Грунты дна океанов и морей

Дно океанов и морей почти целиком покрывают современные отложения (осадки). Лишь в некоторых местах, на крутых склонах или там, где дно размывается сильными течениями, на его поверхность выходят коренные древние горные породы. Как и на суше, по происхождению это могут быть породы осадочные (глина, известняк, песчаник и т. д.), кристаллические (порфир, диабаз, гранит и т. д.) или метаморфические (гнейс, мрамор и пр.).

В морской практике, поскольку точное определение горных пород всегда затруднительно, для обозначения таких массивных грунтов пользуются более общими обозначениями: твердый грунт, плита или скала, скалистый грунт.

В состав современных отложений входят продукты разрушения берегов, подверженных действию морского прибоя, материал, выносимый реками, и остатки организмов, населяющих океан. Встречаются также продукты вулканических извержений и вещества химического происхождения, выпавшие из раствора при изменении газового и солевого состава морской воды или образовавшиеся при химических преобразованиях органических и минеральных частей отложений.

Отложение частиц материкового происхождения (терригенных) идет, естественно, от берега в направлении к открытому морю. При этом, поскольку в прибрежной зоне осаждение происходит и быстрее, и в больших количествах мощность отложений по направлению к открытому морю уменьшается; уменьшается также и крупность частиц, слагающих грунт, изменяется и сам их характер.

Обычно вблизи берега, сложенного твердыми породами, располагаются валуны и галька, дальше — гравий, затем крупный, а потом все более и более мелкий песок с примесью ила; еще дальше от берега отлагается ил с примесью песка и, наконец, ил и глинистый ил.

В зависимости от особенностей рельефа дна, характера волнения и течений последовательность залегания терригенных отложений может значительно искажаться. Так, ил иногда отлагается в непосредственной близости от берегов (в бухтах), а отложения песка встречаются вдали от берегов и на больших глубинах.

Подобные случаи чаще всего наблюдаются на материковой отмели, которая является местом наиболее активной сортировки обломочного материала по механическому составу (т. е. по крупности частиц). Здесь могут чередоваться зоны размыва и зоны отложения осадков, застойные участки и участки с хорошо выраженной вертикальной циркуляцией. Все это и вызывает большую пестроту в распределении грунтов на материковой отмели.

Органогенные морские отложения состоят из остатков растительных и животных организмов: скелетов, оболочек и раковин, уцелевших от растворения и разложения при падении на дно. Живые организмы строят их из веществ, растворенных в морской воде. Нередко они накапливают при этом вещества, относительное содержание которых в воде очень невелико. Так, в результате жизнедеятельности некоторых бактерий создаются, например, железо-марганцовые конкреции (стяжения, желваки).

Их размеры обычно очень невелики — не больше горошины, и встречаются они в виде отдельных включений в составе илов. Но местами, например, в Белом и Карском морях и на некоторых участках дна океанов, железо-марганцовые конкреции встречаются в таких больших количествах, что образуют особый вид грунта — изгарь-, их размеры достигают здесь нескольких сантиметров в диаметре.

Органогенные частицы преобладают в составе грунтов, выстилающих дно вдали от берегов и на больших глубинах. Некоторую роль и здесь играют неорганические вещества — минеральные частицы, увлекаемые течениями и плавучими льдами, песчинки, принесенные ветром, вулканический пепел и даже космическая (метеоритная) пыль.

Большое значение в преобразовании первичных осадков на дне океана имеют химико-минералогические процессы: растворение, окисление или восстановление и т. д. Мало связанные между собой частицы формируются таким путем в более или менее однородную массу—прообраз будущей осадочной горной породы.

С этими же процессами, известными под общим названием гальмиролиза, связывают происхождение некоторых минералов, встречающихся только в морских отложениях (например, глауконит, поглощающие глины и др.), а также явление подводного выветривания (разрушение морской водой скал, камней и искусственных сооружений).

Скорость накопления грунта (скорость отложения) так же, как и крупность составляющих грунт частиц, изменяется в широких пределах. В прибрежных участках и особенно вблизи устьев больших рек скорость отложения очень велика. В дельте Волги она составляет от 0,5 до 7 см в год, в заливе Сан-Франциско 1 см в год, В Черном море 1 см грунта накапливается за 30—100 лет.

Скорость отложения глубоководных илов значительно меньше. Так, по косвенным данным, за 1000 лет в Атлантическом океане откладывается 1—2 см, в Индийском и в центральной части Тихого океана 0,5—1 см. Наименьшие скорости отмечены в северной части Тихого океана. Средняя теоретическая скорость отложения в Мировом океане составляет 1,08 см за 1000 лет.

Глубоководные отложения на дне океана не залегают ровным слоем одинаковой толщины. Благодаря движению вод на подводных возвышенностях откладываются по преимуществу более крупные частицы, в то время как более мелкие уносятся в понижения дна. Большое значение в распределении отложений, особенно на материковом склоне и на склонах подводных гор, имеют оползневые явления. По наблюдениям А. Д. Архангельского, оползни грунта происходят даже при уклонах дна, не превышающих 1—2°.