Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ

• Название: 1001 вопрос об океане и 1001 ответ
• Автор: Гарольд Дубах
• Издательство: Гидрометеоиздат
• Жанр: Научпоп
• Год: 1978

Как образуются атоллы? Может ли искусственный спутник Земли помочь рыбакам? Что такое «ледяной плуг»? Как дельфины сражаются с акулами? Где находится «кладбище Атлантики»? Почему у берегов Перу много рыбы? Чем грозит загрязнение океана? Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти в новой научно-популярной книге известных американских океанографов, имена которых знакомы нашему читателю по небольшой книжке «100 вопросов об океане», выпущенной в русском переводе Гидрометеоиздатом в 1972 г. Авторы вновь вернулись к своей первоначальной задаче — дать информацию о различных аспектах современной науки об океане, — но уже на гораздо более широкой основе.

Рассчитана на широкий круг читателей.

---

В записях Геродота, относящихся к 450 г. до н. э., находим одно из наиболее ранних (если не самое первое) сообщений о характере донных осадков в Средиземном море у берегов Египта. Он пишет: «Природа страны Египет такова, что когда корабль приближается к ней на расстояние одного дня пути до берега, то человек, который захочет измерить глубину, поднимет со дна ил, даже если глубина в этом месте 11 саженей».

100. Каково происхождение осадочных отложений?

Важнейший источник осадочных отложений — почва и материал коренных пород, которые выносятся в море большими и малыми реками; этот же материал может поступать в море при таянии ледников и приноситься ветром. Другими источниками осадочных отложений служат вулканический пепел и лава, раковины и скелеты организмов, образующиеся в морской воде химические осадки, а также космическая пыль.

101. Какие осадочные отложения наиболее распространены?

Самый типичный осадочный материал глубоководных районов и континентального шельфа — это ил. Термин «ил» в его точном значении относится к взвешенным наносам и глинистым частичкам диаметром менее 0,06 мм,] но его часто применяют к любому вязкому мелкозернистому осадочному материалу. j

102. Какими осадками покрыто дно глубоководных районов океана?

На глубинах более 4500 м встречается в основном красная глина — осадочная порода, остающаяся после растворения карбонатов. На такой глубине процессы окисления происходят в морской воде быстро, и известковые осадочные породы не могут сохраниться.

103. Что представляют собой известковые осадки?

Это остатки тех организмов, в которых накапливается углекислый кальций. В умеренно глубоководных районах (до глубины 4500 м) известковые отложения в основном представлены глобигериновым илом.

104. Что такое кремниевый ил?

Это мелкозернистый осадочный материал, который сложен остатками богатых кремнием одноклеточных организмов — радиолярий и диатомей (первые принадлежат к животному миру, вторые — к растительному). Эти организмы бурно размножаются в районах подъема глубинных вод, с которыми на поверхность доставляется большое количество питательных веществ. Пояса кремниевого ила обнаружены вдоль Антарктиды и в северной и восточной частях Тихого океана.

105. Что такое терригенные осадки?

Это отложения эродированного материала, вынесенного с суши в море. Такие отложения (главным образом илы и глины) типичны для континентального шельфа.

106. Что такое ледниковые отложения?

Во время ледниковых периодов ледники и айсберги переносили с собой осадочные и обломочные породы, которые, после того как ледники таяли и отступали, откладывались на океанском дне. Такие осадки типичны для континентального шельфа в северных широтах.

107. Что такое вулканические осадки?

Это выброшенные при вулканических извержениях пемза и пепел. Осадки вулканического происхождения можно встретить по всему Мировому океану — и в мелководных, и в глубоководных его районах.

108. Что такое пелагические осадки?

Это частички, которые, прежде чем осесть на дно и стать осадками, долго находятся в толще воды во взвешенном состоянии. К пелагическим осадкам относятся мельчайшие частички красной глины в глубоководных океанических бассейнах, а также кальциевые и кремниевые остатки планктонных организмов, обнаруживаемые в глубоководных районах. К пелагическим осадкам относятся также вулканический пепел, космическая пыль и химические осадки.

109. Как переносится осадочный материал?

Осадочный материал материкового происхождения переносится главным образом за счет течений. Мельчайшие частички могут переноситься на большие расстояния и ветром: пыль из Сахары рассеяна на значительной части Атлантики. Частички пыли могут оставаться в атмосфере до тех пор, пока не выпадут на поверхность суши или моря с дождем. Айсберги, дрейфуя к более низким широтам, откладывают по мере таяния более грубый материал (даже валуны). При отложении осадочного материала он может перемешиваться под действием волнения и турбулентности и перемещаться течениями.

