» » Грунт дна океанов и морей

Грунт дна океанов и морей

Историческая заметка об изучении отложений на дне океанов. До начала океанографических исследований (1860-х годов) образцы грунта дна имелись только с малых глубин. Только с изобретением лота Брука (1854 г.) стало возможным получать образцы с больших глубин, и тогда же лот Брука, примененный к промеру линии для первого телеграфного кабеля между Англией и Америкой, принес первые образцы грунта дна океана с глубин до 3500 м. Несмотря на малую величину образчиков, в них могли определить скопления скорлупок разных, почти микроскопических животных, относительно которых одни думали, что они живут на дне, а другие — что на поверхности, предполагая, что только по отмирании их остатки падают на дно. Второе предположение оказалось впоследствии верным. Изучение характера и географического распространения грунтов дна океанов стало возможным только после экспедиции Challenger, собравшей образцы с 354 своих станций в разных частях океанов. Присоединив к этому другие материалы, оказалось возможным выяснить характер грунтов и их географическое распределение. Эту работу выполнили Дж. Меррей и Реиар, а последующие исследования только дополняли труды первых авторов.

Характер грунтов дна океанов. Изучение образцов грунтов дна, микроскопическое и химическое, привело к выводу, что по своему составу грунты разделяются на: неорганические и органические; в первых находится около 80—90% обломков разных горных пород, слагающих земную кору; а во вторых — около 70—80% и более остатков разных мельчайших организмов, живущих в морской воде. Неорганические отложения есть результат накопления отложении продуктов разрушения берегов континентов и островов; разрушение горных пород, образующих берега, происходит от разных причин, например, вследствие суточных и годовых колебаний температуры, деятельности стекающих вод, разрушения берегов прибоем и разноса всего этого материала разрушения вдоль береговой полосы приливо-отливными и местными, течениями. При этом более крупный материал отлагается у самого берега, а далее в море относятся все более и более мелкие частицы, и потому с удалением от берега грунт дна состоит сперва из гальки, потом идет крупный песок, потом более мелкий песок, постепенно переходящий в ил все более и более тонкого состава, и, наконец, на некотором расстоянии отложение материалов разрушения берегов и выносов больших рек прекращается вовсе, если не имеется каких-либо особых условий, способствующих переносу этих отложений на большие расстояния от берегов. Состав неорганических отложений в значительной мере зависит от состава тех горных пород, из которых сложены берега; чем дальше от берега, тем неорганические отложения однообразнее по составу. В них, конечно, встречаются и органические остатки животных, как существовавших на поверхности дна, так и в толще ,вод до поверхности океана; но эти органические остатки встречаются в небольших количествах и не характеризуют состава грунта. В океан далеко от берегов материков заносится в большом количестве пыль из областей материков, лежащих далеко от моря, в глубине суши. Пыль из Сахары постоянно залетает почти до середины Атлантического океана. Также из Северной Америки пыль очень часто залетает до 50° з. д. на параллели 53° с. ш. Пыль из пустынь Австралии долетает до Новой Зеландии. В 1921 году в Желтом море наблюдалась пыль из Монголии, она достигала до Японии. Каковы количества пыли, заносимой в океан, дает понятие следующий пример: Почвенный комитет США вычислил, что за 30 лет сирокко перенес из Сахары в Южную Европу в среднем слои пыли в 14 см. Кроме того, в океан заносится и вулканическая пыль, например с Канарских островов и с о-вов Малых Антильских. Сильные извержения, бывшие в текущее эремя в Зондском проливе вулкана Кракатау или Катмай в Аляске, доставили немало материала, впоследствии осевшего на дно океана. Такие же извержения в былые геологические времена дали еще большие количества пыли. Органические отложения, напротив, составлены главным образом из скоплений остатков мельчайших организмов, главным образом живущих на поверхности и в приповерхностных слоях океанов, где они образуют так называемый «планктон», составленный как из животных, так и из мельчайших водорослей. Планктон служит пищей другим животным, а отмирая, он дает остатки, состоящие из раковинок, скелетиков, панцирей и покровов, главным образом или известкового, или кремнистого состава. Падая медленно на дно океанов в виде постоянно идущего дождя, эти остатки на дне образуют отложения, к которым примешиваются и неорганические частицы, появляющиеся на дне, как результат падения пыли с суши, занесенной ветрами на поверхность океанов, часто очень далеко от берегов, или как продукты извержений надводных и подводных вулканов и, наконец, частицы космической пыли. Все эти материалы перерабатываются до некоторой степени морской водой и дают отложения разного характера, в которых органические остатки являются преобладающими. Смотря по тому, какого рода органические остатки преобладают в грунте, последний получает свое название от организмов, доставивших этот преобладающий материал. В некоторых местах на дне океанов преобладают известковые отложения, обусловленные скоплениями остатков планктона, где преобладали животные из рода фораминифер, а так как среди них особенно много встречается разного рода глобигеринид, то и ил называется глобигериновым. В других местах встречаются скопления остатков кремнистых организмов. Если эти остатки происходят от мельчайших и микроскопических животных радиолярий, то ил называется радиоляриевым. Если же отложения образованы главным образом скоплением остатков скелетиков диатомовых водорослей, то и ил называется диатомовым. Кроме указанных выше отложений, на больших глубинах океанов встречается еще один род грунта, очень характерный, который впервые был поднят на Challenger с глубин более 5700 м, когда он в 1873 г. пересекал Атлантический океан от Канарских к Антильским островам.
Грунт оказался состоящим из очень тонкого ила темно-шоколадного цвета, имевшего по виду полное сходство с глиной. В сухом виде образец грунта давал очень тонкий порошок, спрессовывавшийся в очень плотную массу без всякого присутствия даже следов какого-либо органического вещества. В некоторых образчиках попадались изредка наиболее твердые косточки скелетов морских животных, например, зубы акул даже очень древних периодов существования земли, или слуховые косточки китов, кусочки вулканического стекла, пемзы и разные другие, очевидно, извне занесенные и потом упавшие на дно частицы. Среди этого ила совершенно отсутствуют остатки известковых организмов, столь обильных на поверхности океанов в пределах умеренных и тропической полос, и только изредка встречается в некоторых местах небольшое количество остатков кремнистых органов.
Меррей дал этому грунту название — красная глина, сохранившееся за ним навсегда. В разных частях океанов цвет его немного меняется от светло-шоколадного до темного в зависимости от примеси марганца или перекиси железа. Происхождение красной глины и до сих пор не выяснено. М&ррен предполагает, что красная глина есть результат разложения разных продуктов вулканических извержений, случающихся и на глубинах океанов, и на их поверхности. К этому надо добавить и продукты разложения известковых остатков, падающих на дно океанов во многих местах и тем не менее, однако, не встречающихся вовсе на очень больших глубинах.
Таким образом, по составу своему грунты дна океанов разделяются на:
1) неорганические (прибрежные);
2) органические (вдали от берегов, пелагические);
3) красную глину (на больших глубинах).
Географическое распределение грунтов по дну океанов и морей. Географическое распределение различных грунтов по дну океана зависит от двух причин: удаления от берегов и глубины.
Согласно этому, все грунты разделяются на:
1) прибрежные (25% ложа Мирового океана),
2) пелагические, т. е. лежащие вдали от берегов (75% ложа Мирового океана).
Последние в свою очередь бывают:
а) глобигериновые (30% ложа Мирового океана),
б) диатомовые (6%), в) радиоляриевые (3%) и д) красная глина (36%).
Прибрежные отложения занимают всю материковую отмель и материковый склон, местами удаляясь от берега до 600 км (около 350 морских миль), а в полярных бассейнах и на их окраинах эти отложения покрывают все дно океанов. Все моря по характеру грунта своего дна принадлежат к области прибрежных отложений, окружающих каждый островок, лежащий посреди океана. Отлагаясь на материковом склоне, прибрежные грунты спускаются до глубин в 3000 м. В тех частях океанов, где на поверхности встречаются плавучие льды, т. е. в полярных бассейнах и прилегающих к ним, грунт дна состоит из прибрежных отложений, разнесенных льдами. Когда последние становятся на мель, то грунт примерзает к ним, и потом, когда их ветром или давлением других льдов столкнет на более глубокую воду, то они уносят с собой целые слои грунта. Впоследствии, при столкновениях с другими льдинами и при изломах их вдали от берегов, при растаивании, кусочки примерзшего грунта отламываются и падают на дно; таким путем в течение длинного периода времени прибрежные отложения покрыли все ложе полярных бассейнов и прилегающих к ним частей океанов.
Пелагические отложения. Глобигериновый ил находится только в тех частях океанов, где на поверхности температура воды достаточно высока для жизни фораминифер и где глубина не очень велика, потому что на глубинах больше 4500 м известковые скорлупки растворяются морокой водой.
