Sedimentele marine sunt formațiuni sedimentare de pe fundul mărilor și oceanelor geologice moderne și antice. Ponderea lor în masa totală a sferei statice (înveliș sedimentar) a Pământului este de 75-90%. În geologie, mările sunt numite soluri marine . [unu]
Compoziția sedimentelor marine conține: particule clastice de rocă transportate de râuri; sedimente izolate din apa de mare de către organisme (substanțe biogene): cochilii microscopice calcaroase sau silicioase de zooplancton , moluște, părți scheletice ale altor vieți marine; sedimente organice de plante și produse de descompunere a țesuturilor moi animale; substanțe chimice precipitate din apa de mare sub formă de cristale și cheaguri coloidale, împreună cu elementele absorbite de acestea; urme de praf de meteorit, cenușă vulcanică etc.
Pe baza compoziției sedimentelor, acestea sunt împărțite în nămoluri argiloase, nămoluri calcaro-argilacee, nămoluri silicio-argilacee și nămoluri vulcanice. [unu]
Compoziția sedimentelor marine este controlată de trei factori principali. Primul factor este îndepărtarea față de principalele mase de uscat, care afectează cantitatea de rocă continentală transportată în mare. Al doilea factor este adâncimea apei, care afectează conservarea particulelor biogene silicioase și calcaroase, pe măsură ce acestea se depun pe fund. Factorul final este fertilitatea mării, care afectează cantitatea de particule biogene produse în apele de suprafață. [2] [3]
Depozitele de coastă, numite și terigene, deoarece includ în principal fragmente de roci de coastă, mărginesc continentele și insulele cu o fâșie de aproximativ 250 km lățime și acoperă fundul tuturor mărilor interioare și marginale. Odată cu distanța față de coastă, dimensiunea granulelor sedimentelor de coastă scade treptat: mai aproape de coastă , se depun pietricele și bolovani , apoi pietriș , nisip , nisip mâlos și în final mâl și, prin urmare, în funcție de natura precipitațiilor, sedimentele de coastă pot. să fie ușor împărțit în două zone - cea mai apropiată de coastă, nisipoasă, constând din bolovani, pietriș și nisip și o zonă mai îndepărtată de mâl continental.
Compoziția petrografică a sedimentelor zonei nisipoase este foarte diversă, iar cea mai mare diversitate se găsește în fâșia îngustă de pietricele cea mai apropiată de coastă. Pietricelele și bolovanii sunt depuse în apropierea țărmurilor abrupte, stâncoase și, în funcție de natura stâncilor de coastă, constau uneori din roci cristaline, alteori din calcare , apoi (în apropierea recifelor de corali ) din fragmente de calcar de corali modern, apoi (în apropierea insulelor vulcanice ) de la bombe vulcanice , pietre , lapilli , etc. Compoziția nisipului format în timpul distrugerii pietricelelor și bolovanilor din stâncile de coastă libere, sau transportate în mare de râuri, este mai uniformă. Nisipul este destul de curat, cuarț , uneori mâlos din cauza amestecului de argilă , în vecinătatea malurilor de scoici conține un amestec de boabe calcaroase rezultate din măcinarea scoicilor, în recifele de corali are o compoziție preponderent calcaroasă, iar la vulcanică. insule este alcătuită din produse vulcanice în vrac. Lățimea zonei de nisip depinde de abruptul pantei fundului mării sau oceanului, adică cu cât panta este mai abruptă, cu atât zona de nisip este mai îngustă și invers. Sunt necesare suficiente vibrații ale apei pentru a muta boabele de nisip de-a lungul fundului mării, iar acțiunea valurilor nu se simte deloc la o adâncime mai mare de 200 de metri, motiv pentru care sedimentele zonei nisipoase nu se pot forma la adâncimi mai mari.
