Питание морей осадочным материалом

Моря получают осадочный материал главным образом из трех источников. Прежде всего за счет сноса продуктов выветривания с суши. Осуществляется он большей частью речным стоком, меньше поступает со льдом и выносится ветром. Второй источник — собственная работа моря — размыв берегов и дна. Наконец, третий источник — вулканические извержения, поставляющие как твердые продукты (лавы, туфы и вулканический пепел), так и жидкие (термальные растворы) и газы.
Подсчитано, что все моря и океаны получают ежегодно из рек около 12,5 млрд. тонн твердых взвешенных продуктов и около 5 млрд. тонн растворенных веществ. Если сюда прибавить еще некоторое количество грубого материала, поставляемого пе-рекатыванием и волочением по дну (гальки и крупный песок), то в сумме это составит примерно 3—5 км3 продуктов выветривания суши, ежегодно сносимых в морские водоемы. Важно обратить внимание на то, что эта цифра при всей ее грандиозности уступает количеству обломочного материала, которое образуется часто в результате даже одного крупного вулканического извержения. Правда, вулканы действуют эпизодически, а снос с суши поставляет осадочный материал непрерывно. В питании морских бассейнов осадочным материалом роль вулканогенного материала уступает значению сносимых с суши продуктов выветривания.

Для количественной оценки интенсивности питания морей и океанов сносимым с суши материалом имеет значение соотношение площади водосбора бассейна к его собственной площади. При уменьшении размеров бассейнов их водосборная площадь относительно растет (Н. М. Страхов, 1954). Поэтому внутренние моря находятся в более благоприятных условиях в отношении питания осадочным материалом, чем океанические бассейны, отсюда и скорость осадконакопления в морях в десятки, а иногда и в сотни раз больше, чем в океанах. В центральных частях Черного моря, например, за последнюю тысячу лет накопилось 20— 100 см осадков. За это же время во внутренних частях Атлантического океана осадка накопилось 2—4 см, а в Тихом океане — нередко меньше 1 мм (в области развития красной глубоководной глины).
Материал, поступивший в море из любого источника, подвергается в нем переработке то более, то менее значительной.
Химические и физические свойства морской среды. Соленость. Значительное содержание солей — общеизвестная особенность морской воды. Характерно, что во всех океанах и свободно сообщающихся с ними морях состав солей остается почти одинаковым и выражается следующими цифрами (по Ю. М. Шокальскому, 1959):

На 1000 г     % от общего

<    '    морской     количества

Соли   води, г        солей

Хлористый натрий — NaCl             27,2  77,8

Хлористый магний — MgCl₂ . .   ... 3,8    10,9

Сернокислый магний — MgS0₄ .   .   .   .  1,7    4,7

Сернокислый кальций — CaSCu ....         1,2    3,6

Сернокислый   калий — K2SO4               0,9    2,5

Углекислый кальций — СаСОз . .   -.   .   0,1    0,3

Бромистый магний — MgBr2 .   .....          0,1    0,2

В морской воде больше всего хлористых соединений, меньше сульфатов и совсем мало карбонатов.
Средняя соленость океана 3,5% или 35% о (в океанологии расчет солености обычно ведут не на сотые доли, а на тысячные, называемые «промилле» и обозначаемые значком %о). От этой средней величины в разных местах наблюдаются отклонения. Даже в открытом океане в периоды сильных дождей соленость поверхностных слоев воды падает до 32%'0 (в северной части Индийского океана, например), а в сухих и в жарких пассатных областях Атлантического океана соленость доходит до 38%0, т. е. колебания превосходят 5%о- Еще больше колебания солености в морях, особенно во внутренних. Так, в Красном море соленость достигает 41 %о, в Черном море падает до 17%о- Еще больше амплитуда солености в замкнутых морях.
Соленость имеет большое значение для осадкообразования. Она определяет характер населяющих море организмов; колебание солености вызывает компенсационные течения; в соленой воде быстрее осаждается тонкий ил и, примешиваясь к более крупным частицам, вызывает большую разнозернистость осадка. В результате, например, сезонные слои в морских ледниковых ленточных глинах выражены менее отчетливо, чем в пресноводных. При достижении высоких концентраций может произойти и непосредственное выпадение солей в осадок.
Газы в морской воде также влияют на характер осадкообразования, особенно кислород, углекислый газ и сероводород. В поверхностных слоях воды содержится 5—6 см3/л кислорода. В более глубоких слоях в низких широтах океанов содержание кислорода падает и на глубине 500—1000 м достигает 1—2 см31л. Глубже его содержание опять увеличивается, достигая у дна, даже в абиссальной области, примерно 4—5 см3/л. Поэтому на дне открытого океана господствуют окислительные условия. В окраинных и внутренних морях распределение кислорода на глубине зависит от местных условий и определяется главным образом степенью связи с океаном. В Черном море, например, где эта связь очень слабая, придонные слои лишены кислорода, там господствуют резко восстановительные условия и имеется свободный сероводород.
Углекислый газ, содержание которого в атмосфере очень невелико (приблизительно 0,03% по объему), в морской воде содержится в большом количестве, особенно в воде, пропитывающей илы («иловые растворы»). Источниками С02 являются жизнедеятельность организмов, разложение органических веществ и вулканическая деятельность. Так как С02 содействует растворению карбонатов, то на океаническом дне вода обычно недосы-щена карбонатами. Падающие сверху известковые раковины постепенно растворяются. В поверхностных слоях воды в тропи-ках, где растения используют много С02 и где растворимость его уменьшается в силу повышения температуры воды и уменьшения давления, иногда оказывается избыток растворенных карбонатов и они выпадают в осадок химическим путем. Аренда манипулятора. Манипулятор перевозки. А также услуги манипулятора, заказ манипулятора и другой техники вы сможете выполнить на сайте manipulyator-arenda.ru. Еще на данном сайте вы найдете график работы и цены на предоставляемые услуги грузовой техники.
Температура морской воды на поверхности определяется географической широтой местности, временем года и господствующими течениями. В океане колебания температур сказываются до глубины нескольких сотен метров. Ниже наблюдается очень постепенное понижение температуры и у дна даже в тропиках господствует температура примерно от 0 до 3°С. В окраинных и внутренних морях температура на глубине больше зависит от местных условий и поэтому более разнообразна. В Красном море, например, с глубины 700 ж и до дна (2200 м) сохраняется постоянная температура около 21,5° С (интересно отметить, что в соседнем Индийском океане на той же глубине температура всего 3—4° С). В Черном море сезонные колебания температур сказываются до глубины около 100 м, а ниже и до дна (2200 м) вода имеет температуру около 9° С.
Давление в море увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10 м глубины. Следовательно, в океанских впадинах давление достигает 1 тыс. атм. Повышение давления влияет на содержание газов, в частности С02, и содействует растворению карбонатов.
Свет проникает в морскую воду на различную глубину в зависимости от присутствия в ней терригенной мути и планктонных организмов. Видеть под водой без искусственного освещения можно на глубинах до 50 м; растения, для жизни которых необходим свет, встречаются на глубинах до 150 м от поверхности, а в исключительных случаях до 350 м. Можно считать, что жизнь, непосредственно связанная со светом, ограничена зоной шельфа. Здесь широко распространены растения, животные, питающиеся растениями, и охотящиеся за ними хищники.
Движение морской воды. Волнение. Волны представляют, как известно, колебательное движение. При этом в открытом море частицы воды движутся приблизительно по круговым орбитам. У берегов волны испытывают торможение о дно, трансформируются и вызывают различного рода течения. С глубиной радиус круговых движений частиц воды в волне уменынается. Максимальная глубина, до которой сказывается волнение, называется «базисом действия волн». В открытом океане она достигает 200 м. У берега и в морях эта глубина значительно меньше. В Черном море, например, базис действия волн лежит на глубине около 30 м, а в мелководной северной части Каспийского моря — всего на глубине 15—20 м. Круговые движения частиц воды в волне поддерживают находящиеся в воде твердые частицы во взвешенном состоянии. Там, где волнение достигает дна, оно взмучивает осадки.
Волны, перекатывая в зоне прибоя обломки горных пород и остатки организмов, истирают их, поставляя тем самым дополнительный материал для осадкообразования. Волнение вызывает •сортировку осадочного материала как по крупности, так и по минеральному составу. Волны также образуют береговые валы, •формируют пляжи, косы, подводные бары и другие аккумулятивные формы. Они перемещают песчаный и галечный материал вдоль берега и по нормали к нему, разрушают берега.
Береговые, или волновые, течения. В береговой зоне волны вызывают различного рода течения. Наиболее обычным является так называемое береговое течение. Сила и направление его связаны с направлением и интенсивностью ветра. Скорость такого течения может достигать 3—4 км/ч; оно переносит песок вдоль берега и является важным фактором в формировании прибрежно-морского типа косой слоистости. Основное осадкообразующее значение этого вида течений заключается в транспортировке и распределении материала вдоль берега.

 

Для снабжения осадками зоны, расположенной за полосой прибоя, имеют большое значение так называемые р аз р ы вны е течения. Они возникают в местах, где стекает вода, нагнанная волной в промежуток между баром и берегом. Скорость этих течений достигает нескольких километров в час. Они выносят песчаный, алевритовый и глинистый материал дальше от берега.
Приливы и отливы. Приливы и отливы расширяют зону непосредственного взаимодействия суши и моря. В местах, где приливы достигают 10—15 м высоты, при пологих берегах эта зона расширяется иногда до нескольких километров. Приливы вызывают образование течений, которые переносят большое количество осадочного материала, а в тех местах, где они особенно сильны, может происходить размыв дна и обнажаться скальный грунт. Такие места известны, например, на дне пролива Ламанш. Косая слоистость прибрежно-морских осадков также может быть вызвана этими течениями. Местами приливные течения достигают скорости 20 км/ч.
Цунами. Эти волны связаны с подводными землетрясениями, охватывают иногда огромные пространства, достигают у берегов высоты нескольких десятков метров и причиняют огромные
разрушения. В июле 1958 г. в заливе Лития на южном берегу Аляски, например, была зафиксирована волна свыше 100 м высотой (Шепард, 1964). Цунами взмучивают осадки, вызывают подводные оползни и т. д. Некоторые исследователи связывают с цунами образование так называемой сортированной слоистости в древних морских осадках, а также ритмичности во флишевых толщах (Келлер, 1949 и др.).
Дрейфовые течения образуются под влиянием ветров. Если такие течения направлены от берега, то со стороны моря по дну может подниматься к поверхности компенсационное течение, выносящее из морских глубин ряд веществ. По гипотезе А.  В.  Казакова,   они   способствуют   образованию   фосфоритов.
Пассатные ветры вызывают в открытом океане устойчивые течения, охватывающие  весь  земной  шар — «глобальные течения».
Океанические течения. Большие океанические течения возникают под влиянием совместного действия ряда факторов. Скорость их доходит до 10 км/ч, но обычно значительно меньше. С глубиной скорость течения убывает и на глубине 1000 м составляет уже крайне незначительную величину. Для осадкообразования океанические течения имеют большое значение; они переносят тонкий осадочный материал на огромные расстояния, при значительной силе в мелком море вызывают размыв дна (например, Гольфстрим у берегов Флориды), в местах смешения теплых и холодных течений происходит массовая гибель организмов, что вызывает специфическое осадкообразование (например, у южной оконечности Африки), и, наконец, они ока-зывают большое влияние на климат, а тем самым и на характер осадкообразования на прилежащем континенте.
Суспензионные (мутьевые, турбидные) течения. Этот вид течений, большую осадкообразующую роль которых начали оценивать сравнительно недавно, обязан своим происхождением разнице в плотности чистой воды и воды, нагруженной взвешенными частицами, в частности тонкой глинистой мутью. Если под влиянием какой-либо причины на дне взмучивается осадок (оползни, сильное волнение, землетрясение и т. п.) или в море выносится мутная вода с суши, то образующееся при этом облако мутной воды устремляется вниз по склону дна и может достичь больших глубин, где откладывает взвешенный материал. Так объясняют нахождение крупнозернистого осадка, а иногда и явно мелководных составных частей в современных глубоководных отложениях Атлантического океана и в других местах. Образование мутьевых течений в миниатюре можно наблюдать, если взмутить илистый осадок у берега любого водоема со спокойной водой. В последнее время выделяют «турбидиты» — ископаемые аналоги осадков с «сортированной слоистостью».

Глубоководные течения. Перечисленные выше течения зарождаются в поверхностных зонах морской воды и большая часть из них не проникает на большую глубину. Поэтому долгое время считали, что на океанском дне на больших глубинах преобладают очень спокойные условия. Такое мнение было, однако, опровергнуто глубоководными фотографиями, которые показали следы размывов на дне абиссальных областей, а также тем, что в ряде мест океанское дно оказалось либо вовсе лишенным осадков, либо покрыто крупными гальками. Происхождение глубоководных течений, местами очень сильных, еще не выяснено.
Отметим, что характерное изменение температуры воды и содержания кислорода в ней на разных глубинах, отмеченное выше, объясняют медленным круговым движением океанских вод на поверхности от экватора к полюсам и по дну от полярных областей к экватору.