Условия образования осадков и обитания организмов в Мировом океане. Происхождение и развитие биосферы

Условия образования осадков и обитания организмов в Мировом океане. Происхождение и развитие биосферы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по палеогеографии

Темы:

Условия образования осадков и обитания организмов в Мировом океане. Происхождение и развитие биосферы

Выполнил: студентка института

Естествознания

Специальность «география»

Курс 3

Форма обучения заочная

Петропавловская Олеся Сергеевна

Проверил: Буковский М.Е.

Тамбов 2010

1 УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКОВ

И ОБИТАНИЯ ОРГАНИЗМОВ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ

Процесс образования осадков находится в прямой зависимости от тектонического и географического режимов, что приводит в конечном итоге к появлению разнообразных осадочных пород. Могут быть выделены четыре этапа образования подобных пород: формирование осадочного материала, его перенос, накопление в бассейнах осадкообразования, преобразование осадка в породу; некоторые этапы могут выпадать из указанного ряда. При проведении географических исследований сохраняется именно такая последовательность/изучения процессов осадкообразования; при реконструкции палеогеографической обстановки исследования ведут в обратном направлении -- от изучения породы к выводам о возможных условиях накопления, переноса и образования первичного материала.

В настоящее время внешняя оболочка Земли (литосфера) сложена осадочными и вулканогенными породами, которые представляют собой достаточно однородный комплекс, в то время как осадки являются весьма разнородными; среди них можно выделять терригенные, хемогенные и биогенные осадки и космические частицы. В связи с этим следует отметить три основных источника материала, входящего в состав горных пород: литосферу (в зонах размыва), недра Земли (в зонах проявления вулканизма) и космос, равномерно «засеивающий» Землю космической пылью и более крупными обломками. Значительную роль в образовании осадков играют морские животные и растительные организмы.

Роль указанных источников в формировании осадков весьма различна, так же как резко неравномерно распределяются различные осадки по поверхности Земли. Основной областью накопления осадков является Мировой океан (70,8% поверхности Земли), на континентах (29,2% поверхности Земли) формируется значительно меньшая доля осадков, так как здесь широко развиты процессы размыва и переотложения ранее сформированных рыхлых образований. Состав атмосферы и гидросферы существенным образом сказывается на образовании обломочного материала и его переноса. В гидросфере идет накопление материала в растворенном виде, но никогда ни в атмосфере, ни в гидросфере не накапливаются твердые частицы.

ОБРАЗОВАНИЕ ОСАДКОВ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ

Согласно современным исследованиям, ежегодно в Мировой океан поступает следующее количество различного в генетическом отношении

материала (в млрд. т):

из литосферы 25,33

в том числе -- взвеси в речных водах 18,53;

в растворенном виде (соли, органические соединения, коллоиды) 3,20;

вынос льдами 1,50;

вынос ветром 1,60;

результат абразии 0,50

из недр Земли 3,00

из космоса до 0,08

Приведенные цифры показывают, что основную массу материала составляет твердое вещество, вынесенное с суши (из области размыва) в Мировой океан (в область осадконакопления), то, что называют «твердый сток». Ежегодный объем вулканогенного материала весьма приблизителен, несмотря на то что подсчет проводился по вулканам, действовавшим в период с 1500 года по наши дни; это преимущественно наземные вулканы и материал их извержений фиксировался главным образом на суше; вероятно, объем морских вулканогенных образований был значительно меньше, так как по современным наблюдениям ежегодно происходят лишь 2--3 подводных извержения. Однако в геологическом прошлом, даже недалеком, ситуация могла быть существенно иной. Космический материал играет незначительную роль.

Распределение твердого вещества в Мировом океане в идеальном случае должно быть связано прежде всего с механической (гранулометрической) дифференциацией, т. е. с приспособлением частиц осадка к динамическим условиям в среде осадконакопления. По мере удаления от берега в осадок переходят все более мелкий обломочный материал, а при равных размерах частиц -- все более легкий материал. Отсюда возникает представление о идеализированной схеме распределения осадков в морских бассейнах/По этой схеме (рис. 16) вблизи берега располагается зона терригенных илов, которую сменяет зона гемипе-лагических (переходных от терригенных к пелагическим) илов и, наконец, на наибольшем удалении от берега находится зона пелагических илов. В первой зоне преобладает терригенный, часто грубый материал, во второй -- мелкий терригенный материал находится в смеси с материалом пелагическим (хемогенным и биогенным), в третьей -- преобладает пелагический материал. Эта схема находит реальное отражение в ниркумконтинентальной (обрамляющей материки) зональности размещения различных типов осадков на поверхности дна. Так, терригенные обломочные осадки как и основные массы терригенного материала тяготеют к приконтинентальной области, к шельфу, геми-пелагические -- к периферии шельфа и континентальному склону, пелагические -- к центральным океанским областям.

