Характеристика природы атоллов Индийского океана

Рис. 1. Мадрепоровые кораллы [18]

       По массе они составляют большую  часть современных рифов, и  скорость выделения карбоната  кальция у них выше, чем у  кораллов. Однако наиболее крупные  постройки, достигающие сотен  метров, образуются кораллами и  водорослями вместе. Здесь водоросли  не только конструируют каркас  рифа, но и цементируют обломочный  материал. За пределами распространения  кораллов известковые водоросли  таких мощных построек не образуют  и создаваемые ими, имеют размеры  не более нескольких метров. Главную  роль поставщика рыхлого материала  на рифах играет зеленая известковая  водоросль Halimeda. На внешних склонах рифов она встречается почти от самой поверхности, там, где глубина воды в отлив всего несколько десятков сантиметров, и до глубин более 60 м. Донные осадки в лагунах коралловых островов часто почти целиком состоят из чешуек халимеды. Большое количество рыхлого материала образуют и некоторые красные известковые водоросли, например Corallina, Amphyroa, Goniolithon, и зеленая водоросль Penicillus. Кораллы и известковые водоросли вместе формируют рифовый известняк, тем более плотный и прочный, чем сильнее действие волн. Зона наибольшего каркасообразующего значения известковых водорослей на рифе приурочена к кромке, подвергающейся наиболее разрушительному действию прибоя. Когда риф достигает по высоте межприливного интервала, т.е. оказывается под водой во время прилива и обсыхает в отлив, по его внешнему краю формируется водорослевый вал, образуемый розоватыми известковыми водорослями Porolithon, Lithophyllum, Basiella. Среди кораллов важнейшими рифостроителями являются гидрокораллы Milleporidae. Они образуют ветвистые и массивные формы с пластинчатыми выростами, ориентированными по направлению действия волн. Их значение в формировании каркаса рифа максимально в поверхностных слоях, на небольшой глубине. Среди других рифостроителей заметное место занимают восьмилучевые кораллы Helioporidae, образующие массивный скелет, а также восьмилучевые кораллы Tubiporidae. Максимальный наблюдавшийся годовой прирост ветвей колонии кораллов - 25 см, а в среднем этот показатель составляет не более 5-10 см в год у ветвистых форм и 1-2 см в год у массивных колоний. С возрастом и увеличением размеров колонии ветвистых кораллов скорость ее роста значительно снижается. Зато массивные, медленно растущие виды, например Favia, более агрессивны в борьбе за пространство и живут дольше ветвистых кораллов. Поэтому их значение в построении каркаса рифа в целом      больше [3].

     Есть  несколько теорий возникновения  рифов. И каждая из них пытается по-своему подойти к решению двух взаимосвязанных  и в то же время совершенно самостоятельных  проблем: как образовались платформы, на которых находятся рифы, и почему современные рифы имеют именно такую, а не иную форму. Одни теории дополняют  друг друга, некоторые же построены  на противоположных точках зрения. Какие-то положения этих теорий сохраняют  свое значение и на сегодняшний день, другие были отвергнуты или же рассматриваются  как некий частный случай.

Рис. 2. Коралловый риф [18]

     Большой популярностью пользуется теория происхождения  атоллов Дарвина. Эта теория в  основном выдержала проверку на протяжении полутора веков. К тому же она объясняет  образование не только атоллов, но также  и двух других типов рифов: и береговые, и барьерные рифы, и атоллы, по Дарвину, представляют собой последовательные этапы развития одной и той  же коралловой постройки [5].

     Сначала вокруг вулкана, вздымающегося над  теплым коралловым морем, на мелководье вырастает коралловая полоса - береговой  риф. Постепенно вулкан погружается  в море, по мере его опускания  происходит рост кораллов вверх - и  таким образом риф постоянно  держится на одном и том же уровне. Если риф все время растет вверх  и в сторону моря, постепенно между  ним и островом может образоваться канал. Когда этот канал достигнет  определенной ширины, риф из берегового превращается в барьерный. (Совершенно ясно, что момент, начиная с которого береговой риф превращается в барьерный, можно определять по-разному - скажем, некоторые специалисты давно уже предложили считать береговой риф барьерным, когда по образовавшемуся каналу уже может проходить большая лодка.) В Мировом океане существует множество береговых и барьерных рифов.

