УДК 551.462(262.5)
© 2013 г. Ю.Д. ЕВСЮКОВ, В.И. РУДНЕВ
РЕЗУЛЬТАТЫ ПОВТОРНОГО ЭХОЛОТИРОВАНИЯ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО УЧАСТКА ШЕЛЬФА ЧЕРНОГО МОРЯ
В 70-х годах прошлого столетия на основе обобщения большого объема региональных эхолотных промеров были получены общие представления о геоморфологии дна Черного моря [1]. В последующие десятилетия исследования рельефа дна, чаще всего, включались в программы комплексных геолого-геофизических экспедиций, которые проводились на детальных полигонах. К настоящему времени в этом бассейне насчитывается свыше сорока таких площадей, выполненных сотрудниками Лаборатории геологии Южного отделения Института океанологии РАН [2]. Наибольший объем этих работ выполнен в Российском секторе Черного моря [3-7].
К юго-западу от Евпатории в 1971 и 1993 гг. исследования рельефа дна проведены на двух разновеликих по площади полигонах, которые были названы Евпаторийскими [8, 9]. В дальнейшем изложении будем их именовать "Полигон Е-71" и "Полигон Е-93". Геолого-геофизические данные по этим полигонам опубликованы в статьях [8, 10] и монографии [11]. Геоморфологические схемы Дунайского (1971 г.) и Евпаторийского (1993 г.) полигонов приведены в работе Б.Ф. Райена с соавторами [12].
Настоящая статья посвящена анализу результатов эхолотных промеров на полигонах, обобщению первичных материалов о строении рельефа дна в совокупности с геолого-геофизическими данными и определению приоритетности рельефообразующих факторов в морфологической перестройке исследованной площади.
Методика и объемы работ. В 1971 г. на НИС "Академик С. Вавилов" исследования рельефа дна выполнены на Полигоне Е-71 (рис. 1). Работы проводились по методике, разработанной в начале 1960-х гг. [13]. Из-за малого числа профилей, не вполне удачному их расположению и слабой гидрографической привязки эта работа считалась рекогносцировочной [8]. Измерение глубин осуществлялось эхолотом "Кельвин-Хьюз". Глубины записывались как на регистраторе эхолота, так и фототелеграфном аппарате ФТАК-2 "Ладога". Суммарная протяженность промерных профилей составила 450 км, а площадь, охваченная съемкой - около 1200 км2. На рис. 1 показан северовосточный фрагмент этого полигона (площадь немногим более 230 км2), где элементы рельефа выражены наиболее четко [8].
Продолжением выше отмеченных работ явились исследования российско-американской экспедиции (Полигон Е-93)1, выполненные на НИС "Акванавт" (1993 г.). На слабо изученном участке акватории со сторонами 15x37 км судовым эхолотом "НЭЛ-5" проведена съемка рельефа дна (рис. 2А) по системе взаимно пересекающихся галсов: субмеридиональных, протяженностью 12-15 и субширотных 26-35 км, с межгалсовы-ми расстояниями 1-3 км. Общая протяженность промера составила 400 км, а площадь охваченная съемкой - 360 км2. Координирование судна и привязка галсов осуществлялись спутниковой навигационной системой "МАГНАВОКС", что обеспечило высокоточную (20 ± 5 м) съемку на полигоне [9, 10].
Детальная обработка первичных материалов эхолотного промера на обоих полигонах в конечном итоге завершалась составлением батиметрических и геоморфологических карт, схем и обзорных профилей рельефа дна, которые показывают подробное строение материковой отмели на исследованных площадях (рис. 1 и 2). Здесь выделены: шельф, эрозионные террасы, абразионные уступы, погруженный шельф и верхняя
1 Экспедиция организована ЮО ИО РАН и Ламонтской Доггерти Обсерваторией Земли Колум-
бийского университета Нью-Йорка по инициативе профессоров Б. Райена и В. Питмана и проходила под руководством К.М. Шимкуса [4].
32°12'
Рис. 1. Морфологическая схема Евпаторийского полигона (Е-71)
1 - положение гидрографического буя, 2 - иллюстрируемые эхолотные профили и их номера, 3 - уступы подводных террас и их морфометрические показатели, 4 - эрозионные ступени, 5 - валы и гряды, 6 - ложбины и борозды, 7 - бровка шельфа
часть материкового склона, которые, в свою очередь, осложнены более мелкими мор-фоэлементами.
Характеристика рельефа дна. На ряде профилей Полигона Е-71 выявлено от трех до четырех террас, шириной от 1.5 до 4.0 км. Кроме этого, на некоторых галсах зафиксирована лестница узких ступеней, прилегающих к бровке шельфа. Батиметрическое положение бровки соответствует отметкам 109-126 м. На отдельных участках внешней материковой отмели встречается краевой вал относительной высотой 5 м.
К бровке шельфа примыкает самая низкая терраса шириной около 2 км. На глубине 101-112 м располагается ее тыловой шов, который, в то же время, представляет собой подножие уступа (древнего клифа?) высотой от 9 до 20 м (рис. 1, проф. 2-4). В восточном и западном направлениях (на полигоне, но в данном случае за рамками рис. 1) эта терраса теряет свою морфологическую выраженность [8].
Рассмотренная терраса в интервале глубин от 94 до 112 м состоит из террасовых ступеней, а ограничивающие их уступы имеют высоту 4-8 м. Верхний уступ прослеживается на трех профилях при общей протяженности немногим более 6 км, а нижний - отрезками длиною около 2 км, отмечен только на профилях 1 и 3.