Однако целый ряд факторов вносят изменения в идеализированную схему распределения осадков. Среди них следует назвать климат, рельеф прилегающей суши, рельеф морского дна, течения; особое место в этом ряду занимает вулканизм.

Климат. Специфическое сочетание тепла и влаги позволяет выделять климатические пояса Земли с разнообразными природными ландшафтами. Климатические зоны прослеживаются не только на континентах, но и в океанских акваториях. В 60-е годы Н. М. Страховым было установлено, что на континентах ведущим фактором литогенеза (осадкообразования и диагенеза) является климат; были выделены три зависящие от климата типа литогенеза -- ледовый, гумидный и аридный. Зональное распределение тепла и влаги в океанских акваториях находит отражение в характере испарения, в солености и температуре воды, а значит, в развитии течений, в распределении организмов и, наконец, в процессах осадкообразования. В 70-е годы А.П.Лисицын установил зоны литогенеза в Мировом океане, которые являются широтным продолжением континентальных зон -- гумидные (экваториальная и умеренные), аридные и ледовые (рис. 17). Естественно, различие океанских и континентальных ландшафтов определяет различие и в процессах образования осадков, но существуют факторы, действующие на континентах и одновременно находящие прямое отражение в областях океанской седиментации. Это выветривание, подготавливающее материал к транспортировке, и сама транспортировка.

Скорость формирования элювия в процессе выветривания тесно-связана с континентальной климатической зональностью и изменяется в широких пределах от ледовой и аридной зон к умеренной и экваториальной гумидным. В экваториальной зоне она в тысячи раз больше, чем в ледовой и аридной. Меняется и сам характер выветривания; в ледовой и аридной зонах происходит физическое выветривание, в гумидных зонах преобладает химическое выветривание. От зоны к зоне меняется объем новообразованного рыхлого материала, изменяется также его гранулярный и минеральный состав. В ледовой зоне главным образом развиты щебень, дресва, грубые пески, а тонкий илистый пелитовый материал представлен в малых количествах; в умеренной гумидной зоне наряду с грубым материалом присутствует и значительная доля пелитового материала; аридная зона характеризуется развитием песчано-алевритово-го и пелитового материала в почти равных количествах, в то время как в экваториальной гумидной зоне резко преобладает пелитовый материал (рис. 18).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 18. Распределение типов шельфовых осадков в зависимости от географической широты (климатических зон). По М. Хейсу (1976 г.)

1 -- известняки-ракушечники; 2 -- рифоген-ные известняки; 3 -- илы; 4 -- пески; 5 -- гравий и галька

Меняется по зонам и минеральный состав подготовленного к транспортировке материала. В ледовых и аридных областях сохраняются почти без изменений минералы исходных пород, много обломков горных пород, редки гидрослюды. В умеренных гумидных зонах наблюдаются изменения, связанные с активно идущими процессами химического выветривания: редко встречаются обломки горных пород, минеральные зерна несут следы выветривания (особенно хорошо это видно на зернах калиевых полевых шпатов), увеличивается доля гидрослюд и глинистых минералов. В экваториальной гумидной зоне эти преобразования проявляются наиболее ярко: нет обломков пород, без изменений сохраняются лишь такие устойчивые минералы, как кварц, магнетит, циркон; широко представлены гидрослюды, глинистые минералы, гидроокислы железа.

В различных климатических зонах доминируют разные транспортирующие агенты. В ледовых зонах это подвижные льды, в аридных -- ветер, в зонах гумидного климата основной транспортирующий агент --реки, а роль воздушного или ледового переноса ничтожно мала. Количество и состав осадочного материала, переносимого реками, зависит от интенсивности эрозии, а последняя определяется не только климатическими особенностями, но и характером коренных пород, рельефом местности и, что очень важно, растительным покровом, предохраняющим от размыва. Так, например, для территории СССР (зона умеренного гумидного климата) показано, что реки с мутностью воды менее 50 г/м3 типичны для тайги и тундры, 50--150 г/м3--для лесо-степей, 150--500 г/м3 --для степей, более 500 г/м3 --для различных горных районов. Эта же закономерность видна и на примере Южной Америки и Африки.

