Геологическая деятельность морей и океанов » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геологическая деятельность морей и океанов

10.04.2021

Общая площадь земной поверхности составляет 510 млн. км2, из них на долю морей и океанов приходится 361 млн. км2, или 70,8% всей ее поверхности. По объему воды морей и океанов составляют 1370 млн. км3. Эта громадная масса воды находится в непрерывном движении и поэтому выполняет чрезвычайно большую разрушительную и созидательную работу.

На протяжении длительной истории развития земной коры моря и океаны не раз меняли свои границы. Ученые установили, что почти вся поверхность современной суши неоднократно заливалась водами морей, на дне которых происходило накопление мощных, в сотни и тысячи метров, толщ осадков. Из них впоследствии образовались различные осадочные горные породы.

Соленость и химический состав морской воды. Средняя соленость морской воды составляет 3,5%, т. е. в одном литре воды растворено 35 г различных солей. Из них на долю хлористого натрия приходится 78,32%, хлористого магния — 9,44%, сернокислого магния — 6,4%, сернокислого кальция — 3,94%, хлористого калия — 1,6%, углекислого кальция — 0,04%, кремнезема — 0,009%, Кроме них, в ничтожных количествах в морской воде обнаружены бром, йод, марганец, цинк, свинец, медь, золото и др. На соленость верхних приповерхностных частей морских и океанических вод влияют также климатические условия и впадающие в них реки. В морской воде также растворены и газы, главным образом кислород и углекислый газ.

По вопросу о происхождении солей в морской воде существуют различные точки зрения. Согласно одной из них первичный океан был пресным и постепенно осолонялся солями, приносимыми речными водами. В соответствии с другой гипотезой, Мировой океан имел соленую воду с момента своего возникновения.

Строение дна Мирового океана. На площади дна океанов выделяют три морфологические области, каждой из которых свойственны свои особенности геологической деятельности: 1) материковая отмель, или шельф, глубиной от 0 до 200 м; 2) материковый склон — от 200 до 2500 м; 3) ложе Мирового океана — от 2500 до 6000 м с глубоководными впадинами глубже 6000 м. Характерно, что эти области сменяют друг друга ступенеобразно (рис. 31).
Геологическая деятельность морей и океанов

Первая ступень — материковая отмель, или шельф, занимает площадь около 7,6% общей поверхности Мирового океана и представляет собой подводную окраину материков, погруженную под воду. Ширина шельфа вдоль равнинных берегов достигает 400—600 км, в то время как вдоль молодых горных сооружений его ширина не превышает нескольких десятков километров. Самая прибрежная ее часть, заливаемая приливами, называется литоральной, а вся остальная часть — неритовой зоной. Для отложений литоральной зоны характерны обломочные и органогенные образования с волноприбойными знаками. Здесь часты отложения наземного происхождения, смытые с материков и называемые терригенными (терра—земля).

Область мелкоморья постепенно или резко переходит в континентальный или материковый склон, называемый батиальной областью. Она составляет около 15% площади Мирового океана. Для нее характерен довольно большой (3,7—7,5°) уклон дна в сторону глубоководной области. Рельеф батиальной области крайне неровен и пересекается рядом узких и глубоких (800—1000 м) каньонов, усложнен оплывинами и оползнями. Среди морских отложений в этой области преобладают илы — синие, красные, зеленые, серые, вулканические и известковые, глубоководные глауконитовые пески.

На долю ложа Мирового океана или абиссальной области, вместе с областью глубоких впадин, приходится 77,4% всей площади Мирового океана. Ложе океанов имеет сложную структуру; оно разделено пологими валами на ряд впадин. Глубоководные впадины в основном сосредоточены около островных дуг и вблизи материков. Площадь, занимаемая ими, составляет около 1,2% от площади Мирового океана. Отложения абиссальной области выражены исключительно органогенными и илистыми осадками — красной океанической глиной, представляющей смесь вулканического пепла, космической пыли, кремнистых скелетов, инфузорий. Среди остатков организмов преобладают глобигерины, птероподы, диатомеи, радиолярии.