Вторая терраса, шириной 2-3 км, прослежена на большей части полигона. Ее бровка располагается на глубине 80-85 м, а подножие уступа на глубине 86-102 м. Поверхность террасы хорошо выровнена, однако местами она осложнена мелкими валами и бороздами. Изменчивой ширины и крутизны уступ этой террасы в плане почти совпадает с контуром бровки шельфа.
Третья терраса шириной 1-2 км имеет ограниченное (по сравнению со второй) распространение. Ее поверхность ровная, местами осложнена бороздами и валами. Бровка этой ступени располагается на глубине 63-73 м, при этом отчетливо замечен ее наклон к юго-западу. В этом же направлении уменьшается (от 5-6 до 3-4 м) высота уступа, поверхность которого нивелирована новейшими осадками и морфологически выражена не везде отчетливо [8].
Рис. 2. Рельеф дна и геоморфология внешней материковой окраины Черного моря на Евпаторийском полигоне (Е-93)
А - местоположение полигонов Е-71 и Е-93; Б - батиметрическая карта Полигона Е-93 (утолщенные линии - иллюстрируемые профили); В - обзорные профили рельефа дна; Г - морфометрические показатели бровки шельфа, вынесенные на вертикальную плоскость; Д - геоморфологическая карта полигона Е-93. Верхний уступ: 1 - установленный, 2 - предполагаемый; нижний уступ: 3 - установленный, 4 - предполагаемый; эрозионные ступени: 5 - верхняя, 6 - средняя, 7 - нижняя; 8 - предполагаемые границы между ступенями; 9 - депрессия (грабен?) с грядово-холмистым днищем; 10 - плосковершинное поднятие (горст?); палеорусла: 11 - крупные, 12 - мелкие (предполагаемые); 13 - бровка шельфа и ее глубина; 14 - поверхность погруженного шельфа; морфоэлементы погруженного шельфа: 15 - ложбины и борозды, 16- валы и гряды, 17 - бровка погруженного шельфа и ее глубины, 18 - материковый склон, 19 - подводные долины и каньоны
По сравнению с Е-71 данные о рельефе дна и геоморфологии на Е-93 существенно отличаются большей информативностью и детальностью. Здесь, помимо шельфа, приведены сведения о погруженном шельфе и верхней части материкового склона.
Шельф на Полигоне Е-93 характеризуется, на первый взгляд, сравнительно ровной поверхностью. Изобаты до 90 м ориентированы здесь в направлении ЮЗ-СВ (рис. 2Б). К юго-востоку глубина нарастает плавно от 50-60 до 100 м и более. Однако здесь встречаются прерывистые, мало амплитудные (высота в среднем 5-7 м) пологие абразионные уступы (древние клифы?), ограничивающие эрозионные террасы, ложбины, плосковершинные поднятия.
Так, только в западной части полигона достаточно уверенно выделяются два отрезка верхнего уступа (длина 3.5-4.0 км, высота 3-5 м), бровка которых располагается на глубине 73-75 м (рис. 2Д). Нижний уступ представлен отрезками, три из которых имеют протяженность 4-5 км. Его высота 6-8 м, а бровка находится на глубине 82114 м. На восточном участке полигона находится уступ протяженностью 10 км. Характерно, что с востока на запад его высота уменьшается от 14-16 до 3-4 м, а бровка погружается (от 107 до 117 м) в направлении погребенного палеорусла Днепра [12]. Прилегающие участки дна наклонены к его палеоруслу, указывая, тем самым, на существование субмеридионального прогиба, осевая часть которого совпадает с Николаевской зоной разломов [14, 15]. Расположение прогиба подтверждается также конфигурацией и сгущением изобат на батиметрической карте и субширотных профилях (рис. 2В, Д).
Характерной особенностью морфологии шельфа является узкая депрессия (грабен), сопряженная с горстовыми выступами. В современном рельефе дна она ограничена бортами высотой 2-4 м, а ее ширина немногим более 1 км. Простирание депрессии изменчиво, а протяженность составляет от 3-5 до 13 км (рис. 2Д). Не исключается связь этой структуры с Донузлавским грабеном, который известен в Крыму и к юго-западу от него [14, 15]. Один из отрезков грабена приурочен к северному подножию плосковершинного, по-видимому, аккумулятивного поднятия. Можно предположить, что происхождение депрессии связано с процессами новейшей тектоники, а ее прерывистость может быть обусловлена, либо эрозионными процессами, либо нивелированием современными осадками.
Бровка шельфа в пределах полигона чрезвычайно извилиста в плане и располагается на существенно различных глубинах (рис. 2Г). В верховьях долин и каньонов глубины бровки 95-106 м, а на выступах, их ограничивающих, 105-140 м. Это указывает, по-видимому, на интенсивное эрозионное разрушение края шельфа, которое происходит в процессе врезания в его пределы верховьев долин и каньонов. Возможна также причастность неотектоники к погружению бровки шельфа на дистальных участках выступов. Их приглубое положение, вполне вероятно, может быть связано с интенсивным накоплением осадков, что, как правило, и происходит в областях програ-дационного шельфа [3, 4].
Погруженный шельф представлен расчлененной (амплитуда от 10-15 до 30 м) поверхностью (рис. 2Д). В плане ширина этой морфоструктуры 1-3 км, а бровка располагается в интервале глубин 165-305 м. Примечательно, что большие ее значения приурочены к осевой части крупного каньона, который
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.