БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ОК) Страница 4

  Поступление эндогенного вещества на дно О. не ограничивается районами надводных вулканов. Оно отмечается близ срединных хребтов и крупных разломов. К ним приурочено образование металлоносных, а в некоторых случаях — рудоносных (Красное море) пластов с высокой концентрацией Fe (до 20—40%), Mn, Co, Ni, Pb, Zn, Ag, Se, Hg и др. элементов. Другой тип океанического рудообразования связан с осадочными процессами, ведущими к накоплению железомарганцевых конкреций. Они приурочены к поверхностному слою осадков, но иногда обнаруживаются и в глубоких горизонтах осадочной толщи.

  Для океанических осадков, в отличие от морских отложений, характерна малая скорость накопления. Она не превышает 1 мм в 1000 лет для красных глубоководных глин, а для известковых и диатомовых осадков колеблется от 1 до 30 мм в 1000 лет. Максимальная скорость отмечается у основания материкового склона в зоне накопления терригенных осадков (часто более 100 мм в 1000 лет).

  Основная масса материала океанических осадков поступает с материков в виде взвесей и в растворённой форме. Количественное распределение осадочного материала и типы осадков связаны с климатической, вертикальной, горизонтальной и циркумконтинентальной зональностью, а также с тектоническим режимом. Климатическая зональность и тектонический режим определяют массу и состав терригенного и биогенного материала; вертикальная зональность — растворение карбонатов с глубиной и погрубение материала на поднятиях; циркумконтинентальная зональность — образование ареалов терригенных осадков близ материков.

  Отложения, близкие к океаническим осадкам, предполагаются в составе геосинклинальных толщ древних складчатых систем материков. Их образование вероятно в геологических формациях ранних стадий развития краевых геосинклиналей (например, францисканская формация на Тихоокеанском побережье США), а также на океанических островах (Тимор, Барбадос и др.)

  Происхождение и геологическая история. Согласно современным представлениям, воды О. — продукт дифференциации вещества мантии Земли. Имеются различные гипотезы о происхождении впадин О. и направленности их эволюции. По одной из них, впадины О. — более древние образования, чем материки; развитие земной коры и рельефа Земли идёт по пути постепенного сокращения О. и наращивания материков, переработки океанической коры в материковую в пределах геосинклинальных поясов (гипотеза «континентализации»). Согласно противоположной точке зрения, впадины О. — сравнительно молодые образования, возникшие благодаря процессам преобразования материковой коры в океаническую (гипотеза «океанизации»). В 60-х гг. 20 в. приобрела большое число сторонников третья гипотеза — разрастания океанического дна, или гипотеза «тектоники плит». Согласно этой гипотезе, вся земная кора состоит из ограниченного числа подвижных плит, границами которых служат срединные хребты и глубоководные желоба. В рифтовых зонах срединных хребтов происходит подъём глубинного вещества, которое затем растекается в обе стороны и, постепенно остывая и уплотняясь, снова погружается в зонах глубоководных желобов. Предполагается, что этот процесс протекает с середины мезозоя и постепенно ведёт ко всё большему раздвижению противоположных бортов О. Ряд фактов подтверждает эту гипотезу, однако она ещё мало увязывается с огромным материалом, накопленным в ходе изучения геологии суши.

  О. в виде современных глубоководных бассейнов существуют, по крайней мере, с юрского периода, т.к. более древние породы на дне О. пока не обнаружены. В течение мела и кайнозоя происходило дальнейшее их углубление и развитие абиссального осадкообразования. Несомненным является недавнее наращивание окраин материков за счёт замыкания окраинных геосинклинальных бассейнов. Огромные мощности осадков в котловинах геосинклинальных морей свидетельствуют о древности О. При образовании крупных форм рельефа дна О. существ. роль играли вертикальные и горизонтальные движения земной коры (см. Земля).

  III. Геохимия вод

  Океаническая вода представляет собой раствор солей со средней концентрацией около 35 г/л. Всего в О. содержится 5·1022 г растворённых солей. В их составе преобладают ионы Na+, Mg2+, K+, Ca2+, Cl– и , составляющие 99% от суммы солей. Мн. другие элементы содержатся в миллионных и миллиардных долях (таблица 2).

Табл. 2. — Среднее содержание химических элементов в морской воде*

Элемент % Элемент % H 10,7 Y 3·10–8 He 5·10–10 Zr 5·10–9 Li 1,5·10–5 Nb 1·10–9 Be 6·10–11 Mo 1·10–6 B 4,6·10–4 Ag 3·10–3 C 2,8·10–3 Cd 1·10–8 N 5·10–5 In 1·10–9 О 85,8 Sn 3·10–7 F 1,3·10–4 Sb 5·10–8 Ne 1·10–8 I 6·10–6 Na 1,035 Cs 3,7·10–8 Mg 0,1297 Ba 2·10–6 Al 1·10–6 La 2,9·10–10 Si 3·10–4 Ce 1,3·10–10 P 7·10–6 Pr 6·10–11 S 0,089 Nd 2,3·10–11 Cl 1,93 Sm 4,2·10–11 K 0,038 Eu 1,1·10–10 Ca 0,04 Gd 6·10–11 Sc 4·10–9 Dy 7,3·10–11 Ti 1·10–7 Ho 2,2·10–11 V 3·10–7 Er 6·10–11 Cr 2·10–9 Fm 1·10–11 Mn 2·10–7 Yb 5·10–11 Fe 1·10–6 Lu 1·10–11 Co 5·10–8 W 1·10–8 Ni 2·10–7 Au 4·10–10 Cu 3·10–7 Hg 3·10–9 Zn 1·10–6 Tl 1·10–9 Ga 3·10–9 Pb 3·10–9 Ge 6·10–9 Bi 2·10–8 As 1·10–7 Ra 1·10–14 Se 1·10–8 Ac 2·10–20 Br 6,6·10–3 Th 1·10–9 Kr 3·10–8 Pa 5·10–15 Rb 2·10–5 U 3·10–7 Sr 8·10–4

* Солёность S=35,00 ‰' (г/кг), хлорность Cl = 19,375 ‰'.

  Состав солевой массы О. регулируется растворимостью, сносом осадков с материков, процессами обмена с атмосферой и осадками дна (в основном карбонатными и силикатными равновесиями), а также жизнедеятельностью морских организмов. Одна группа ионов (Na+, Mg2+, Li+, CI–, SO42– и др.) не образует в существенных количествах нерастворимых соединений и накапливается в океанских водах в значительно более высокой степени, чем в речных. Вторая группа ионов сравнительно быстро осаждается в виде труднорастворимых соединений. Так, в тропических морях сильно нагретые поверхностные слои воды оказываются пересыщенными СаСО3, который осаждается на дно как химическим, так и биогенным путём. Также может осаждаться Ва в виде труднорастворимой соли BaSO4. Ионы некоторых металлов — Ti, Mn, Zr и др. в результате гидролиза коагулируют и осаждаются в форме гидроокислов. Целый ряд микроэлементов морской воды — Cu, Pb, Мо, Hg, Zn, U, Ag, редкие земли и др. осаждается путём адсорбции различными природными сорбентами — органическим веществом, гидроокислами железа и марганца, фосфатами кальция, силикатами. Вследствие этого концентрации тяжёлых металлов в воде О. значительно ниже, чем это следует из растворимости их соединений. В целом О. — динамическая система, в которой количество поступающих веществ (речной сток, атмосферная пыль, продукты вулканизма) приблизительно равно количеству убывающих из неё (осаждение, вынос в атмосферу). Стационарное состояние О. определяется отношением массы каждого компонента, находящегося в данный момент в О., к его массе, прошедшей через О. Величина этого отношения зависит от среднего времени пребывания элемента в О. Для большинства элементов (кроме Na и Cl) оно мало по сравнению с длительностью существования О.

  В воде О. растворены также различные газы, поступающие из атмосферы и формирующиеся в самой водной толще. Наибольшее значение имеет O2 и CO2, определяющие жизнедеятельность в О. Содержится также ряд инертных (не принимающих участие в химических реакциях) газов — N2, Аг, Kr, Хе; их растворимость находится в обратной зависимости от атомной массы. Содержание O2 достигает максимума (7—8 мл/л) в поверхностных слоях воды (до глубины 100—150 м) и падает до 3,0—0,5 мл/л с увеличением глубины (слой кислородного минимума), а в некоторых районах — до нуля. Максимальное содержание CO2, напротив, приурочено к глубинным слоям воды. Растворимость углекислоты возрастает в холодных водах и уменьшается при нагревании. В связи с этим в зимние месяцы часть CO2 переходит из атмосферы в океаническую воду, а летом — обратно. CO2 принимает участие в химических реакциях, в частности регулирует карбонатное равновесие. Воды, обогащенные CO2, агрессивны по отношению к СаСО3; удаление CO2 из воды при её нагревании способствует осаждению карбонатов. Велика роль CO2 в фотосинтезе, в процессе которого образуется органическое вещество. В результате фотосинтеза в О. ежегодно образуется около 1017 г биомассы фитопланктона.