МОРСКОЙ БЕРЕГ

ПУТЬ ВОЛНЫ НА МЕЛКОВОДЬЕ

Бразование аккумулятивных береговых форм долго оставалось загадкой для учёных. В самом деле, по­чему, например, вход в какую-нибудь бухту начинает перегораживать коса из валунов? Морскими течениями это объяснить никак нельзя, потому что они слабы и в лучшем случае могут перемещать песок, но не валуны. Остаётся предположить, что это — работа волн. Но ведь волны, казалось бы, должны гнать валуны вдоль берега, а туг вдруг мощная постройка из валунов тянется от бе­рега в море да ещё на большие глубины — в десятки метров! В чём же здесь дело?

В последнее время выяснилось, что эти вопросы имеют и большое практическое значение. Одним из ценнейших ископаемых, образованных на морском дне, является нефть. Нефть в земной коре не редкость. Во многих местах она пропитывает глины и мергели, но её промышленное использование возможно только там, где есть так называе­мые коллекторы нефти, то-есть слои легко проницае­мой для нефти и легко её отдающей породы, например песка. В морских условиях пески образуются чаще всего у берега, и одними из лучших коллекторов нефти среди отложений древних, исчезнувших морей являются песча­ные аккумулятивные формы — пересыпи, косы и т. д. По­иски коллекторов нефти значительно облегчаются, если мы

Знаем, где нужно искать древние аккумулятивные формы. Как же и где они образуются?

Для того чтобы на дне у берега скопились значитель­ные массы наносов, они должны, во-первых, каким-то пу­тём попасть в море, а затем переместиться в место образо­вания аккумулятивной формы. Далее, должна быть какая - то причина, которая помешает движению наносов, и они останутся лежать в данном месте.

Мы уже немного знакомы с этими процессами. Мы знаем, что есть два вида перемещения: поперечное, благо­даря которому вырабатывается профиль равновесия, и про­дольное, образующее потоки наносов. Мы знаем также о том, что мощность потоков меняется: поступление нового материала из рек или с берега, сильно разрушаемого мо­рем, увеличивает мощность потока, а процесс истирания— уменьшает.

Но для режима берега не в меньшей степени важны также и изменения ёмкости потока. Если на пути потока наносов ёмкость почему-либо уменьшилась, то к чему это приведёт? Волны уже не в силах перемещать всё то ко­личество наносов, которое шло вдоль берега до этого месга, часть материала будет здесь задерживаться и как бы надстраивать берег, то-есть создавать ту или иную аккумулятивную форму.

Для того чтобы выяснить причины падения ёмкости по­токов, нам необходимо познакомиться ещё с рефрак­цией волн.

Когда волна направлена под острым углом к берегу, то одна часть её фронта подходит к берегу уже над мелко­водьем, в то время как другая идёт ещё над глубокой во­дой. Но мы знаем, что на мелководье скорость движения волны уменьшается. Поэтому разные части фронта одной и той же волны будут итти с разной скоростью. Волна, раз­ворачиваясь фронтом к берегу, как бы изгибается и сильно растягивается. На рисунке 24 проведено несколько пер­пендикулярных к фронту пунктирных линий — лучей волны. Они показывают направление движения каждого участка волны. По ним легко видеть, насколько растяги­вается фронт волны, приближаясь к берегу. Изгибание фронта волны у берега и называют рефракцией.

На рисунке 24 показана рефракция волн у ровного бе­рега. У бухтового берега явление рефракции волн гораздо сложнее (рис. 25). Против мысов в море обычно протяги­вается мелководье, в то время как в устьях заливов доста-

Точно глубоко. В результате против мысов волна начинает тормозиться, а в бухту входит с прежней скоростью. Но

Здесь начинает играть роль мелководье уже у боковых бе­регов бухты, и поэтому до самой вершины бухты волна идёт изогнутой, непрерывно растягиваясь и как бы отда­вая берегам части самой себя.

В открытом море запас энергии на единицу длины фронта волны, разумеется, одинаков. Но картина расхо­ждения лучей в волне, подходящей наискось к берегу или входящей в залив, показывает, что энергия волн здесь рассредоточивается, так как фронт волны растягивается. Наоборот, у мысов энергия концентрируется. Волны под­ходят к мысу одновременно с разных сторон, что вызывает в непогоду хорошо известную морякам «толчею» (беспоря­дочно бегущие с разных сторон крутые волны).

На рисунке 25 толщина полос, обозначающих фронт (гребни) волн, соответствует их энергии. На том же ри­сунке хорошо видно, что в бухтах волны всегда слабее, чем в море, и поэтому даже открытые бухты могут служить для судов хотя бы относительным убежищем во время шторма.

Картину, изображённую на рисунке 25, можно пред­ставлять себе не только как «фотографию» одного момента с одновременно присутствующей серией волн, но и как по­следовательные стадии изменения одной волны, идущей с открытого моря.

Академик В. В. Шулейкин установил законы, по кото­рым меняются направление и энергия волн при рефракции. Пользуясь этими законами, можно точно рассчитать на­правление и энергию волны у любой точки самого сложного берега.