. При этом скорость спрединга в этих сегментах остается практически одинаковой - 7,4 - 7,6 см/год. Различия в морфологии объясняются неодинаковыми мощностями коры и температурой мантии. Оба хребта пересечены многочисленными трансформами со смещениями до 500 - 600 км. Юго-Восточный Индийский хребет возник в среднем эоцене. В его центральной части располагаются вулканические острова Сен-Поль и Амстердам, которые приурочены к пересечениям с крупными трансформами.

Австрало-Антарктический хребет зародился в сеноманс, а рифтинговая стадия развития южно-австралийской окраины охватывает ранний мел. К югу от хребта располагается Австрало-Антарктическая котловина, которая на западе имеет ограничение в виде плато Кергелен. Кергелен - одно из крупнейших в мире океанских плато, размером около 2000 на 650 км при средней глубине поверхности, равной 2000 м. Вершинные части плато выступают над уровнем моря в виде двух островов. Плато гетерогенно и состоит из нескольких блоков. Большая его часть подстилается корой океанского типа, утолщенной до 20 - 25 км, однако на юге плато драгированием были подняты гнейсы. Это говорит о том, что юг плато возник на континентальном основании. Океанская кора плато, вскрытая бурением датирована, а осадочный чехол охватывает отложения возрастом от позднего мела по средний эоцен. Остров Кергелен на севере плато представляет собой вулкано-плутоническое тело, сложенное щелочно-базальтовой ассоциацией. Остров формировался в течение всего миоцена. Плато Кергелен образовалось над мантийным плюмом до начала спрединга Юго-Восточного Индийского хребта и первоначально составляло единое целое с плато Брокен по другую сторону спредингового хребта. ^[7]

4. Юго-Западный (Африкано-Антарктический) сегмент

Сегмент занимает акваторию между Африкой-Мадагаскаром и Антарктидой. Здесь от тройного сочленения Родригес, имеющего очень сложную кинематику, к юго-западу ответвляется Западно-Индийский хребет, который к западу от трансформы Принс-Эдвард переходит в Африкано-Антарктически. Оба хребта относятся к категории медлен- носпрединговых (около 13,5 мм/год). Хребты нарушены частыми трансформными разломами, ориентированными под углом 60 - 70° к осевым долинам. Обширные пространства между побережьем Антарктиды и описанными спрединговыми хребтами относятся к западной половине Южного океана. Большая ее часть занята Африкано-Антарктической котловиной, которая распространяется от плато Кергелен на востоке до моря Уэдделла на западе. Отдельные впадины моря Уэдделла, по-видимому, связанные с разломами, достигают глубины 6,8 км. В этом море наблюдаются самые древние линейные магнитные аномалии описываемого сегмента, которые свидетельствуют о его раскрытии уже в средней юре, с началом распада Гондваны. Северо-восточнее аномалии омолаживаются до начала раннего мела. Эта система линейных магнитных аномалий ориентирована почти под прямым углом к аномалиям Африкано- Антарктического хребта, которые относятся к палеоцену.

К северу от восточной части котловины лежит поднятие Конрада, а еще севернее его - поднятие Крозе. Последнее увенчано группой вулканических островов, сложенных четвертичными базальтами и Плутонами сиенитов и монцонитов, и считается проекцией мантийного плюма. Вероятно, поднятие Крозе первоначально принадлежало Мадагаскару, от которого было отделено спредингом в палеоцене. В котловине Крозе (юго-западнее тройного сочленения Родригес) возраст коры определен как позднемеловой-палеоценовый.

5.1 Основные этапы развития Индийского океана

В истории развития Индийского океана выделяют три главных этапа.

Первый начался с конца средней юры (около 160 млн. лет назад) и продолжался до середины мела. Заложение океанов происходило целиком в пределах Гондваны, которая в палеозое и раннем мезозое на севере граничила с океаном Тетис. Спредингу предшествовал мощный континентальный рифтинг, чьи следы обнаруживаются в Восточной Африке, на западе Мадагаскара, в северо-западной и западной Австралии. Ранняя-средняя юра отмечена широкими проявлениями траппового магматизма по южной периферии будущего Индийского океана. Кора первого этапа сохранилась по краям океанов в Сомалийско-Мозамбикском бассейне, в море Уэдделла, на севере Центральной котловины (Бенгальском заливе). Это означает, что приблизительно 160 млн. лет назад Восточная Гондвана (Индия, Шри-Лан- ка, Мадагаскар, Сейшелы, Антарктида и Австралия) отделились от Африки-Аравии. Одновременно север “Большой Индии”, включавший Гималайскую область, отделился от Австралии, тогда как юг Индии еще составлял одно целое с Австралией и Антарктидой. Т. е. океан начал формироваться с двух концов - на западе и востоке современного Индийского и Южного океанов по двум самостоятельным осям спрединга.

