Геологическая история рифовых построек, происхождение и классификация современных рифов

Известковая конструкция является материальной основой экосистемы кораллового рифа. Она обеспечивает оптимальное расположение автотрофных организмов по отношению к потоку световой энергии и защищает сообщества донных организмов рифа от разрушительного действия волнобоя и приливных течений. Известковая конструкция рифа создается самими обитателями рифа - герматипными животными и растениями-рифостроителями, которые интенсивно выделяют углекислый кальций в виде кальцита и арагонита из морской воды для создания элементов своего скелета.

Сама конфигурация биогенных рифовых построек в значительной мере определяется взаимодействием сообществ герматипных организмов с гидродинамическими силами (Heckel, 1974). Несмотря на огромное многообразие морфологических форм известковых конструкций коралловых рифов, они содержат, как правило, много сходных элементов структуры, таких, как система опор, риффлет, лагуна, патч-рифы и т.п., что указывает на существование единых закономерностей их происхождения в разных районах тропического шельфа и в островных системах тропической зоны океана. Первым естествоиспытателем, подметившим определенные закономерности в строении коралловых рифов, был Чарлз Дарвин. В своей известной книге "Структура и распределение коралловых рифов", вышедшей в Лондоне в 1842 г., среди всего многообразия рифовых конструкций Дарвин выделил три основных их типа: окаймляющие рифы, барьерные рифы и атоллы. В той же книге Дарвин сделал весьма плодотворную попытку объяснить сходство строения коралловых рифов внутри каждого из этих типов историческими причинами, общностью условий их генезиса. Его известная теория происхождения атоллов основана на положении о генетической связи упомянутых трех типов рифов. Он считал, что вблизи островов вначале образуется окаймляющий риф, который по мере тектонического опускания острова переходит в барьерный риф, а затем в атолл. Одним из главных условий, которые определяют именно такую направленность развития рифов в процессе тектонического опускания, он считал преимущественный рост кораллов на внешнем крае рифа и угнетение их развития в тыльных частях флета и в лагуне.

Теория Ч. Дарвина до сих пор не утратила своего значения, поскольку и в современных теориях роста и формирования известковой конструкции коралловых рифов оба указанных Дарвином фактора — изменение уровня океана относительно берега и активный рост кораллов по внешнему краю рифа — принимаются в числе главных их формообразующих агентов. В целом же из стройной теории Дарвина в настоящее время подтверждена новыми исследованиями главным образом та ее часть, которая предсказывала возможность существования толщ биогенного рифового известняка под атоллами, тело которых, как считал Дарвин, надстроено рифообразующими организмами над возвышенностями основных пород, испытавших тектоническое погружение (рис. 1.1). Как и считал Дарвин, эти толщи рифового известняка, достигающие по данным глубокого бурения на атоллах сотен, а иногда и тысяч метров, образовались преимущественно за счет тектонического погружения дна океана, вызванного движением литосферных плит (Ladd, 1969).

Теория происхождения атоллов Дарвина, по-видимому, справедлива и в отношении островных рифов третичного и четвертичного периодов, когда основной причиной изменения уровня океана относительно рифов было тектоническое опускание, связанное с движением литосферных плит в сторону океанических впадин (Scoffin, Dixon, 1983). Что же касается дарвиновской теории происхождения основных типов современных рифовых построек и генетической их связи, то здесь теория Дарвина вошла в противоречие с результатами геологических исследований подверглась пересмотру, хотя сама идея Ч.Дарвина об эволюционной связи разных типов рифов оказалась весьма плодотворной и присутствует в новейших теориях их морфогенеза (Maxwell, 1968; Нор1еу, 1983). Основанием для пересмотра дарвиновской теории происхождения основных типов современных рифов были неизвестные Дарвину доказательства колебаний уровня океана с амплитудой более 100м, которые были следствием периодических оледенений (Daly, 1915).

Проблемы морфогенеза современных рифовых построек и факторов, определивших разнообразие их структуры, были в значительной степени решены в ходе исследований, выполненных за последние десятилетия на атоллах Тихого океана, на Б.барьерном рифе Австралии и на рифах Атлантики. Эти исследования производились с применением методов сейсмического профилирования, бурения и изотопных датировок возраста карбонатного материала полученных кернов. Особенно подробно весь перечисленный комплекс работ был выполнен на рифе (атолле) Уантри из группы Каприкорн на юге Б.барьерного рифа Австралии. Совокупность полученных в последнее время данных позволила Хопли (Hopley, 1983) создать новую эволюционную классификацию рифов, согласно которой отдельные их морфологические типы рассматриваются как разные стадии эволюции рифовых структур голоцена.