Основная часть материала, вынесенного реками, осаждается вблизи устьев, формируя огромные подводные конусы выноса. В гумидной зоне конусы выноса рек часто сливаются в единый пояс протяженностью в сотни километров. В зонах ледового литогенеза материал переносят только ледники, а в холодных частях умеренных зон -- кроме того морские и речные льды. В зонах аридного литогенеза преобладает эоловый перенос материала как местный, так и дальний в высоких слоях атмосферы. Поэтому основная масса материала, переносимого ветрами, достигает центральной части океана. Это определяет достаточно важную роль терригенного эолового материала в пелагических осадках.

Рельеф прилегающей суши. Обычно для прибрежной зоны моря характерны песчаные осадки, однако они часто уступают место как тонким илистым, так и грубым гравийно-галечниковым образованиям.

Формирование илистых отложений вблизи берега наблюдается в том случае, когда рельеф прилегающей суши равнинный. Илистые осадки наблюдаются в заливах и проливах, закрытых песчаными косами, но прежде всего в приустьевых участках прибрежной зоны, т. е. там, где крупные равнинные реки, впадающие в море, выносят большое количество тонкозернистого материала и где отсутствуют сильные морские течения.

Наличие грубых галечниковых образований характерно для прибрежных участков в зоне развития холмистого и, особенно, гористого рельефа. Бурные горные реки и абразионная деятельность самого моря поставляют в прибрежную зону моря массу грубого обломочного материала -- глыб, валунов, гальки, которые перемещаются вдоль берега волнами и образуют протяженные, но узкие лентовидные поля в волноприбойной зоне.

Рельеф морского дна. На дне океана выделяют несколько геоморфологических элементов: 1) подводную окраину материков, куда входят шельф, континентальный склон и его подножие, 2) переходную зону, включающую глубокие котловины окраинных морей, островные дуги и глубоководные желоба, 3) ложе океана с котловинами и поднятиями, 4) срединноокеанские хребты.

Распределение осадков в указанных геоморфологических элементах дна подчинено циркумконтинентальной зональности, отражающей идеализированную схему распределения осадков. Микроформы рельефа дна существенно нарушают эту схему.

Шельфы -- наиболее ровные участки дна -- осложнены микроформами рельефа, имеющими часто субаэральное происхождение (Северное море, Яванское море и др.). Континентальный склон состоит из ряда ступеней и расчленен подводными каньонами. Континентальное подножие представляет собой наклонную равнину с холмами и долинами, часто с подводными каньонами, начинающимися на континентальном склоне. Ложе океана имеет замкнутые котловины с холмистым или выровненным дном, отделенные вытянутыми горными грядами; повсюду в пределах котловин наблюдаются одиночные горы (как правило вулканические).

Площадная дифференциация осадков по размерам слагающих их частиц определяется микрорельефом дна и гидродинамическими условиями морского бассейна, что особенно четко проявляется в прибрежной зоне шельфа. В поверхностных волнах вода испытывает как колебательное, так и круговое движение по вертикали. Но на глубине, равной половине длины волны, движение частиц весьма незначительно и им можно пренебречь. 3qHa волнового воздействия в океанах прослеживается до глубин около 100 м, во внутренних морях (Черное, Каспийское) до 25 м, в крупных озерах до 10 м, а в мелких до 1,5 м. Если дно находится в зоне воздействия волн, vo вода в придонной области имеет поступательно-возвратное движение в горизонтальной плоскости и переводит обломочный материал во взвешенное состояние. При затухании волнения взвешенной обломочный материал вновь осаждается, причем первыми опускаются на дно крупные частицы, а мелкие, находясь еще во взвеси, переносятся течениями в другие участки, где и осаждаются. Так постепенно в зоне воздействия волн накапливается грубый (псефитовый и псаммитовый) обломочный материал, а мелкообломочный перемещается на участки, расположенные вне зоны волнового воздействия.

Поверхность, определяющая нижнюю границу зоны волнового воздействия, в разных бассейнах находится на различной глубине, что связано с размером волн. Соответственно на разной глубине в морях находится и «иловая линия», т. е. линия пересечения морского дна с нижней границей зоны волнового воздействия. Иловая линия разделяет зоны развития песчаных и илистых осадков (рис. 19). Наличие в области развития илистых осадков подводных поднятий, в пределах которых глубина менее критической, приводит к появлению отмелей с песчаными осадками или органогенными карбонатными (устричные банки).