Целый ряд мельчайших животных — фораминифер — и_из них в особенности глобигеринид существует ка поверхности и в приповерхностных слоях океанов. Центральные шарики суть тонкие известковые скорлупки, внутри и вокруг которых расположено тело животных. Тонкие нити, расходящиеся во все стороны от скорлупок, суть известковые нити, которые по отмирании животного растворяются морской водой, и на дно падают уже одни только скорлупки. Скопления скорлупок глобигеринид дают ил палевого и розоватого цвета. Глобигериновый ил встречается главным образом в Атлантическом океане и в тех частях Тихого,и Индийского, где глубины не очень велики; самая полярная область, где встречается этот ил, лежит между Исландией и Норвегией, потому что тут на поверхности проходит ветвь Гольфстрима. Диатомовый ил состоит из скоплений остатков кремнистых скелети-ков диатомовых водорослей. Он встречается в тех местах ложа океана, где эти водоросли особенно сильно развиты в приповерхностных и поверхностных слоях, т. е. вдоль окраин антарктической области около 60° ю. ш., а также вдоль южных берегов Алеутского архипелага в Тихом океане. Диатомовый ил находится большей частью на .глубинах от 1000 до 3500 м, но часто и глубже—до 6000 м. Цвет его соломенно-желтый. Радиоляриевый ил есть скопление мельчайших, кремнистых скелетиков животных — радиолярий, чрезвычайно разнообразных по виду, отличающихся весьма незначительными размерами и красотой и изяществом своих форм. Радиоляриевый ил находится на больших глубинах 4000—8000 м п составляет, в сущности, переходную форму грунта к красной глине. Если в данном грунте количество кремнистых остатков радиолярий становится очень значительным и они в нем преобладают, то тогда ил и называется радиоляриевым. Цвет его красноватый, коричневый или изредка желтоватый. Скелетики радиолярий, падая на дно, гоже претерпевают некоторое разложение водой глубин, и потому в образцах радиоляриевого грунта они всегда более или менее изменены.
Географическое распределение радиоляриевого ила очень невелико; он находится на дне океанов только там, где на поверхности имеются благоприятные условия для развития этого рода планктонных животных, что встречается только в Тихом и Индийском океанах, в тропической области, а в Атлантическом его нет вовсе. Красная глина встречается только на значительных глубинах, начиная попадаться с глубин около 4000 м в виде примеси к другим глубоководным грунтам. Дно глубоких мест океана ниже 5000 м сплошь выложено этим грунтом. Красная глина занимает обширные пространства дна в Тихом океане и меньшие в Индийском и Атлантическом, потому что последние менее глубоки. Соотношение между отложениями на дне океанов и осадочными породами твердой земной коры. Около 70% поверхности суши сложено из так называемых осадочных пород. Это разного рода песчаники, известняки и другие породы, сцементированные каким-либо веществом. Как показывает само название, осадочные породы образовались процессом осаждения и главным образом осаждением в водных бассейнах (осадочные породы могли образовываться и на суше путем накоплений ледниковых, эоловых и др. отложении). Очевидно, что отложения, представляют тот материал, из которого в будущем получатся осадочные породы. При постепенных изменениях рельефа земной коры, наблюдаемых и теперь и случавшихся всегда и в предшествовавшие периоды существования земного шара, части материковой отмели и материкового склона могут подняться выше уровня океана и стать сушей. Очевидно, многие осадочные породы, встречаемые теперь на поверхности и на некоторых глубинах на суше (находятся при бурении, прокладке шахт и др. горных работах), образовались таким же образом. Однако среди известных осадочных пород пока не найдено еще отложений, похожих на красную глину. Да и вообще осадочные породы водного происхождения, встречаемые на суше, по большей части принадлежат к образовавшимся в свое время на материковой отмели и материковом склоне.
О скорости накопления осадков на дне океана
С какой скоростью накопляются осадки па дне океана? Данные, имеющиеся по этому вопросу, не могут быть многочисленны и охватывают небольшой промежуток времени. Современные сведения получены из непосредственных наблюдений при исправлениях телеграфных кабелей. При поднятиях кабелей на них остается слой осадков, по толщине которого можно судить о медленности накопления осадков на дне океана. Некоторые указания, косвенные, дают столбики грунтов, добытые при океанографических работах. Например, во время плавания экспедиции Дж. Меррея в 1910 г. в северном Атлантическом океане было взято 35 столбиков, причем 6 — с глубин свыше 3200 м; наибольшие имели в длину до 35,6 см. Интересно, что среди минеральных обломков найден нефелиновый сиенит и другие минералы, которые в современную эпоху не могли быть принесены плавучими льдами в те места северного Атлантического океана, где их подняла трубка лота. Теперь плавучие льды не подходят к месту находки минералов ближе как на 15° широты к северу и 15° долготы к западу. Следовательно, остается только предположение, что эти обломки пород были занесены в океан из северных частей Шотландии или Гренландии, где они встречаются; это могло, следовательно, произойти только во время последнего оледенения севера Европы, когда плавучие льды доходили в Атлантическом океане до гораздо более южных широт. Столбик, в котором были найдены указанные остатки минералов, имел в длину всего 23 см; если допустить, что минералы лежали в самом нижнем конце столбика, то и тогда получается представление о крайней медленности накопления осадков со времени ледникового периода. Выше было сказано о поднятии драгой Челленджером в Тихом океане с глубины 4400 м зуба третичной акулы. Драга может приносить образцы грунта дна только с приповерхностных слоев дна, потому что драга только скребет дно океана. Следовательно, указанный зуб акулы третичного возраста лежал близко к поверхности данных отложений, а между тем, по времени, акулы таких пород существовали, как известно, очень давно. Отсюда видно, какова медленность отложений осадков на больших глубинах в океанах. В последние годы было собрано много столбиков грунта дна Атлантического океана, частью экспедицией Метеора, потом американцами поперек океана от Ньюфаундленда до Ирландии (на кабельном пароходе Лорд Кельвин) и, наконец, экспедицией на В. Снеллиусе в Зондских островах.
Самые длинные столбики не превосходили 3 м. Исследования столбиков, взятых в Атлантическом океане, дали очень интересные результаты. Во-первых, в них найдена заметная слоистость, показывающая, что отложения слоев на дне океана происходили при весьма разнообразных условиях. Во-вторых, встречены многочисленные случаи нахождения следов ледникового времени (плейстоцена, т. е. последнего) в виде мелких валунов до 2 см в диаметре, вулканического пепла и даже чего-то, похожего на базальтовую лаву. На основании распределения материала и биологических исследований остатков организмов в столбиках американские геологи считают, что для отложения слоя в 30 см требовался промежуток времени около 20 000 лет, а иногда и в 10 раз быстрее, в зависимости от условий, тогда господствовавших в океане. Но ни один столбик не принес указаний на породы плиоцена, т. е. ни один не проник до отложений третичного времени. Исследования столбиков Метеора показали, что в общем и в южном и в среднем Атлантическом океане скорость отложения слоев была такая же. Интересно, что и в этих образцах чем дальше от материков, тем радиоактивность отложений столбиков больше, что невольно заставляет думать, что глубокие части океанического дна действительно никогда не составляли никакой суши, т. е. указывает на постоянство океанических понижений земной коры.
Относительная древность океанических впадин. Изучение строения земной коры как с точки зрения ее рельефа, так и сточки зрения распределения горных пород, ее слагающих, и их происхождения, а также и с других точек зрения приводит к заключению, что главные неровности рельефа земной коры (здесь подразумевается вся совокупность земной коры, как суша, так и дно океанов) произошли в весьма отдаленные времена существования земного шара. При этом наиболее пониженные части земной коры тогда же образовали дно первичного океана. Выразить числом лет, насколько давно эти явления произошли, наука в настоящее время не может; но возможно высказать предположение об относительной древности трех больших океанов. По времени своего образования первым, по-видимому, был Тихий океан, затем Индийский и, наконец, Атлантический. В последнем южная его часть образовалась ранее, нежели пространство его, лежащее между Европой и Америкой. Другой, очень древней частью Мирового океана является вся притропическая полоса Атлантического океана, заключающая теперь Американские и Европейские средиземные моря. Она существовала, по-видимому, с весьма отдаленных времен, гораздо раньше, нежели северные и даже южные части Атлантического океана. Эта полоса Мирового океана протягивалась от берегов современного Атлантического океана далее к востоку, отделяя Азию от полуострова Индостана, соединялась с Зондскими морями и, наконец, терялась в Тихом океане. Отсутствие среди известных нам осадочных пород, встречаемых на суше, отложений красной глины не может еще служить основанием для предположения, что те части дна океанов, где теперь находится красная глина, никогда не были выше уровня океана, потому что нам не известны условия, при наличии которых образуется красная глина.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.