     В конце концов вулкан, исчезнув совсем в морских глубинах и оставив после себя лишь кольцо кораллов, превращается в атолл. В Индийском и Тихом океанах разбросаны сотни и сотни атоллов, диаметры которых могут колебаться от одного до 160 и более километров; однако большинство атоллов имеет диаметр от трех до 30 километров. Теория Дарвина, прекрасно объяснившая наличие столь большого числа атоллов, пришла на смену бытовавшему ранее представлению о том, что атоллы были образованы рифами, которые выросли по краям кратеров потухших и погрузившихся в море вулканов. Рост кораллов вокруг кратера вулкана, расположенного на подходящей глубине, действительно мог иметь место, но никак не удавалось объяснить, почему такое множество кратеров вулканов оказалось на одной и той же глубине [6].

     Сегодня в коралловых морях можно видеть все три этапа развития коралловой постройки и много промежуточных  стадий. Результаты глубокого бурения на рифах подтвердили справедливость предположения Дарвина: в большинстве случаев коралловый известняк действительно покоится на более древних вулканических породах, а ископаемые остатки наземных и прибрежных морских организмов, которые обнаружены в кернах, извлеченных из скважин с больших глубин, свидетельствуют о том, что этот ныне глубоко погребенный известняк некогда находился на уровне моря или несколько выше его. С помощью радиоизотопов в некоторых случаях удалось определить возраст известняка - оказалось, что он колеблется от нескольких тысяч до многих миллионов лет.

     Однако  процесс образования многих рифов  не поддавался столь простому объяснению, какое предлагал Дарвин. Большой  Барьерный риф, например, не является обычным барьерным рифом гигантского  размера. В действительности это  огромный комплекс множества совершенно различных по форме, размерам и типам рифов, расположенный в пределах континентального шельфа на значительно меньших глубинах, чем рифы, лежащие где-то в просторах океана [6].

     Несколько позднее дарвиновская теория происхождения, рифов получила некоторое развитие, когда стало ясно, что уровень  Мирового океана неоднократно поднимался и опускался, испытывая значительные колебания. Начинались и заканчивались  ледниковые периоды, когда колоссальные объемы воды то накапливались в ледниках, то опять возвращались в Мировой  океан, происходили вертикальные подвижки земной коры - и рифы то появлялись на поверхности океана, то снова затапливались. Таким образом, современные мелководные  районы не всегда были расположены  на небольших глубинах, а время  от времени то поднимались над  уровнем Мирового океана, то опять  уходили под воду. И этот факт сильно усложняет наше представление о том, как образовывались коралловые постройки.

     Когда окончательно подтвердилось, что уровень  Мирового океана испытывал значительные колебания, американец Дэли в начале нашего века создал теорию "ледникового контроля" рифообразования. Поначалу некоторым ученым показалось, что она опровергает теорию Дарвина. Однако Дарвин, в сущности, объяснил, как возникли рифы, а Дэли - как изменения уровня моря и эрозия могли сформировать современный облик рифов. Когда во время ледникового периода понижался уровень моря и одновременно падала среднегодовая температура воды и кораллы прекращали свою созидательную деятельность, тогда, считает Дэли, рифы, и даже вулканы, разрушались и срезались волнами. Когда же уровень воды вновь повышался, кораллы получали на разрушенных рифах и вулканах весьма подходящую для своей жизнедеятельности платформу и в силу определенных причин начинали наиболее активно расти по ее краям. На сегодняшний день к теории Дэли относятся достаточно скептически, в частности, из-за того, что эрозия происходит медленнее, чем считал Дэли. Тем не менее Дэли убедительно показал, что ни одна теория не может игнорировать ни изменения уровня Мирового океана, ни эрозию под воздействием морских волн и дождей [6].

     Итак, на сегодняшний день нам ясно, что  формирование кораллового рифа зависит  от многих факторов. За последнее столетие наши представления о жизни рифа значительно расширились. Но, чтобы  понять процесс рифообразования до конца, нам еще предстоит проделать огромную     работу. 
 

2.2. Особенности образования  атоллов

     Каким же образом возникают на вершине  рифа, выше уровня моря, эти острова, если сам риф может расти лишь до той отметки, который достигает  уровень воды при отливе.  Известно, по крайней мере, два способа образования таких островов.

