 |
 |
 |
gordon0030@yandex.ru
Дно океана
20.08.2003 
48:51
Стенограмма эфираМожно ли считать дно океана просто частью суши, залитой соленой водой? В чем отличия геологической структуры и толщины земной коры океанической и континентальной зон? Влияет ли на геологию океанического дна специфика климатических зон? Об океаническом дне — академик РАН Александр Лисицын.
Участник:
Александр Петрович Лисицын — академик РАН, ведущий научный сотрудник Института океанологии им. П. П. Ширшова
Обзор темы
Океан — непрерывная водная оболочка Земли. Занимает площадь361,10 млн км², что составляет 70,8% земной поверхности.— Из Энциклопедического словаря
По мере того, как я погружался в глубину, я понимал, что сталкиваюсь с миром, жизнь которого почти так же неизвестна, как жизнь на Марсе.Дно океана — это тоже часть земной коры, но если наземная область имела длительную историю изучения, океаническое дно и его геологические особенности долгое время составляли загадку. Серьезное изучение дна океана насчитывает очень недолгую историю и началось лишь во второй половине 19 в., когда целый ряд исследований и фундаментальных открытий в изучении глубоководных процессов двигался еще вслед за геологией наземной части земной коры, и отчасти был еще ее продолжением. Первым, кто начал систематический сбор материалов по матиметрии мирового океана, был американский исследователь А. Ф. Мори (1806–1873), использовавший для этой цели механический лот. Первые данные по строению океанического дна были получены в кругосветном плавании английского— Вильям Биб, один из создателей батисферы, 1930 г.
История океанической геологии связана с существованием двух парадигм, двух важнейших теорий — геосинклинальной теории и теории тектоники литосферных плит. В основе первой лежит понятие геосинклиналя, который представляет собой длинный (десятки и сотни километров) относительно узкий прогиб земной коры, возникающий на дне морского бассейна, обычно ограниченный разломами и заполненный мощными толщами осадочных и вулканических пород. В результате длительных и интенсивных тектонических деформаций он превращается в сложную складчатую структуру, представляющую собой часть горного сооружения. Расположены они обычно или в зоне перехода от океана к континенту, или между континентами. Эта теория основывалась на изучении геологии континентов (которой уподоблялась геология океанического дна). Значительным вкладом в эту теорию было расширение данных по так называемой седиментизации (осадконакоплении) океанического дна, которая происходит совершенно иначе, чем в наземных зонах. В целом, эта теория, безусловно, способствовала развитию наук о Земле, но не могла вместить в себя новые данные о геологии собственно Океана, полученные уже в середине 20 века. Вторая теория, появившаяся уже в
Сегодня представляется очевидным, что исследование дна океана должно опираться на обе названные теории. Развитие техники (создание новых глубоководных аппаратов погружения, улучшение качества съемки, совершенствование химического анализа и проч.) — все это служит накоплению данных об особенностях океанического дна как особой геологической и биологической живой системы, помогает проследить ее эволюцию. Ответить на вопрос — что здесь важнее — осадконакопление и их преобразование в геосинклинали или перемещения тектонических плит — скорее всего просто невозможно. Видимо, в такой форме он даже и не может быть поставлен, поскольку для разных участков дна более актуальными оказываются одни процессы, тогда как в других районах — преобладают другие.
По составу и строению земной коры вся поверхность Земли может быть разделена на крупнейшие регионы, отвечающие коре континентального, переходного и океанического типов. Различия в строении коры приводят к существенной разнице в геофизических параметрах, составе, истории развития, тектонике и рельефе.
В этих регионах специфичны не только экзогенные, но и эндогенные процессы. Все это приводит не только к различиям в составе горных пород, минералогии и геохимии, но и к коренным отличиям в работе самого механизма подготовки и транспортировки осадочного материала.
Главнейшие питающие провинции (мегапровинции) Земли следующие:
1) мегапровинция континентов (континентальной коры);
2) мегапровинция современных геосинклиналей (коры переходного типа, апдезитовой ионы);
3) мегапровинция океанских платформ (океанической коры).
Такое выделение питающих мегапровинций соответствует главнейшим структурным элементам литосферы: континентам, современным геосинклинальным поясам, для которых типична кора переходного типа (субокеаническая и субконтинентальная), и океанам. Структурная гетерогенность земной коры влечет за собой гетерогенность режимов седиментации, а также гетерогенность состава осадочного материала и его количества.
