41. Геологическая роль организмов в процессах, протекающих в Мировом океане

Важную роль в осадконакоплении играют биогенные процессы, развитие различных организмов, которые строят свои панцири и скелетные части из растворенных солей, поступающих с суши, главным образом из СаСОз и Si02. Биогенный вклад в баланс осадочного материала в океанах в первом приближении оценивается в 1,7-1,80 млрд. т/год.

Органическая жизнь в областях морского осадконакопления

Морские бассейны богаты органической жизнью. Общее число видов организмов в морях и океанах достигает 17 тысяч. Различные виды организмов расселены во всей толще морской и океанической воды от поверхности до дна глубоких океанических впадин, образуя биологические зоны обитания.

Есть организмы, расселенные на морском дне или вблизи нег, ведущие прикрепленный или подвижный донный образ жизни. В совокупности их называют бентос, в отличие от организмов пелагиальных, населяющих толщу воды. В свою очередь пелагиальные формы подразделяются на две группы: активно плавающие – нектон и перемещаемые движением массы воды – планктон (пассивно плавающие). Нектон это рыбы, ластоногие, китообразные, головоногие моллюски. К планктону относятся одноклеточные водоросли, простейшие, мелкие рачки, медузы, личинки многих беспозвоночных. Среда обитания планктона – верхние слои воды, освещенные солнцем. Плотность заселения планктоном в прибрежных водах составляет сотни граммов на кубический метр.

См. вопрос 44.

42. Биогенное осадконакопление.

См.вопрос 41 и 44.

43. Понятие о лизоклине, критической глубине карбонатонакопления и глубине карбонатной компенсации.

Лизоклин (англ. Lysocline) - глубина, ниже которой кальцит очень быстро растворяется. Так, в Северной Атлантике она приходится на 4300 м., а в Тихом океане на 750 м. Для арагонита (ромбической модификации карбоната кальция) эти глубины составляют, соотв. 1500 и 500 м. Однако на самом деле оказывается, что количество и кальцита, и арагонита в воде резко снижается уже на значительно меньших глубинах. Это несоответствие реальных данных теоретическим расчетам объясняют тем, что в процессе разрушения карбоната участвуют зоопланктон и бактерии.

Обычно считается, что ионы бикарбоната HCO3-, образующиеся на суше в результате выветривания известняков и переносимые речным стоком в океан, связываются мелкими планктонными организмами (прежде всего кокколитофоридами и фораминиферами), которые используют их для построения своих скелетов из карбоната кальция CaCO3. Проводимая ими реакция в общей форме выглядит так:

Ca2+ + 2HCO3- => CaCO3 + CO2 + H2O

Общее количество углерода, осаждаемого таким образом в океане за год, по разным оценкам, составляет от 0,7 до 1,4 Пг (петаграмм, 1015 г.) в год.

Однако есть основания полагать, что кальцит, образованный рыбами, растворяется гораздо быстрее, поскольку содержит значительную примесь магния, и роль этого фактора весьма значительна. Оценивая роль рыб в осаждении карбонатов, надо учитывать крайнюю неравномерность их распределения по акватории Мирового океана. По имеющимся расчетам, 50% всей биомассы рыб приходится на акваторию, составляющую только 17% от общей площади океана. Как правило, это районы континентального шельфа и апвеллингов, где глубины не превышают 100-200 м. На таких небольших глубинах образованные рыбами карбонаты могут не успеть раствориться, а оказавшись на дне, могут быть захоронены под слоем осадков.

Поскольку поверхностные воды как правило насыщены по отношению к карбонату кальция, он не растворяется в верхней части водной толщи сразу после гибели организмов. Однако подповерхностные воды с глубиной становятся все более недосыщенными карбонатом кальция. На глубинах 4-5 км. скорость растворения карбонатов равна скорости их поступления. Этот уровень назван ГКК - глубиной карбонатной компенсации. Критическая глубина карбонатонакопления - глубина, где концентрация карбонатов равна 10%. Глубина карбонатной компенсации варьирует в зависимости от химического состава и температуры морской воды. Кроме того, установлено, что уровень ГКК в прошлом значительно отличался от современного.

Существует также понятие "фораминиферовый лизоклин" - это уровень, с которого на планк­тонный танатоценоз значительно влияет растворение, в осадке начинают преобладать виды, раковины которых устойчивы к растворению, остальные исчезают. В различных океанах фораминиферовый лизоклин находится на разных глубинах.

В практической литологии лизоклин разделяет комплексы фораминифер хорошей и плохой сохранности.

Поскольку поверхностные воды как правило насыщены по отношению к карбонату кальция, он не растворяется в верхней части водной толщи сразу после гибели организмов. Однако подповерхностные воды с глубиной становятся все более недосыщенными карбонатом кальция. На глубинах 4-5 км (в разных океанах по разному) скорость растворения карбонатного вещества равно скорости его поступления. Этот уровень назван ГКК - глубиной карбонатной компенсации. Критическая глубина карбонатонакопления – глубина, где концентрация карбонатов равна 10%.

Глубина карбонатной компенсации - Меняющаяся по глубине граница, разделяющая карбонатные и полностью бескарбонатные осадки. В тихом океане он находится на глубинах 4000 - 5000 метров, в Атлантическом и Индийском - несколько глубже. Для краткости нередко обозначается КГл.