Геологическая деятельность моря главным образом сводится к разрушению горных пород берегов и дна (абразия), переносу, т. е. транспортировке, получающегося в результате абразии обломочного материала и отложения осадков, из которых впоследствии образуются осадочные горные породы морского происхождения.

Разрушительная деятельность моря. Она известна под названием абразии, что означает в переводе с латинского «ебривание». Абразия особенно ярко проявляется у обрывистых берегов при наличии больших прибрежных глубин. Это обусловлено значительной высотой волн и большой величиной их давления. Так, давление волн Черного моря у молов Сочинского порта достигает 18 т/м2, а волн Северного моря — 15—20 т/м2. Мощным усилителем деятельности морских волн является насыщающий их обломочный материал. Кроме того, при всплесках волн, возникающих при их ударе о скалы, волны насыщаются мириадами пузырьков. В результате этого возникают огромные перепады давлений, в десятки раз повышающие разрушительную деятельность моря. Под действием морских прибоев берег постепенно отодвигается и на месте бывшего крутого берега образуется ровная площадка, называемая волноприбойной, или абразионной террасой. Она располагается на глубине от 0 до 20 м; ширина ее достигает" девяти и более километров при уклоне ее поверхности около 1°.

Если же уровень моря долгое время остается постоянным, крутой берег постепенно отступает, в результате между абразионной террасой и скалистым берегом возникает так называемый валунно-галечный пляж. Берег из абразионного переходит в аккумулятивный с намывом обломочного материала.

Особенно интенсивное разрушение берега моря наблюдается в период наступления, или трансгрессии моря. При отступании, или регрессии моря волноприбойная терраса образует морскую террасу. Террасы такого происхождения имеются по берегам Норвегии и Новой Земли на различной высоте. На берегах, испытывающих быстрые непрерывные поднятия, абразия почти не наблюдается. Также абразия не наблюдается на пологих берегах, так как набегающие волны, вследствие трения о дно, теряют силу и их удары значительно ослабевают.

В ряде случаев разрушению берегов способствуют морские приливы и отливы. Громадную разрушительную работу производят морские течения, например. Гольфстрим, смывающие на своем пути все терригенные мелкоземные отложения со дна мелкоморья и верхних частей материкового

Транспортирующая деятельность моря. Перенос вещества в морских бассейнах осуществляется как в коллоидном и растворенном состоянии, так и в виде механических взвесей илисто-песчаного материала. Более грубый материал в пределах абразионной платформы перемещается волочением по дну.

Различают два типа перемещений рыхлого материала: 1) поперечное — перпендикулярно линии берега и 2) продольное — параллельно береговой полосе.

Поперечное перемещение рыхлого материала имеет место вследствие того, что идущая к берегу морская волна обладает большей энергией, по сравнению с энергией обратного тока воды. В результате этого крупнообломочный материал, принесенный волной к берегу, не возвращается на свое прежнее место. Песчаный же материал может возвратиться в просторы моря, перемещаясь иногда на значительные расстояния. В результате такого процесса происходит естественная сортировка материала: крупнообломочного у берегов и песчаного — вдали от них. Таким путем у берега может накопиться береговой вал, состоящий из нагромождений валунов и гальки. Чем энергичнее волны, тем береговой вал больше.

В случае продольного перемещения обломочного материала большое значение приобретает угол подхода воли к берегу. При этом установлено, что скорость перемещения обломочного материала вдоль берегов будет максимальной при угле между фронтом волны линией берета, близким к 45°.