На втором этапе, охватывающем поздний мел-середину эоцена, во время периода спокойного магнитного поля произошла реорганизация плит; точно датировать начало второго этапа невозможно. Условно это начало приурочивают к рубежу около 100 млн. лет назад. В это время Индия полностью отделилась от Антарктиды и быстро дрейфовала к северу со скоростью-13 см/год. В палеоцене начинается ее коллизия с Евразией, которая наиболее явно проявляется в конце этапа. Прекращается спрединг в Кокосовой котловине, и возникает единая Индо-Австралийская плита. В первой половине второго этапа Сейшелы вместе с Индией отделяются от Мадагаскара. Этому отделению способствовало прохождение плит над плюмом в районе о-ва Крозе. Австралия отчленяется от Антарктиды зародившимся Австрало-Антарктическим спрединговым хребтом. Приблизительно в середине этапа (около 65 млн. лет назад) Индия разделяется с Сейшельским блоком, и закладываются основные котловины Северо-западного сегмента Индийского океана. В конце этапа полностью формируется Восточно- Индийский хребет.

Третий этап начинается в позднем эоцене, во время которого произошло формирование современной системы спрединговых хребтов с тройным сочленением Родригес. На первой стадии этого этапа Индийский океан еще свободно сообщался с Тихим через пролив к северу от Австралии и Новой Гвинеи. В позднем миоцене-плиоцене пролив закрывается, и в середине плиоцена начинается коллизия континентальных массивов в районе Зондской дуги.

В среднем миоцене раскрывается котловина Оуэн на северо-западе Индийского океана, при этом ось спрединга из этой котловины последовательно проникает на запад и северо-запад, и, наконец, около 10 млн. лет назад Африка отделяется от Аравии по Аденскому заливу, Красному морю и трансформному разлому Мертвого моря. (Хаин, Лимонов -2004)

5.2 Геологические и геоморфологические особенности строения побережья и подводной окраины материков Индийского океана

Единственное место, где развиты горы альпийского складчатого пояса с межгорными впадинами и краевыми прогибами альпид-это небольшие отрезки побережья Индийского океана. К этой области относятся северные побережья Персидского залива и Аравийского моря, крайняя восточная оконечность Аравийского п-ова, районы Западной Бирмы, Большие и Малые Зондские о-ва. В этих же районах отмечается развитие подводных кайнозойских складчатых систем, связывающих, в частности, воедино Зондские о-ва с Юго- Восточной Азией.

Породы архея и протерозоя, перекрытые элювием, выходят местами на побережье материков (Вост. Африка, Австралия, берега Красного моря), но в большинстве случаев побережье слагают меловые и палеоген- неогеновые осадки, реже отложения юрского возраста и совсем редко (Южная Африка) отложения палеозоя. Очень широко вдоль берегов всех материков развиты морские и аллювиально-морские осадки четвертичного возраста. Они распространены почти на всем протяжении берегов Восточной Африки и о. Мадагаскар, широко представлены на берегах Красного моря, п-ова Индостан -- от устья Инда до устья Ганга, на северных и западных берегах Австралии. В Эфиопии, Южн. Аравии, на Западном Мадагаскаре, на Бол. и Мал. Зондских о-вах на побережье встречаются вулканогенные образования, в северо-западной части п-ова Индостан -- траппы, перекрытые элювиально-делюви- альными осадками. Для аравийских берегов Персидского залива, берегов Красного моря, Сомали и Западной Австралии характерны эоловые осадки.

Сбросовые берега характерны и для Аденского залива. Мелкобухтовое расчленение берегов Красного моря и Аденского залива создает благоприятные условия для строительства морских портов, но обилие коралловых рифов осложняет условия мореплавания.

