Marina sediment är sedimentära formationer på botten av moderna och gamla geologiska hav och oceaner. Deras andel av den totala massan av jordens statiska sfär (sedimentära skal) är 75-90%. Inom geologi kallas haven marina jordar . [ett]
Sammansättningen av marina sediment innehåller: klastiska partiklar av sten som bärs av floder; sediment isolerade från havsvatten av organismer (biogena ämnen): mikroskopiska kalk- eller kiselhaltiga skal av djurplankton , blötdjur, skelettdelar av annat marint liv; organiska växtsediment och sönderdelningsprodukter från djurs mjuka vävnader; kemikalier som fälls ut från havsvatten i form av kristaller och kolloidala blodproppar, tillsammans med de element som sorberas av dem; spår av meteoritdamm, vulkanisk aska , etc.
Baserat på sammansättningen av sedimenten är de uppdelade i lerig silt, kalkhaltig silt, kiselhaltig silt och vulkanisk silt. [ett]
Sammansättningen av marina sediment styrs av tre huvudfaktorer. Den första faktorn är avståndet från de huvudsakliga landmassorna, vilket påverkar mängden kontinental sten som transporteras ut i havet. Den andra faktorn är vattnets djup, vilket påverkar bevarandet av kisel- och kalkhaltiga biogena partiklar, när de sätter sig på botten. Den sista faktorn är havets bördighet, som påverkar mängden biogena partiklar som produceras i ytvatten. [2] [3]
Kustavlagringar, även kallade terrigena, eftersom de huvudsakligen omfattar fragment av kustbergarter, gränsar till kontinenterna och öarna med en remsa på cirka 250 km i bredd och täcker botten av alla inlandshav och marginalhav. Med avstånd från kusten minskar kornstorleken på kustsediment gradvis: närmare kusten avsätts småsten och stenblock , sedan grus , sand , siltig sand och slutligen silt , och därför kan kustsediment, beroende på nederbörds karaktär, lätt delas in i två zoner - den närmast kusten, sandig, bestående av stenblock, grus och sand och en mer avlägsen zon av kontinental silt.
Den petrografiska sammansättningen av sedimenten i sandzonen är mycket varierande, och den största mångfalden finns i den smala remsan av småsten närmast kusten. Småsten och stenblock avsätts nära branta, klippiga stränder och, beroende på kustklippornas natur, består de ibland av kristallina stenar, ibland av kalkstenar , sedan (nära korallrev ) från fragment av modern korallkalksten, sedan (nära vulkaniska öar ) från vulkaniska bomber , stenar, lapilli , etc. Sammansättningen av sand som bildas under förstörelsen av småsten och stenblock av lösa kuststenar, eller som förs in i havet av floder, är mer enhetlig. Sanden är ganska ren, kvarts , ibland siltig på grund av inblandning av lera , i närheten av skalbankar innehåller den en inblandning av kalkkorn som härrör från malning av skal, i korallrev har den en övervägande kalkhaltig sammansättning, och i vulkanisk öar består den av malda lösa vulkaniska produkter. Sandzonens bredd beror på brantheten hos havs- eller havsbottens sluttning, det vill säga ju brantare lutningen är, desto smalare är sandzonen och vice versa. Tillräckliga vattenvibrationer krävs för att förflytta sandkorn längs havsbottnen och vågornas verkan känns inte alls på ett djup av mer än 200 meter, varför sediment av sandzonen inte kan bildas på större djup.
På mer än 200 meters djup kan bara finare partiklar som är i suspension i vattnet komma. Det är just dessa partiklar som utgör silt , den dominerande typen av sediment i den andra, mer avlägsna kusten, zonen av kustsediment - zoner av kontinental silt, på 200 till 5000, och i undantagsfall till och med upp till 7300 meter djup, och dock finns sedimenten i denna zon sällan längre 250 km från närmaste kust. Förutom de dominerande produkterna av avsättningen av material som mekaniskt suspenderats i vatten, inkluderar sammansättningen av kontinental silt också, delvis, de finaste dammliknande partiklarna av vulkaniskt eller terrestriskt ursprung som vinden kommer med från land, såväl som kalkhaltiga partiklar - resterna av skal av marina organismer. Även om kontinental silt i allmänhet är ganska monotont, var det dock möjligt att märka flera varianter i det; övervägande blåslam , ett fint sediment med en svavelvätelukt , huvudsakligen bestående av kvartskorn, mineralet glauconite , lera och kalkhaltiga partiklar; grön silt, ännu rikare på glaukonit , som dess färg troligen beror på, observeras i områden med den långsammaste nederbördsbildningen, och slutligen har rödaktig silt, den minst vanliga, sin färg tack vare en betydande halt av järnoxid i form av ockra och limonit .
Nära öarna med vulkan- och korallrev följs sandremsan av vulkan- och korallslam, vilket är resultatet av ytterligare nötning av vulkan- och korallsand.
Med avstånd från kusten ökar halten av kalkrester av skal av organismer som flyter i havet, och vice versa minskar antalet partiklar av kontinentalt ursprung och därmed observeras en övergång till djupvatten , faktiskt pelagiska avlagringar, i bildning av vilka partiklar av kustbergarter nästan inte tar del. Pelagiska sediment upptar de djupaste och mest avlägsna områdena av havsbotten och är helt frånvarande även i så stora inre hav som till exempel Medelhavet . De består uteslutande av de minsta lösa vulkaniska produkterna och lerpartiklar som bärs av vinden, produkter från vulkanutbrott under vattnet, meteoriska eller kosmiska partiklar och, slutligen, kalkhaltiga partiklar - resterna av skal och skal från olika små marina organismer som tillbringar livet i de övre lagren av havet, och efter döden faller till botten. Mängden sådant material är försumbar, och därför går avsättningen av pelagiska sediment mycket långsamt; i de mest avlägsna delarna av havsbotten hittades tänder från vissa hajarter , nu utdöda, nästan på ytan, och dessa tänder var täckta med en tjock skorpa av manganoxid eller inkluderade i kalk-järnhaltiga eller mangansammanväxter, bildning som krävde många årtusenden.
Det finns två huvudvarianter av pelagiska sediment: zoogen silt och röd lera i djuphavsområden. Zoogen silt är till övervägande del en produkt av organiskt liv. Dess vanligaste skillnad är globigerin ooze , som är mjölkvit, gulaktig, rosa eller brunaktig till färgen. Den består huvudsakligen av de minsta kalkhaltiga skalen av rhizopoder (globigerin), med en blandning av lerpartiklar, lösa vulkaniska produkter, kosmiskt stoft , en liten mängd rester av organismer med ett flintskelett, samt en märklig form av kalkkonkretioner av kokkoliter , rhabdoliter etc. Skilj från globigerin silt pteropod silt , där det med skal av rhizopoder också finns i stort antal fragment av skal av pteropod blötdjur (pteropods). Rhizomer tolererar inte närheten till kusten och bebor ytlagren i de centrala delarna av haven, främst på varma och tempererade breddgrader. Men även inom dessa gränser finns inte globigerinslam överallt, utan bara på platser, på ett djup som inte överstiger 5100 meter. Detta förklaras av det faktum att i de lägre lagren av haven innehåller vatten en relativt stor mängd koldioxid i lösning , och vatten, försurat av detta senare, löser lätt upp kolhaltig kalk av skal. Tunna skal av rhizopoder sjunker, efter djurets död, extremt långsamt till havets botten, genomgår upplösning och kan inte nå stora djup. Samma skäl bestämmer också distributionsområdet för pteropodslam, med den enda skillnaden att skalen av pteropods tydligen är ännu lättare att lösa upp och därför kan ackumuleras på ännu grundare djup - på gränsen till kontinental silt. Men resterna av pelagiska organismer med flintskelett, som kiselalger och ciliater utrustade med ett flintskal, radiolarier, kan nå större djup . Men på grund av det relativt lilla antalet av dessa organismer har deras ansamlingar - radiolariskt och kiselgurslam - en mycket begränsad distribution. De djupaste och mest avlägsna delarna av havsbotten består nästan uteslutande av monoton rödaktig lera, som är ett finkornigt, mycket homogent sediment med avsevärd viskositet. Mikroskopet avslöjar i det, förutom homogen lercement, de minsta partiklarna av vulkaniskt glas, pimpsten och vulkaniska mineraler, ibland skelett av kiselhaltiga organismer, såväl som järnoxider täckta med bark, metallkulor och kulor av mineralet bronzit . Av neoplasmerna kännetecknas röd lera av sammanväxter av ett mineral från gruppen zeoliter och konkretioner av järnoxid och mangan. Från resterna av högre organismer hittas ganska ofta hajtänder och hörselben från valar . Enligt platsen är möjligheten för bildandet av röd lera från kontinentalt material utesluten, och därför erkänner de flesta forskare dess sammansättning huvudsakligen från nedbrutna produkter av vulkanisk aktivitet som bärs av vinden över havets yta.
Alla de ovan beskrivna sedimenten, både kustnära och pelagiska, är övervägande karaktäristiska för den varma och tempererade zonen. I de norra och södra polarhaven, där det organiska livet är extremt fattigt, och kusterna på öar och kontinenter är bundna av is under större delen av året, beror djuphavssediment främst på material som bärs av isberg och faller till havsbotten när den senare smälter. Därför uttrycks djuphavssediment, både i kusten och i det pelagiska bältet, av polarländernas grå lera, som är ett sediment med extremt heterogen sammansättning. Tillsammans med de minsta lerpartiklarna innehåller den sandkorn, grus och till och med småsten och stenblock av kontinentala stenar; endast på vissa ställen, på avstånd från land, blandas resterna av skalen från de polära rhizomes bilokulin med denna lera i en märkbar mängd och en speciell skillnad av grå lera erhålls, kallad bilokulin silt .
Alla de beskrivna sedimenten förändras, under påverkan av de hydrokemiska processerna som förekommer i dem och det enorma trycket på dem. Pebbles och grus passerar in i ett konglomerat, sandsten bildas ibland från sand , silty sediment förvandlas till leror och skiffer , och olika kalkstenar och märgel erhålls från zoogen silt . Sådana förändrade sediment under loppet av århundraden, under inverkan av fluktuationer i jordskorpan, kan komma ut under vattnet och exponeras på jordytan. Mellan de skiktade sedimentära bergarterna på jordens yta finns analoger till alla moderna djupvattenavlagringar. Hittills har endast en fullständig analog av röd lera från havens djup inte hittats; denna omständighet ger upphov till vissa vetenskapsmän att anta att moderna oceaniska bassänger fanns på samma plats från de tidigaste epokerna av jordens historia. Utbytet mellan land och hav skedde enligt deras mening endast inom vissa gränser, med kustnära och delvis pelagiska fyndigheter.
Den vetenskapliga studien av sedimenten på havsbottnen och oceanernas botten började i tillräcklig omfattning först under andra hälften av 1800-talet, tack vare många speciella expeditioner, av vilka, som de viktigaste i termer av uppnådda resultat, resor på fartygen Challenger , Black, Travalier, "Talisman" etc.