Коралловые рифы и острова

В образовании их главную роль играют твердые полипняки коралловых полипов (см.) и продукты их разрушения. Хотя коралловые полипы распространены в морях всех поясов и встречаются на всевозможных глубинах, от нижней границы отливов до громадных океанических глубин, однако, массовое развитие их ограничено сравнительно узкими горизонтальными и вертикальными пределами. Это относится особенно к тем из К. полипов, образующих колонии, снабженные плотным известковым скелетом, которые, развиваясь в громадных массах, ведут к образованию мощных известковых отложений — К. рифов и островов. Животные эти находят условия, благоприятные для их развития, в слоях сравнительно неглубоких: от черты отлива до 20-30 саженей, ниже этой глубины живые К. полипы, принимающие участие в построении К. рифов, встречаются лишь как исключение (до глубины около 90 м); вообще же ниже 20-30 саженей мы находим лишь мертвые массы К. полипняков. Наиболее изобильный рост кораллов ограничивается еще более тесными пределами — от черты отлива саженей до 10-15. В горизонтальном направлении область распространения кораллов, строящих рифы, ограничивается узкой полосой по обе стороны экватора; лишь у Бермудских островов встречаются значительные коралловые образования под 32° с. ш. В пределах указанного пояса К. рифы и о-ва распространены не повсеместно; исследования американского зоолога Дана показали, что К. рифы и о-ва встречаются лишь там, где температура морской воды не падает ниже 20° С, (известен, впрочем, случай нахождения рифовых кораллов при несколько низшей температуре, около 18° С). Поэтому мы вовсе не находим значительных К. образований у западных берегов Америки, Африки и Австралии; благодаря существованию здесь холодных течений — линия, соединяющая точки, где температура не падает ниже 20° С ("изокрима 20°"), приближается здесь к экватору и лишь у зап. берега Америки встречаются слабо развитые К. рифы между Калифорнией и Гваяквиль. Между тем восточные берега всех этих континентов опоясаны многочисленными и обширными К. постройками.

Фиг. 1. Общий вид берегового и барьерного рифа.

Наиболее развиты К. постройки в Великом океане, где они встречаются во всех типических формах (береговых рифов, барьерных рифов и К. о-вов — см. ниже). В центральной и южной части преобладают атоллы (острова Низменные, Элисе, Джильбертовы, Маршальские, а также Каролинские); береговые рифы окаймляют о-в Елизаветы, о-ва Мореплавателей, Дружбы, Новые Гебриды, Соломоновы, Сандвичевы, Марианские и некоторые о-ва Китайского моря; в австралийских морях встречаются барьерные рифы и частью атоллы (наиболее важны рифы у восточного берега Австралии, у западного Новой Каледонии и рифы островов Фиджи). Из восточно-азиатских островов коралловые образования (особенно береговые рифы) находятся в Филиппинских о-вах, у Борнео, Явы, Целебеса, Тимора и др. В Индийском океане южный берег Азии, в общем, беден коралловыми образованиями; значительные береговые рифы окаймляют отдельные пункты юго-зап. и юго-вост. берега Цейлона; в о-вах Мальдивских, Лакедивских и Чагос (Chagos) находятся обширные К. образования в форме атоллов; в западной части Индийского океана о-ва окаймлены преимущественно береговыми рифами (Сейшельские о-ва, Маврикия, отчасти Бурбон); часть берегов Мадагаскара окаймлена береговыми рифами, Коморские — барьерными, восточный берег Африки представляет обширные береговые рифы. К. рифы изобилуют в Красном море, где вдоль африканского берега тянется мало прерывающийся береговой риф от Суэца до Баб-эль-Мандеба; кроме того, здесь встречаются образования, сходные с барьерными рифами, а по Вальтеру — и атоллы. К. рифы распространены также в Персидском заливе. В Атлантическом океане значительные К. постройки находятся у вост. берега Америки, здесь значительные рифы встречаются у берега Бразилии, по берегам Юкатана и Флориды, Кубы, Ямайки, Гаити, в Багамских и Бермудских о-вах; здесь встречаются береговые и барьерные рифы, а в Бермудских о-вах и атоллы.

Фиг. 2. Общий вид атолла.

