Комментарий автора сайта: в дополнение раздела «Мировой океан» мы приводим рассуждения известного американского учёного, зоолога Уильяма Х. Амоса, касающиеся истории образования островов, истории их заселения животными и растениями.

© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

9. Рождение островов.

И сегодня, как в прошлом, у берегов континентов и в открытом океане идёт процесс образования островов. Океанические острова, никогда не имевшие связи с материком, увеличиваются по площади и высоте благодаря вулканической деятельности, в то время как другие острова — и континентальные, и океанические — разрушаются и погружаются в морскую пучину. Остров в большей мере, чем какая-либо другая геологическая форма, преходящ. Возраст одних островов исчисляется днями, других — тысячелетиями. Есть сравнительно немного и таких, которым уже десятки и сотни миллионов лет; к ним относятся в основном крупные острова.

Примером цепи островов разного возраста, образовавшихся последовательно друг за другом, являются Гавайи: Кауаи, старший из крупных островов архипелага, возник свыше 5 миллионов лет назад, а острову Гавайи, расположенному на юго-восточном конце цепи, не более 1 миллиона лет. Острова, возникшие ранее Кауаи, растянулись далее к северо-западу от него и преимущественно уже скрылись под водой, оставив на поверхности коралловые атоллы и известковые островки. Вдоль каменистых побережий северной Европы, южной Африки, Северной Америки и Азии в результате систематического воздействия ветра и волн происходит отторжение участков суши от материка. Такие материковые фрагменты сначала отстоят от берега на расстоянии нескольких метров, а затем отступают далеко в море.

Как возникает остров?

Для областей широкого континентального шельфа, полого опускающегося в сторону моря, характерны пляжи и песчаные отмели. Происхождение песков на шельфе в умеренных широтах, например у восточного берега Северной Америки, уходит в далёкое прошлое, когда огромные, километровой толщины ледники покрывали горы и таяние их питало мощные реки. Несомые ледниковым потоком камни разрушались, стирались в порошок и вследствие уменьшения скорости потока у побережья оседали у края континента. В течение миллионов лет, когда под влиянием климатических и геологических факторов берег то выдвигался в океан, то отступал, формировался слой за слоем шельф. Каждый слой обнаруживает источники и условия процесса осаждения.

На шельфовом мелководье параллельные песчаные гряды, или бары, определяют контуры рельефа дна. Ближе к берегу они могут достигать достаточной высоты и выступать на поверхность, а могут вытягиваться в длинную песчаную косу, которая рано или поздно отделится от берега. Такие хрупкие низкие острова становятся более устойчивыми, зарастая космополитной травой песколюбкой песчаной (Ammophila arenaria) или спартиной изящной (Spartina alterniflora), — так возникает экосистема. Если песчаная коса не имеет видимой связи с побережьем, то это уже остров. Если вытянутая коса отделяется от берега под действием мощных штормовых волн, то она тоже превращается в остров, причём его растительный и животный мир, во всяком случае некоторое время, будет таким же, как на материке.

Поскольку такой остров расположен вдоль побережья как защитная преграда от разрушительных штормовых волн, его называют барьерным островом. За барьерным островом обычно лежит спокойная бухта или лагуна. В Европе к таким островам можно отнести Восточные и Западные Фризские острова вдоль берегов ФРГ и Нидерландов. Формирование островов под действием волн и течений происходит во многих местах скалистого побережья обоих полушарий, там, где отвесные скалы обрываются в море. Подтачиваемые водой скалы должны бы были обрушиваться прямо в море. Но поскольку береговая линия всегда искривлена, то энергия волн рассеивается на одних участках и концентрируется на других. Волны, несущие тонны мелких осколков и песчаной взвеси, постоянно бьются о крутой выступ суши, и на участке, где их сила наибольшая, связь мыса с берегом слабеет. Сперва здесь образуется естественный перешеек, но вскоре он окончательно размывается и полуостров отделяется от суши. Возникает остров.

рис 1. Чёрные пески на побережье Гавайев.
рис 2. Вулканическая порода.

Береговая линия повсюду неровная, и высота берега разная. Изменения уровня океана и вслед за ними очертаний берегов происходят постоянно. В эпохи оледенения ледниковые образования заключали в себе гораздо большее количество воды, чем сегодня. Уровень океана был тогда много ниже, вода доходила порой до кромки континентального шельфа, где он круто обрывается к большим глубинам. В далёком прошлом были и периоды потепления, когда полярные ледниковые шапки и ледники занимали меньшую площадь, чем в наши дни, и уровень океана повышался. В меловой период, около 100 миллионов лет назад, море поглотило большую часть равнинной Европы и значительную часть центральной Северной Америки. Наибольшие колебания уровня океана, размах которых достигал, по-видимому, 150 м, оказали глубокое воздействие и на материковую сушу и на острова Мирового океана. При повышении уровня океана низкие острова вместе с прибрежными низколежащими участками затопляются и внутренние возвышенности могут образовать острова. При понижении уровня океана некоторые затопленные приподнятые участки мелководья выступают из-под воды и на них возникают благоприятные условия для жизни растений и животных. И сегодня некоторые подводные горы с плоской вершиной, так называемые гайоты, хранят окаменелости далёких времён. Континентальные же острова при понижении уровня океана вновь соединяются с материком.

Илистые, коралловые и вулканические острова

Некоторые острова строятся простейшими организмами и растениями. В мелководных прибрежных водах Карибского моря и юго-западного Тихого океана, там, где удаётся укорениться мангровым деревьям, возникает защищенная среда, благоприятная не только для дальнейшего развития мангровых, но и для существования множества других живых организмов. Илистые отложения накапливаются здесь в течение веков и наконец выступают на поверхность воды, предоставляя место для произрастания наземным растениям. Корни новых пришельцев укрепляют ил и наращивают общую массу отложений; прилетают птицы и, гнездясь в этих местах, случайно заносят сюда семена других растений. На вновь образовавшуюся сушу находят путь животные: насекомые, пауки, ящерицы, змеи и, возможно, некоторые грызуны. И вот, без вмешательства инженеров и архитекторов, остров построен и заселен. Пожалуй, наиболее известными из такого рода созданий природы являются коралловые острова — будь то кольцевые атоллы или просто известняковые коралловые рифы, увенчивающие подводные вулканы. Такие острова приобретают большую прочность, когда свободный материал и фрагменты спрессовываются и превращаются в камень. Кораллы лепятся друг к другу, постепенно увеличивая размеры острова. Травы, кустарники, пальмы и другие деревья пронизывают корнями скудную почву, связывают её и, отмирая, понемногу обогащают плодородный слой.

Наиболее величественно и драматично рождение острова происходит в условиях, когда вулкан, возможно, миллионы лет формировавшийся в мрачных глубинах океана, вдруг громом, разносящимся над волнами, возвещает о своём пробуждении. Но Вулкан — бог подземного огня разрушает столь же легко, как и создает. Острова разлетаются в куски и даже испаряются от одного пароксизма планеты Земля.

Острова, взявшие курс в море

В геологическом масштабе времени человеческая жизнь — мгновение, и краткость этого промежутка затрудняет постижение обширных изменений, свершающихся под земной оболочкой. Лишь недавно геологические гипотезы XIX века стали находить фактическое подтверждение. Так называемые концепции дрейфа материков и тектоники плит оказались для зоогеографа канвой, на которую он наносит ещё несовершенные узоры, обещающие со временем приобрести законченность. (Пока не появились эти концепции, для объяснения расселения видов использовали понятие «мосты суши», которых в одном Тихом океане должно было быть столько, что для воды уже не хватило бы места!)

«Огненное кольцо», окаймляющее Тихий океан, по современным представлениям, является частью системы, опоясывающей весь земной шар и пролегающей местами по материкам, но преимущественно — по дну океана. Эпитет «огненное» идёт от вулканов, хотя зрелищные извержения — лишь одно из проявлений этих неспокойных зон. Теперь мы знаем, что материки лежат на огромных литосферных плитах, которые движутся относительно друг друга, причём двигались они и прежде и уже разошлись на значительные расстояния. Предполагают, что в геологическом прошлом существовал единый континент Пангея; затем он раскололся на два континента: Гондвану и Лавразию, разделённые морем Тетис. Гондвана в свою очередь раскололась на Южную Америку, Африку, Индию, Австралию и Антарктиду; Лавразия — на Евразию и Северную Америку. Теория дробления протоконтинента и последующих столкновений обломков представляет исключительный интерес и важность для ботаников и зоологов, поскольку она помогает объяснить загадки рассеяния растений и животных на планете, загадки, которые мучили учёных более ста лет. К примеру, рептилии Южной Америки и Восточной Африки весьма сходны, и это сходство распространяется на ископаемых рептилий, обнаруженных в Антарктиде. Ранее биологи были не в состоянии объяснить такого рода феномены.

Континентальные острова, такие, как Суматра, перемещались на литосферных плитах вместе с породившей их материковой массой, а океанические острова самим своим существованием обязаны неустанному движению земной коры. На подстилающем слое мантии перемещаются шесть основных плит и несколько плит меньшего размера. Когда две плиты сталкиваются, то одна из них, опускаясь, образует в океанической коре другой глубокий желоб и вместе с ним зону возмущений. Там, где две плиты расходятся, наблюдается расширяющаяся зона пониженной плотности, в которой, как правило, образуется срединно-океанический хребет, такой, как, например, Срединно-Атлантический, местами выходящий на поверхность океана в виде островов — Исландии, Азорских островов и некоторых других. И в том, и в другом случае взаимоприспособление плит проявляется в форме периодических землетрясений, а также в поднятии из глубин земной мантии расплавленного материала (магмы) и его извержения через жерла вулканов на суше или в море. Большинство активных вулканов нашей планеты являются подводными, причём некоторые ещё не нанесены на карту, но многие уже поднялись из воды в виде островов. Сегодня насчитывается 73 крупнейших действующих вулкана, из них 42 расположены на островах, которые в большинстве своем сами являются результатом вулканической деятельности. В летописях человечества зарегистрировано 4 крупных извержения в Индийском океане, 13 — в Средиземноморье, 49 — в Атлантике и 422 — в тихоокеанском огненном кольце, причём в большинстве — на островах.

Пионеры и колонисты

Даже при небольших извержениях с относительно медленным движением лавы, как в Исландии или на Гавайях, температура вязкой расплавленной породы достигает 1180°C. Очевидно, что при такой температуре никакая жизнь невозможна. Когда на Кракатау, довольно большом острове в Зондском проливе между Явой и Суматрой, в 1883 г. произошло извержение вулкана, то от острова остались лишь вулканические останки — Раката. Извержение, одно из наиболее впечатляющих в летописной истории, было слышно за тысячи миль, а вулканический пепел, выброшенный высоко в атмосферу, вызвал интенсивные зори по всему земному шару в течение многих месяцев. Спустя несколько месяцев после извержения на острове не удалось обнаружить никаких признаков жизни; однако через три года там уже обосновались более двух десятков видов растений, а птицы регулярно посещали остров. В последующем колонизация Ракаты различными формами жизни развивалась быстро, и сегодня растительный и животный мир острова мало отличается от живого мира соседних островов. Темпам заселения Ракаты, конечно, благоприятствовало расположение её в непосредственной близости от двух более крупных островов, но сам этот процесс не имел принципиальных отличий от развития животного мира на вулканических островах, возникших среди океанских просторов. Просто жизнь на Ракату вернулась быстрее и в этот изолированный район шёл устойчивый иммиграционный поток с близлежащей суши. На острова же центральной части Тихого океана или Южной Атлантики никогда не устремлялись естественные колонисты в таком количестве.

Как проникает жизнь на океанский остров?

Чарльз Дарвин во время экспедиции на «Бигле» брал в открытом океане пробы воздуха, в которых обнаружил споры, семена, насекомых и паутинки, переносимые ветром. Сейчас известно, что птицы могут переносить на лапах и перьях семена и споры растений, клещей, яйца насекомых и даже икринки рыб. Некоторые семена, например кокосовые орехи, могут преодолеть большие расстояния по океану, прежде чем будут выброшены на берег и прорастут. Морякам доводилось видеть далеко от берегов естественные плоты из переплетенных растений, унесенные потоком от берега реки или из прибрежной зоны. Такие плавучие скопища растений бывали иногда столь огромными, что их принимали за острова и наносили на карту; но потом в данном месте их не видели — вот и разгадка «исчезающих» островов. Эти естественные плоты могли нести небольших млекопитающих, рептилий, насекомых, пауков, многоножек, улиток и другие существа (по-видимому, среди них не могло быть земноводных и земляных червей, поскольку их влажная кожа чувствительна к иссушающему действию морской воды). Как попала на остров Стефенса в районе Новой Зеландии примитивная лягушка лиопельма Гамильтона (Leiopelma hamiltoni) или даже как два её близких родича — лиопельма Хохштеттера (L. hochstetteri) и лиопельма Арчи (L. archeyi) обосновались на Северном острове Новой Зеландии, остаётся загадкой.