Особенно четкими эти категории становятся, если сопоставлять не географические, а геофизические границы материков и океанов, т. е. проводить их не по береговой линии материков, а по границе океанической и континентальной коры.
В пределах мегапровинций могут выделяться более мелкие категории —
Главная граница между областями океанической и континентальной коры отчетливо проводится по внешней (океанской) части глубоководных океанских желобов, а там, где желоба отсутствуют, — по основанию континентального склона. Материковые шельфы, а также материковые склоны относятся к континентам. Труднее провести границы сложно устроенных и подвижных современных геосинклинальных поясов. При выделении поясов учитывают не только геофизические данные, но также и историю развития регионов.
Мощность осадочных отложений на суше, ее состав и строение находятся в тесной зависимости от тектонических движений, в связи с чем для континентов выделяют отложения, свойственные континентальным платформам и континентальным геосинклиналям.
В свою очередь обширная область, скрытая океанскими водами, четко разделяется по режиму седиментации, составу, мощности и условиям залегания и дальнейшего преобразования осадков на океанские геосинклинали и океанские платформы.
Плиты континентов толстые (мощность коры
Океанские платформы характеризуются исключительно толеитовым составом фундамента, на котором залегает осадочный чехол небольшой мощности — обычно несколько сотен метров, а в аридных зонах даже менее 100 м. Максимальная мощность осадочного чехла в пределах океанских платформ достигает
Океанские геосинклинали — также зоны высокой подвижности и проницаемости, но в пределах земной коры переходного типа. С этим связаны вулканическая активность, сейсмичность, высокие значения теплового потока, аномалий гравитационного и магнитного полей. Типична также линейность, проявляющаяся не только в общем простирании поясов (обычно по периферии океанских платформ на границе со складчатыми поясами континентов), но и в контурах отдельных поднятий (геоантиклиналей) и опусканий (синклиналей), в распределении разломов и
Среди современных геосинклиналей удается выделить по крайней мере две четко различные группы — эвгеосинклинали и миогеосинклинали. Первые выражены особенно ярко в областях активного вулканизма островных дуг, включают антиклинали (острова) и синклинали (глубоководные желоба и бассейны, прилежащие к дугам). Если вулканизм отсутствует, а условия седиментации и стадийность развития соответствуют геосинклиналям, выделяют вторую группу — миогеосинклинали (близ островных дуг, без действующих вулканов).
Особыми образованиями, отнесение которых к современным геосинклиналям рядом авторов оспаривается, являются мощные накопления осадков, не свойственные океанской платформе и образующиеся на границе океанов и материков. Например, близ атлантических берегов США мощность осадочной толщи повышается до
В развитии типичных современных геосинклиналей может быть прослежено несколько стадий:
1) начальная (погружение с большой скоростью, накопление мощных толщ осадков, вулканизм — преобладание морских условий);
2) зрелая (образование внутренних поднятий, расчленение единой геосинклинали, складчатость, андезитовый вулканизм, гранитные интрузии);
3) орогенная (ранняя, главная и посторогенная — преобладание континентальных условий).
Какие же особенности характерны для крупнейших из питающих провинций Земли?
Для мегапровинции континентов характерно максимальное разнообразие изверженных, метаморфических и осадочных пород, но главной ее чертой является доминирование в ней гранитных пород (более 70%) с высоким содержанием калия и лейкократовых минералов. Для мегапровинции современных геосинклиналей характерно преобладание пород андезитового состава, им уступают по площади развития базальты, дациты и риолиты, т. е. набор пород здесь резко сокращается. Это область господства двух минералов: плагиоклазов и вулканических стекол. В области океанической коры господствует лишь одна порода — толеитовый базальт, а также продукты дифференциации базитов. По мере продвижения от континентов к океанам все более сужается и специализируется состав исходных изверженных пород, тип вулканизма, состав эндогенного материала.
Минералогически эта провинция отличается резким преобладанием темноцветных минералов над лейкократовыми. В породах океанической коры присутствуют только бескалиевые разновидности минералов.
Процесс седиментации в океане весьма сложен. Существенное значение для осадкообразования имеет тектоника. Для каждой из основных мегапровинций типичен и особый набор исходных для выветривания горных пород, специфичны подготовка, транспортировка и отложение осадочного материала. Породы континентальной мегапровинции, которые характеризуются высоким содержанием кремнезема, а также калия и ряда других элементов и соответствующих им минералов, подготавливаются выветриванием, а перенос материала физического и химического выветривания осуществляется в зависимости от зональности — льдами, реками или ветром.
Для переходной мегапровинции характерны как исходный состав пород (преобладание андезитов), так и своеобразные процессы подготовки материала (эксплозии). Материал этой провинции поставляется в осадки главным образом в виде пеплов андезитриолитового состава, а также в виде продуктов выветривания андезитовых вулканов.
Мегапровинция океанов — царство базальтов и в меньшей степени ультраосновных пород. Раньше эта питающая провинция вообще не учитывалась литологами, океаны рассматривались лишь как конечные водоемы стока. Подготовка осадочного материала выветриванием, определяющая его судьбы на континентах, в субаквальной среде играет небольшую роль. Главное значение имеет генерация на дне океанов горячих базальтов, вступающих в контакт с придонной водой. Этот процесс идет в активных срединных хребтах, где начинается формирование океанической коры, и имеет глобальные масштабы. Важную роль играют субаэральное выветривание базальтовых
Для каждой из мегапровинций характерна своя обстановка седиментации, определяющая накопление осадков особого состава и свойств; специфика эта связана в своих главных чертах с геодинамическими обстановками. В пространстве и времени эти геодинамические обстановки направленно сменяются: от формирования океанической коры в активных хребтах, далее к возникновению коры переходного типа (в областях современных геосинклиналей) по границам литосферных плит и в заключительной стадии — к формированию континентальной коры.
На контактах между отдельными мобильными плитами возрастает роль эндогенного вещества, которое поступает в эти ослабленные зоны. Удается выделить для континентальных и океанских плит две группы контактов, соответствующих двум крупным геодинамическим обстановкам, а также магматическим комплексам и типам металлогении.
Первый тип — расхождения плит — отвечает условиям растяжения; он отмечается в срединных хребтах в океанах и в областях рифтов — на континентах. Для этого типа контактов характерны разуплотнение вещества мантии, высокие значения теплового потока, господство пород базальтового комплекса, из которых формируется новообразующаяся океаническая кора и возникает оруденение со значительной ролью кремния, меди, свинца, цинка и других металлов. Этот тип контакта и связанных с ним особенностей океанской седиментации довольно однообразен и сходен на суше и в океанах.
Много разнообразнее второй тип контакта плит, который возникает при их схождении. Наиболее распространен островодужный тип активного контакта с поддвиганием (субдукцией) океанской плиты под континентальную по сейсмофокальной зоне. Именно этот тип активного контакта понимается большинством авторов как современный аналог геосинклинальных зон. Выделяют еще пять типов схождения плит (андийский, невадийский,
От срединных хребтов, где начинается формирование земной коры, в латеральном направлении, т. е. к периферии океана, может быть выделена конкретная смена формаций — возникает формационный ряд расширяющегося океана. В зоне активных хребтов с поступлением больших количеств эндогенного вещества идет формирование особых по составу и свойствам осадков — базальной формации. Здесь особенно большое значение имеют металлоносные и эдафогенные осадки. Далее в латеральном направлении, по обе стороны от активного хребта, они сменяются группой формаций пелагиали, а еще дальше, в области влияния пирокластики андезитовых зон — группой формаций периферии океана.
Наконец, заключительная (верхняя в разрезе) группа формаций расширяющегося океана — формации областей погружения океанской плиты в области островных дуг, которые выявляются по резкому преобладанию туфового материала. Эти группы образуют единый формационный ряд расширяющегося океана, они четко выявляются не только в латеральном направлении, но и по вертикали, в разрезе океанских отложений (в кернах бурения от базальных внизу до формаций погружения вверху). Направленная смена формаций океанов продолжается далее также направленной сменой формаций второй (промежуточной) стадии развития коры и завершается группой формаций континентальной стадии развития коры.
В ходе тектонического развития каждый участок океанского дна попадает в особые условия подготовки, транспортировки и отложения осадочного материала, связанные в основном эндогенными факторами, что и предопределяет тектоническую зональность океанской седиментации.
Выяснение всех разнообразных связей вещества осадка и эндогенных факторов и геодинамических обстановок еще только начинается, но уже сейчас можно сказать, что океаны не есть пассивные «конечные водоемы стока», где идет лишь механическая дифференциация вещества, поставляемого реками.
Влияние эндогенных факторов океанской седиментации сочетается с влиянием факторов экзогенных, чем и объясняются столь сложные распределение и состав океанских осадков.
Влияние экзогенных факторов может быть сведено к установлению в океанах и морях трех видов зональности — климатической, циркумконтинентальной и вертикальной. Они
Специфика океанского осадкообразования, в отличие от морского, состоит в очень большой роли биоса (совокупность водорослей, моллюсков и проч., в организме которых в значительной степени присутствует неорганический элемент — панцирь). Прямые подсчеты абсолютных масс терригенного и биогенного материала для пелагиали Мирового океана показали, что пелагических областей (глубже 3 тыс. м) достигает только 7,8% от исходного терригенного материала, а 92,2% осаждается в краевых морях и близ устьев рек, и в формировании пелагических осадков этот материал участия не принимает. В соответствии с трансформацией терригенного материала и его почти полным осаждением по периферии океана в пелагических областях резко возрастает роль биогенного материала: в виде карбонатных и кремнистых осадков в пелагиали осаждается 42% от общего количества осадочного материала.
Приведенные цифры подсчета абсолютных масс подтверждаются независимыми методами: изучением соотношения взвешенных и растворенных форм элементов в океане, изучением состава океанских осадков и площадей распространения разных их типов. Лишь часть биогенного материала находит прямое отражение в виде осадков, состоящих из панцирей карбонатных и кремнистых организмов. Другая часть биоседиментации проявляется косвенно: в биоассимиляции, биофильтрации, биологическом транспорте, влияющем и на терригенный материал. О мощи биогенного процесса говорит то, что ежегодно на поверхности океанов и морей продуцируется около
Важнейший для седиментации вид деятельности биоса — ассимиляция, т. е. повышение концентрации и изменение форм большинства элементов, находящихся в воде в виде растворов. Часть из элементов идет на постройку панцирей, другая — переводится в органические соединения в плазме. Обычно после гибели организмов их панцири отделяются от плазмы и опускаются на дно; плазма в верхних слоях воды довольно быстро распадается (1,5 суток при температуре 30° С и до 150 суток при температуре 1–2° С). При этом происходят в глобальных масштабах процессы возникновения коллоидов в толще вод путем замены растворителя — плазмы на морскую воду. Проведенные подсчеты показывают, что количество коллоидов железа, образующихся таким образом, составляет
Важное значение имеет биогенный материал, возникающий в центральных частях океана близ поверхности. На его поверхности избирательно, в зависимости от состава сорбента (карбонатный, кремнистый, плазменный), идет захват многих элементов, растворенных в воде. Количественное распределение организмов в океане подчиняется, в соответствии с учением о биологической структуре, широтной и вертикальной, а также циркумконтинентальной зональностям. Зонально также распределение карбонатных, кремнистых и других организмов. Таким образом, не только масштабы поступления панцирей в осадки и их состав, но и масштабы и специфика действия механизмов биоассимиляции и сорбции зависят от зональности. В частности, можно говорить о зональности процессов биоассимиляции и сорбции как на биосорбентах, так и на веществах, связанных с биосом косвенно. Эти процессы в конечном счете приводят к переводу из растворов во взвесь и поставке на дно дополнительного количества веществ и повышают значение биогенного процесса для седиментации.
Колоссальное значение имеет механизм биофильтрации — основного вида питания для зоопланктона. Исходя из биомассы зоопланктона и его потребности в пище, а также содержания взвеси в воде, был подсчитан объем воды, которая очищается планктоном от взвеси ежесуточно — около 50 тыс. км³. Планктонные организмы не имеют механизмов избирательной фильтрации и потому захватывают из воды всю взвесь, включая и терригенную, и связывают ее в пищевые комки
Другая часть терригенной и биогенной взвеси совершает значительные вертикальные перемещения в океане в организмах зоопланктона: под каждым квадратным метром поверхности воды организмы планктона в поисках пищи проходят до
Анализ данных по распределению и составу осадочного материала над океанами (аэрозоль), на поверхности океанов во льдах (криозоль) и в толще вод (гидрозоль), в сопоставлении с материалом донных осадков, приводят к важным заключениям о структуре терригенного материала в океанах. Обычно считают, на основе балансных подсчетов, что более 85% его приходится на речную взвесь, а на поставку эоловым путем и льдами приходится в сумме всего около 14%. Анализ методом абсолютных масс приводит к иным выводам: вклад эолового материала и вклад ледового материала в пелагическую седиментацию в океанах сопоставим с вкладом материала рек, поскольку последний не достигает пелагиали (более чем на 90% осаждается близ устьев рек и на шельфе).
В ледовых зонах океана со сплошным (покровным) оледенением их поверхности единственным видом осадочного материала является терригенный ледовый. Других видов осадочного материала здесь не существует (речной материал сюда не проникает, а биогенного
В гумидных зонах, где поставка материала осуществляется реками, целесообразно выделять две зоны океанского литогенеза, отличающиеся особенностями механизма подготовки и переноса материала, а также составом и свойствами отложений: умеренные гумидные и экваториальную гумидную.
Наконец, специфические условия складываются в аридных зонах океана, где, как и для континента, характерна очень высокая сухость воздуха в сочетании с ветрами исключительной силы и постоянства по направлению (пассатные ветры нижних слоев атмосферы и струйные течения верхних слоев). Высокая сухость воздуха на континенте имеет важные следствия для подготовки и транспортировки терригенного материала, поставляемого в океан. Перенос взвеси реками здесь практически отсутствует и сменяется подготовкой и транспортировкой ветром. Сухость воздуха обеспечивает дальнее распространение эолового материала над океанами, поскольку не идет его отложения путем вымывания атмосферными осадками. Материал локальный выпадает по периферии океана, а в пелагиаль проникает материал тропосферного и стратосферного переноса, который прослежен и изучен количественно и качественно на расстоянии до 5–6 тыс. км от суши. Оказалось, что по составу и свойствам вещество аэрозолей аналогично терригенному материалу донных осадков, а также терригенному материалу почв коралловых островов, т. е. аэрозоль аридных зон — главный вид терригенного материала. Основным фактором подготовки, переноса и отложения терригенного материала в аридных зонах океанов становится ветер, здесь идет накопление специфических осадков, что приводит к необходимости выделять особый аридный тип океанского литогенеза. Ясно, что возникновение этого типа также связано не с механическим разносом материала, поступившего из рек, а с иными факторами, оно определяется климатической зональностью планеты.
Таким образом, для терригенной седиментации в океанах удается выделить по крайней мере три типа океанского литогенеза, тесно связанных с соответствующими типами литогенеза на континентальном блоке, но обладающих своей спецификой: ледовый (главный агент подготовки, транспортировки и отложения — лед), аридный (главный фактор — ветер) и гумидный (главный фактор — вода). Эти типы седиментогенеза закономерно сменяют друг друга в пространстве, для них характерна биполярность, их особенности четко выдерживаются внутри зон, по их простиранию.
Могут ли быть выявлены черты зональности для процесса биогенной седиментации?
В зависимости от климата биогенный процесс может почти полностью затухать (в ледовых зонах) или получает слабое развитие с исключительно карбонатным осадконакоплением и изобилием хитинового вещества (в аридных зонах), или достигает расцвета (в гумидных зонах, где сочетаются карбонато- и кремненакопление).
Практически весь карбонатный и кремнистый материал океанских осадков связан с биосом. Не только количество осадочного материала, но и его состав (панцири), а также масштабы и специфика части биогенного процесса, не находящего прямого отражения в виде скоплений панцирей (поставка биосорбентов, фильтрация и связывание в комки, биотранспорт, биоассимиляция), связаны и определяются биологической структурой океана. Главные особенности биологической структуры, как и для терригенного материала, определяются климатической, циркумконтинентальной и вертикальной зональностями. Для биогенного материала, как и для терригенного, существуют свои этапы подготовки, транспортировки и отложения осадочного материала: каждый этап характеризуется своей спецификой, определяемой в основном климатом. Это заставляет и для биогенной части осадка выделять типы литогенеза, соответствующие типам литогенеза, свойственным терригенной части осадка. Реакция живых организмов на изменения природной среды иная, чем обломочного и глинистого материала, приносимого с суши, но причины изменений едины.
Распределение и состав материала
Вулканическая активность океанского дна поражает своей непрерывностью (в зоне Тихого океана, например, толчки наблюдаются практически непрерывно). Иногда на большой глубине происходит извержение масс лавы (так образовались в свое время целые архипелаги малых островов), а над поверхностью появляется характерный выброс пепла. Для океанского вулканизма главное значение имеет поступление основной массы разогретых базальтов в срединных хребтах, где идет новообразование океанической коры. Горячий контакт базальт — морская вода находит геохимическое отражение на дне в виде областей развития металлоносных осадков, а также рядом малых элементов.
Для андезитового вулканизма главный вид подготовки и поставки осадочного материала — эксплозивные извержения. Дальность переноса материала этих вулканов, сосредоточенных по периферии океана, определяется в значительной мере климатической зональностью. В гумидных зонах материал, попадающий в тропосферу, быстро вымывается. Самая большая дальность разноса пеплов достигается в аридных зонах, где сильные пассатные и струйные ветры сочетаются с высокой сухостью воздуха, а также с глобальными опусканиями воздушных масс. Это приводит к тому, что в аридных зонах пелагиали очень широким распространением пользуется тонкодисперсный пирокластический материал (главным образом кислые и средние стекла); здесь идет аккумуляция тонкой пирокластики из всех климатических зон планеты, значительная ее часть преобразуется в специфические аутигенные минералы (филлипсит, палагонит и др.). Только в этих зонах возникают своеобразные цеолитовые осадки. Зональностью определяется интенсивность и состав продуктов выветривания надводных вулканических сооружений: максимальные скорость и глубина выветривания достигаются в экваториальной гумидной зоне, минимальные — в ледовых и аридных зонах, промежуточные — в умеренных гумидных. В местах преобладания вулканического материала (эндогенного) возникают отложения
В формировании единого вещества океанских осадков в пределах зон океанского литогенеза сочетаются терригенный и биогенный материал, а в ряде случаев и вулканогенный (пирокластика, продукты размыва, вещество, возникающее на горячих контактах вода — лава). В ряде случаев границы между зонами литогенеза отличаются от границ климатических зон, что чаще всего связано с течениями не только поверхностного слоя, но и со всей многоэтажной системой течений и противоречий. Эти отклонения несколько усложняют положение границ, но отнюдь не меняют главного — четкой связи зон океанского литогенеза с климатическими зонами.
Самые крупные климатические зоны Земли — гумидные, аридные и ледовые — протягиваются широтно в соответствии с закономерной сменой природных условий.
Ледовому седиментогенезу континентальных блоков отвечает ледовый тип седиментогенеза океанов, поскольку зональная причина одна — ледовый климат, который и определяет главенствующую роль льда на всех этапах седиментации. Гумидному литогенезу на континентах соответствует гумидный литогенез в океанах. Аридный литогенез суши продолжается в океанах, основную роль на всех этапах седиментационного процесса этого типа литогенеза играет ветер. Для каждого типа литогенеза и соответствующей ему зоны условия и отражающие их осадочные отложения выдерживаются, хотя континентальные и океанские их части имеют свою специфику.
Зональны и широко распространенные в пелагиали красные глубоководные глины: в ледовых и умеренных гумидных зонах они не обнаружены. Этот тип отложений свойствен только аридным и экваториальным гумидным зонам. Красные глины аридных зон отличаются отсутствием остатков кремнистых организмов, их пелитовая часть состоит из обломочных минералов
Красные глины экваториальной зоны иные. Они всегда обогащены остатками кремнистых организмов (радиолярии, диатомовые) экваториального комплекса, в них ничтожно содержание обломочных и стекла, главную роль играют каолинит и монтмориллонит, филлипсит редок или исчезает, также редки зубы акул, ушные косточки китов. Конкреции здесь значительно реже, особой морфологии и состава, в глинах нередко отмечается пятнистый диагенез (мраморовидные осадки). Это миопелагические красные глины.
Границы зон, таким образом, не «секут по живому осадок», а являются естественными. Они отвечают смене разных осадков, т. е. реальному ходу седиментогенеза в океанах.
Соотношения между площадями континентального и океанского литогенеза меняются по широтным поясам, меняются и площади шельфа и материкового склона, находящихся в разных зонах седиментогенеза, изменяется роль антропогенных факторов в зависимости от размещения населения и промышленности в разных климатических зонах. Какими закономерностями диктуется размещение осадков в пределах выделенных зон литогенеза.? Удается установить два главных направления таких изменений: связанное с приближенном к суше (континентам или крупным островам), т. е. с циркумконтинентальной зональностью, и связанное с изменениями глубин (вертикальная поясность). Закономерные изменения внутри зон в латеральном направлении, по мере приближения к суше, удобно выразить через
Учение о климатической, вертикальной и циркумконтинентальной, а также тектонической зональностях дает возможность установить логику, внутренние связи осадочного процесса. Оно позволяет понять, почему в данных условиях возможно и почему невозможно накопление осадков того или иного типа, как при сочетании разных факторов живой и неживой природы возникают отложения со специфическими свойствами. Появляется возможность более точного картирования осадков с использованием приемов прогнозирования их свойств, а также возможность решения обратной задачи — на основе изучения осадочных образований устанавливать среду геологического прошлого океанского ложа.
Свою, совершенно особую специфику имеют так называемые «гидротермальные поля» — зоны спрединга, т. е. зоны, где литосферные плиты раздвигаются со значительной скоростью (например — в восточной части Тихого океана — 18 см. в год). При этом морская вода по образующимся трещинам устремляется в глубинные слои океанической коры и разогревается там до высокой температуры. Это катализирует ее взаимодействие с окружающими породами и насыщение минеральными веществами. Затем разогретая взвесь, содержащая металлы и минералы, изливается в холодное придонное пространство и постепенно сама охлаждается. Анализ придонной фауны в этих районах показал существование в океане хемосинтеза: образование органического вещества при полном отсутствии солнечного света, которое осуществляется некоторыми видами бактерий из двуокиси углерода за счет энергии, получаемой при окислении восстановленных неорганических соединений, которые выносятся гидротермальным флюидом из глубинных слоев океанической коры.
Особым, совершенно удивительным феноменом данных районов можно назвать также — «дым в океане». Впервые это явление было открыто в 1978 г. в Тихом океане, когда из иллюминаторов погруженного на глубину 2500 м. аппарата наблюдатели увидели черный дым, струящийся из «труб». Температура возле такого жерла была более 300° С. Эти «трубы» оказались продуктами осаждения сульфидов металлов, которые постоянно выносились гидротермальным флюидом из глубины коры в виде черного облака взвешенных частиц, обильно насыщенных сероводородом. Наиболее активным спредингом отличается Тихий океан, но позднее аналогичные явления были открыты и в Индийской, и Атлантической зонах. Самая глубоководная гидротермаль в настоящее время открыта к югу от Гавайских островов, возле подводного вулкана Лонхи — более 5000 м. глубины.
Библиография
Алекин О. А. Химия океана. Л., 1966
Белоусов В. В. Земная кора и верхняя мантия океанов. М., 1968
Богданов Ю. А. Гидротермальные рудопроявления рифтов
Вегенер А. Происхождение материков и океанов. М.; Л., 1925 (1984)
Верещака А. Л. Глубоководная бентопелагиаль: жизнь у дна. М., 2000
Зоненшайн Л. П., Кузьмин М. И. и др. Глобальная тектоника, магматизм и металлогения. М., 1976
Зоненшайн Л. П., Кузьмин М. И. Палеогеодинамика. М., 1992
Ларина Н. И. Горы Тихого Океана//Океанология. 1975. № 1
Лисицын А. П. Осадкообразование в океанах. М., 1974
Лисицын А. П. Процессы океанской седиментации. М., 1978
Лисицын А. П. Рудообразование за дугами островов//Природа. 1991. № 7
Лисицын А. П., Крук К. и др. Гидротермальное поле рифтовой зоны бассейна Манус//Известия РАН. Серия геологическая. 1992. № 10
Менард Г. У. Геология дна Тихого Океана. М., 1966
Сагалевич А. М. Глубина. М., 2002
Страхов Н. М. Основы теории литогенеза. М., 1960–1962. Т. 1–3
Щербаков А. В. Геохимия термальных вод. М., 1968
Тема № 283
Эфир 20.08.2003
Хронометраж 48:51
www.ntv.ru