     Как уже упоминалось выше, первым изящное  решение проблемы образования атоллов  предложил Чарльз Дарвин. Встречая во время своего кругосветного путешествия  ископаемые виды морских организмов на больших высотах в Андах, он предположил, что некоторые участки  земной коры, по-видимому, испытали значительное поднятие по вертикали. В те годы возможность  смещения отдельных блоков земной коры представлялась почти такой же невероятной, какой несколько позже будет  казаться современникам эволюционная теория самого Дарвина. Его теория образования  атоллов исходила из двух основных предпосылок - что платформы, на которых  росли мадрепоровые кораллы, постепенно опускались и что коралловые постройки  и рифы, которые они созидали, могли расти вверх, по крайней  мере, с такой же скоростью, с какой  происходило опускание платформ [6].

     Некоторые коралловые острова возвышаются  лишь на несколько метров над поверхностью океана в виде небольших скал. Они  представляют собой сплошной известняковый  массив, в котором иногда заметны  включения остатков давно отмерших колоний кораллов. В этом случае перед вами риф, который когда-то явно рос под водой и поднялся над уровнем моря только на современном  этапе. Такое поднятие могло произойти  или за счёт вертикальных перемещений  дна океана под рифом, или за счёт имевших место в прошлом колебаний  уровня Мирового океана, вызванных  глобальным изменением климата и  оледенениями. Тысячелетия назад  уровень Мирового океана был выше современного, и коралловые рифы достигали  как раз этого уровня. Затем  уровень воды понизился и стал ниже современного – построенные  к тому времени рифы обнажились, высоко поднявшись над поверхностью воды. В результате многовекового  процесса эрозии обнажившихся рифов  высота их изрядно уменьшилась, да и  уровень Мирового океана снова поднялся, однако не настолько, чтобы рифы полностью погрузились под воду. И в том, и другом случае результат одинаков – появились острова, представляющие собой древние коралловые рифы [6].

     Рис. 3. План и вертикальный разрез атолла (по линии АВ) [18]

     Второй  же способ образования коралловых островов таков. Морские течения и волны  приносят на живой риф обломки  кораллов, которые, постепенно накапливаясь там, в конце концов, поднимаются  над уровнем моря. Первое время  такие острова непригодны для  жизни. Многие из них ежегодно меняют свои очертания, а иногда и полностью  исчезают. Однако некоторые острова  закрепляются на месте. Со временем они  начинают покрываться растительностью. С начала это могут быть травы  или какие-то низкие кустарники, способные  выживать на соленых песках, поскольку  на данной стадии развития островов на них нет ничего, кроме песка. Растения, закрепляя подвижный песок, способствуют медленному накоплению слоя почвы на его поверхности. Залетающие на остров с момента его появления птицы  удобряют почву помётом, и со времен растений становится всё больше, больше становится и видов растений, и  среди них появляются виды, всё  более крупные по размерам. Из случайно принесенных морем кокосовых  орехов самосевом могут вырасти  отдельные пальмы. По мере того как  растительность становится всё разнообразнее  и появляются более крупные виды растений, более разнообразным становится и видовой состав птиц. Таким образом, растения и птицы взаимно помогают друг другу закрепиться на острове, и он становится всё более надёжным и безопасным местом обитания.

     Из-за небольшой высоты над уровнем  моря эти острова известны также  под названием низменных. Это название подчеркивает их принципиальное отличие от высоких островов: хотя высокие острова могут окаймляться коралловыми рифами, они образованы гранитами или вулканическими породами. Низменные же острова являются настоящими коралловыми островами, сложенными исключительно мягким известняком [6].

     Обычно  атолл состоит из 3х частей:

1) Внешний  склон рифа – крутой (15-20⁰), расчлененный промоинами склон- важнейшая часть всей рифовой постройки. Там происходит образование кораллового материала, там же и происходит разрушение его волнами. 
2) Рифовая платформа - обычно наиболее широкая часть кольцевого вала. Она преимущественно подводная, но поверхность его лежит близко от среднего уровня воды. Ширина платформы может достигать нескольких сот метров и даже километров. На ней хорошо сохранились следы абразионной деятельности, хотя как считают некоторые геоморфологи, нет ясных доказательств того, что однообразие создала эту верхнюю поверхность.

3) Лагуна  обычно различной глубины ( все  же редко более 30-40 метров) с  ровным дном, на котором встречаются( иногда довольно часто) отдельные рифы(внутрилагунные рифы) [2].