Читая каменную летопись Земли...
Шрифт:
Аккумулятивные хребты вытянуты в направлении действия придонного течения, однако формируются по периферии того ареала, в котором действует основной поток. Этот последний очень чаете эродирует дно, что приводит к появлению перерывов в осадочном разрезе. Полагают, что основными эпохами, когда происходило активное развитие указанных подводных хребтов, были периоды максимальных оледенений. Впрочем, это мнение оспаривают некоторые исследователи. Глубоководное бурение показало, что средние скорости накопления осадков в пределах хребтов, сложенных контуритами, составляли 12 см/1000 лет, т. е. были довольно высокими.
Наиболее известные аккумулятивные глубоководные поднятия находятся в Северной и Центральной Атлантике.
Три возраста камня
Рождение и младенчество (состояние осадка)
В этом мире не вечны даже камни. Впрочем, жизнь у них очень долгая, иногда настолько долгая, что теряются истоки. Ведь возраст самых древних пород на Земле достигает 4 млрд лет, т. е. приближается к возрасту самой планеты. И все-таки в этой длинной жизни, по крайней мере у осадочных разностей, были детство, отрочество, зрелость, а у многих и старость.
В предыдущих разделах мы имели возможность познакомиться с наиболее распространенными в земной коре породами осадочного генезиса, а также с теми ингредиентами, из которых они состоят. В процессе отложения или новообразования отдельных частиц происходит рождение осадка, будущей породы. Действие это во многих случаях мучительное и многоактовое. Среди осадочных частиц есть и «счастливчики», и явные «неудачники». Первые, едва попав на великий транспортный конвейер, оказываются на обочине и быстро выходят из игры. Они оседают в виде наносов недалеко от области разрушения и мобилизации древних пород и вскоре захороняются, после того как их перекрыли более молодые образования. Другие зерна обретают лишь временный покой. Их моют речные струи, поднимает в воздух ветер, катает морская волна, подхватывает приливное или отливное течение. Они проходят через множество седиментационных обстановок, в каждой из которых возможно образование осадка. Собственно говоря, оно и происходит здесь на самом деле. Но для частиц-неудачниц мытарства продолжаются, они теряют в весе и объеме, дробятся, переходят из одного гранулометрического класса в другой. Наконец они достигают океана, где их подхватывают придонные течения. Частицы отсюда на гребнях подводных дюн и вместе с ними мигрируют на сотни километров.
Таким образом, от момента высвобождения частицы из древней породы до ее фиксации в составе вновь образованного и захороненного осадка может пройти огромный диапазон времени. Что касается коллоидных и субколлоидных частиц, то их странствия были бы вообще беспредельными, если бы природа не изобрела механизмы самоочищения. Дело в том, что вес пелитовых частиц настолько ничтожен, что в условиях даже незначительной подвижности водной среды (а большинство из них попадает в конечные водоемы стока) они были бы обречены на постоянное пребывание во взвешенном состоянии, во всяком случае, в центральных частях морей и океанов. Легко себе представить, как бы выглядели наши водоемы! Вода в них была бы мутной и черной от обилия глинистой взвеси, т. е. такой, какой она бывает в авандельтах некоторых крупных рек или над иловыми банками. Подобно водам Ганга, в море плавали бы слепые дельфины и другие животные, ориентиром которых в пространстве служили бы акустические сигналы.
В природе, однако, нашлись механизмы, облегчившие перевод тонкой взвеси в осадок. Один из них физико-химический, другой — биологический. Первый заключается в образовании флаков — агрегатов чешуек, соединившихся краями в сложные образования звездчатой или округлой формы. Вес флаков значительно больше, чем у каждой из составляющих их чешуек. Поэтому они гораздо легче садятся на дно. Этот механизм эффективно работает над континентальными окраинами, прежде всего в пределах шельфовых зон, там, где концентрации взвеси в воде достигают неких критических значений.
В настоящее время, вероятно, более универсальное значение имеет биологический механизм очищения океанских и морских водоемов. Он связан с жизнедеятельностью организмов-фильтраторов, пропускающих за год через свои крохотные тела огромное количество воды для извлечения фитопланктона, бактерий и различных органических остатков. Все взвешенные в воде частички проходят через желудки фильтраторов, в качестве которых выступают мельчайшие рачки — копеподы и другие представители зоопланктона. Под влиянием пищевых ферментов из собранного материала извлекаются необходимые для поддержания жизни субстанции, а оставшиеся минеральные вещества, склеенные в так называемые пеллеты (фекалии), выделяются в водную среду. Так как размеры и вес пеллет намного выше, чем у исходной взвеси, они опускаются через водную толщу на дно, где вскоре распадаются на изначальные компоненты.
Скопления частиц на суше или на дне водоема образуют отложения, потенциально способные превратиться в породу. Однако этот процесс не всегда доходит до логического конца. Вновь образованные осадки долгое время бывают рыхлыми, насыщенными влагой. Они состоят из множества ничем не связанных друг с другом частиц, которые при неблагоприятных воздействиях внешней среды легко разделяются, что нередко приводит к распаду всего сообщества зерен или чешуек. Факт рождения осадка может быть зафиксирован лишь после того, как он будет погребен под плащом более молодых образований, осадочных или излившихся, Но и тогда еще долгое время сохраняется вероятность возвращения совокупности захороненных частиц на пути переноса и переотложения. Действительно, активность некоторых геологических агентов приводит к эрозии — размыву больших объемов осадков.
Седиментационные процессы удивительно многообразны. Осаждение частиц — это лишь одна сторона медали. Другая заключается в новообразовании и кристаллизации как в толще воды или в воздушной среде, так и на дне в самом осадке или на поверхности коренного субстрата. Кристаллизация солей в воздухе происходит чаще всего в зоне заплеска осолоненных лагун или на приливно-отливных равнинах. Вода испаряется в воздухе, и на Землю со звоном сыплются мелкие кристаллики соли. Нечто похожее наблюдается при выбросе магмы. Все же основная масса солей образуется при испарении концентрированных рассолов, называемых рапой. Как правило, это имеет место в замкнутых мелководных водоемах аридных зон, где испарение значительно превалирует над поступлением воды. Кристаллы гипса, галита, доломита, карналлита и др. зарождаются прямо в рассоле, из которого затем выпадают на дно.
Очень широко распространены в природе различные корки и стяжения. В пустынях часто встречаются слоистые карбонатные корки — каличе, связанные, как полагают, не в последнюю очередь с деятельностью микроорганизмов. Вблизи источников теплых или горячих минерализованных вод возникают натечные формы карбонатов — травертины. Известны корки железистого, марганцевого и кремнистого состава. Чаще всего они образуются в субаквальной среде. В специфических условиях глубоководных рассольных впадин, открытых в Красном и Средиземном морях, на поверхности твердых субстратов — выступов магматических и древних осадочных пород — вырастают причудливые гипсовые розочки (впадина Баннок в Ионическом море) или арагонитовые корки волокнистого строения (впадина Атлантис в Красном море).
Многие наслышаны об удивительных натечных образованиях в подземных пещерах — сталактитах и сталагмитах. Первые в виде причудливых каменных сосулек свисают со сводов пещер, вторые, более приземистые и шишковатые, поднимаются им навстречу со дна. И те и другие имеют кальцитовый состав и растут за счет выпадения карбоната кальция из капель воды, стекающих по сталактитам или срывающихся со сводов пещеры вниз. Каждая капля оставляет несколько молекул труднорастворимого карбоната. В результате за десятки и сотни тысяч лет в подземных гротах возникают целые каскады, огромные занавеси из кальцита наподобие тех, что украшают зал Тбилиси в Новоафонской пещере. Этим монументальным творениям природы нет равных по красоте.