Merisedimentit ovat sedimenttimuodostelmia nykyaikaisten ja muinaisten geologisten merien ja valtamerien pohjalla. Niiden osuus Maan staattisen pallon (sedimenttikuoren) kokonaismassasta on 75-90%. Geologiassa meriä kutsutaan merimaiksi . [yksi]
Meren sedimenttien koostumus sisältää: jokien kantamia kiven hiukkasia; eliöiden merivedestä eristämät sedimentit (biogeeniset aineet): mikroskooppiset kalkki- tai piipitoiset eläinplanktonin kuoret , nilviäiset, muun meren eläimen luuston osat; orgaaniset kasvisedimentit ja eläinten pehmytkudosten hajoamistuotteet; merivedestä kiteiden ja kolloidisten hyytymien muodossa saostuneet kemikaalit sekä niiden sorboimat alkuaineet; jälkiä meteoriittipölystä, vulkaanisesta tuhkasta jne.
Sedimenttien koostumuksen perusteella ne jaetaan savilietteisiin, kalkkipitoisiin lietteihin, pii-maaslietteisiin ja vulkaanisiin lietteihin. [yksi]
Meren sedimenttien koostumusta säätelee kolme päätekijää. Ensimmäinen tekijä on etäisyys tärkeimmistä maamassoista, mikä vaikuttaa mereen kuljetetun mannerkiven määrään. Toinen tekijä on veden syvyys, joka vaikuttaa pii- ja kalkkipitoisten biogeenisten hiukkasten säilyvyyteen niiden laskeutuessa pohjaan. Viimeinen tekijä on meren hedelmällisyys, joka vaikuttaa pintavesissä syntyvien biogeenisten hiukkasten määrään. [2] [3]
Rannikkoesiintymät, joita kutsutaan myös terrigeenisiksi, koska ne sisältävät pääasiassa rannikkokivipalstoja, rajaavat maanosia ja saaria noin 250 kilometriä leveällä kaistalla ja peittävät kaikkien sisä- ja reunameren pohjan. Etäisyyden myötä rannikon sedimenttien raekoko pienenee vähitellen: lähemmäs rannikkoa laskeutuu kiviä ja lohkareita , sitten soraa , hiekkaa , sileistä hiekkaa ja lopuksi lietettä , ja siksi rannikkosedimentit voivat sateen luonteen mukaan. voidaan helposti jakaa kahteen vyöhykkeeseen - lähimpänä rannikkoa olevaan hiekkaiseen, joka koostuu lohkareista, sorasta ja hiekasta, ja syrjäisemmälle mannerlietteen vyöhykkeelle.
Hiekkavyöhykkeen sedimenttien petrografinen koostumus on hyvin monimuotoinen, ja suurin monimuotoisuus löytyy rannikkoa lähinnä olevasta kapeasta kivikaistaleesta. Pikkukiviä ja lohkareita on kerrostunut lähelle jyrkkiä, kivisiä rantoja ja rannikon kallioiden luonteesta riippuen ne koostuvat joskus kiteisistä kivistä, joskus kalkkikivistä , sitten (lähellä koralliriuttoja ) nykyaikaisen korallikalkkikiven palasista, sitten (lähellä vulkaanisia saaria ) vulkaanisista pommeista , kivistä, lapillista jne. Hiekan koostumus, joka muodostuu irtonaisten rannikkokivien kivien ja lohkareiden tuhoutuessa tai jokien mukana mereen kulkeutuessa, on yhtenäisempi. Hiekka on melko puhdasta, kvartsia , joskus saven sekoituksesta johtuen lieteistä, kuoripankkien läheisyydessä seoksessa kuorien jauhamisesta syntyviä kalkkipitoisia jyviä, koralliriutoissa se on pääasiassa kalkkipitoista ja vulkaanista. saarilla se koostuu jauhetuista irtonaisista vulkaanisista tuotteista. Hiekkavyöhykkeen leveys riippuu meren tai valtameren pohjan rinteen jyrkkyydestä, eli mitä jyrkempi rinne, sitä kapeampi hiekkavyöhyke ja päinvastoin. Hiekanjyvien siirtämiseen merenpohjaa pitkin tarvitaan riittävää vesivärähtelyä, eikä aaltojen vaikutus tunneta ollenkaan yli 200 metrin syvyydessä, minkä vuoksi hiekkavyöhykkeen sedimenttejä ei voi muodostua suuremmissa syvyyksissä.