Течения. Почти вся масса воды в Мировом океане находится в состоянии непрерывного движения; застойные воды следует рассматривать как исключение из этого правила. Течения образуются в результате воздействия ветра на поверхность воды, смены приливов и отливов, изменения плотности воды в связи с изменением солености или температуры. Такие водные потоки отделяют илистый материал от песчаного на участках дна, расположенных ниже зоны волнового воздействия, или размывают дно.

Важным фактором осадконакопления в последнее время признают мутьевые (суспензионные) потоки --течения тонкодисперсных суспензий (взвесей) в воде, обладающей меньшей плотностью, чем суспензия. Начало потоку дают оползни, возникающие самопроизвольно или в связи с тектоническими движениями, на участках континентального склона. При движении осадок разжижается и оползни превращаются в мутьевые потоки, которые стекают главным образом по подводным каньонам и интенсивно размывают дно. В зоне континентального подножия скорость потока уменьшается и содержащийся в нем обломочный материал выпадает в осадок.

Вулканизм. С вулканами связано особое, эффузивно-осадочное накопление вулканического материала на дне морей и океанов, которое наблюдается в районах действия вулканов как подводных, так и наземных. Активные вулканы, как и находящиеся в сольфатарной стадии, являются источниками своеобразного осадочного материала -- рыхлых продуктов извержения лав (в том числе и пемзы), а также растворенных соединений.

Наземные вулканы -- главные поставщики пирокластического материала; наиболее грубые фракции накапливаются в непосредственной близости от очага извержения, тонкие -- преобладают на удалении в десятки и первые сотни километров от кратера (локальные выпадения) или в сотни и тысячи километров (тропосферные или стратосферные выпадения

Для подводных ьулканов не характерны взрывные извержения; продуктами извержения являются лавы, а пирокласты составляют не более 7%; все продукты извержения почти полностью выпадают локально. Особняком стоят базальтовые лавы, непрерывно формирующиеся на дне океанов в рифтовых зонах срединноокеанских хребтов из эндогенного материала, поднимающегося к поверхности. Именно здесь ежегодно формируется около 11 млрд. т (по другим данным до 60 млрд. т) базальтового вещества, что в десятки или даже сотни раз превышает количество подобного вещества, поступающего из вулканов за пределами срединных хребтов и соизмеримо с ежегодным твердым стоком с суши

2 ОБИТАНИЕ ОРГАНИЗМОВ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ

Роль организмов, участвующих в процессах, протекающих в Мировом океане, весьма велика и многообразна. Известно, что вся толща воды (пелагиаль) населена пелагическими организмами, которые противопоставляются бентосным, обитающим на морском дне -- бентали. Среди пелагических организмов выделяют планктон -- пассивно плавающих в толще воды и нектон -- активно плавающих. Среди бентоса выделяют обитающих на грунте, зарывающихся и живущих в грунте.

Остатки пелагических и бентосных организмов являются существенным компонентом донных осадков. Кремнезем, карбонат кальция, органическое вещество производят морские организмы, особенно планктонные. Такие вещества называют биогенными (имеющими биологическое происхождение). Но далеко не вся масса этих соединений опускается на дно и попадает в осадок. Большая часть органических соединений разрушается, неорганические переходят в раствор и повторно используются организмами.

Сохранение карбонатных соединений в океане зависит от глубины; глубже 4--4,5 км (критическая глубина) вода содержит свободную угольную кислоту, которая растворяет известковые скелеты отмерших морских организмов и они не сохраняются в осадках. Биогенный кремнезем тоже растворяется в воде, но гораздо медленнее, причем растворимость кремнезема, вероятно, не изменяется с глубиной.

Не менее велика роль организмов в осаждении взвешенных частиц. Правда, такой взвеси в океане немного (обычно менее 3--4%) и она представлена в основном биогенным, а также терригенный материалом. Среди зоопланктона широко развиты фильтрующие организмы, которые в сутки улавливают до 10 млрд. т взвеси и могут профильтровать весь объем наиболее заселенных вод на глубинах от 0 до 500 м за 20 суток. Иначе говоря, терригенная и биогенная взвесь из океанской воды извлекается мгновенно, эти частицы входят в состав фекалий и опускаются на дно.

Страницы: 1, 2



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать