Тема 17. Экзогенные геологические процессы во внутренних областях мирового океана

1. Морфология океанического дна

2. Биогенное осадконакопление в Мировом океане

3. Транспортировка и седиментация материала в океане

4. Хемогенная седиментация в океане

5. Накопление вулканогенно-обломочного материала на дне океана

6. Полигенные глубоководные отложения

7. Зональность осадконакопления в океане

8. Диагенез

1. Морфология океанического дна

Дно Мирового океана неоднородно в геоморфологическом отношении.

Здесь выделяются разнообразные формы рельефа, большей частью не имеющие аналогов в рельефе поверхности суши. Наиболее крупными элементами рельефа океанического дна являются:

1. Подводные окраины континентов. Фактически представляют собой

краевые части материков, залитые морскими водами. В составе подводных окраин различаются:

-Шельф – непосредственно примыкающее к суше морское мелководье с глубинами от 100 до 500 м (в среднем до 200 м) и уклоном дна около 1. по направлению от побережья.

-Континентальный склон – сравнительно узкий уступ, обращённый в

сторону внутренних частей океана. Уклоны в его пределах колеблются примерно в диапазоне от 5 до 25.. Место сочленения между шельфом и континентальным склоном, где отмечается перегиб в рельефе, называется бровкой шельфа. Подножье континентального склона находится на глубинах порядка 2000-3000 м.

2. Океаническое ложе занимает основную часть площади Мирового

океана (около 50%). Глубины в его пределах составляют 3500-6000 м. В составе ложа выделяются океанические котловины (абиссальные равнины) и разделяющие их поднятия и хребты вулканического происхождения. Наиболее высокие из них выступают над поверхностью океана в виде островов.

3. Срединно-океанические хребты – наиболее своеобразный элемент рельефа океанического дна. Это крупные протяжённые поднятия шириной до 2000 км, возвышающиеся над ложем океана на высоту до 3-4 км. Название их связано с тем, что в большинстве океанов (Атлантическом, Индийском и Северном Ледовитом) хребты занимают строго срединное положение, на равном удалении от противолежащих континентальных окраин. Только в пределах Тихого океана такой хребет приближен к его восточной окраине. Все срединно-океанические хребты составляют единую мировую систему, являются прямым продолжением друг друга. К осевым частям хребтов приурочены узкие продольные впадины – рифтовые долины. Их ширина составляет 25-50 км, а глубина относительно окружающих участков дна -порядка 2 км.

Все эти элементы океанического дна различаются не только по рельефу, но и по геологическому строению, а также характеру протекающих в их пределах геологических процессов.

2. Биогенное осадконакопление в Мировом океане.

Как мы уже видели, основная часть материала, поступающего с суши в

обломочной форме, осаждается в устьях рек. Результатом этого является господство в океанической воде не взвешенных частиц, а растворённых веществ. Эти вещества извлекаются из морской воды живыми организмами в процессе их жизнедеятельности, а затем осаждаются на дно в результате биогенных процессов. Во внутренних районах океана растворённые вещества перерабатываются планктоном в биогенную взвесь. Содержание в океанической воде такого биогенного вещества в 50-100 раз выше, чем терригенной взвеси. Поэтому в океане мы имеем дело с иными, чем на континентах, закономерностями транспортировки и осадконакопления. И самая важная особенность – безусловное господство во внутренних частях океана биогенных процессов осадконакопления.

В связи с ведущей ролью биогенных процессов, важно учитывать неравномерность распределения живых организмов в Мировом океане. Здесь можно выделить несколько зон, различающихся биогеографическими условиями:

1. Неритовая область в целом совпадает с шельфом. Эта область характеризуется наиболее широким распространением бентосных (донных) организмов. В пределах неритовой зоны выделяют три области:

-литоральную (приливно-отливную, периодически затопляемую и

осушаемую в результате чередования приливов и отливов);

-сублиторальную, которая выделяется глубже литорали как зона распространения на дне высших водорослей;

-эпибатиальную – внешнюю периферию шельфа, глубже зоны распространения высших водорослей.

2. Батиальная область приурочена к континентальному склону. Эта область значительно беднее бентосной фауной, чем неритовая. Кроме того, для неё характерен иной видовой состав организмов.

3. Абиссальная область – самая глубоководная и бедная жизнью зона

Мирового океана. Скудность органического мира обусловлена тем, что солнечный свет – основной источник энергии для биологических процессов – на такие глубины совершенно не проникает. Отдельные «оазисы» жизни существуют на таких глубинах лишь в областях действия термальных источников, преимущественно в осевых частях срединно-океанических хребтов. Здесь формируются очень специфические биоценозы, для которых энергия этих источников (то есть глубинная энергия Земли) заменяет солнечную.

4. Пелагическая область – толща вод Мирового океана, населённая нектонными (активно плавающими) и планктонными (пассивно переносимыми водой) организмами.

Основной объём биогенного материала, накапливающегося на океаническом дне – это остатки планктонных организмов (радиолярий, фораминифер, известковых и диатомовых водорослей и т.д.). Их остатки могут иметь либо кремнистый (радиолярии, диатомовые), либо известковый состав. Соответственно, на дне океана могут накапливаться либо кремнистые, либо карбонатные илы. Их распределение подчинено влиянию двух факторов: климатического и глубинности осадконакопления. Диатомовые илы кремнистого состава накапливаются исключительно в холодных водах приполярных районов

обоих полушарий. В более тёплых водах умеренных и, в особенности, тропических широт характерно накопление карбонатных илов.

Роль фактора глубинности обусловлена тем, что с увеличением глубины, в результате роста парциального давления СО2, растёт растворимость карбонатных солей. Увеличение их растворимости отмечается начиная с глубин 4000 м, а после 4500 м этот процесс становится очень активным. Поэтому данная глубина рассматривается как критическая глубина накопления карбонатов.

Глубже этого уровня карбонатные скелетные остатки растворяются, и могут накапливаться илы только кремнистого состава.

На шельфе существенный вклад в биогенное осадконакопление вносят, наряду с планктоном, остатки бентосных организмов, в том числе многоклеточных – моллюсков, иглокожих, брахиопод и др. Здесь могут накапливаться не только карбонатные илы, но и обломочные осадки известкового состава (сложенные обломками раковин и других известковых скелетных образований).

Наиболее специфическими образованиями, характерными для мелководий тёплых морей, являются карбонатные органогенные постройки – рифовые массивы. Ведущими организмами-рифостроителями в современных морях являются коралловые полипы. Кораллы являются морскими бентосными организмами, ведущими прикреплённый образ жизни. Многие из них извлекают из морской воды растворённую в ней известь и используют её для строительства внешнего скелета – известковых ячеек, внутри которых и живут сами полипы. Так как большинство коралловых полипов – организмы колониальные, они формируют на морском дне крупные сообщества. Продуктом жизнедеятельности их и становятся крупные органогенные массивы карбонатного состава, которые могут достигать огромных размеров. Крупнейший из современных рифовых массивов – Большой Барьерный риф у восточных берегов Австралии – вытянут на 2000 км при ширине около 150 км и мощности рифовых образований до 150 м. Коралловые рифы являются зонами самой высокой биологической продуктивности и максимального видового разнообразия в Мировом океане. Поэтому существенный вклад в формирование рифов вносит накопление скелетных остатков других обитающих здесь животных – моллюсков, мшанок, иглокожих и др.

В геологическом прошлом роль ведущих организмов-рифостроителей

играли не только кораллы. В начале кембрийского периода (около 530 миллионов лет назад), ещё до появления кораллов, эту функцию выполняли примитивные низшие многоклеточные – археоциаты, ныне полностью вымершие.

Известняковые рифовые массивы, построенные ими на дне кембрийского моря, широко распространены по всему югу Красноярского края. Один из таких массивов целиком слагает в настоящее время Торгашинский хребет на окраине г. Красноярска. Изредка на роль ведущих рифостроителей выдвигались также некоторые виды мшанок или моллюсков.

Специфическим видом морского карбонатонакопления является образование строматолитов – слоистых карбонатных осадков, формирующихся в результате жизнедеятельности цианобионтов (сине-зелёных водорослей). Механизм формирования этих осадков не является чисто биогенным – его, скорее, следует рассматривать как биогенно-хемогенный. Сине-зелёные водоросли, в результате своей жизнедеятельности, насыщают морскую воду кислородом. В результате растворимость карбонатных солей вокруг их колоний резко снижается, и они выпадают в осадок. В настоящее время этот процесс имеет очень ограниченное распространение. Его проявления наблюдаются в некоторых мелководных заливах тропических морей. Но в отдалённом геологическом прошлом, а именно в протерозойское время (более 600

миллионов лет назад), накопление строматолитовых отложений было очень масштабным. Благоприятные условия для этого существовали, видимо, в связи с более высоким содержанием карбонатных солей в водах Мирового океана.