Главную роль при образовании К. построек играют полипняки ряда форм из группы 6-лучевых или многощупальцевых полипов (Hexactinia s. Polyactinia), особенно семейств Astraeidae (Astraea, Meandrina, Diploria, Astrangia, Cladocora и др.), Madreporidae (Madrepora и др.), Poritidae (Pontes, Goniopora, Montipora и др.), отчасти Oculinidae (Orbicella, Stylaster, Poecillopora и др.) и большая часть представителей Fungidae (Fungia и др.). Кроме того, в образовании К. о-вов и рифов принимают участие некоторые 8-лучевые полипы с известковым скелетом (напр. Heliopora, Tubipora), а также и роговые полипняки горгонид. Кроме собственно коралловых полипов, важное значение имеют в образовании рифов и о-вов также представители одной группы гидромедуз, отличающейся известковыми отложениями — Hydrocorallinae (Millepora и др.). Наконец, значительную составную часть массы рифов и о-вов составляют массы известковых водорослей, нуллипор и отчасти кораллин. Наконец, в состав коралловых построек входят раковины моллюсков, известковые скелеты мшанок (Bryozoa), раковинки корненожек (Rhizopoda) и радиолярий (Radiolaria) и др. твердые части животных; эти посторонние элементы могут иногда составлять весьма значительную часть массы коралловых построек. Состав рифов и о-вов в разных морях представляет значительные различия; так, в Красном море преобладают и составляют главную массу полипняки Porites, Madrepora и Stylophora, в рифах острова Маврикия — Porites и Montipora, на Цейлоне — Madrepora и Poecilopora, в Сингапуре — Madrepora, на Сандвичевых о-вах — Poecillopora, у зап. берега Америки — Porites и Poecillopora, у Флориды — Porites, Madrepora и Meandrina и т. д.

По большей части основанием К. рифа или острова служат твердые горные породы — подводные горы или прибрежья материков и островов. Грунт рыхлый, особенно иловой, неблагоприятен для развития кораллов. Однако, новейшие исследования Слюитера у берегов Явы показали, что К. рифы могут возникать и на дне, покрытом илом, если на поверхности его есть раковины, камни или куски пемзы, к которым могут прикрепляться молодые кораллы. По мере роста последних и увеличения тяжести колонии полипов, сидящей на куске пемзы и т. п., основание ее все глубже и глубже вдавливается в ил, между тем как на верхних частях полипняка коралловые полипы продолжают успешно размножаться и расти вверх. Достигая своим основанием более плотного грунта, молодой риф получает плотный фундамент, опираясь на который, он и может успешно увеличиваться далее. Некоторые полипы, по другим исследованиям, могут успешно расти на грунте из гравия, если он скреплен водорослями (таковы: Psammocora, Montipora, Lophoseris у восточного берега Африки). Большинство коралловых полипов находят наиболее благоприятные условия в верхних слоях, где существует сильное движение воды, и лишь некоторые, более хрупкие формы ищут защиты от прибоя. Вместе с тем большинство их стремится к свету (представляет положительный гелиотропизм — см.). Поэтому полипняки непрерывно растут вверх, между тем как части ниже лежащие отмирают. Таким образом живые колонии полипов образуют, так сказать, живую кору на мертвой массе рифа, содержащей различные полости, пустоты. Мощные массы коралловых построек уплотняются благодаря тому, что пустые промежутки между отдельными полипняками и их разветвлениями постепенно наполняются обломками кораллов и другими известковыми отложениями. Сильный прибой, действию которого подвергаются полипняки, отламывает значительные массы их и движением воды обломки истираются в более мелкий материал. Процессу разрушения и изменения рифа под механическим действием волн сильно способствуют различные морские животные, буравящие коралловые постройки; таковы сверлящие губки, некоторые моллюски (напр. Lithodomus) и отчасти ракообразные. Некоторые рыбы, питающиеся кораллами, обгрызают ветви и, измельчая их, дают повод к образованию тонкого известкового ила, который тоже цементирует обломки полипняков. Некоторую роль в образовании этого тонкого ила играют также голотурии, во множестве водящиеся на К. рифах, откуда сотни центнеров некоторых видов их ежегодно увозятся в Китай под названием трепанга. Рост К. полипняков совершается с различной быстротой. Наиболее быстро растут ветвистые древовидные формы; так в одном случае на остатках разбитого судна в 64 года выросли Madrepora вышиной до 16 фт.; Madrepora alcicornis у Гаити в 3 месяца образовала ветви длиной 7-12 см; обычно же в год ветвистые полипняки удлиняются на меньшую величину. Гораздо медленнее совершается рост массивных полипняков, каковы Astraea, Meandrina и др.; так, известен случай, когда Meandrina в 12 лет выросла на 6 дюймов, обычно же полипняк утолщается в год на небольшую часть дюйма. К. полипы могут жить лишь ниже черты отлива, и по большей части даже непродолжительное пребывание вне воды влечет за собой смерть животных (лишь некоторые формы, как Porites, Goniastraea, Coeloria, Tubipora, могут целые часы оставаться живыми вне воды). Сами полипы могут, поэтому, возводить свои постройки лишь до нижней черты отлива и всякое возвышение рифов и островов над этим уровнем может обусловливаться лишь действием других факторов. Куски полипняков, отломанные прибоем, выбрасываются морем на поверхность рифов и, постепенно нагромождаясь, дают начало надводным частям К. построек. И здесь промежутки выполняются более мелкими обломками, К. песком и другими плотными остатками животных и отдельные куски окончательно цементируются, сливаясь в сплошную породу, благодаря выделению извести из раствора в воде. Другая причина, которая может вызвать сильное повышение К. построек над морем — это отрицательное колебание уровня моря, благодаря которому К. постройки могут возвышаться до 80 и более м над ур. моря. Растворение части мертвых полипняков в воде, содержащей углекислоту, происходит как под ур. моря, так и на поверхности надводных частей К. построек. Накопление К. песка на поверхности К. о-вов может достигать таких размеров, что образуются настоящие дюны, которые, под влиянием господствующих ветров, постепенно перемещаются внутрь страны, засыпая плантации и фермы; так было, напр., на Paget Parish в Бермудских о-вах, где движение "песчаного ледника", как называли там движущуюся дюну, засыпавшую фермы, удалось остановить лишь насаждением деревьев. Поверхность К. о-вов и рифов, покрываясь слоем перегноя, дает почву, на которой развивается часто весьма роскошная тропическая растительность. К. постройки встречаются в самых разнообразных формах, которые можно свести к трем основным типам: 1) береговые рифы, 2) барьерные рифы и 3) отдельные К. о-ва и мели. Береговые рифы образуются в тех случаях, когда К. постройки непосредственно примыкают к берегам островов или материков и окаймляют их, прерываясь в тех местах, где впадают ручьи и реки (так как полипы по большей части не могут жить в мутной и особенно в опресненной воде) или где развитию их препятствуют качества или строение дна (напр., крутой обрыв). Береговые рифы могут или оставаться под водой, или, в силу указанных причин, становиться надводными. Исследования Слуитера над образованием К. рифов у берегов о-ва Кракатау, после знаменитого извержения этого вулкана, доказали, что рифы могут возникать на некотором расстоянии от берега и постепенно разрастаться по направлению к нему. Исследование дна, окружающего береговой риф, показывает, что оно постепенно понижается по направлению к открытому морю. Барьерные рифы (тоже подводные или надводные) тянутся вдоль берегов о-ва или материка, оставаясь отделенными от них сравнительно неглубоким каналом различной ширины (10-15 и до 50 морских миль). Глубина канала может быть очень различна, но всегда сравнительно невелика. Иногда дно его подсыхает при отливе, обычно же глубина его несколько саженей и даже может достигать 40-50 саж. Между тем снаружи от рифа глубины сравнительно велики и могут достигать нескольких сотен саженей, причем наружный край рифа очень круто падает в глубину. Местами барьерные рифы прерываются. Иногда они со всех сторон окружают о-в. В некоторых случаях барьерные рифы достигают громадных размеров; так у вост. берега Австралии от мыса Кар Sunday (24^о40' ю. ш.) до южн. берега Новой Гвинеи тянется "Большой австралийский риф" длиной около 1725 км, отделенный от берега каналом в 25-160 км ширины; главный проход его с маяком лежит под 11°35' ю. ш. (Raines Inlet), глубина канала 10-60 саж., а снаружи от рифа местами более 300 саж. Весьма разнообразную форму представляют К. о-ва (и отдельные мели); преобладают формы округлые, продолговатые, кольцевидные ("атоллы") и полулунные. Наиболее характерный вид имеют атоллы; это кольцеобразная полоса суши, шириной обычно не более 100-200 м, окружающая центральный бассейн ("лагуну"), который обычно соединен с окружающим морем несколькими проходами, лежащими на стороне, противоположной той, откуда дуют господствующие ветры. Редко (напр. Whitsunday Island) атоллы представляют сплошное непрерывное кольцо. Размеры лагун очень различны и диаметр их может достигать 75 км. и более (а диаметр в 30-45 км. встречается нередко). Глубина лагуны вообще незначительна, обычно несколько саженей, но может достигать саженей до 50; между тем с наружной стороны атолла мы находим, как и при барьерных рифах, по большей части очень значительные глубины. Дно лагуны покрыто (как и канал барьерных рифов) К. песком и известковым илом и представляет сравнительно мало живых кораллов, преимущество из более нежных форм. Иногда в лагуне могут находиться и мелкие о-ва. Высота атоллов над уровнем моря по большей части незначительна, не более 3-4 м; иногда через атолл бьют в лагуну волны прибоя. Наветренная сторона атолла вообще выше. Сравнительно редко К. о-ва достигают значительной высоты над уровнем моря (что объясняется отрицательным колебанием уровня моря: образовавшиеся рифы выдвигаются из моря). Так у Ваникоро, по Дарвину, стена К. рифа достигает 100 м вышины, по Дана в Метиа, в Низменных о-вах, скалы из К. известняка вышиной в 80 м. Иногда встречаются и подводные атоллы, таков, напр., большой риф в о-вах Чагос (Chagos), лежащий на глубине 5-10 саж. под уровнем моря. Весьма обыкновенны и другие формы о-вов и отмелей, которые иногда тоже достигают значительных размеров; так риф, лежащий к З от двух главных островов группы Фиджи, представляет поверхность около 3000 кв. английских миль; К. банка Saya de Malha, к СВ от Мадагаскара, тянется от 60°20' в. д. до 62°10' (по Гринвичу) и от 8°18' ю. ш. до 11°30', а далее к Ю лежит банка Назарет (Nazarethbank) длиной около 400 км. Моря, переполненные К. рифами, представляют вообще значительные опасности для мореплавания, тем более, что К. о-ва и рифы часто круто поднимаются со значительной глубины и ничто не указывает на близость рифов, кроме бурунов в случае волнения. С другой стороны, барьерные рифы позволяют в некоторых случаях судам безопасно проходить вдоль берега в то время, как в открытом море сильная непогода. Ограждение берегов рифами препятствует размывающему действию волн на берега. Кроме того, благодаря рифам, в некоторых случаях приносимые с суши продукты размывании отлагаются у берегов и обусловливают значительный прирост суши; так, Таити окружает полоса суши шириной от 0,5 до 3 англ. миль, происшедшая этим путем и покрытая богатой растительностью.

