Геологическая деятельность морей и океанов

 

 

1.Основні відомості про  моря

Світовий океан - безперервна водна оболонка Землі, що оточує материки і острови і має спільність сольового складу. Світовий Океан складає 94идросферы і займає 70,8емной поверхні. Він є велетенськими депресіями земної поверхні, що вміщують основний об'єм гідросфери - близько 1,35 〖км〗^2. 
Море - частина Світового Океану, що відособлена сушею або підвищеннями підводного рельєфу і відрізняється від відкритої частини океану гідрологічним, метеорологічним і кліматичним режимом. Умовно морями називають також деякі відкриті частини океанів(Саргасове море) і великі озера(Каспійське море). З геологічної точки зору сучасні моря є молодими утвореннями: усі вони визначилися в контурах, близьких до сучасних, в палеоген-неогеновое час, і остаточно оформилися в антропогені.

 океанах і морях зосереджений величезний об'єм вод, який орієнтовно оцінюється в 1 370 323 000 〖км〗^3. Ці маси води, знаходячись у безперервному русі. Постійно взаємодіють з навколишньою сушею, руйнують гірські породи, що складає береги і дно мелкоморья, переміщають і истирают продукти руйнування і відкладають їх у вигляді опадів. У морях мешкає величезна кількість різноманітних тварин і рослин, а також моря є приймачами усього уламкового і розчиненого матеріалу, приношуваного з суші річками, вітром, льодовиками

 

1.1 Солоність і хімічний  склад морських вод 
Загальна солоність морської води визначається кількістю розчинених в ній речовин і виражається в проміле(S‰). У поверхневих шарах океанів і околичних морів солоність води коливається від 32 до 37 г/л розчинених солей. Такі коливання солоності поверхневих океанічних вод пов'язані зі зміною кліматичних умов і з опріснюючим впливом стоку поверхневих вод континенту. На глибині солоність більш менш постійна і в середньому рівна 35‰. 
Солоність вод внутрішньоконтинентальних морів міняється в значніших межах. У ряді випадків вона значно менше солоності вод океанів внаслідок опріснюючої дії річкової

       Морська  вода містить більше 40 хімічних  елементів. Джерелами солей служать  річковий стік і          солі, що поступають в процесі вулканізму і гідротермальної діяльності, а також при підводному вивітрюванні гірських порід - гальмиролизе. Загальна маса солей складає близько 49,2*〖10〗^15т; цієї маси вистачає, щоб при випарі усіх океанських вод поверхня планети покрилася шаром шари завтовшки 150 м. Найбільш поширеними аніонами і катіонами у водах є наступні(в порядку убування) : серед аніонів Cl^-, SO 4^ ( 2-), HCO 3^ ( -), серед катіонів Na^,Mg^ (2 ), Ca^ (2 ). Відповідно, в перерахунку на шари найбільша кількість доводиться на NaCl (близько 78 MgCl 2, MgSO 4, CaSO 4. У сольовому складі морської води переважають хлориди. Солоний смак води залежить від змісту в ній хлористого натрію (NaCl), гіркий смак визначає хлористий магній (MgCl 2), сульфати натрію і магнію У водах морів і океанів розчинена і значна кількість газів. Переважно це азот, кисень і CO 2. При цьому газовий склад морських вод дещо відрізняється від атмосферного - в морській воді,наприклад, містяться сірководень і метан. 
Найбільше в морській воді розчинено азоту(10-15 мл/л), який, в  
силу своєї хімічної інертності не бере участь і не робить істотно впливу на процеси осадконакопления і біологічні процеси. Його засвоюють тільки азото-фиксирующие бактерії, здатні переводити вільний азот в його з'єднання. Тому в порівнянні з іншими газами вміст розчиненого азоту(а також аргону, неону і гелію), мало змінюється з глибиною і завжди близьке до насищення  
1.2  Фізичні характеристики морської води 
Температура води 
У верхніх шарах океанів температура визначається кліматичними умовами. Висока температура води спостерігається в екваторіальних широтах, особливо у берегів. До полюсів вона зменшується до 2-3° і навіть опускається нижче нуля. На великих глибинах температура міняється від 1 до 3°, а в полярних частинах океанів опускається до - 1,9°. Перехід від верхнього шару води з високою температурою до нижнього шару з низькою температурою здійснюється у відносно тонкому шарі, який називається термоклином. Цей шар приблизно співпадає з ізотермою 8-10 і знаходиться на глибині 300-400 м в тропіках і 500-1000 м в субтропіках. Вказана закономірність порушується в місцях різних

 

у субтропіках. Вказана  закономірність порушується в місцях різних течій.

Тиск і щільність 
Тиск в океанах збільшується з глибиною, наростаючи на кожні 10 м стовпа на 1 атмосферу. Найбільшої величини воно досягає в глибоких улоговинах ложа Світового океану і особливо в глибоководних западинах(від 800 до 1100 атмосфер, відповідно до глибин западин). В умовах великих тисків і низької температури в глибинах океанів збільшується розчинювальна здатність морської води.