Развитие трудноразмываемых магматических и прочных осадочных пород на многих участках побережья Сомали и индоокеанского побережья Аравии способствует распространению мало измененных морем берегов денудационного типа. Большое место занимают также равнины, плато и низменности древних плит, частично охваченные новейшими погружениями. Северное побережье Персидского залива и Аравийского моря, а также крайняя восточная оконечность Аравийского п-ова представляют собой область развития складчатых и глыбово-складчатых гор кайнозойской складчатости. Подобные морфоструктуры развиты также в районах Западной Бирмы.

Побережье п-ова Индостан окаймлено горами и нагорьями древних платформ, активизированных в новейшее время, а также краевыми низменностями, охваченными новейшими погружениями. Как правило, к этим низменностям приурочены долины, обширные аллювиальные равнины и дельты крупнейших рек, впадающих в Индийский океан, -- Тигра и Евфрата, Инда, Ганга, Иравади, Замбези, Лимпопо.

Вдоль побережья Австралии также широко развиты краевые низменности, которые опоясывают залив Карпентария, протягиваются почти вдоль всего западного берега Австралии и Южной Австралии, в районе впадения р. Муррей.

Рельеф прибрежной суши Восточной Африки в общих чертах не отличается большой сложностью. Вся эта обширная территория, включая побережье Красного моря и Аравийского п-ова, представляет собой комплекс возрожденных гор и нагорий, активизированных в новейшее время, развитый в пределах древних платформ, в областях докем- брийской и каледонской складчатости. Строение берегов Красного моря обусловлено рифтовой структурой бассейна, широким распространением бухтовых форм, связанных со сбросовой структурой краевых зон Африканского материка и Аравийского п-ова; они характеризуются распространением грабеновых бухт -- «шерм», а также почти повсеместным развитием коралловых сооружений.

Все материки Индийского океана окаймлены материковой отмелью, или шельфом, отделенным от ложа океана материковым склоном и материковым подножием. Значительная часть шельфа до глубин по крайней мере 100--120 м несет на своей поверхности следы абразионно-аккумулятивной деятельности океанских волн, протекавшей на фоне глобальных колебаний уровня Мирового океана. Волны деформируются, частично разрушаются на шельфе и в дальнейшем подвергаются рефракции, разворачиваясь своим фронтом по нормали к берегу, обеспечивая тем самым поперечный перенос осадков к берегу. Таким образом, чем шире шельф, тем большим деформациям подвергаются океанские волны и обеспечивается постоянный вынос донного материала к урезу в большем количестве.

Шельф Красного моря, примыкающий как к африканскому берегу, так и к Аравийскому п-ову, имеет значительную ширину за счет существования многочисленных коралловых островов и архипелагов, особенно развитых в южной части моря. Весь Персидский залив по существу является шельфовым водоемом. В юго-западной части залива развито большое количество коралловых рифов.

Вдоль северного берега Аравийского моря протягивается пологоволнистая равнина шельфа, амплитуда расчленения которого достигает 100 м. В Камбейском заливе развиты узкие длинные гряды, валы и отмели, между которыми расположены ложбины глубиной до 30 м. Против устья р. Инд шельф и материковый склон прорезает глубокий и узкий каньон Инда, верховья которого вдаются в шельф почти на 90 км, а его вершина на 3 км подходит к устью главного рукава Инда.

5.3 Основные особенности берегов Индийского океана

Особенности береговой зоны Индийского океана определяются:

Геологическим строением материков;

Плейстоценовыми колебаниями уровня океана;

Приливо-отливными колебаниями уровня океана;

Мощными неволновыми факторами( твердый сток рек, эоловые процессы и особенно развитие коралловых построек и мангров).

Тому, что широко развиты платформы на окраинах материков свидетельструет то, что морские террасы и другие формы берегового рельефа, слагающие побережье и шельф Индийского океана на окраинах платформ, созданы при относительно меньшем участии тектонических движений по сравнению с гляциоэвстатическими колебаниями уровня бассейна в четвертичное время.

Важную неотъемлемую роль в строении береговой зоны, особенно Красного моря, Аденского залива и западного берега Мадагаскара, играют крупные региональные разломы, определяющие прямолинейность береговой линии или, наоборот, блоковые очертания берегов. В ряде районов, например на юго- западном берегу Красного моря и на северном берегу Аденского залива, основную роль в очертании берегов и в их современном развитии играют остатки древних вулканов и покровов вулканических пород.

