Условия образования осадков и обитания организмов в Мировом океане. Происхождение и развитие биосферы
p align="left">Основная часть материала, вынесенного реками, осаждается вблизи устьев, формируя огромные подводные конусы выноса. В гумидной зоне конусы выноса рек часто сливаются в единый пояс протяженностью в сотни километров. В зонах ледового литогенеза материал переносят только ледники, а в холодных частях умеренных зон -- кроме того морские и речные льды. В зонах аридного литогенеза преобладает эоловый перенос материала как местный, так и дальний в высоких слоях атмосферы. Поэтому основная масса материала, переносимого ветрами, достигает центральной части океана. Это определяет достаточно важную роль терригенного эолового материала в пелагических осадках.Рельеф прилегающей суши. Обычно для прибрежной зоны моря характерны песчаные осадки, однако они часто уступают место как тонким илистым, так и грубым гравийно-галечниковым образованиям.
Формирование илистых отложений вблизи берега наблюдается в том случае, когда рельеф прилегающей суши равнинный. Илистые осадки наблюдаются в заливах и проливах, закрытых песчаными косами, но прежде всего в приустьевых участках прибрежной зоны, т. е. там, где крупные равнинные реки, впадающие в море, выносят большое количество тонкозернистого материала и где отсутствуют сильные морские течения.
Наличие грубых галечниковых образований характерно для прибрежных участков в зоне развития холмистого и, особенно, гористого рельефа. Бурные горные реки и абразионная деятельность самого моря поставляют в прибрежную зону моря массу грубого обломочного материала -- глыб, валунов, гальки, которые перемещаются вдоль берега волнами и образуют протяженные, но узкие лентовидные поля в волноприбойной зоне.
Рельеф морского дна. На дне океана выделяют несколько геоморфологических элементов: 1) подводную окраину материков, куда входят шельф, континентальный склон и его подножие, 2) переходную зону, включающую глубокие котловины окраинных морей, островные дуги и глубоководные желоба, 3) ложе океана с котловинами и поднятиями, 4) срединноокеанские хребты.
Распределение осадков в указанных геоморфологических элементах дна подчинено циркумконтинентальной зональности, отражающей идеализированную схему распределения осадков. Микроформы рельефа дна существенно нарушают эту схему.
Шельфы -- наиболее ровные участки дна -- осложнены микроформами рельефа, имеющими часто субаэральное происхождение (Северное море, Яванское море и др.). Континентальный склон состоит из ряда ступеней и расчленен подводными каньонами. Континентальное подножие представляет собой наклонную равнину с холмами и долинами, часто с подводными каньонами, начинающимися на континентальном склоне. Ложе океана имеет замкнутые котловины с холмистым или выровненным дном, отделенные вытянутыми горными грядами; повсюду в пределах котловин наблюдаются одиночные горы (как правило вулканические).
Площадная дифференциация осадков по размерам слагающих их частиц определяется микрорельефом дна и гидродинамическими условиями морского бассейна, что особенно четко проявляется в прибрежной зоне шельфа. В поверхностных волнах вода испытывает как колебательное, так и круговое движение по вертикали. Но на глубине, равной половине длины волны, движение частиц весьма незначительно и им можно пренебречь. 3qHa волнового воздействия в океанах прослеживается до глубин около 100 м, во внутренних морях (Черное, Каспийское) до 25 м, в крупных озерах до 10 м, а в мелких до 1,5 м. Если дно находится в зоне воздействия волн, vo вода в придонной области имеет поступательно-возвратное движение в горизонтальной плоскости и переводит обломочный материал во взвешенное состояние. При затухании волнения взвешенной обломочный материал вновь осаждается, причем первыми опускаются на дно крупные частицы, а мелкие, находясь еще во взвеси, переносятся течениями в другие участки, где и осаждаются. Так постепенно в зоне воздействия волн накапливается грубый (псефитовый и псаммитовый) обломочный материал, а мелкообломочный перемещается на участки, расположенные вне зоны волнового воздействия.
Поверхность, определяющая нижнюю границу зоны волнового воздействия, в разных бассейнах находится на различной глубине, что связано с размером волн. Соответственно на разной глубине в морях находится и «иловая линия», т. е. линия пересечения морского дна с нижней границей зоны волнового воздействия. Иловая линия разделяет зоны развития песчаных и илистых осадков (рис. 19). Наличие в области развития илистых осадков подводных поднятий, в пределах которых глубина менее критической, приводит к появлению отмелей с песчаными осадками или органогенными карбонатными (устричные банки).
Течения. Почти вся масса воды в Мировом океане находится в состоянии непрерывного движения; застойные воды следует рассматривать как исключение из этого правила. Течения образуются в результате воздействия ветра на поверхность воды, смены приливов и отливов, изменения плотности воды в связи с изменением солености или температуры. Такие водные потоки отделяют илистый материал от песчаного на участках дна, расположенных ниже зоны волнового воздействия, или размывают дно.
Важным фактором осадконакопления в последнее время признают мутьевые (суспензионные) потоки --течения тонкодисперсных суспензий (взвесей) в воде, обладающей меньшей плотностью, чем суспензия. Начало потоку дают оползни, возникающие самопроизвольно или в связи с тектоническими движениями, на участках континентального склона. При движении осадок разжижается и оползни превращаются в мутьевые потоки, которые стекают главным образом по подводным каньонам и интенсивно размывают дно. В зоне континентального подножия скорость потока уменьшается и содержащийся в нем обломочный материал выпадает в осадок.
Вулканизм. С вулканами связано особое, эффузивно-осадочное накопление вулканического материала на дне морей и океанов, которое наблюдается в районах действия вулканов как подводных, так и наземных. Активные вулканы, как и находящиеся в сольфатарной стадии, являются источниками своеобразного осадочного материала -- рыхлых продуктов извержения лав (в том числе и пемзы), а также растворенных соединений.
Наземные вулканы -- главные поставщики пирокластического материала; наиболее грубые фракции накапливаются в непосредственной близости от очага извержения, тонкие -- преобладают на удалении в десятки и первые сотни километров от кратера (локальные выпадения) или в сотни и тысячи километров (тропосферные или стратосферные выпадения
Для подводных ьулканов не характерны взрывные извержения; продуктами извержения являются лавы, а пирокласты составляют не более 7%; все продукты извержения почти полностью выпадают локально. Особняком стоят базальтовые лавы, непрерывно формирующиеся на дне океанов в рифтовых зонах срединноокеанских хребтов из эндогенного материала, поднимающегося к поверхности. Именно здесь ежегодно формируется около 11 млрд. т (по другим данным до 60 млрд. т) базальтового вещества, что в десятки или даже сотни раз превышает количество подобного вещества, поступающего из вулканов за пределами срединных хребтов и соизмеримо с ежегодным твердым стоком с суши
2 ОБИТАНИЕ ОРГАНИЗМОВ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ
Роль организмов, участвующих в процессах, протекающих в Мировом океане, весьма велика и многообразна. Известно, что вся толща воды (пелагиаль) населена пелагическими организмами, которые противопоставляются бентосным, обитающим на морском дне -- бентали. Среди пелагических организмов выделяют планктон -- пассивно плавающих в толще воды и нектон -- активно плавающих. Среди бентоса выделяют обитающих на грунте, зарывающихся и живущих в грунте.
Остатки пелагических и бентосных организмов являются существенным компонентом донных осадков. Кремнезем, карбонат кальция, органическое вещество производят морские организмы, особенно планктонные. Такие вещества называют биогенными (имеющими биологическое происхождение). Но далеко не вся масса этих соединений опускается на дно и попадает в осадок. Большая часть органических соединений разрушается, неорганические переходят в раствор и повторно используются организмами.
Сохранение карбонатных соединений в океане зависит от глубины; глубже 4--4,5 км (критическая глубина) вода содержит свободную угольную кислоту, которая растворяет известковые скелеты отмерших морских организмов и они не сохраняются в осадках. Биогенный кремнезем тоже растворяется в воде, но гораздо медленнее, причем растворимость кремнезема, вероятно, не изменяется с глубиной.
Не менее велика роль организмов в осаждении взвешенных частиц. Правда, такой взвеси в океане немного (обычно менее 3--4%) и она представлена в основном биогенным, а также терригенный материалом. Среди зоопланктона широко развиты фильтрующие организмы, которые в сутки улавливают до 10 млрд. т взвеси и могут профильтровать весь объем наиболее заселенных вод на глубинах от 0 до 500 м за 20 суток. Иначе говоря, терригенная и биогенная взвесь из океанской воды извлекается мгновенно, эти частицы входят в состав фекалий и опускаются на дно.
Морские бентосные животные, укрываясь в грунтах или извлекая из них пищу, изменяют осадки. Уничтожается слоистость, нарушается сортировка зерен, измельчается и частично растворяется материал, осадок обесцвечивается и в нем уменьшается количество органического вещества. Все это способствует началу цементации и влияет на ход диагенеза.
В современной морской биологической системе организмы взаимодействуют друг с другом и образуют в Мировом океане биоценозы, т. е. сообщества тесно связанных между собой организмов, находящихся в условиях устойчивого биологического равновесия и занимающие определенный участок дна (бентосные биоценозы) или объем водной массы (планктонные биоценозы), называемые биотопами. Среди организмов, входящих в различные биоценозы, можно выделить две группы: продуценты -- организмы, синтезирующие органические вещества из минеральных компонентов (различные водоросли и реже высшие растения), и консументы, питающиеся готовым органическим веществом, в первую очередь растительного происхождения. Основными связями в биоценозах являются пищевые (трофические): растения создают первичное органическое вещество, которое многократно используется в пищевых цепях и лишь в небольшом количестве захоранивается в толще донных осадков.