La o adâncime de peste 200 de metri , pot ajunge doar particule mai fine care sunt în suspensie în apă. Tocmai aceste particule alcătuiesc nămol , tipul predominant de sediment în a doua, mai îndepărtată de coastă, zonă de sedimente costiere - zone de nămol continental, de la 200 la 5000, iar în cazuri excepționale chiar și până la 7300 de metri. adâncime și, totuși, sedimentele acestei zone se găsesc rar la 250 km de cea mai apropiată coastă. Pe lângă produsele predominante ale depunerii materialelor suspendate mecanic în apă, compoziția nămolului continental include și, parțial, cele mai fine particule sub formă de praf de origine vulcanică sau terestră aduse de vânt de pe uscat, precum și particule calcaroase. - resturile cochiliilor organismelor marine. Deși, în general, nămolul continental este destul de monoton, totuși, a fost posibil să se observe mai multe soiuri în el; nămol predominant albastru, un sediment fin cu miros de hidrogen sulfurat , constând în principal din granule de cuarț, glauconit mineral , argilă și particule calcaroase; mâlul verde, chiar mai bogat în glauconit , de care probabil depinde culoarea sa, se observă în zonele cu cea mai lentă formare a precipitațiilor, iar în final, mâlul roșcat, cel mai puțin frecvent, își datorează culoarea unui conținut semnificativ de oxid de fier sub formă de ocru . si limonitul .
În apropierea insulelor de recife vulcanice și de corali, fâșia de nisip este urmată de nămol vulcanic și coral, care este rezultatul abraziunii ulterioare a nisipului vulcanic și corali.
Odată cu distanța de coastă, crește conținutul de resturi calcaroase ale cochiliilor organismelor care plutesc în mare și invers, numărul de particule de origine continentală scade și astfel se observă o tranziție către depozite de adâncime , de fapt pelagice , în formare din care particulele de roci de coastă nu iau aproape nicio parte. Sedimentele pelagice ocupă cele mai adânci și mai îndepărtate regiuni ale fundului oceanului și sunt complet absente chiar și în mările interioare atât de vaste precum, de exemplu, Mediterana . Sunt compuse exclusiv din cele mai mici produse vulcanice libere și particule de argilă transportate de vânt, produse ale erupțiilor vulcanice subacvatice, particule meteorice sau cosmice și, în cele din urmă, particule calcaroase - rămășițele de scoici și cochilii ale diferitelor organisme marine mici care își petrec viața. în straturile superioare ale oceanului, iar după moarte căzând pe fund. Cantitatea de astfel de material este neglijabilă și, prin urmare, depunerea sedimentelor pelagice se desfășoară foarte lent; în cele mai îndepărtate părți ale fundului oceanului, dinții unor specii de rechini , acum dispăruți, au fost găsiți aproape la suprafață, iar acești dinți au fost acoperiți cu o crustă groasă de oxid de mangan sau incluși în intercreșteri calcaro-feruginoase sau mangan, formarea cărora a necesitat multe milenii.
Există două soiuri principale de sedimente pelagice: nămol zoogen și argilă roșie în zonele oceanice adânci. Nămolul zoogenic este în principal un produs al vieții organice. Cea mai comună diferență este exsutul de globigerină , care este de culoare albă lăptoasă, gălbuie, roz sau maronie. Constă în principal din cele mai mici cochilii calcaroase de rizopode (globigerină), cu un amestec de particule de argilă, produse vulcanice libere, praf cosmic , o cantitate mică de rămășițe de organisme cu un schelet de silex, precum și o formă particulară de concreții calcaroase de cocoliți , rabdoliți , etc. Se deosebesc de globigerin nămol nămol pteropod , în care, cu cochilii de rizopode, se găsesc și, în număr mare, fragmente de cochilii de moluște pteropode (pteropode). Rizomii nu tolerează apropierea coastei și locuiesc în straturile de suprafață ale părților centrale ale oceanelor, în principal la latitudini calde și temperate. Totuși, chiar și în aceste limite, nămolul globigerine nu se găsește peste tot, ci doar pe alocuri, la o adâncime care nu depășește 5100 de metri. Acest lucru se explică prin faptul că în straturile inferioare ale oceanelor, apa conține o cantitate relativ mare de dioxid de carbon în soluție , iar apa, acidificată de acesta din urmă, dizolvă