Особенно большому и постоянному волновому воздействию в Индийском океане подвергаются восточные берега Африки, на которые периодически обрушиваются волны, вызываемые то северо-восточными, то юго- восточными ветрами. Очень большая энергия волн образуется при действии тропических циклонов, охватывающих районы Мадагаскара, п-ова Индостан и Западной Австралии. В приэкваториальных областях океана преобладает штилевая погода, но, несмотря на это, на берега материков и острова здесь постоянно воздействуют волны зыби, достигающие в береговой зоне величины 1--2 м.

Берега материков, сложенные известковыми породами, в том числе коралловыми известняками, подвергаются не только механическому, но и химическому воздействию волн -- морская вода растворяет известковые породы. В этом случае на берегу образуются гроты, ниши, карнизы и останцы, покрытые ажурным микрорельефом глубоких ячеек, разделенных тонкими перегородками с острыми режущими краями. Химическая абразия способствует значительному увеличению скорости отступания известковых берегов. В ряде случаев в активной водной среде, в прибрежной части океана, при наличии ядер коагуляции образуются так называемые оолиты -- карбонатные частицы шарообразной формы. Оолитовые пески составляют заметную примесь в составе береговых осадков и являются одной из форм проявления химической аккумуляции наносов в океане.

Большое значение в процессе развития береговой зоны Индийского океана имеют коралловые образования. Кораллы, формирующие коралловые рифы у берегов, достаточно капризны в отношении к условиям внешней среды. Они требуют температуры воды не ниже +18° С, большой прозрачности воды, не замутненной выносами рек, и нормальной океанической солености (не ниже 30%о). Развиваются коралловые колонии до глубин 50--80 м. Только сочетание всех этих условий позволяет активно развиваться коралловым рифам. В Индийском океане температурные условия воды позволяют существовать кораллам почти всюду, кроме крайнего юга Африки и запада и юга Австралии (т. е. по 30° ю. ш.). Однако несоблюдение других условий, особенно в районах впадения речных систем, ограничивает повсеместное развитие коралловых рифов в Индийском океане.

В процессе деятельности рифостроящих организмов создаются коралловые платформы (риф-флет), достигающие иногда ширины нескольких километров. Коралловая платформа служит препятствием для океанических волн, которые обычно разбиваются у внешнего ее края.

Приливный берег (биогенный берег) с широкой илистой осушкой, на которой развивается специфическая древесная растительность -- мангры (Rhizophora, Avicennia, Laduncularia, Canocarpus). Основными условиями развития широкого пояса прибрежных мангровых зарослей являются слабое волнение, интенсивное поступление тонких наносов, значительная высота приливов и низменность прибрежной суши. Мангровые заросли особенно характерны для устьев рек и занимают значительные площади в Юго-Восточной Африке, на Западном Мадагаскаре, в Юго-Восточной Азии и других районах. Мангровая растительность своей густой корневой системой задерживает наносы и способствует усилению нарастания аккумулятивного берега.

Еще одним фактором, оказывающим на развитие берегов Индийского океана существенное влияние, является эоловый. Это связано с существованием в пределах побережья или прилегающих к нему районов крупнейших пустынь и полупустынь земного шара. Это в первую очередь Нубийская пустыня на западном побережье Красного моря, пустыни Большой Нефуд и Руб-эль-Хали, занимающие весь Аравийский п-ов, полупустыни Данакиль и Сомалийская, пустыня Тар в районе впадения р. Инд и полупустыни, охватывающие все побережье Ирана и частично Западной и Южной Австралии. (Каплин П.А. и др. Берега - 1991)

Также в Индийском океане чрезвычайно широким распространением пользуются аккумулятивные и абразионно-аккумулятивные типы берегов. Это обстоятельство обусловлено главным образом широким развитием коралловых и мангровых образований в Индийском океане, которые на значительном протяжении блокируют берега, предохраняя их от воздействия волн и вызывая развитие аккумулятивного процесса. Благоприятная обстановка для развития кораллов и мангров сложилась в первую очередь в результате внутритропического географического положения Индийского океана, т. е. вызвана зональными географическими факторами. Таким образом, в Индийском океане, как ни в одном другом, проявляется подчиненное положение берегов, морфология и динамика которых обусловлены исключительно волновыми процессами, а доминирующая роль принадлежит биогенным берегам. Это и есть важнейшая особенность берегов Индийского океана.

Глава 6. Связи с другими проблемами

Безусловно, в ходе работы стало интересно: « С какими же научными дисциплинами связана геология континентальных окраин?». Конечно же, это математика и физика, геофизика.

Если же говорить о практической связи, то есть о связи геологии с науками, которые приносят конкретную общественную пользу, такими как метеорология, сельское хозяйство, экономика. Одним из ключевых фактов является разведка и добыча полезных ископаемых, предупреждение землетрясений и других природных катаклизмов, изучение эволюции, что означает непосредственную связь с тектоникой, геохронологией, геоморфологией, картографией, палеонтологией, океанологией и биологией.

Климатические условия являются факторами, влияющими на формирование рельефа и осадочного слоя.

В области биологии также выделяются факторы, связанные с осадконакоплением, это: мангровая растительность, иловые почвы, жизнедеятельность организмов, коралловые рифы и еще многое другое.

Изучение окраин океана также может помочь в прогнозировании природных катаклизмов, таких как цунами, а это жизненно важно для человечества.

Учение о полезных ископаемых -- древнейшая отрасль геологических знаний, которую справедливо считают родоначальницей современной геологии. Она изучает все природные минеральные образования, которые могут быть непосредственно использованы людьми, или служить объектом для извлечения металлов, минералов и химических элементов, необходимых в народном хозяйстве. Разнообразие полезных ископаемых и огромное, но далеко не равноценное значение их привели к обособлению многих разделов рассматриваемой науки в самостоятельные дисциплины, как, например, учение о рудных и учение о нерудных месторождениях. Впоследствии выделились геология угля, геология нефти, геология радиоактивных элементов и т. д.

Таким образом, геология одна, без связи с другими науками не может существовать.

Глава 7. Место данной темы в учебных планах ГГФ и планах НИР базовых институтов СО РАН

К сожалению на эту тему в институтах геологического профиля Новосибирского центра СО РАН, не проводилось исследований, но она затрагивается косвенно.

На тему методов исследования геологии окраин Индийского океана, то можно выделить научные работы и учебные пособия, написанные в Новосибирском Государственном Университете, о методах геофизических исследований. Таковыми являются работы Александра Васильевича Ладынина, заместителя заведующего кафедрой геофизики, доцент, кандидата геолого-минералогических наук. Например - «Петрофизика», пособие, которое включает в себя лекции, предназначенные студентам геологических специальностей НГУ как часть общего курса "Геофизические методы исследований в геологии, в том числе и океанических окраин".

В Институте вычислительной математики и геофизики СО РАН работает доктор физико-математических наук Вячеслава Гусяков. Он является автором научного отчета - «Новая методика долгосрочной оценки цунамириска и цунамирайонирования побережья»( эти оценки безусловно относятся и к Индийскому океану).

Также в течение лекционной и семинарской программ курса Общей геологии лектора В.А. Верниковского, рассматриваются основные процессы геологии: элювий, осадкообразование, образование границ литосферных плит, образование впадин, образование выступов, а также зоны субдукции и обдукции и еще многое другое.

Заключение

В ходе проделанной работы было выяснено:

1) Окраины Индийского океана представляют собой сочетание материковой отмели (шельфа) и материкового склона.

2)Подобное строение имеют подводные окраины Африки, Австралии, Антарктиды и значительной части Азии. Более сложный переход от материка к ложу океана имеет место в северо-восточной части Индийского океана, там, где развита Зондская островная дуга.

3) Восточное побережье Африки является наибольшим скоплением осадочного материала. Результат взаимодействия рек и океана, который отражается на береговой линии - бенгальский конус выноса, дельта Ганга.

4) Процесс формирования коралловых рифов.

5) Офиолиты у побережья Ирана.

6) Зондская островная дуга.

7) Представление о типах окраин: активные, пассивные, трансформные.

Многое было интересным, например, я узнала, что шельфовая зона Индийского океана богата нефтью. Побережье также богато и другими полезными ископаемыми, и их добыча тоже может быть полезна для геологии, так как океан до сих пор до конца не изучен.Также я познакомилась с методами исследования океанского дна.

Список использованной литературы

1. Степанов В.Н. Мировой океан.М.:Знание 1974.

2. Истошин Ю.З. Океанология. Л.: Гидрометеоиздат, 1969.