Донные отложения

В морской воде находится много примесей: растворенных веществ, коллоидов, взвесей, живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Эти примеси в океане, как в гигантском отстойнике, постепенно осаждаются на дно и формируют донные отложения, или донные осадки. Самый верхний слой этих осадков образует грунт дна, поверхностный слой литосферы под океаном.

В соответствии с характером исходного материала, из которого образуются донные отложения, они подразделяются на два основных типа: терригенные и органогенные, или биогенные. Такое деление в большой степени условно, так как в природе отложения обоих типов не локализованы строго, и отнесение грунта к одному или другому типу определяется степенью преобладания органогенных или терригенных осадков.

К терригенным отложениям относятся продукты размыва суши — взвешенные наносы, выносимые реками, а также продукты разрушения берегов океана (абразии). Эти отложения занимают ближайшие к суше пространства дна — приблизительно одну четверть всей площади дна океанов.

Основная масса терригенных отложений в Мировом океане представлена илами. На дне океана формируются илы особого химического состава и цвета. Так, в высоких широтах встречается голубой ил, в Тихом и Индийском океанах — синий, у берегов Южной Америки — красный (определяется цветом выносимых реками наносов), в Черном море — черный (влияние содержащегося на глубинах H₂S), в других районах океана — серый, белый, коричневый ил. Часто и название илу на океанском дне дают по его цвету.

Органогенные отложения формируются из остатков отмерших (в основном планктонных) организмов, живущих в воде, — скелетов, раковин и др.

В состав донных отложений входят также (в небольших количествах) эоловые (приносимые ветрами с суши), пирокластыческие (вулканогенные), хемогенные (осаждение солей из морской воды) и космические материалы, попадающие в океан из космического пространства в виде пыли и магнитных шариков.

Ежегодно реки приносят в Мировой океан около 16 млрд т наносов; ветры и вулканы — по 2 млрд т, абразия берегов и айсберги — по 1 млрд т, космический материал составляет всего 10 млн т в год. Всего же, если учесть еще и сток растворенных веществ, а также жизнедеятельность морских организмов, в донные отложения Мирового океана ежегодно поступает около 25 млрд т разных осадков. Скорость осадкообразования в океанах очень мала, она измеряется миллиметрами за 1000 лет и весьма разнообразна: для красной глины — менее 1 мм/1000 лет, органогенного ила — до 60 мм/1000 лет. Скорость накопления осадков в морях на один-два порядка выше, чем в океанах.

Поступая в океаны и моря, терригенные наносы движениями воды сортируются по крупности. Вблизи берега отлагаются наиболее крупные фракции (валуны, галька, гравий, песок). Более мелкие фракции — ил (алеврит) и глина (пелит) — течениями могут быть вынесены на большие глубины.

Органогенные отложения на дне океана представлены остатками различных организмов. Наиболее широко распространены известковые и кремниевые отложения. Первые представлены двумя разновидностями: глобигериновыми (покрывают около 3% ложа Мирового океана) и птероподовыми илами, вторые — диатомовыми илами, свойственными умеренным и полярным широтам, и радиоляриевыми, приуроченными к экваториальным широтам.

Вулканогенные отложения связаны с извержениями вулканов и поступлением в океан лавы, пепла, вулканической пыли как из вулканов на дне океана, так и из вулканов на суше.

Хемогенные отложения на дне океана — это результат химических или биохимических процессов на дне и в придонных водах океана. Среди таких отложений — железомарганцевые конкреции; биохимические процессы, участвующие в их образовании, еще недостаточно изучены. Железомарганцевые конкреции представляют большой экономический интерес как концентраты полиметаллической руды. Уже разработана технология их добычи. На дне океана встречаются и фосфоритные конкреции.

В некоторых районах в прибрежных пляжевых песках формируются россыпи тяжелых минералов. В небольших прибрежных морских районах в условиях засушливого климата иногда выпадают самосадочные соли, например глауберова и поваренная.

Космогенные отложения на дне океана представлены в основном космической пылью, «космическими шариками», метеоритами.

Разные по происхождению отложения на дне океана формируются одновременно, поэтому они имеют сложный состав. Примером морских отложений смешанного состава является так называемая глубоководная красная глина, состоящая из частиц вулканического и космического происхождения, а также из алюмосиликатов органического происхождения и занимающая более 25% площади ложа океана.

Изучение донных грунтов необходимо для решения многих как научных, так и прикладных вопросов. Для морской биологии донные грунты — это биотоп, место обитания донных организмов (бентоса). Для морской и не только морской геологии — это первая фаза образования горных пород (процессы диагенеза), а также геологическая хронология, изучаемая по стратификации донных отложений. Тесно связано с характером грунта геоморфологическое строение морского дна. Огромное значение имеет изучение грунта для морского и промыслового флота (в связи с тралением по дну, с постановкой судна на якорь, с возможностью его посадки на грунт и т.д.), для добычи полезных ископаемых со дна океана, прокладки газо- и нефтепроводов по морскому дну.