ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОКЕАНОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОКЕАНОВ

И МОРЕЙ И МОРЕЙ

ЛитератураЛитература

Зейболд Е., Бергер В. Дно океана (введение в морскую геологию)/ Пер. с англ. М.,1984.

Кеннет Дж.П. Морская геология. Т. I, II/ Пер. с англ. М., 1987.

Леонтьев О.К. Морская геология. М., 1982. Лисицын А.П. и др. Биогеохимия океана. М., 1983.Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации. М.,

1978. Логвиненко Н.В. Морская геология. М., 1980.Фролов В.Т. Генетическая типизация морских

отложений. М., 1984. Шопф Т. Палеоокеанология. М., 1982.

Вся совокупность водных пространств океанов и морей, занимающих 361 млн. км2, или 70,8% поверхности Земли, называется Мировым океаномМировым океаном или океаносферойокеаносферой.

Мировой океан включает четыре океана: Тихий, Индийский, Атлантический, Северный Ледовитый, все окраинные (Берингово, Охотское, Японское и др.) и внутриконтинентальные моря (Средиземное, Черное, Балтийское и др.).

Тихий океан

Индийский океан

Ат

лантический океан

Особенностью океаносферы является единство и взаимосвязь между отдельными частями - океанами и морями.

Окраинные моря, будучи отделены от океанов только отдельными островами или подводными возвышенностями, характеризуются относительно свободным водообменом с океанами. Внутриконтинентальные моря, окруженные материковой сушей, имеют связь с океанами через относительно узкие проливы, что вызывает изменения в динамике, составе вод и в других показателях.

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОДВОДНОГО РЕЛЬЕФА ПОДВОДНОГО РЕЛЬЕФА

ОКЕАНОВ И МОРЕЙ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ

Выделяются следующие Выделяются следующие планетарные формы рельефа:планетарные формы рельефа:

подводная окраина материков, ложе океана, глубоководные желоба, срединно-океанические хребты.

Гипсографическая кривая (А) и обобщённый профиль дна океана (Б). В верхнем правом углу рисунка дана диаграмма, показывающая соотношение площадей подводной окраины материков (I), переходной зоны (II), ложа океана (III), срединно-океанических хребтов (IV).

А

Б

Материковая отмель

Материковый склонЛоже океана

Гл

уб

оковод

ная

впад

ина

В состав подводной окраины В состав подводной окраины материков входят:материков входят:

шельф, материковый, или континентальный, склонматериковое подножье.

Схема Атлантической подводной окраины Схема Атлантической подводной окраины Северной АмерикиСеверной Америки

шельф; материковый (континентальный) склон, расчлененный каньонами; материковое подножье

ШельфШельф (материковая отмель) (материковая отмель)

представляет собой подводную слегка наклонную равнину.

Со стороны океана шельф ограничивается четко выраженной бровкой, расположенной до глубин 100-130-200 м, но в некоторых случаях погруженной до 300 м и более.

МатериковыйМатериковый,, или или континентальный, континентальный, склонсклон

протягивается от бровки шельфа до глубин 2,0-2,5 км, а местами до 3 км. Уклон его поверхности составляет в среднем 3-5o, но местами достигает 25 и даже 40o и более.

Характер рельефа материкового склона в ряде случаев отличается значительной сложностью. В нем наблюдается ступенчатость профиляступенчатость профиля - чередование уступов с субгоризонтальными ступенями. Второй особенностью материкового склона является система рассекающих его система рассекающих его поперечных подводных каньоновпоперечных подводных каньонов, заложение части которых, возможно, связано с тектоническими движениями или с эрозионной деятельностью мутьевых потоков, некоторые же представляют подводное продолжение речных долин (р. Гудзон, Конго и др.).

ЛожеЛоже Мирового океанаМирового океана

представлено обычно плоскими или холмистыми равнинами, расположенными на глубине 3500-6000 м. Они осложнены мелкими и крупными отдельными возвышенностями и подводными горами до больших вулканических построек типа Гавайских островов.

Схема формирования гайота

В Тихом океане особенно много подводных вулканических гор и, в частности, своеобразных плосковершинных гор различной размерности, называемых гайотамигайотами. Вершины некоторых гайотов достигают в ширину свыше 60 км и в длину 280 км. Большинство исследователей считают, что гайоты представляют собой вулканические горы, которые в прошлом подвергались интенсивной волновой абразии (лат. "абрадо" - брею, соскабливаю), о чем свидетельствует наличие на их срезанных вершинах скатанной волнами крупной гальки и остатков мелководной фауны. Вершины гайотов располагаются сейчас на глубинах 1000-2000 м, что, по-видимому, связано с тектоническим опусканием океанического дна.

Глубоководные желобаГлубоководные желоба

особенно широко развиты в Тихом океане. В его западной части они образуют почти непрерывную цепь, протягивающуюся вдоль островных дуг от Алеутских, Курило-Камчатских до Новой Зеландии и разветвляющуюся в пределах Филиппинско-Марианского расширения. Вдоль восточного побережья располагаются Перуанско-Чилийский и Центрально-Американский глубоководные желоба, сопряженные с Андским поясом молодых кайнозойских горных сооружений. В Индийском океане желоба приурочены главным образом к морям островного Индонезийского архипелага, в Атлантическом - к островным дугам, окаймляющим Карибское море. Глубина желобов от 7000 до 11 000 м. Наибольшая глубина у Марианского желоба - 11 034 м.

Глубоководный желоб Тонга в южной части Тихого океана близ Новой Зеландии. Глубина желоба превосходит высоту Эвереста более, чем на 2000 м.

Срединно-океанические хребтыСрединно-океанические хребты

образуют единую глобальную систему общей протяженностью свыше 60 000 км60 000 км. Срединно-океанские хребты отличаются интенсивной сейсмичностью, высоким тепловым потоком и вулканизмом.

Мировая система срединно-океанических хребтов

Вдоль осевой части Срединно-Атлантического и Индийского хребтов протягивается крупная депрессия - долинообразное понижение, ограниченное глубинными разломами и названное рифтовой долинойрифтовой долиной или рифтом рифтом (англ. "рифт" - расселина, ущелье). Дно рифтов опущено до глубин 3,5-4,0 км, а окаймляющие хребты находятся на глубинах 1,5-2,0 км.

РифтоваяРифтоваядолинадолина

Срединно-Атлантический океанический хребет. Срединно-Атлантический океанический хребет. ИсландияИсландия

Блок-диаграмма строения фрагмента внутриокеанского спредингового пояса

1 — астеносфера, 2–7 — разновозрастные комплексы ультраосновных и основных пород океанской коры: 2 — ультраосновные породы, образовавшиеся из нижней части магматического очага („кумулятивный комплекс“), 3 — существенно основные породы (габброиды), образовавшиеся из верхней части магматического очага, 4 — комплекс параллельных базальтовых даек, 5 — комплекс базальтовых лав, частично пронизанных дайками, 6 — возрастные генерации океанской коры, соответствующие разным стадиям спрединга, 7 — ограниченное сбросами дно осевой рифтовой долины, сложенное базальтовыми лавами с подводными вулканическими аппаратами, 8 — близповерхностный магматический очаг с расплавом основного состава в верхней части и ультраосновного в нижней; 9 — конвективные течения магмы в очаге; 10 — толща океанских осадков; 11 — разновозрастные стратиграфические комплексы океанских осадков; 12 — направления, по которым происходит расширение океанской коры на флангах спредингового пояса

Среди окраинных и внутриконтинентальных морей выделяют плоские моря, глубины которых близки к глубинам шельфа. Их называют эпиконтинентальнымиэпиконтинентальными. К ним относятся Баренцево, Карское, Северное, Балтийское и другие моря, представляющие собой опущенные под воду участки суши. Другим типом являются котловинные окраинныекотловинные окраинные и внутриконтинентальные морявнутриконтинентальные моря (Охотское, Японское, Черное, Средиземное и др.), приуроченные к тектонически активным зонам. В них развиты шельф, континентальный склон и, главное, глубокие котловины-впадины (от 2000 до 4000-4500 м).

Структурно-геоморфологическая схема дна Мирового океанаСтруктурно-геоморфологическая схема дна Мирового океана

1) шельф; 2) материковый склон и материковое подножие; 3) котловины морей переходной зоны; 4) островные дуги; 5) желоба; 6) котловины ложа океана; 7) горные хребты ложа океана; 8) поднятия ложа океана; 9) срединно-океанические хребты; 10) зоны океанических разломов.

ХИМИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОД ОКЕАНОВ И МОРЕЙ ВОД ОКЕАНОВ И МОРЕЙ

Общая соленость и солевой состав вод Общая соленость и солевой состав вод

В морской воде содержится большое количество растворенных веществ, суммарное содержание которых определяет соленостьсоленость морской воды, выражаемую обычно в промилляхпромиллях (в тысячных долях весовых единиц) - SS.

За среднюю соленость вод океана принимается величина около 3535‰‰ или 3,5 % (35 г/л). Существенные отклонения от указанной величины связаны с климатической зональностью - степенью испарения или количеством пресной воды, приносимой реками. Крайние значения солености океанической воды составляют от 32от 32 додо 3737‰‰.. Обычно же она колеблется от 34 до 35от 34 до 35‰‰.

В широких пределах меняется соленость внутриконтинентальных морей: в Средиземном море она составляет 35-39‰. в Красном море увеличивается до 41-43‰, а в морях гумидных областей она значительно меньше средней величины: в Черном море - 18-22 , в Каспийском - 12-15, в Азовском - 12‰.

В водах океанов и морей присутствуют почти все химические элементы периодической системы, но лишь немногие из них определяют солевой состав.

Ионный состав морской воды при S=35Ионный состав морской воды при S=35‰‰  (по: «Морская вода», 1979)  (по: «Морская вода», 1979)

Катионы Катионы Анионы Анионы

Кол-во, г/кгКол-во, г/кг ЭквивалентЭквивалент Кол-во, г/кгКол-во, г/кг ЭквивалентЭквивалент

NaNa++ 10,7596 38,64 Cl Cl -- 19,3529 45,06

МgМg2+2+ 1,2965 8,81 SOSO442-2- 2,7124 4,66

СаСа2+2+ 0,4119 1,69 HCOHCO-3-3 0,1412 0,20

КК++ 0,3991 0,84 Br Br -- 0,0674 0,07

SrSr2+2+ 0,0078 0,01

В океанской воде преобладают хлоридыхлориды и, в первую очередь, NaClNaCl (около 78 %), затем MgClMgCl22 (>9 %), KCl KCl (около 2 %), на втором месте сульфатысульфаты - MgSOMgSO44 (свыше 6,5 %), CaSOCaSO44 (около 3,5 %), а на гидрокарбонаты и другие соединения падает менее 1%.

Газовый режим, температура водыГазовый режим, температура воды

В водах Мирового океана растворены различные газы. Самыми распространенными из них являются кислородкислород (O2) и углекислый газуглекислый газ (СО2).

КислородКислород поступает в воду из атмосферы и образуется в процессе фотосинтеза зеленых растений. Немаловажное значение имеет также глобальная океаническая циркуляция, благодаря которой из высоких широт к экватору в придонном слое поступают массы холодной воды, богатой кислородом.

Углекислый газУглекислый газ находится в морской воде частью в растворенном, свободном состоянии, частью в химически связанной форме бикарбонатов Са(НСОз)2 или карбонатов (СаСОз). Растворимость CO2 в морской воде возрастает с понижением температуры. Поэтому холодные воды Арктики и вообще высоких широт содержат больше углекислого газа, чем воды низких широт. Значительное содержание CO2 отмечается в придонных холодных водах на глубинах ниже 4000-5000 м, что сказывается на растворении известковых раковин.

Углекислый газ поступает из атмосферы, выделяется при дыхании растениями, при разложении органических веществ и поставляется при извержении вулканов и поствулканических процессах.

В некоторых морских бассейнах наблюдается аномальный газовый режиманомальный газовый режим. Классическим примером является Черное море, где, по данным Н. М. Страхова, на глубинах 150-170 м вода значительно обеднена кислородом и ниже появляется сероводород, количественное содержание которого значительно увеличивается в придонной части.

Температура поверхностных вод океанаТемпература поверхностных вод океана

Температура поверхностных вод тесно связана с климатической зональностью. Среднегодовая температура в высоких широтах изменяется от 0 до -1,8-2,0ºС и достигает максимального значения порядка 25-28ºС (31ºС) близ термического экватора.

В то же время температура воды изменяется с глубиной, достигая в придонных частях 2-3 ºС, а в полярных областях опускается даже до отрицательных значений порядка -1- -2 ºС.

Давление и плотностьДавление и плотность

Гидростатическое давлениедавление в океанах и морях соответствует весу толщи воды. Наибольшей величины оно достигает в глубоководных желобах и в котловинах ложа Мирового океана. ПлотностьПлотность морской воды в среднем составляет примерно 1,025г/см3 , в холодных полярных водах она увеличивается до 1,028, а в теплых тропических уменьшается до 1,022 г/см3 . Такие колебания обусловлены изменением солености, температуры и давления.

ОРГАНИЧЕСКИЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР ОКЕАНОВ И МИР ОКЕАНОВ И

МОРЕЙ МОРЕЙ

Развитие органического мира тесно связано с указанными выше планетарными формами рельефа дна Мирового океана, где выделяются зоны, каждая из которых характеризуется определенной фауной и флорой и особенностями осадконакопления.

К ним относятся зоны:

1) прибрежнаяприбрежная, или литоральнаялиторальная (лат. "литорализ" - берег) (приливно-отливная), подверженная сильному воздействию волн. Здесь трудные условия для развития жизни. Встречаются организмы камнеточцы, крепко прикрепленные ко дну,

2) сублиторальнаясублиторальная, или неритоваянеритовая (по названию встречаемого здесь моллюска Nerita), соответствующая области шельфа, где создаются благоприятные условия для развития большого числа разнообразных видов морских организмов;

3) батиальнаябатиальная (греч. "батис" - глубокий), отвечающая континентальному склону и его подножью. В соответствии с увеличением глубины и отсутствием света существенно изменяются условия для жизни на дне, поэтому в осадках здесь присутствуют главным образом раковины отмерших организмов, живущих в поверхностной части вод океанов;

4) абиссальнаяабиссальная (греч. "абисос" - бездонный, глубокий), соответствующая ложу Мирового океана, и субабиссальнаясубабиссальная - глубоководным желобам. На этих глубинах вследствие низкой придонной температуры нет условий для развития растительности и, возможно, там существуют лишь высокоспециализированные организмы, не требующие растительной пищи.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ОКЕАНА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ОКЕАНА

Колония вестиментифер-рифтий (Riftia pachyptila); на трубках комменсальные

полихеты полиноиды (Гуаймас, 2000 м).

Исключение составляют районы выходов на дне термальных вод. Примером тому является богатый мир животных (гигантские двустворчатые моллюски, крабы, актинии, губки и др.), обнаруженных на глубине 2,5 км в зоне рифтов Восточно-Тихоокеанского поднятия, где выходят горячие источники и целые гидротермальные полягидротермальные поля, вокруг них и развивается жизнь.

Изящный высокотемпературный черный курильщик (21° с.ш., Восточно-Тихоокеанское поднятие).

По условиям обитания и образу жизни морские По условиям обитания и образу жизни морские организмы подразделяются на три основных организмы подразделяются на три основных

группы:группы:

планктон, нектон,бентос.

Из них наибольшее значение в осадкообразовании имеют планктон и бентос.

Обычные представители летнего черноморского планктона: гидроидная медуза, веслоногие рачки; крупные одноклеточные водоросли динофлагелляты, динофитовые водоросли.

Планктонные организмыПланктонные организмы (греч. "планктон" - блуждающие) обитают в поверхностном слое воды в пелагической зоне на глубинах 100-200 м. Они не имеют способов передвижения и держатся в воде во взвешенном состоянии.

Ceratium tripos - одна из самых крупных динофлагеллят

Среди них выделяются:Среди них выделяются: 1) фитопланктонфитопланктон (греч.

"фитос" - растения) - растительные организмы, к которым принадлежат диатомовые водорослидиатомовые водоросли с кремнистым панцирем, особенно интенсивно развивающиеся в холодных водах высоких широт, а также микроскопические одноклеточные известковые водоросли - кокколитофоридыкокколитофориды (наннопланктон - от греч. "наннос" - карлик), живущие в теплых водах;

Колония диатомей,Achnanthes brevipes

Кокколитина сиракосфера Syracosphaera sp

Фораминиферы 2) зоопланктонзоопланктон (греч. "зоон" - животное), к которому относятся простейшие одноклеточные организмы, представленные фораминиферамифораминиферами с известковой раковиной, наиболее широко распространенными в пределах от 55º с.ш. до 55º ю.ш., и радиоляриямирадиоляриями с кремнистой раковиной, массовое развитие которых наблюдается в приэкваториальной зоне. К зоопланктону относятся также птероподыптероподы (морские бабочки) с известковой раковиной.

Радиолярии

Птеропод Clio pyramidata, фото: www.eurekalert.org

Рыба-шар Нектонные организмыНектонные организмы (греч. "нектон" - плавающие) объединяют большую группу свободно плавающих животных - рыб, головоногих моллюсков, морских млекопитающих и др.

Осьминог

Киты-касатки

Морской еж

Бентосные организмыБентосные организмы (греч. "бентос" - глубина) по условиям передвижения подразделяются на две группы:

1)1) бентос подвижныйбентос подвижный - моллюски, морские ежи, морские звезды, черви и др., развит на небольших глубинах дна сублиторальной зоны;

2)2) бентос прикрепленныйбентос прикрепленный - неподвижный, имеющий большое значение в формировании специфических осадков.

Морские звезды

Кораллы

Зеленая известковая водоросль

Особо важную роль играют колониальные кораллы, известковые водоросли, мшанки и др., т.е. образующие сообщество, называемое биоценозомбиоценозом. Наибольшее развитие они имеют в области шельфа на глубинах от первых метров до 50-80 м.

Мшанки

Помимо описанных морских организмов, следует указать на большое значение бактерийбактерий, играющих огромную роль в формировании физико-химических условий водной среды морей и океанов и создании новых соединений, выступающих как определенные катализаторы реакций, особенно в процессе перерождения осадка в осадочные горные породы.