По наблюдениям В.А. Об ручева и В.П. Зенковича, проводившим исследования соответственно у Крымских и Kaвказских берегов, процесс перемещения обломочного матери ала представляется в следующем виде (рис. 32). Волн; 1—1 набегает на берег под косым углом; в этом же направлении перемещается обломочный материал, но при откатывании волны, под действием силы тяжести обломки скатываются в море перпендикулярно линии берега. Подхваченные очередной волной, они снова перемещаются под углом к берегу, а при ее откатывании — также перпендикулярно к берегу и т. д. В результате многократных накатываний волн происходит зигзагообразное, но в целом поступательное перемещение материала вдоль берега моря. Так, например, на участке Крыма между Алупкой и Феодосией перемещение обломочного материала вдоль берега составляло за сутки:

1) при волнении в 1 балл в среднем на 6 м,

2) при волнении в 4 балла — на 45 м,

3) при волнении в 8 баллов — на 100 м.

Перемещение ветровыми волнами придонного материала наблюдается до глубины 8—10 м, свыше 8—10 м перемещение возможно только при очень сильных бурях. В отличие от этого приливные и отливные волны приводят в движение всю массу воды. Так, например, на дне пролива Ла-Манш с наибольшей глубиной 172 м терригенных осадков не отлагается.

Созидательная деятельность моря. Наряду с разрушительной и транспортирующей деятельностью, море выполняет исключительно большую созидательную работу, которая известна под названием осадконаколления, или седиментации.

Характерно, что в области шельфа обломочный материал откладывается как у самого берега, в волноприбойной полосе, так и вдали от него — на всем пространстве мелкоморья. Обломочный материал, наиболее далеко выброшенный на берег волной, откладывается в виде берегового вала. Валы обычно сложены крупнообломочным материалом, а на пологих берегах — среднеобломочным. Ширина их достигает 10—20 м, высота — 1—5 м, вплоть до 12—15 м на берегах океанов. Нередко на морских побережьях наблюдаются два-три береговых вала, расположенных параллельно друг другу. При косых к берегу волнах обломочный материал, перемещаясь вдоль берега, откладывается у его изломов и выступов в виде мысов и кос. Длина кос достигает местами нескольких десятков километров, например Тандры в Черном море — 90 км.

К терригенным осадкам шельфовой области нередко примешиваются органогенные и химические осадки, образующие иногда обособленные мощные толщи осадочных отложений. Осадки органогенного происхождения шельфовой области бывают чаще представлены коралловыми известняками и известняками-ракушечниками. Как известно, кораллы лучше развиваются на глубине от 20 до 40 м. В образовании органогенных осадков в пределах шельфа принимают также участие и водоросли. Некоторые водоросли поглощают из морской воды известь, которая откладывается в их стеблях, впоследствии из их остатков могут образоваться толщи известняков.

Химические осадки в шельфовой области обычно образуются в местах смешения морских вод с речными, которые выносят в море различные соединения Fe, Mn, Al и др. Некоторое участие в накоплении морских отложений принимает космическая и эоловая пыль, а также продукты вулканических извержений.

Осадки шельфовой области прослеживаются вдоль берега в виде полосы шириной 250—300 км, расширяясь в местах впадения рек в море до 600 км за счет выносимого ими обломочного материала.

В отличие от шельфа осадки батиальной области представлены тонким алеврито-пелитовым материалом — синим, красным, зеленым и другими илами, обогащенными органическими веществами. Синий ил на 97% состоит из глинистых частиц, в случае же уменьшения содержания глинистых частиц, в иле возрастает содержание углекислых солей кальция. В красном иле глинистых частиц меньше, чем в синем. Красный цвет его обусловлен присутствием окиси железа. Как в синем, так и в красном илах встречаются остатки морских организмов во всех стадиях разложения. Зеленый ил и песок покрывают наиболее приподнятые участки батиальной и абиссальной областей в местах, где имеются сильные холодные течения (на глубинах от 180 до 2300 м). Зеленый цвет ила и песка обусловлен присутствием минерала глауконита. Содержание алеврито-глинистых частиц в зеленом иле составляет не более 48%, а извести —60% и более. В этих осадках встречаются также конкреции фосфоритов. Вообще же осадки батиальной области отличаются большой однородностью на больших площадях. Суммарная мощность их составляет сотни и тысячи метров.