Щільність води у Світовому океані змінюється в горизонтальному напрямі і по вертикалі. На поверхні океану вона змінюється відповідно до кліматичної зональності. Ці зміни пов'язані зі зміною солоності(чим більше у воді розчинених солей, тим вона щільніша), або зміною температури(чим нижче температура, тим вище щільність води). У екватора щільність води відповідає величині близько 1,02204 〖г/см〗^3. У міру видалення від екватора внаслідок сильного випару і пов'язаного з цим підвищення солоності щільність води збільшується. Максимального ж значення - що відповідає 1,02750 〖г/см〗^3(27,5) вона досягає у високих широтах (близько 60° с. ш. і 60° ю.

1.3 Циркуляція морських  вод у Світовому  океані

Циркуляція води у Світовому океані має велике геологічне значення, визначаючи інтенсивність руйнівної дії на береги і дно, рознесення і диференціацію осадового матеріалу по дну водойми. Циркуляція води буває трьох видів:  
а) хвилювання; 
б) приливи і відливи; 
в) течії 
Хвилювання викликаються дією на водну поверхню. В цьому випадку частки води у відкритому морі переміщаються по замкнутих кругом орбітах у вертикальній площині. Хвилі складаються з валів, що чергуються між собою, і западин. Вершини валів називаються гребенями, а підстави западин - підошвами. Висота хвиль залежить від сили вітру. Наближаючись до берега, хвиля на мілководді захоплює усю товщу води і випробовує тертя об дно. Відбувається деформація хвилі внаслідок того, що у підошви із-за тертя об дно частки води рухаються повільніше, ніж на гребені. В результаті збільшується крутизна переднього схилу хвилі, і вона перевертається, утворюючи прибій. Хвилеві рухи при сильних штормах спостерігаються не лише на поверхні, але і поширюються в глибину до 50-150 м. Періодично в океанах виникають також величезні хвилі, що називаються цунамі, пов'язані із землетрусами

Приливи і відливи - періодичні вертикальні коливання  рівня океану або моря, що є результатом зміни положень Місяця і Сонця відносно Землі в сукупності з ефектами обертання Землі і особливостями цього рельєфу і що проявляється в періодичному горизонтальному зміщенні водних мас. Приливи і відливи викликають зміни у висоті рівня моря, а також періодичні течії, відомі як приливні течії, що роблять пророцтво приливів важливим для прибережної навігації.

Інтенсивність цих  явищ залежить від багатьох чинників, проте найбільш важливою з них  є міра зв'язку водойм зі світовим океаном. Чим замкнутіша водойма, тим менше міри прояву приливо-отливных явищ.

Хоча для земної кулі сила тяжіння Сонця майже в 200 разів більше, ніж сила тяжіння місяця, приливні сили, що породжуються місяцем, майже удвічі більше породжуваних Сонцем. Це відбувається через те, що приливні сили залежать не від величини гравітаційного поля, а від міри його неоднорідності(градієнта). При збільшенні відстані до джерела поля градієнт зменшується швидше, ніж величина самого поля. Оскільки Сонце майже в 400 разів далі від Землі, ніж місяць, то і приливні сили, що викликаються сонячним тяжінням, слабкіше.

Також, одній з  причин виникнення приливів і відливів, являється добове(власне) обертання Землі, що захоплює маси води світового океану, що має форму еліпсоїда, велика вісь якого не співпадає з віссю обертання Землі і не бере участь в її обертанні навколо цієї осі. Це веде до того, що в системі відліку, пов'язаній із Земною поверхнею, по океану біжать по взаємно протилежних сторонах земної кулі дві хвилі, що приводять в кожній точці океанського узбережжя до періодичних, двічі в добу що повторюється, явищам відливу, що чергуються з приливами.

1.4 Морфологія дна  океанів і морів 
Геологічна діяльність морів і океанів залежить від багатьох чинників: рельєфу дна, рухливості земної кори в межах водних басейнів і навколишньої суші, солоності, складу і температури морських вод, газового режиму, діяльності морських організмів, русі морської води, клімату та ін.

Спершу розглянемо морфологію дна океанів і морів. Виділяють декілька областей, осадконакопления, що відрізняються різними умовами : 
1. Літоральна або прибережна область, що заповнюється під час приливів і осушувана при відливі

2. Мілковода область(шельф або материкова мілина) - слабонаклоненная вирівняна частина підводної околиці континентів, що прилегла до берегів суші і характеризується спільною з нею геологічною будовою. Глибина шельфу звичайний до 100-200 м; ширина шельфу складає від 1-3 км до 1500 км(шельф Баренцового моря). Зовнішня межа шельфу обкреслена перегином рельєфу дна - бровкой шельфу.

3. Глибоководна  або батіальна область 
а) Материковий схил - один з основних елементів підводної околиці материків; він розташований між шельфом і материковим підніжжям. Характеризується крутішими ухилами поверхні в порівнянні з шельфом і ложем океану(в середньому 3-5^°, іноді до 〖40〗^°) і значною розчленованою рельєфу.

б) Материкове підніжжя є шлейфом акумулятивних відкладень, що виник біля підніжжя материкового схилу за рахунок переміщення матеріалу вниз по схилу(шляхом мутьевых потоків, підводних зсувів і обвалів) і осадження суспензії.

4. Абісальна область  або Ложе Світового Океану. Воно розташоване на глибині 3500-6000 м і займає приблизно половину земної поверхні. Ложе океану хребтами, валами і височинами ділиться на:

а) Улоговини, дно  яких зайняте абісальними рівнинами. Ці області характеризуються стабільним тектонічним режимом, низькою сейсмічною активністю і рівнинним рельєфом, що дозволяє розглядати їх як океанські плити - талассократоны.

б) Рівнини, якими представлені талассократоны. Вони бувають двох типів: 
Акумулятивні рівнини мають вирівняну поверхню слабонаклонную поверхня і розвинені переважно по периферії океанів в областях значного вступу осадового матеріалу з континентів.

 

в) Серединно-океанічні  хребти, що є потужною гірською системою, що простягається через усі океани. Загальна протяжність серединно-океанічних хребтів(СОХНУВ) більше 60000 км, ширина 200-1200 км, висота 1-3 км.

 

5. Глибоководні  жолоби облямовують острівні дуги, розвинені уздовж молодих гірських споруджень краю континенту.

                  

2. Руйнівна і  акумулятивна діяльність моря 
 
Абразія(від латів. " abrasion" - зіскоблювання, збривання) - процес руйнування порід хвилями і течіями. Абразія найбільш інтенсивно протікає біля самого берега під дією прибою.

Руйнування гірських порід берега складається з наступних  чинників: 
1. удар хвилі(сила якого досягає при штормах 30-40 т/м^2); 
2. абразивна дія уламкового матеріалу, приношуваного хвилею; 
3. розчинення порід; 
4. стискування повітря в порах і порожнинах породи під час удару хвиль, яке призводить до розтріскування порід під впливом високого тиску; 
5. термоабразия, що проявляється в тому, що протавало мерзлих порід і крижаних берегів, і інші види дії на береги.

Дія процесу абразії  проявляється до глибини декількох десятків метрів, а в океанах до 100 м і більше. 
Дія абразії на береги призводить до формування уламкових відкладень і певних форм рельєфу. Процес абразія протікає таким чином. Ударяючи об берег, хвиля поступово виробляє в його основі поглиблення - хвилерізну нішу, над якою нависає карниз. У міру поглиблення хвилерізної ніші під дією сили тяжіння карниз обрушується, уламки опиняються біля підніжжя берега і під дією хвиль перетворюються на пісок і гальку.

Обрив, що утворився  в результаті абразії, або крутий уступ називають клиф. На місці  відступаючого обриву формується абразійна  тераса, або бенч(англ. "bench"), що складається з корінних порід. Клиф може граничити безпосередньо з бенчем або відділятися від останнього пляжем. Поперечний профіль абразійної тераси має вигляд опуклої кривої з малими ухилами біля берега і великими біля основи тераси. Уламковий матеріал, що утворюється, відноситься від берега, утворюючи підводні акумулятивні тераси

.

Послідовні стадії опускання берега : А, Би, В - різні положення відступаючого берегового схилу, обрадируемого морем; А 1, Б 1, В 1 - різні стадія розвитку підводної акумулятивної тераси. 
У міру розвитку абразійних і акумулятивних терас хвилі виявляються на мілководдя, забуруниваются і втрачають енергію не доходячи до корінного берега, через це процес абразії припиняється.

Залежно від характеру  протікаючих процесів берега можна  розділити на абразійні і акумулятивні. 
Хвилі здійснюють не лише руйнівну роботу, але і роботу по переміщенню і акумуляції уламкового матеріалу. Набігаюча хвиля виносить гальку і пісок, які залишаються на березі при відступанні хвилі, так утворюються пляжі. Пляжем(від франц. "plage" - пологий морський берег) називають смугу наносів на морському узбережжі в зоні дії прибійного потоку. Морфологічно виділяються пляжі повного профілю, що мають вигляд пологого валу, і пляжі неповного профілю, що є нахиленим у бік моря скупченням наносів, що примикає тильною стороною до підніжжя берегового обриву. Пляжі повного профілю характерні для акумулятивних берегів, неповного - переважно для абразійних берегів.

При забурунивании  хвиль на глибинах в перші метри, матеріал(пісок, гравій або ракуша), що відкладається під водою, утворює підводний піщаний вал. Іноді підводний акумулятивний вал, розростаючись, виступає над поверхнею води, простягаючись паралельно берегу. Такі вали називаються барами(від франц. "barre" - перешкода, мілина).

Формування бару може призводити до відділення прибережної частини морського басейну від основної акваторії - утворюються лагуни. Лагуна(від латів. "lacus" - озеро) є неглибоким природним водним басейном, відокремленим від моря баром або що з'єднується з морем вузькою протокою(чи протоками). Основною особливістю лагун є відмінність солоності вод і біологічних співтовариств.