ușor calcarul carbonic al cochiliilor. Cojile subțiri de rizopode se scufundă, după moartea animalului, extrem de lent până la fundul oceanului, se dizolvă și nu pot ajunge la adâncimi mari. Aceleași motive determină, de asemenea, zona de distribuție a nămolului pteropodelor, cu singura diferență că cojile pteropodelor, aparent, sunt și mai ușor de dizolvat și, prin urmare, se pot acumula la adâncimi și mai mici - la granița cu nămol continental. Dar rămășițele organismelor pelagice cu schelet de silex, cum ar fi algele diatomee silicioase și ciliați echipați cu o coajă de silex, radiolarii, pot ajunge la adâncimi mai mari . Dar, din cauza numărului relativ mic al acestor organisme, acumulările lor - nămol radiolari și diatomee - au o distribuție foarte limitată. Cele mai adânci și mai îndepărtate părți ale fundului oceanului constau aproape exclusiv din argilă roșiatică monotonă, care este un sediment cu granulație fină, foarte omogen, cu vâscozitate considerabilă. Microscopul dezvăluie în el, pe lângă cimentul de argilă omogen, cele mai mici particule de sticlă vulcanică, piatră ponce și minerale vulcanice, ocazional scheletele organismelor silicioase, precum și oxizi de fier acoperiți cu scoarță, bile de metal și bile de bronzit mineral . Dintre neoplasme, argila roșie se caracterizează prin intercreșteri ale unui mineral din grupul zeoliților și concrețiuni de oxid de fier și mangan. Din rămășițele organismelor superioare, se găsesc destul de des dinți de rechin și osule auditive ale balenelor . În funcție de locație, posibilitatea formării argilei roșii din material continental este exclusă și, prin urmare, majoritatea oamenilor de știință admit compoziția sa în principal din produsele descompuse ale activității vulcanice transportate de vânt pe suprafața oceanului.
Toate sedimentele descrise mai sus, atât de coastă, cât și pelagice, sunt predominant caracteristice zonei calde și temperate. În mările polare de nord și de sud, unde viața organică este extrem de săracă, iar coastele insulelor și continentelor sunt legate de gheață în cea mai mare parte a anului, sedimentele de adâncime își datorează originea în principal materialului transportat de munții de gheață și căzut la fundul mării când acestea din urmă se topesc. Prin urmare, sedimentele de adâncime sunt exprimate, atât în zona litorală, cât și în centura pelagică, prin argila cenușie a țărilor polare, care este un sediment de compoziție extrem de eterogenă. Împreună cu cele mai mici particule de argilă, conține granule de nisip, pietriș și chiar pietricele și bolovani de roci continentale; numai în unele locuri, la distanță de pământ, rămășițele cochiliilor rizomilor polari se amestecă cu această argilă într-o cantitate notabilă și se obține o diferență specială de argilă cenușie, numită bilokulin nămol .
Toate sedimentele descrise, sub influența proceselor hidrochimice care au loc în ele și a presiunii enorme asupra lor, se modifică. Pietricelele și pietrișurile trec într-un conglomerat, gresia se formează uneori din nisip , sedimentele mâloase se transformă în argile și șisturi , iar din nămol zoogen se obțin diverse calcare și marne . Astfel de sedimente modificate de-a lungul secolelor, sub influența fluctuațiilor scoarței terestre, pot ieși de sub apă și pot fi expuse la suprafața pământului. Între rocile sedimentare stratificate de pe suprafața pământului, există analogi ale tuturor depozitelor moderne de apă adâncă. Până acum, nu a fost găsit doar un analog complet al argilei roșii din adâncurile oceanelor; această împrejurare dă naștere unor oameni de știință să presupună că bazinele oceanice moderne au existat în același loc din cele mai timpurii epoci ale istoriei pământului. Schimbul dintre uscat și mare a avut loc, în opinia lor, numai în anumite limite, implicând depozite costiere și parțial pelagice.
Studiul științific al sedimentelor de pe fundul mărilor și oceanelor a început într-o măsură suficientă abia în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, datorită numeroaselor expediții speciale, dintre care, ca fiind cele mai importante în ceea ce privește rezultatele obținute, călătoriile pe navele Challenger , Black, Travalier, "Talisman" etc.