110. Какова мощность осадочного слоя на дне океана?

Толщина осадков, покрывающих океанское ложе, изменяется от 0 до 4000 м, причем в глубоководных впадинах их толщина может быть еще больше. Средняя мощность осадочного слоя по всему Мировому океану составляет около 300 м. В Атлантическом океане осадки имеют толщину от 500 до 1000 м, в среднем — 750 м. В Тихом океане толщина осадочных пород меньше, от 300 до 600 м, поскольку большая часть его акватории удалена от суши, являющейся источником осадочного материала. В бассейнах Индийского океана толщина донных осадков примерно та же, что и в Тихом.

111. С какой скоростью накапливаются осадки?

Красная глина в наиболее глубоководных районах накапливается весьма медленно, со скоростью 1 мм в тысячу лет. Из разных методов определения возраста отложений, по-видимому, наиболее точен радиоуглеродный метод. Скорость отложения, измеренная по этому методу, составляет 4,3 мм за 1000 лет для Тихого океана и примерно вдвое больше для Атлантики. Известковые осадки накапливаются быстрее, чем любые другие типы осадков: от 1 до 4 см за 1000 лет.

112. Почему толщина осадков ограничена приведенными выше цифрами?

Если бы скорость осадкообразования в течение всего геологического периода сохранялась такой же, как в настоящее время, толщина осадочных пород была бы во много раз больше, поэтому приходится заключить, что либо в прошлом осадкообразование шло медленнее, либо осадки начали накапливаться позже, чем сформировались океаны.

113. Как измеряется мощность осадочных пород?

Это делается с помощью сейсмического отражательного профилирования. Непосредственно под поверхностью воды взрывается небольшой заряд, создающий источник звуковых колебаний. Часть этих колебаний отражается от поверхности океанского дна, другая часть отражается от осадочных и коренных пород. По разнице во времени прихода эхосигналов и определяется мощность осадочных слоев. С помощью этого метода получены профили общей длиной более миллиона миль, что дало информацию об основных характеристиках осадочных пород в Мировом океане.

114. Как берутся пробы грунта?

В зависимости от характера дна, глубины моря и целей исследования океанологи используют грунтовые трубки, грейферы, дночерпатели и драги. Любое из этих устройств должно проникать на требуемую глубину и удерживать пробу грунта при подъёме на поверхность. Для получения образца осадочных пород с ненарушенной стратификацией применяют грунтовые трубки. Если же грунт сложен скальными породами, коралловыми образованиями, ракушечником или гравием, применяют дночерпатели и драги.

115. Что такое дночерпатель?

По внешнему виду дночерпатель напоминает разрезанную на четыре дольки кожуру апельсина. Он зарывается в дно под действием собственного веса. При подъеме секции дночерпателя смыкаются, удерживая тем самым пробу грунта. Недостаток этого устройства состоит в том, что илистый грунт при подъеме вымывается; в некоторой степени здесь может помочь парусиновый чехол.

116. Как работает грейфер?

Дночерпатели грейферного типа снабжены пружиной; в момент касания дна она срабатывает и захваты смыкаются. Грейфер имеет тот же недостаток, что и обычный дночерпатель: частичное вымывание ила при подъеме на поверхность.

117. Как действует драга?

Когда не удается получить пробу грунта с помощью трубки и дночерпателя, применяют драгу. Тяжелые кольчужные коробчатые драги используют для отламывания и сбора образцов скального грунта. Цилиндрические драги меньшего размера иногда применяют для сбора несцементированного материала на мелководьях. Оба типа драг буксируют за судном.

118. Что такое грунтовая трубка?

Это трубка, проникающая в дно океана под действием собственной ударной силы. Чтобы трубка глубже внедрилась в дно, к ней добавляют груз, вес которого может достигать сотен килограммов. Внутрь трубки вложен пластмассовый цилиндр, в котором колонка грунта сохраняется до последующего лабораторного исследования. Одна из простейших трубок — трубка Фледжера длиной около метра, с цилиндром диаметром около 4 см.

119. Как получают колонки грунта с ненарушенной стратификацией?

Чтобы исключить трение и смещение образца, могущее произойти, когда трубка, входя в грунт, преодолевает его сопротивление, внутрь трубки, помещают поршень. Поршень соединяется с тросом, на котором опускается трубка, так чтобы его отделяло от дна некоторое расстояние, пока трубка погружается в грунт. При этом в трубке создается частичный вакуум и колонка грунта претерпевает не столь сильную деформацию. Типичный пример поршневой трубки — трубка Кулленберга.