39. Осадконакопление в морях и океанах

В морях и океанах накапливаются различные осадки, которые по происхождению можно разделить на следующие группы:

1.  терригенные, образующиеся за счет накопления продуктов механического разрушения горных пород;

2. биогенные, формирующиеся за счёт жизнедеятельности и отмирания организмов;

3. хемогенные, связанные с выпадением из морской воды;

4. вулканогенные, накапливающиеся в результате подводных извержений и за счёт принесённых с суши продуктов извержений;

5.  полигенные, т.е. смешанные осадки, образующиеся за счёт материала разного происхождения.

В целом, вещественный состав донных осадков определяется следующими факторами:

1. глубиной области осадконакопления и рельефом дна;

2. гидродинамическими условиями (наличием течений, влиянием волновой деятельности);

3. характером поставляемого осадочного материала (определяемого климатической зональностью и удалённостью от континентов);

4. биологической продуктивностью (морские организмы извлекают из воды минеральные вещества и поставляют их на дно после отмирания (в виде раковин, коралловых построек и пр.));

5. вулканизмом и гидротермальной деятельностью.

Одним из определяющих факторов является глубина, позволяющая выделять несколько зон, отличающихся особенностями осадконакопления. Литораль (от лат. «litoralis» - береговой) - пограничная полоса между сушей и морем, регулярно затопляемая во время прилива и осушаемая при отливе. Литораль представляет собой зону морского дна, расположенную между уровнями самого высокого прилива и самого низкого отлива. Неритовая зона соответствует глубинам шельфа (от греч. «erites» - морской моллюск). Батиальная зона (от греч. «глубокий») примерно соответствует области континентального склона и подножия и глубинам 200 – 2500 м. Эта зона характеризуется следующими экологическими условиями: значительное давление, почти полное отсутствие света, незначительные сезонные колебания температуры и плотности воды; в составе органического мира преобладают представители зообентоса и рыбы, растительный мир весьма беден из-за отсутствия света.Абиссальная зона (от греч. «бездонный») соответствует морским глубинам более 2500 м, что отвечает глубоководным котловинам. Воды этой зоны характеризуются относительно слабой подвижностью, постоянно низкой температурой (1-20C, в полярных областях ниже 00C), постоянной солёностью; здесь полностью отсутствует солнечный свет и достигаются огромные давления, что определяют своеобразие и бедность органического мира. Участки, глубиной более 6000 м обычно выделяют какультраабиссальные зоны, соответствующие наиболее глубоким участкам котловин и глубоководным желобам.

ДИАГЕНЕЗ - совокупность процессов преобразования рыхлых осадков в осадочные горные породы в верхней зоне земной коры Катагене́з - совокупность природных процессов изменения осадочных горных пород после их возникновения из осадков в результате Диагенеза и до превращения в метаморфические пород

 

40. Геологическая деятельность озер.

Озеро- это углубление на поверхности суши – котловина, частично заполненная водой. Озера не обладают непосредственной связью с океанами или морями и наиболее широко развиты в областях гумидного климата, занимая чуть больше 2% поверхности континентов. Некоторые озера, в виду своих больших размеров называются внутренними морями. Например, Каспийское озеро – море, имеющее площадь около 376 00 км2, максимальную глубину почти в 1000 м и лежащее на28 м ниже уровня океана. Аральское бессточное, соленое озеро-море, сейчас почти пересохшее и ряд других. Озера располагаются как в низменностях, так и в горных районах. Оз. Титикака в Андах находится на высоте почти в 4 км. В горной местности располагается самое крупное в мире пресноводное озеро Байкал, содержащее 23000 км3 прекрасной пресной воды, обладающее площадью 66000 км2 максимальной глубиной в 1741 м и находящееся над уровнем моря на высоте 455 м.

 Образование озерных котловин.

Озерные котловины имеют различное происхождение, как экзогенное, так и эндогенное. Озера экзогенного происхождения распространены наиболее широко. На пространствах севера России они связаны с выпахивающей, т.е. экзарационной деятельностью последнего оледенения и во многих местах, особенно в карелии,имеют общую субмеридиональную ориентировку. Многие озера старичного, пойменного, дельтового типа связаны с деятельностью рек и распространены на обширных пространствах Западно-Сибирской низменности, Восточной Сибири и Северо-Востока России. Эти озера обладают небольшими размерами и часто имеют серповидную в плане форму. Маленькие, но неглубокие озера связаны с карстовыми котловинами, иногда с провальными суффозионными воронками. В горных областях озера нередко возникают в связи с обвалами, перегораживающими речные долины. В областях развития криолитозоны многие озера имеют термокарстовое происхождение, а также связаны с любыми участками местного протаивания, в том числе вызванного техногенными причинами.