Yli 200 metrin syvyydessä vain pienemmät hiukkaset, jotka ovat vedessä suspendoituneet, pääsevät sisään. Juuri nämä hiukkaset muodostavat lietettä , vallitsevan sedimentin tyypin toisessa, kauempana rannikosta, rannikkosedimenttien vyöhykkeessä - mannerlietteen vyöhykkeissä, 200-5000 ja poikkeustapauksissa jopa 7300 metrin syvyydessä. syvyys, mutta tämän vyöhykkeen sedimenttejä löytyy harvoin 250 km:n etäisyydeltä lähimmästä rannikosta. Vallitsevien veteen mekaanisesti suspendoituneen materiaalin laskeuman tuotteiden lisäksi mannerlietteen koostumukseen kuuluu osittain myös tuulen maalta tuomia hienoimpia pölymäisiä vulkaanista tai maaperäisiä hiukkasia sekä kalkkipitoisia hiukkasia. - meren eliöiden kuorien jäännökset. Vaikka mannerliete on yleensä melko yksitoikkoista, siinä oli kuitenkin mahdollista havaita useita lajikkeita; pääasiassa sinilietettä , hienoa sedimenttiä, jolla on rikkivetyhaju ja joka koostuu pääasiassa kvartsin rakeista, glaukoniitista , savesta ja kalkkipitoisista hiukkasista; vihreää lietettä, joka on vielä rikkaampi glaukoniitilla , josta sen väri todennäköisesti riippuu, havaitaan alueilla, joilla sateen muodostuminen on hitain, ja lopuksi punaisen liete, joka on harvinaisin, johtuu väristään merkittävästä rautaoksidipitoisuudesta okran muodossa. ja limoniitti .
Tulivuoren ja koralliriuttojen saarten lähellä hiekkakaistaletta seuraa tulivuoren ja korallin liete, joka on seurausta vulkaanisen ja korallihiekan lisäkulumisesta.
Kaukana rannikosta meressä kelluvien organismien kuorien kalkkipitoisten jäänteiden pitoisuus kasvaa ja päinvastoin mannerperäisten hiukkasten määrä vähenee ja näin ollen havaitaan siirtymä syvänmeren eli pelagisiin esiintymiin. jonka muodostumiseen rannikkokivihiukkaset eivät juuri osallistu. Pelagiset sedimentit sijaitsevat valtameren pohjan syvimmillä ja kaukaisimmilla alueilla, ja niitä ei ole lainkaan jopa niin laajoissa sisämerissä kuin esimerkiksi Välimerellä . Ne koostuvat yksinomaan pienimmistä irtonaisista tulivuoren tuotteista ja tuulen kantamista savihiukkasista, vedenalaisten tulivuorenpurkausten tuotteista, meteorisista tai kosmisista hiukkasista ja lopuksi kalkkipitoisista hiukkasista - kuorien jäännöksistä ja erilaisten pienten meren eliöiden kuorista, jotka viettävät elämää. valtameren ylemmissä kerroksissa ja kuoleman jälkeen putoamalla pohjaan. Tällaisen materiaalin määrä on mitätön, ja siksi pelagisten sedimenttien laskeutuminen etenee hyvin hitaasti; valtameren pohjan kaukaisimmissa osissa joidenkin nyt sukupuuttoon kuolleiden hailajien hampaita löydettiin melkein pinnasta, ja nämä hampaat peittivät paksulla mangaanioksidikuorella tai sisältyivät kalkki-rautapitoisiin tai mangaaniin. jonka muodostuminen vaati vuosituhansia.
Pelagisia sedimenttejä on kahta päätyyppiä: eläinperäinen liete ja punainen savi syvänmeren alueilla. Zoogeeninen liete on pääasiassa orgaanisen elämän tuotetta. Sen yleisin ero on globigeriinitihku , joka on väriltään maidonvalkoinen, kellertävä, vaaleanpunainen tai ruskehtava. Se koostuu pääasiassa pienimmistä juurakoiden (globigeriinin) kalkkipitoisista kuorista, joissa on sekoitusta savihiukkasia, irtonaisia vulkaanisia tuotteita, kosmista pölyä , pientä määrää organismien jäänteitä, joissa on piikivirunko, sekä omituinen muoto kalkkipitoisia kiviaineksia. kokkoliitit , rabdoliitit jne. Erota globigeriinilietteestä pteropod silt , jossa on myös suuria määriä pteropodisten nilviäisten (pteropods) kuorien palasia. Juurakot eivät siedä rannikon läheisyyttä ja elävät valtamerten keskiosien pintakerroksissa, pääasiassa lämpimillä ja lauhkeilla leveysasteilla. Näissäkään rajoissa globigeriinilietettä ei kuitenkaan löydy kaikkialta, vaan vain paikoin, enintään 5100 metrin syvyydessä. Tämä selittyy sillä, että valtamerten alemmissa kerroksissa vesi sisältää suhteellisen suuren määrän hiilidioksidia liuoksessa , ja tämän happamoitunut vesi liuottaa helposti kuorien hiilipitoista kalkkia. Juurijalkaisten ohuet kuoret uppoavat eläimen kuoleman jälkeen erittäin hitaasti valtameren pohjaan, liukenevat eivätkä pääse suuriin syvyyksiin. Samat syyt määräävät myös pteropod-lietteen levinneisyysalueen, sillä ainoalla erolla, että pteropodien kuoret ovat ilmeisesti vieläkin helpommin liukenevia ja voivat siksi kerääntyä vieläkin matalammille syvyyksille - mannerlietteen rajalle. Mutta piikivirunkoisten pelagisten organismien jäännökset, kuten piilevät ja piileväkuorella varustetut ripset, radiolaarit, voivat saavuttaa suurempia syvyyksiä . Mutta koska näitä organismeja on suhteellisen vähän, niiden kertymät - radiolaari- ja piimaililiet - leviävät hyvin rajoitetusti. Merenpohjan syvimmät ja kaukaisimmat osat koostuvat lähes yksinomaan yksitoikkoisesta punertavasta savesta, joka on hienorakeinen, hyvin homogeeninen sedimentti, jolla on huomattava viskositeetti. Mikroskooppi paljastaa siinä homogeenisen savisementin lisäksi pienimmät vulkaanisen lasin, hohkakiveen ja vulkaanisten mineraalien hiukkaset, toisinaan piipitoisten organismien luurankoja sekä kuorella peitettyjä rautaoksideja, metallipalloja ja mineraalipronssipalloja . Kasvaimista punaiselle savelle on ominaista zeoliittien ryhmään kuuluvan mineraalin ja rautaoksidin ja mangaanin konkreettien väliset kasvut. Korkeampien organismien jäännöksistä löytyy melko usein hain hampaita ja valaiden kuuloluita . Sijainnin mukaan mahdollisuus punaisen saven muodostumiseen mannermaisesta materiaalista on poissuljettu, ja siksi useimmat tutkijat myöntävät sen koostumuksen pääasiassa vulkaanisen toiminnan hajoamistuotteista, joita tuuli kuljettaa valtameren pinnan yli.
Kaikki edellä kuvatut sedimentit, sekä rannikko- että pelagiset sedimentit, ovat pääasiassa tyypillisiä lämpimälle ja lauhkealle vyöhykkeelle. Pohjois- ja etelänapamerillä, joissa orgaaninen elämä on äärimmäisen köyhää ja saarten ja maanosien rannikot ovat suurimman osan vuodesta jään sitomia, syvänmeren sedimentit johtuvat pääasiassa jäävuorten kuljettamasta materiaalista, joka putoaa jäävuorille. merenpohjaan, kun jälkimmäinen sulaa. Siksi syvänmeren sedimentit ilmenevät sekä rannikolla että pelagisella vyöhykkeellä napamaiden harmaalla savella, joka on koostumukseltaan erittäin heterogeenista sedimenttiä. Pienimpien savihiukkasten ohella se sisältää hiekkajyviä, soraa ja jopa mannermaisten kivien kiviä ja lohkareita; vain paikoin, kaukana maasta, polaaristen juurakoiden bilokuliinikuoren jäännökset sekoitetaan tähän saveen huomattavassa määrin ja saadaan erityinen harmaan saven ero, nimeltään bilokuliiniliete .
Kaikki kuvatut sedimentit muuttuvat niissä tapahtuvien hydrokemiallisten prosessien ja niihin kohdistuvan valtavan paineen vaikutuksesta. Kivet ja sorat muuttuvat konglomeraatiksi, hiekkakiveä muodostuu toisinaan hiekasta , lieteiset sedimentit muuttuvat saveksi ja liuskeeksi , ja erilaisia kalkkikiviä ja merkeleitä saadaan eläinperäisestä lieteestä . Sellaiset vuosisatojen kuluessa muuttuneet sedimentit voivat maankuoren vaihteluiden vaikutuksesta tulla ulos veden alta ja paljastua maan pinnalle. Maan pinnan kerrostettujen sedimenttikivien välissä on analogeja kaikille nykyaikaisille syvänmeren kerrostumille. Toistaiseksi vain täydellistä punaisen saven analogia valtamerten syvyyksistä ei ole löydetty; Tämä seikka saa jotkut tutkijat olettamaan, että nykyaikaiset valtamerten altaat olivat olemassa samassa paikassa maapallon historian varhaisimmista aikakausista lähtien. Maan ja meren välinen vaihto tapahtui heidän mielestään vain tietyissä rajoissa rannikkoalueiden ja osittain pelagisten esiintymien osalta.
Merien ja valtamerten pohjan sedimenttien tieteellinen tutkimus aloitettiin riittävässä määrin vasta 1800-luvun jälkipuoliskolla lukuisten erikoisretkien ansiosta, joista saavutettujen tulosten kannalta tärkeimpänä matkat laivoilla Challenger , Black, Travalier, "Talisman" jne.