Глибоководні опади
Типи океанічних опадів
На малюнку 5.12 в узагальненому вигляді представлені основні джерела опадів та способи їх перенесення та відкладення. Головним джерелом матеріалу служать мінеральні продукти ерозії ядра континентів або древніх осадових порід, попелові уламки, що вивергалися з вулканів, та гарячі розчини гідротермальних джерел, розвинених уздовж підводних хребтів. Вони проходять через морську воду або у зваженому, або у розчиненому стані.
Малюнок 5.12. Типи та способи відкладення опадів.
Опади, що утворюються із зважених частинок. Весь матеріал, що відклався на континентальних околицях, явно переносився у вигляді твердої фази, але літогенний матеріал ми знаходимо і на абісальних рівнинах, далеко від будь-яких місць, де можливе відкладення опадів турбідними потоками. Це відкладення "червоних" глин, які вперше були виявлені у зразках, отриманих з великої глибини під час експедиції корабля "Челленджер". Вчені досі не дійшли єдиної думки про те, як цей матеріал накопичується в глибокій частині басейнів, але значна його частка надходить з континентів у вигляді пилу, який переноситься вітром далеко в море.
Картина розподілу червоних глин (малюнок 5.11) має дві характерні риси: 1) ці глини зустрічаються в помірних широтах, що, можливо, пов'язано з зонами переважання західних вітрів, і 2) у Тихому океані вони покривають центральні частини головних кругових течій, де потужність опадів невелика. Швидкість відкладення червоних глин, як видно з таблиці 5.1, нижча за інші типи опадів.
Ще один процес, який виносить теригенний матеріал у морі, - це перенесення гірських порід або інших уламків айсбергами. Айсберги є шматками материкових льодовиків, що відірвалися.після того, як материковий льодовик сповз із берега. На моєму столі лежить зразок породи, який я взяв з Льодового острова Т-3, коли він дрейфував за 300 км від Північного полюса, тобто в центрі Північного Льодовитого океану.
Таблиця 5.1. Швидкість накопичення сучасних опадів на океанічному дні
Опади, що випали з розчину під впливом рослинних та тваринних організмів. Те, що переважна більшість глибоководних відкладень має біогенне походження, було встановлено незабаром після аналізу зразків, отриманих експедицією «Челленджера». У скелетній речовині морських рослин і тварин утворюються три тверді компоненти осадових відкладень: карбонат кальцію у формі кальциту або арагоніту, аморфний або опаловий, кремнезем і фосфат кальцію, наприклад апатит.
1.Кальцит. Організми, що сприяють осадженню кальциту, - це молюски, деякі водорості, губки та голкошкірі, наприклад морські зірки, але найбільше кальциту, безперечно, накопичують члени групи форамініфер. Це дрібні зоопланктони організми пелагічної провінції. У тепліших водах переважають рослиноїдні (фактично всеїдні) форми; на схемі їх поширення (рисунок 5.11) чітко видно приуроченість цих організмів до помірних та тропічних широт. (Схематичне зображення одного з видів форамініферу див. на малюнку 15.6). Деякі сімейства рослин також пов'язують кальцит; кококолітофори (див. малюнок 15.5) сприяли осадженню достатньої кількості кальциту для формування знаменитих Крейдових скелей Дувру в Англії.
У розподілі вапняних опадів є й інша характерна риса. Ці опади займають більш мілководні частини басейнів, особливо області на хребтах. Деякі геологи описують вапняні мули як «сніг,що покриває гори глибокого океану». Швидкість їх накопичення (наприклад, 35-60 мм за тисячу років - таблиця 5.1) набагато перевищує швидкість накопичення опадів будь-якого іншого типу у відкритому океані, тому вони є домінуючими.
Однак, якщо вапняний матеріал відкладається так швидко, чому він не переважає на всьому океанічному дні? Насамперед тому, що на великих глибинах кальцит розчиняється і, отже, не накопичується в осаді. Питання, пов'язані з розчиненням кальциту на глибині, займають геохіміки протягом цілого століття; відповіді на них досі шукають, і нові дані лише ускладнюють проблему. Основна причина, чому абісальні води розчиняють так багато падаючих на дно раковин, полягає в тому, що живі організми в поверхневих водах поглинають кальцит із верхніх шарів води набагато швидше, ніж річковий стік може його заповнити. В результаті верхні шари води виявляються сильно недосиченими, а потім, коли океанські води перемішуються, недосичені води врешті-решт приходять у зіткнення з кальцитом, що накопичився на глибині, і розчиняють його.
2. Кремнезем. Кремнеземний цикл відрізняється від кальцитового. В евфотичній зоні силікат легко засвоюється рослинами, зокрема діатомовими водоростями, і найпростішими тваринами, які називаються радіоляріями (див., наприклад, рисунок 15.6). На глибині кремнезем розчиняється не так швидко та легко, як кальцит. В результаті ми часто знаходимо відкладення крем'янистих мулів навіть на великих глибинах. Існує чітка кореляція між зонами дуже високої продуктивності рослин та зонами розвитку крем'янистих опадів. Донні опади в області апвелінгу повинні містити безліч залишків панцирів діатомових водоростей, які ми зустрічаємо, наприклад, у Південному океані(Рисунок 5.11).
Там, де стародавні відкладення крем'янистої речовини виявилися підняті вище за рівень моря, їх добувають з промисловими цілями. Матеріал, що називається «діатомовою землею», або діатомітом (за діатомовими водоростями), знаходить безліч застосувань. Оскільки панцирі діатомей дуже дрібні та однакові за розміром, діатомова земля служить, наприклад, чудовим фільтром для міських систем водопостачання. Можливо, саме чудове застосування цього матеріалу знайшов Альфред Нобель, який поєднав діатоміт з нітрогліцерином і отримав вибухову речовину, що недетонує, названа динамітом.
3. Фосфат кальцію. До відкладень фосфату кальцію відносяться такі предмети, як риб'ячі зуби та слухові кісточки китів. Хоча ці предмети становлять лише незначну частину обсягу морських опадів, вони, мабуть, відіграють корисну роль, служачи центрами, навколо яких розчину морської води осаджуються інші речовини.