Наряду с процессом образования К. о-вов (напр. у Флориды), мы в других местах (напр., на Бермудских о-вах) встречаем явления разрушения их; в этих случаях наблюдается образование пещер (иногда сталактитовых и сталагмитовых), арок и т. п.; в то же время на поверхности о-ва наблюдается особая красная почва, в которой видят остаток от размывания, растворения извести рифа. Своеобразное строение К. рифов и о-вов, важное значение и огромное распространение их возбуждали давно интерес к этим образованиям, в особенности к атоллам; для объяснения формы последних одни прибегали (со Стеффенса, в 1822 г.) к гипотезе, что атоллы увенчивают собой подводные кратеры; другие полагали, что К. полипы, в силу особого инстинкта, возводят свои постройки в форме кольца, чтобы пользоваться защитой от прибоя. Теория К. образований, данная Дарвином, разъяснила загадочный факт существования К. построек на больших глубинах, где кораллы, строящие рифы, жить не могут, объяснила причину значительной толщины К. отложений (которую подтвердили, между прочим, и новейшие опыты бурения на К. рифах), а также форму К. построек и связь между ними. Несмотря на ряд новейших возражений, теория Дарвина остается господствующей. Теория Дарвина — это так назыв. теория погружения (Senkungstheorie), сущность которой заключается в следующем. Если К. постройки возникают у берега о-ва или материка, где уровень воды остается более или менее постоянным (дно не опускается), то, разрастаясь, они должны дать начало береговому рифу. Если дно будет опускаться, то риф будет продолжать расти вверх и должен принять характер барьерного рифа, отделенного от суши каналом. Этому будет способствовать и то обстоятельство, что К. полипы будут находить лучшие условия для жизни на наружной стороне рифа, которая и будет поэтому расти сильнее. Если, наконец, при дальнейшем погружении о-в, окруженный кольцеобразным рифом, совершенно исчезнет под поверхностью моря, на месте его останется атолл (подводный или надводный, смотря по быстроте погружения). Такое объяснение происхождения К. построек и связи между ними объясняет множество их особенностей и опирается на ряд разнообразных фактов. Однако, обширные К. образования, в форме барьерных рифов, наблюдаются и в таких местах, где заведомо происходит, напротив, повышение дна, при том в таких местностях наблюдаются и атоллы. Вообще, надо признать, что различные формы К. построек могут происходить и иным путем, помимо всякого понижения дна, напр., на подводных банках и горах, а форма о-вов (в том числе и атоллов) определяется иногда направлением морских течений или тем, что кораллы данного рифа растут успешнее на краях его, чем посередине, средние отмирают и подвергаются разрушающему действию течений и воды, содержащей углекислоту, что ведет к образованию лагуны. Как бы то ни было, новейшие возражения против теории Дарвина представляют скорее дополнения и поправки к ней, чем новое объяснение, которое могло бы вполне заменить данное Дарвином. Обширные К. образования существовали и в прежние геологические периоды и во многих отложениях мы находим явственные следы рифов. В наиболее древние периоды К. рифы занимали, сравнительно, весьма обширный район. Палеозойские рифовые кораллы найдены в Скандинавии и России далеко за 60° с. ш. а некоторые роды даже на Шпицбергене, Новой Земле и Баренцовых о-вах; Lithostrotion был во время экспедиции Нерса (Nares) найден к С от 81° с. ш. В силурийском и девонском периоде кораллы изобиловали в морях на шир. Канады и Скандинавии. В позднейшие геологические периоды мы видим, что К. рифы все более и более отступают к экватору, что стояло, по всей вероятности, в связи с понижением температуры моря под высокими широтами. В триасовом периоде рифы были в изобилии в средней и южной Европе; в юрском периоде обширное К. море занимало значительную часть западной и центральной Европы, и следы рифов остались в Англии, Франции, Германии и Швейцарии. В меловом периоде здесь было уже мало рифов, но они изобиловали еще в южной Европе. В эоцене они изобиловали в южной Европе, но встречались еще в Англии, в миоцене они были лишь в южной и средней Европе, а в плиоцене рифов на теперешнем протяжении Европы уже не встречается.

Литература. Важнейшие сочинения о К. рифах и о-вах: Darwin, "On the Structure and Distribution of Coral Reefs" (I-e изд., 1842); Dana, "Corals and Corals Islands" (1872); Semper, "Die Palau-Inseln" (Лпц., 1873); Semper, "Die natürlichen Existenzbedingungen der Thiere" (Лпц., 1880); Rein, "Die Bermudasinseln und ihre Korallenriffe" (Берл., 1881); Guppy, "Salomon-Islands" (Лонд., 1887); Langenbeck, "Die Theorien über die Entstehung der Koralleninseln" (Лпц., 1890); Böttger, "Geschichtliche Darstellung unserer Kenntnisse und Meinungen von der Korallenbauten" ("Zeitschrift für Naturwissenschaften" т. LXIII); Murray and Irvine, "Coral Reefs and other Carbonate of Lime Formations in Modern Seas" ("Nature", XLII; другие статьи в том же журнале); Sluiter, "Einiges über die Entstehung d. Korallenriffe in d. Java See" ("Biol. Centralblatt", Bd. IX); Kent, "The Great Barrier Reef of Australia" (1893); ряд работ по кораллам в отчетах "Challenger" и др. Хорошие сводки важнейших данных у Keller, "Leben des Meeres" (издание незакончено), Marschell в "Thierleben" Брэма (Bd. X; новое издание, заканчивается и на русском языке), а также у Kingsley, "The Riverside Zoology" (т. I); Heilprin, "The Distribution of animals" (1887) и статья Nicholson в "Encyclopedia Britannica".

Н. Книпович.