Осадки абиссальной области представлены известковыми и кремнистыми ил а ми и красной глубоководной глиной. Илы имеют органогенное происхождение. Среди них выделяются фораминиферовый, птероподовый и глобигериновый, а среди кремнистых — диатомовый и радиоляриевый илы. Характерно, что фораминиферовый, птероподовый и диатомовый илы со значительным количеством терригенного материала занимают большие площади и в пределах батиальной' области, а первый из них в абиссальную зону заходит только небольшими языками.

Красная глубоководная глина занимает громадные площади на глубинах 3500—4000 м ( > 130 млн. км2). Образование ее связано с продуктами разложения силикатов, которые попадают на морское дно в виде вулканической, метеоритной, атмосферной пыли, а также коллоидных растворов, приносимых морскими течениями. Это пластичные и жирные на ощупь глины красного до темно-шоколадного цвета. В составе их преобладают водные силикаты, богатые железом и, кроме того, присутствуют примеси других минералов и остатки кремниевых организмов.

Как мы видим, морские отложения не являются однообразными на больших пространствах. В зависимости от глубин, морских течений, удаленности от берега, солености воды и других причин образуются различные осадки, отличающиеся по литологическому составу и количеству органических примесей. Каждой из рассмотренных выше областей морского дна характерны свои отложения с присущим для них обликом и фацией.

Понятие о фациях и формациях. Под термином «фация» в геологии понимают комплекс осадочных отложений однотипного литологического состава, содержащих одинаковую фауну и флору и образовавшихся в сходных физико-геологических условиях. Основным признаком фации является однородность отложений. «Фация» в геологии — это такая же основная систематическая единица, какой является «вид» в зоологии. Как все животные и растения делятся на виды, так и все осадочные отложения, будь то континентального или морского происхождения, делятся на фации.

Формации — это комплекс горных пород, в том числе и полезных ископаемых, парагенетически связанных между собой, возникающий в определенной структурно-фациальной зоне. Формации представляют собой геологические тела, часто значительной мощности и приурочены к определенным тектоническим формам. Близкое к этому определение формации имеется в «Петрографическом словаре» за 1963 г. Так, под этим термином понимают «естественные сообщества горных пород и других минеральных образований, отдельные члены которых парагенетически связаны друг с другом как в пространственном, так и в возрастном отношениях». Существует много различных формаций, например, спилито-кератофировая, молассовая и другие — в геосинклинальных областях; песчано-глинистая, карбонатная, глауконитово-фосфоритовая и другие — на платформах и т. д.

О богатствах морского дна. Изучением морского дна занимается специальная отрасль геологии — морская геология. В последние годы морская геология добилась больших успехов в изучении тайн океанов. В настоящее время составлены новые, очень интересные карты рельефа дна Тихого, Атлантического и Индийского океанов. Установлено, что на дне океанов выделяются высокие подводные хребты, глубоководные впадины — желоба, своеобразные равнины, холмы, овраги, каньоны и гигантские разломы. Уточнен также состав глубоководных морских отложений, где обнаружены богатые месторождения различных полезных ископаемых; в шельфах найдены месторождения нефти и газа, в районе Аляски — большие залежи золотоносных песков.

Директивами девятого пятилетнего плана на 1971—1975 гг. предусмотрено: «Развернуть поисково-разведочные работы в прибрежных шельфовых зонах морей и океанов с целью выявления перспективных подводных месторождений нефти и газа. Расширить исследования прибрежных россыпных месторождений золота, олова и других рудных полезных ископаемых».

Кроме того, в настоящее время изучается возможность получения из соленой морской воды пресной воды. Уже сейчас посредством опреснения соленой морской воды получают около 100 000 м3 пресной воды в сутки. В будущем дистилляция морской воды должна полностью удовлетворить недостаток в пресной воде.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: