Одной из важнейших морфологических черт всякого материкового склона в Мировом океане является широкое распространение подводных долин и каньонов.
По мере их изучения возникало довольно много гипотез, объясняющих происхождение этих образований. Обзор таких гипотез и взглядов предпринимали Дэли, Г. У. Линдберг.
Из этих гипотетических построений можно выделить основные гипотезы: наземного образования, подводного образования, тектонического происхождения.
Гипотезы наземного образования. Это наиболее ранние гипотезы. Дана предполагал, что долины, ставшие подводными в результате погружения шельфа, служат продолжением долин современных рек. Многие исследователи связывали образование подводных долин с колебательными движениями земной коры. С последующим изучением морфологии подводных долин эти первоначально простые представления о природе подводных долин значительно усложнились, в связи с чем возникли новые гипотезы.
Считая подводные долины наземными образованиями, Шепард объяснял их происхождение следующим образом. В четвертичное время, когда уровень океана понижался, современный шельф и материковый склон представляли собой сушу, которая орошалась реками. В последовавшее послеледниковое время, когда уровень повысился, долины этих рек оказались затопленными. Как одно из доказательств своей гипотезы Шепард приводит врезанность подводных долин в четвертичные отложения. Он также считает возможным, что в эпохи развития оледенения уровень Мирового океана мог понизиться на 1200 м. Следует заметить, что эта величина во много раз завышена относительно достоверно установленного понижения уровня Мирового океана, а такого понижения недостаточно для объяснения образования подводных долин, находящихся на значительно больших глубинах. Учитывая это, позднее Шепард предположил возможное изменение уровня океана за счет развития оледенения на 1800—2000 м, но и эти величины оказались недостаточными. Впоследствии Шепард отказался от этих взглядов.
Буркар тоже считает подводные долины наземными эрозионными образованиями, погрузившимися вместе с шельфом в связи с развитием материковой флексуры. Гипотеза Буркара успешно решает трудный вопрос о большой глубине распространения подводных долин. К числу сторонников гипотезы наземного образования подводных долин принадлежит и советский биолог Г. У. Линдберг. Разработку своих взглядов на природу подводных долин он тесно увязывает с биогеографическими проблемами.
Линдберг различает подводные долины эрозионного, тектонического и смешанного (эрозионно-тектонического) происхождения. Образование подводных долин ставится им в зависимость от изменения уровня Мирового океана вследствие изменения емкости, а также неравномерного поступления в него вод. Г. У. Линдберг допускает неоднократные и очень большие изменения уровня Мирового океана в течение четвертичного периода.
Гипотезы подводного образования. Вопросы распространения подводных долин на большие глубины, а также трудности объяснения причин больших изменений уровня Мирового океана породили гипотезы образования подводных долин в подводных условиях. Особенно широко гипотезы этого типа привлекались для объяснения происхождения долин на материковом склоне.
Дэли предполагает, что в эпохи развития четвертичных материковых оледенений шельф, освобождаясь от морских вод, представлял сушу, орошавшуюся реками. Ее береговая линия в то время проходила вблизи края шельфа. Стекающие по шельфу интенсивные мутьевые потоки прорезали долины, которые при последующем повышении уровня океана были затоплены.
Л. С. Берг справедливо заметил, что образование долин таким путем трудно представить, так как мутьевые потоки скорее могут производить не линейную эрозию, а плоскостной смыв со склона. Гипотеза Дэли нашла ряд последователей. Среди советских ученых ее разделяет Сакс. За рубежом горячим последователем взглядов Дэли явился Кюнен, занявшийся для обоснования этой гипотезы экспериментальными исследованиями. Развивая гипотезу Дэли, он различал два типа подводных долин. Одни из них, образовавшиеся в наземных условиях, представляют собой продолжение современных речных долин, затопленных при последовавшем затем погружении сути. Другую группу составляют подводные долины, образовавшиеся в подводных условиях в результате размыва мутьевыми потоками. Подводные долины этого типа достигают глубин в 2000 м и более. По продольному профилю они существенно отличаются от долин первого типа. На материковом склоне мутьевые потоки распространялись в эпохи четвертичного оледенения (при низком положении уровня океана).
Бухер для объяснения происхождения подводных долин привлек действие волн, возникающих при подводных землетрясениях, — цунами. Он считает, что волны цунами способны оказывать на материковый склон большое эрозионное влияние, в результате чего и вырабатываются подводные долины. Перед этой гипотезой встает немало трудностей, например, трудно объяснить образование долин притоков, широко распространенных на склоне. Не менее трудно представить, почему волны цунами должны выполнять линейную эрозию, а не плоскостной смыв осадков на поверхности склона? Для объяснения происхождения подводных долин Джонсон привлек гипотезу подводного растворения. Он полагает, что подземные воды, выходящие на поверхность материкового склона, могут наряду с растворением производить также эрозионную работу, т. е. вырабатывать подводные долины. Заметим, что выходы подземных вод на поверхность склона до настоящего времени неизвестны, если же они и имеют место, то их эродирующая роль должна быть совсем незначительной, выражающейся только на отдельных участках склона.
Наряду с действием мутьевых потоков причиной образования подводных долин многие авторы считали подводные оползни. Однако нередко подводные долины врезаны в такие плотные породы, как гранит, поэтому привлечение оползней для такого объяснения теряет смысл. Подводные оползни скорее могут выступать в качестве дополнительного фактора, в силу которого морфология подводных долин осложняется, создаются своеобразные формы мезо — и микрорельефа.
Гипотезы тектонического происхождения. Такие гипотезы происхождения подводных долин среди зарубежных ученых не пользуются популярностью, уступая место господствующим у них взглядам на первенствующее значение мутьевых потоков. Основными возражениями против гипотез тектонического происхождения подводных долин служат извилистая форма долин в плане, а также их положение вкрест простиранию структур и характер поперечного профиля — близкий к эрозионным долинам.
Шепард находит, что только нижняя часть подводных долин может иметь тектоническое происхождение.
Некоторые авторы защищают гипотезу тектонического происхождения подводных долин, ссылаясь на приуроченность их к эпицентрам землетрясений. Среди советских исследователей гипотезу тектонического происхождения подводных долин развивают М. В. Кленова и Д. Г. Панов, связывая образование тектонических подводных долин на материковом склоне с опусканием дна океанов. О. К. Леонтьев считает гипотезу тектонического происхождения подводных долин наиболее правдоподобной. Сходный взгляд разделяет и В. П. Зенкович. М. В. Муратов объясняет происхождение подводных долин на склонах Черноморской впадины постепенным расширением и углублением этой впадины.