Эндогенные по происхождению озера связаны с молодыми грабенами или их системами в активных рифтовых зонах. В Восточной Африке расположена позднекайнозойская рифтовая зона, в отдельных грабенах которой находятся глубокие озера: Мверу, Ньяса, Рудольф, Танганьика и др. В России оз. Байкал приурочено к молодому, активному рифту, как и еще ряд озер в этом же районе.

Много небольших озер в вулканических областях, например, на Камчатке, где озера приурочены к кальдерам, к кратерам на вершинах потухших вулканов. Лавовые потоки играют нередко роль плотин, перегораживающих долины, а выше плотин возникают озера.

Крупные озера – моря типа Каспийского, Аральского, Виктории и Чад в Африке и других приурочены к тектоническим опусканиям в земной коре.

В последней половине ХХ в. возникло много больших озер – водохранилищ на крупных реках, как в России, так и в зарубежных странах, которые существенно влияют на окружающую, в том числе и геологическую среду, изменяют климат целых регионов. Достаточно привести в пример зарегулированную Волгу, Днепр, Енисей, Нил и многие другие реки. В России сейчас 2220 больших, средних и малых водохранилищ, с суммарным объемом 793 км3, что составляет 18,6% от стока всех рек России, а их общая площадь – 65 тыс. км2, а это 0,4% площади всей России.

 

41. Болотами называют участки земной поверхности с избыточным увлажнением почвы и поверхностных горных пород и развитием болотной растительности. Они достаточно широко развиты на поверхности суши, занимая площадь около 175 млн. га; 72,6 % этой площади находятся на территории нашей страны. Особенностью развития болот является накопление и разложение растительных остатков в переувлажненной среде. Отмирающая болотная растительность накапливается на дне водоема в большом количестве, но вследствие недостатка кислорода подвергается лишь слабому разложению. Из этих полуразложившихся растительных остатков и образуется торф, представляющий собой уплотненную, обогащенную углеродом массу отмерших остатков растений. При распаде растительного вещества в условиях болот обычно выделяются углекислота, метан и различные органические кислоты, придающие болотным водам бурую окраску. В результате неполного разложения органической массы она постепенно обогащается углеродом и со временем превращается в черное углистое вещество. Давление вышележащих осадков и повышенная температура недр приводит к полному разрушению растительных тканей, относительному уплотнению торфяной массы, уменьшению содержания в ней водорода и кислорода и значительному увеличению содержания углерода. В результате торф превращается в бурый уголь (лигнит).Последующее погружение в область более высоких давлений и температур приводит к дальнейшей переработке лигнита и превращению его в каменный уголь.  Угли озерно-болотного происхождения называют лимническими. Такие угли развиты, например, в Подмосковном угольном бассейне.

42. Процессы разрушения земной поверхности, особенно пашни и пастбищ, весьма многогранны. К этим процессам в полной мере можно отнести наиболее зримые и яркие явления, связанные с оврагообразованием. Особенно они опасны и нежелательны в зонах, благоприятных для ведения сельского хозяйства, то есть для юга Приволжской возвышенности, являющейся сейчас одним из основных стратегических сельскохозяйственных регионов России. Причины оврагообразования.

Овраги служат местами сбора и стока поверхностных вод; темп роста их по ширине и протяженности зависит от степени устойчивости грунта против размывания. Образуются овраги в результате эрозийных процессов; в большинстве случаев эти процессы протекают интенсивно и в короткое время вызывают разрушение склонов оврага. В песчаных грунтах поверхностная вода быстро поглощается, не вызывая оврагообразования, напротив, в лёссах, лёссовидных суглинках, в глинистых и суглинистых грунтах овраги разрастаются быстро.

Процессу развития оврагов способствуют: вырубка насаждений по склонам и в бассейне оврагов, распахивание и добыча на крутых склонах глины и песка, отсутствие регулирования поверхностного стока, особенно при наличии заброшенных рвов, и т. п.

Безусловное влияние на образование оврагов оказывают климатические условия, в частности холодные, продолжительные зимы с глубоким промерзанием грунта и с накоплением снежного покрова большой толщины. Все это влечет образование трещин в грунтах и их разрушение. При таянии снега интенсивный и обильный сток воды в эти трещины вызывает образование рытвин. В засушливых районах интенсивное усыхание и растрескивание почв также может вызвать образование трещин в грунте.

Стадии развития.

стадия промоины или рытвины глубиной до 0.5 реже до 1м, V-образной формы. В ней обычно концентрируются потоки талых и дождевых вод. Продольный профиль промоины повторяет профиль склона, на котором она образовалась.

Борьба. Достаточно неглубокую промоину сгладить (вспашкой всвал или сгладить в ручную или дорожными машинами) засеять многолетними травами, чтобы потоки талых вод и ливневых вод стекали бы по задерненной поверхности, устойчивой против размыва. При более глубоких промоинах применяют донные сооружения – плетни-запруды из живых ивовых кольев и фашин.

Вторая стадия – стадия ускоренного врезания оврага вершиной. Продольный профиль днища постепенно отклоняется от профиля склона, но еще сильно отличается от профиля равновесия. Глубина оврага становится значительнее, склоны крутыми, треугольная форма его начинает переходить в трапециидальную.

Борьба — лотки-быстротоки, донные сооружения: запруды плетни, облесение.

Третья стадия – стадия выработки продольного профиля равновесия. Овраг врезается до основания слона, форма поперечного профиля становится трапецеидальной, рост заметно замедляется.

Борьба. донные сооружения не имеют значения.

Четвертая стадия — стадия затухания, превращения оврага в балку или лог. Продольный профиль и склоны достигают некоторого равновесия, выполаживаются, задерновываются, зарастают кустарником.

Борьба. Необходимо регулировать донными сооружениями меандрирование потока в русле оврага, чтобы талые и дождевые воды не подмывали стены оврага. Кроме того, надо содействовать скорейшему зарастанию склонов оврага древесной, кустарниковой и травянистой растительностью.

 

43. МИРОВОЙ ОКЕАН (от греч. Okeanos — Океан, великая река, обтекающая Землю) — водная оболочкаЗемли, окружающая материки и острова и обладающая общностью солевого состава. Мировой океан занимает свыше 361 млн. км2 (около 70,8%) земной поверхности. Делится материками на Тихий океан,Атлантический океан, Индийский океан и Северный Ледовитый океан.  Общие сведения. В Северном полушарии вода занимает 61% поверхности, в Южном около 81%. Севернее 81° северной широты в Северном Ледовитом океане и приблизительно между 56° и 63° южной широты воды Мирового океана покрывают земной шар непрерывным слоем. По особенностям распределения воды и суши земной шар делится на океаническое и материковое полушария. В океаническом полушарии воды Мирового океана занимают 91% площади, в материковом 53%. По физическим и химическим свойствам и качественному химическому составу воды Мирового океана представляют собой единое целое, но по количественным показателям гидрологического и гидрохимического режима отличаются большим разнообразием. Как часть гидросферы Мировой океан находится в непрерывном взаимодействии с Атмосферой и Земной корой. Океаническая вода представляет собой раствор солей со средней концентрацией около 35 г/л (см. Морская вода). Состав солевой массы регулируется растворимостью, сносом осадков с материков, процессами обмена с атмосферой и донными осадками, а также жизнедеятельностью морских организмов. В геохимической истории Мирового океана многие исследователи различают начальную, переходную и современную стадии развития. С гипотетической начальной стадией, охватывающей догеологический этап (свыше 3,5 млрд. лет назад), связан вынос из недр Земли основной массы воды и кислых продуктов дегазации, которые затем нейтрализовались, взаимодействуя с породами ложа океана. Длительность переходной стадии составила около 2 млрд. лет (3,5-1,7 млрд. лет назад); в этот период возникла и развилась жизнь, появился за счёт фотосинтеза кислород и постепенно увеличивалось его содержание. Современная стадия, начавшаяся около 1,7 млрд. лет назад, характеризуется почти неизменным составом вод океана, стационарным режимом с кратковременными и ограниченными колебаниями солёности вод в эпохи соленакопления.

По физико-географическим особенностям, находящим своё выражение в гидрологическом режиме, в Мировом океане выделяются отдельные океаны, моря, заливы, бухты и проливы. В основе наиболее распространённого современного подразделения Мирового океана лежит представление о морфологических, гидрологических и гидрохимических особенностях его акваторий, в большей или меньшей степени изолированной материками и островами. Внешние границы Мирового океана отчётливо выражены береговыми линиями суши; внутренние границы между отдельными океанами, морями (их частями) носят условный характер. Руководствуясь спецификой физико-географических условий, некоторые исследователи выделяют также Южный океан с границей по линии субтропической или субантарктической конвергенции или по широтным отрезкам срединно-океанических хребтов.  Мировой океан представляет собой огромный аккумулятор солнечного тепла и влаги. Благодаря ему на Земле сглаживаются резкие колебания температуры и увлажняются отдалённые районы суши, что создаёт благоприятные условия для развития жизни. Мировой океан — богатейший источник продуктов питания, содержащих белковые вещества. Он служит также источником энергетических, химических и минеральных ресурсов, которые частично уже используются человеком. С древнейших времён Мировой океан и его моря служили транспортное путями для установления связей между народами. Это создало предпосылки для Великих географических открытий, а также для освоения отдалённых территорий. На океанские пути приходится около 4/5 мирового грузооборота. Роль Мирового океана в жизни человечества быстро возрастает. Проблема использования Мирового океана в различных отраслях экономики стран мира (судоходство, рыболовство, рациональная эксплуатация минеральных ресурсов, освоение шельфа, прокладка межконтинентальных кабелей, опреснение воды, а также охрана и предотвращение загрязнения морской среды и др.) носит глобальный характер и связана с разрешением важных экономических, политических.

45 рельеф дна. Систематическое изучение дна мирового океана началось с появлением эхолота. Большая часть дна океанов представляет собой ровные поверхности, так называемые абиссальные равнины. Их средняя глубина — 5 км. В центральных частях всех океанов расположены линейные поднятия на 1—2 км — срединно-океанические хребты, которые связаны в единую сеть. Хребты разделены трансформными разломами на сегменты, проявляющиеся в рельефе низкими возвышенностями, перпендикулярными хребтам.

На абиссальных равнинах расположено множество одиночных гор, часть из которых выступает над поверхностью воды в виде островов. Большинство этих гор — потухшие или действующие вулканы. Под тяжестью горы океаническая кора прогибается и гора медленно погружается в воду. На ней образуется коралловый риф, который надстраивает вершину, в результате формируется кольцевидный коралловый остров — атолл.

Если окраина континента пассивная, то между ним и океаном расположен шельф — подводная часть континента, и континентальный склон, плавно переходящий в абиссальную равнину. Перед зонами субдукции, там, где океаническая кора погружается под континенты, расположены глубоководные желоба — самые глубокие части океанов.

46. Физические свойства морской воды

Плотность морской воды колеблется в пределах от 1020 до 1030 кг/м³ и зависит от температуры и солености. При солености, превышающей 24‰, температура максимальной плотности становится ниже температуры замерзания — при охлаждении морская вода всегда сжимается, и плотность ее растет.

Скорость звука в морской воде — около 1500 м/с.

Свойства морской воды с солёностью 35 ‰:

	Морская вода	Чистая вода
Плотность при 25 °C, г/см:3	1,02412	0,9971
Вязкость при 25 °C, миллипуаз:	9,02	8.90
Давление пара при 20 °C, мм. рт. ст.:	17,4	17,34
Температура максимальной плотности, °C:	-3,52(переохлаждённая жидкость)	+3,98[1]
Точка замерзания, °C:	-1,91	0,00
Поверхностное натяжение при 25 °C, дин/см:	72,74	71,97
Скорость звука при 0 °C, м/с:	1450	1407
Удельная теплоёмкость при 7,5 °C, Дж/(г·°C):	3,898	4,182

Солёность воды в океанах почти повсеместно близка к 35 ‰, однако вода в морях имеет неравномерно распределённую солёность. Наименее солёной является вода Финского залива и северной части Ботнического залива, входящих в акваторию Балтийского моря. Наиболее солёной является вода Красного моря и восточная часть Средиземного моря. Солёные озёра, такие как Мёртвое море, могут иметь значительно больший уровень содержания солей.

Морская вода слабо щелочная, pH варьирует в пределах от 7,5 до 8,4. Относительно высокая стабильность pH связана с наличием карбонатной буферной системы. Несколько меньшее значение для поддержания pH имеетборатная система. Наиболее высоко значение pH у поверхности моря, с глубиной оно несколько снижается. В опреснённых участках величина pH может снижаться до нейтральной и даже слабокислой.

Химические элементы (по массе)---- Элемент Процент Элемент Процентное содержание Кислород 85,7 Сера 0,0885 Водород 10,8 Кальций 0,04 Хлор 1,9 Калий 0,0380 Натрий 1,05 Бром 0,0065 Магний 0,1350 Углерод 0,0026

 Биогенные вещества участвуют в создании органического вещества в процессе фотосинтеза. К ним относят фосфор, неорганические формы азота и кремний. Важную роль играют металлы, встречающиеся в следовых количествах.

Содержание биогенных веществ в морской воде непостоянно, и различается в зависимости от места, глубины и времени взятия пробы. Обычно их содержание минимально у поверхности, возрастает до максимума до глубины 1000—1500 метров, и затем снова плавно снижается. Содержание фосфатов может резко повышаться у дна океана. Под действием апвеллингов обогащённая биогенами вода может подниматься к поверхности.

Контактируя с атмосферой, морская вода обменивается с воздухом содержащимися в нём газами: кислородом, азотом и углекислым газом. Эти же газы попадают в морскую воду в результате химических и биологических процессов, протекающих в океане. Некоторое количество газов вносится в океан с речной водой.

Количество газов, растворенных в морской воде, зависит от их растворимости и от парциального давления в воздухе. С повышением температуры растворимость газов и, соответственно, содержание их в морской воде уменьшается.

Соотношение растворенного кислорода и азота в морской воде отличается от их соотношения в атмосфере. Из-за лучшей растворимости кислорода концентрация его в воде относительно выше, его соотношение с азотом 1:2.

В анаэробных условиях в воде может накапливаться сероводород — например, в Черном море на глубине более 200 метров.