Геологическая деятельность моря

ВведениеВся совокупность водных пространств океанов и морей, занимающих 361 млн. км, или 70,8% поверхности Земли, называется Мировым океаном или океаносферой. Особенностью океаносферы является единство и взаимосвязь между отдельными частями – океанами и морями (Короновский, Якушева, 1991).В океанах и морях, занимающих около 70,8 % поверхности Земли, сосредоточены огромные массы воды (около 1,37 млрд. км3). Эти массы, находясь в непрерывном движении, постоянно взаимодействуют с окружающей средой и производят работу, которая сводится к трем видам: разрушению горных пород; переносу продуктов разрушения; отложению осадков и образованию новых пород (Боровиков и др., 2018).Актуальность работы. Геологическая деятельность морей и океанов, так же как и других геологических агентов, заключается в разрушении, переносе разрушенного материала с попутной его обработкой и сортировкой с последующим отложением. В итоге это приводит к изменению очертаний берегов, к выравниванию рельефа земной поверхности материков и заполнению морских впадин с образованием осадочных горных пород. Этот процесс в морях и океанах происходит на Земле с древнейших времен, вследствие чего накопились мощные толщи пластов осадочных пород, слагающих верхнюю часть земной коры (Чувакин, 2017).Актуальность выбранной темы определяет объект и предмет исследования, а также его цель и задачи. Объектом исследования является море, в то время как предмет исследования – геологическая деятельность моря.Цель работы – описать геологическую деятельность моря. Поставлены задачи:Предоставить общие данные о морях.Оценить физические характеристики морской воды.Описать соленость и химический состав морской воды.Проанализировать специфику циркуляции морской воды.Охарактеризовать морфологию морского дна.Привести данные касательно органического мира морей.Привести характеристику осадконакопления.Оценить процесс диагенеза морских осадков.Проанализировать разрушительную и аккумулирующую деятельность морей.Охарактеризовать инженерно-геологическую защиту территорий от воздействий морей.1.Основные сведения о моряхМоре – это сравнительно небольшая часть океана, вдающаяся в сушу или обособленная от других его частей берегами материка, повышениями дна (порогами) или островами и обладающая специфическими чертами гидрологического режима. Площадь морей составляет 10% всей площади Мирового океана (Яблоков, 2016).Всего существует 5 групп морей (рис.1): моря Тихого океана, Атлантического, Индийского, Северного Ледовитого и Южного. Последний включает в себя часть Тихого, Атлантического и Индийского океанов, простирается вдоль берегов Южного полюса (Селиверстов, 2016).Рисунок 1 – Группы морей: моря Тихого, Атлантического, Индийского, Северного Ледовитого и Южного океана (Максимов, 2011)По морфологическим и гидрологическим признакам моря подразделяются на окраинные, средиземные (внутриматериковые и межматериковые) и межостровные. Окраинные моря располагаются на подводных окраинах материков и в переходных зонах и отделяются от океана грядами островов, полуостровами или подводными порогами. Моря вблизи материковой отмели – мелководные. Например, максимальная глубина Желтого моря 106 м. М оря, расположенные в переходных зонах, имеют глубины до 3500-4000м (Берингово, Охотское, Японское). По физическим свойствам и химическому составу окраинные моря мало отличаются от океанов, так как эти моря соединяются с океанами на широком фронте. Средиземные моря глубоко вдаются в сушу и с океаном соединяются одним или несколькими сравнительно узкими проливами. Некоторая обособленность средиземных морей сформировала особый гидрологический режим этих морей, отличный от океанического. Средиземные моря делятся на межматериковые и внутриматериковые. Межматериковые моря расположены в зонах тектонической активности и характеризуются большими глубинами, сильной сейсмичностью и вулканической деятельностью. Располагаются они между материками, например, Средиземное и Красное моря расположены между Евразией и Африкой. Внутриматериковые моря лежат на участках с материковой корой (Балтийское, Белое, Черное и др.). Они обычно мелководны. Например, глубина Балтийского моря 470м, Белого - 350м, Азовского - 13м.Межостровные моря отделяются от океана более или менее тесным кольцом отдельных островов или островными дугами (Филиппинское, Фиджи, Банда, Сулу и др.). К межостровным морям относят Саргассово море, не имеющее выраженных границ, но обладающее ярко выраженным специфическим гидрологическим режимом и особыми видами животных и растительных форм (Селиверстов, 2016).2. Физические характеристики морской водыСостояние морской воды определяют следующие физические параметры: температура воды, гидростатическое давление и плотность морской воды. Тепловые, динамические и другие свойства морской воды обусловлены этими параметрами и особенностями ее молекулярного строения. Температура воды в придонных слоях Мирового океана, по данным многочисленных замеров, понижается до 3°С, а в глубоководных впадинах может быть ниже нуля, так как температура замерзания воды из-за наличия в ней солей понижается. Так, в придонных слоях глубоководных впадин температура воды понижается до -2 °С. Температура, воды Северного Ледовитого океана до глубины 350-450 м резко повышается до 0,5-1°С, при дальнейшем росте глубины она неуклонно понижается и уже на глубине 1500 м достигает -1°С. В океане температура с глубиной вначале резко уменьшается, а затем остается почти постоянной вплоть до дна, в то время как гидростатическое давление постоянно возрастает (Шутова, 2012).Давление в морях и океанах возрастает пропорционально глубине. На каждые 100 м глубины оно увеличивается примерно на 1 МПа, достигая наибольшей величины в глубоководных впадинах. В целом, гидростатическое давление в океанах и морях соответствует весу толщи воды. Наибольшей величины оно достигает в глубоководных желобах и в котловинах ложа Мирового океана. Обычно плотность морской воды при расчетах невысокой точности принимают равной единице; фактически она изменяется в небольших пределах (1,0275-1,022 г/см3) и зависит от колебаний температуры и содержания растворенных солей. Плотность морской воды в среднем составляет примерно 1,025г/см3, в холодных полярных водах она увеличивается до 1,028, а в теплых тропических уменьшается до 1,022 г/см3. Такие колебания обусловлены изменением солености, температуры и давления (Короновский, Якушева, 1991).3. Соленость и химический состав морской воды В морской воде содержится большое количество растворенных веществ, суммарное содержание которых определяет соленость морской воды, выражаемую обычно в промиллях (в тысячных долях весовых единиц). За среднюю соленость вод океана принимается величина около 35 или 3,5 % (35 г/л). Существенные отклонения от указанной величины связаны с климатической зональностью – степенью испарения или количеством пресной воды, приносимой реками. Крайние значения солености океанической воды составляют от 32 до 37 ‰. В широких пределах меняется соленость внутриконтинентальных морей: в Средиземном море – 35-39 ‰. в Красном море – 41-43‰, в Черном море – 18-22 ‰, в Каспийском – 12-15 ‰, в Азовском – 12 ‰.В водах океанов и морей присутствуют почти все химические элементы периодической системы, но лишь немногие из них определяют солевой состав. В водах океанов и морей присутствуют почти все химические элементы периодической системы, но лишь немногие из них определяют солевой состав (табл.1).Таблица 1. Ионный состав морской воды при S=35‰ (Короновский, 1991)КатионыАнионыКол-во, г/кгЭквивалент, Кол-во, г/кгЭквивалент,Na+10,759638,64Cl -19,352945,06Мg2+1,29658,81SO42-2,71244,66Са2+0,41191,69HCO-30,14120,20К+0,39910,84Br -0,06740,07Sr2+0,00780,01Приведенные данные свидетельствуют о том, что морская вода характеризуется следующим соотношением ионов: Сl->SO42 - >НСО-з и Na+>Mg2+>Ca2+. Это указывает на то, что в океанской воде резко преобладают хлориды и, в первую очередь, NaCl (около 78 %), затем MgCl2 (>9 %), KCl (около 2 %), на втором месте сульфаты – MgSO4 (свыше 6,5 %), CaSO4 (около 3,5 %), а на гидрокарбонаты и другие; соединения падает менее 1%4. Циркуляция морской водыДвижение воды в Мировом океане имеет большое геологическое значение. Здесь выделяются волно-прибойная деятельность, приливы и отливы, а также вдольбереговые и постоянные морские и океанические течения. Схема циркуляции поверхностных вод Мирового океана приведена на рис. 2.Рисунок 2 – Схема циркуляции поверхностных вод Мирового океана (Максимов, 2011)Морские течения: 1 – Прибрежное антарктическое, 2 – Антарктическое циркумполярное, 2а – южная ветвь Антарктического циркумполярного течения, Атлантический океан, 3 – Фолклендское, 4 – Южно-Атлантическое, 5 – Игольное, 6 – Бразильское, 7 – Бенгальское, 8 – Южное пассатное, 9 – Ангольское, 10 – Гвианское, 11 – Экваториальное противотечение, 12 – Гвинейское, 13 – Зеленого мыса, 14 – Антильское, 15 – Северное пассатное, 16 – Канарское, 17 – Гольфстрим, 18 – Северо-Атлантическое, 19 – Лабрадорское, 20 – Австралийское, 21 – Баффиново, 22 – Западно-Гренландское; Индийский океан, 23 – Южно-Индийское, 24 – Мадагаскарское, 25 – Западно-Австралийское, 26 – Южное пассатное, 27 – Сомалийское, 28 – Экваториальное противотечение, 29 – Западно-Аравийское, 30 – Восточно-Аравийское, 31 – Западно-Бенгальское, 32 – Восточно-Бенгальское, Тихий океан, 33 – Западно-Новозеландское, 34 – ВосточноНовозеландское, 35 – Восточно-Австралийское, 36 – Южно-Тихоокеанское, 37 – Перуанское, 38 – Южное пассатное, 39 – Перу-Чилийское, 40 – Экваториальное противотечение, 41 – Минданао, 42 – северное пассатное, 43 – Мексиканское, 44 – Калифорнийское, 45 – Куросио, 46 – северо-Тихоокеанское, 47 – Ойясио, 48 – Алеутское, 49 – Аляскинское, 50 – Восточно-Беринговоморское; Северный Ледовитый океан, 51 – Норвежское, 52 – Норд-Капское, 53 – ВосточноГренландское, 54 – Западно-Арктическое, 55 – Тихоокеанское.Циркуляция воды в Мировом океане имеет большое геологическое значение, определяя интенсивность разрушительного воздействия на берега и дно, разнос и дифференциацию осадочного материала по дну водоема. Циркуляция воды бывает трех видов: волнения, приливы и отливы, течения.Различаются три типа водных течений: постоянные, непостоянные и волновые. По масштабам проявления различаются течения глобального, регионального и зонального рангов. К глобальным относятся сточные движения океанических вод от полюсов Земли к экватору. В низких широтах эти воды нагреваются и создают возвратные движения. В общей циркуляции вод Мирового океана в поверхностном слое преобладает широтный перенос, а воздушные и водные потоки циркулируют в одном направлении. В тропических широтах над океанами господствуют устойчивые ветры, получившие название «пассаты». В северном полушарии направление пассатов преимущественно северо-восточное, в южном полушарии - юго-восточное. Над пассатами в противоположном направлении дуют антипассатные ветры. Образование таких ветров объясняется вращением Земли и еѐ атмосферы и гидросферы вокруг оси. Пассатные ветры отгоняют воды океанов от западных берегов континентов. К периодическим течениям относятся муссонные течения (от араб. маусим – сезон). Муссонами названы устойчивые ветры, которые меняют два раза в год направление движения. Зимние муссоны направлены от суши на океан, летние муссоны богаты осадками, ориентированы с океана на сушу. Муссонный климат распространен в тропических областях: в Индийском океане и Юго–Восточной Азии. Ветры вызывают муссонные течения. Приливные течения в морях образуются под действием притяжения Луны и Солнца. Волнения вызываются воздействием на водную поверхность. В этом случае частицы воды в открытом море перемещаются по замкнутым кругом орбитам в вертикальной плоскости. Волны состоят из чередующихся между собой валов и впадин. Вершины валов называются гребнями, а основания впадин – подошвами. Высота волн зависит от силы ветра. Приближаясь к берегу, волна на мелководье захватывает всю толщу воды и испытывает трение о дно. Происходит деформация волны вследствие того, что у подошвы из-за трение о дно частицы воды движутся медленней, чем на гребне. В результате увеличивается крутизна переднего склона волны, и она опрокидывается, образуя прибой. Волновые движения при сильных штормах наблюдаются не только на поверхности, но и распространяются в глубину до 50-150 м. Периодически в океанах возникают также огромные волны, называемые цунами, связанные с землетрясениями (Максимов, 2011).5.Морфология морского днаРельеф океанического дна создавался такими же внутренними процессами земного шара, как и рельеф материков, т. е. оказывали своё действие поднятия и опускания дна, образование складок и сбросов, землетрясения, вулканы. К основным морфологическим элементам рельефа морского дна относятся: береговая зона, материковая отмель, материковый склон, ложе океана и глубоководные впадины.Рисунок 3 – Морфологические элементы рельефа морского дна (Максимов, 2011)Береговая зона – это граница между морем и сушей, та «спорная территория», которая при повышении уровня воды (в результате прилива или нагона воды ветром) затопляется, а при понижении обсыхает.Материковая отмель, иначе мелководье (или шельф), представляет собой подводное продолжение материка, затопленную его окраину, отвечающую глубинам от 0 до 200 м, хотя в отдельных случаях внешний край отмели может достигать и глубин 550-600 м. Практически поверхность отмели не имеет наклона, но эта прибрежная равнина океана, как и наземные равнины, имеет много, хотя и небольших, неровностей (холмы, впадины, подводные долины, террасы и др.).Область глубин от 200 до 2500 м охватывает так называемый материковый склон; угол падения его не превышает 4-7°, очень редко достигает 13-14° и ещё реже 40-45° (у коралловых и вулканических островов). Поверхность склона прямая или плавно изогнутая, но нередко рассечена врезанными в неё подводными долинами, головные части которых заходят (однако не всегда) и на материковую отмель, местами к самому берегу. Отмечена связь многих подводных долин шельфа и материкового склона с устьями современных рек - Анабара, Оленека, Лены, Яны, Конго, Гудзона, Инда, Миссисипи, Юкона, Ганга, некоторых рек Охотского и Восточно-Китайского морей и т. д.; в этих случаях подводные долины служат как бы продолжением наземных. Подводные долины прослеживаются до глубины 1600-2000 м, т. е. доходят, вероятно, до самого подножия материкового склона.Между глубинами 2500-6000 м заключено неровное ложе океана. Области его с глубинами более 6000 м называются глубоководными впадинами, пучинами или абиссальными желобами (Короновский, Якушева, 1991).6. Органический мир морейРазвитие органического мира тесно связано с указанными выше планетарными формами рельефа дна Мирового океана, где выделяются зоны, каждая из которых характеризуется определенной фауной и флорой и особенностями осадконакопления. К ним относятся зоны: прибрежная, или литоральная (лат. "литорализ" – берег) (приливно-отливная), подверженная сильному воздействию волн. Здесь трудные условия для развития жизни. Встречаются организмы камнеточцы, крепко прикрепленные ко дну;сублиторальная, или неритовая (по названию встречаемого здесь моллюска Nerita), соответствующая области шельфа, где создаются благоприятные условия для развития большого числа разнообразных видов морских организмов;батиальная (греч. "батис" – глубокий), отвечающая континентальному склону и его подножью. В соответствии с увеличением глубины и отсутствием света существенно изменяются условия для жизни на дне, поэтому в осадках здесь присутствуют главным образом раковины отмерших организмов, живущих в поверхностной части вод океанов; абиссальная (греч. "абисос" - бездонный, глубокий), соответствующая ложу Мирового океана, и субабиссальная - глубоководным желобам (рис.4).Рисунок 4 – Органический мир морского дня (Жирков, 2017) На этих глубинах вследствие низкой придонной температуры нет условий для развития растительности и, возможно, там существуют лишь высокоспециализированные организмы, не требующие растительной пищи. Исключение составляют районы выходов на дне термальных вод. Примером тому является богатый мир животных (гигантские двустворчатые моллюски, крабы, актинии, губки и др.), обнаруженных на глубине 2,5 км в зоне рифтов Восточно-Тихоокеанского поднятия, где выходят горячие источники и целые гидротермальные поля, вокруг них и развивается жизнь (Короновский, Якушева, 1991).Развитие органического мира тесно связано с рельефом дна Мирового океана, где выделяются зоны, каждая из которых характеризуется определенной фауной и флорой и особенностями осадконакопления. Зоны обитания морских организмов охватывают две экологические ниши: дно океана (бенталь) и его водную толщу (пелагиаль). Ниже приведена существующая классификация зон обитания морских организмов в зависимости от глубины океанского дна (для бентали) и водной толщи (для пелагиали).Зоны обитания на дне океана (бенталь):­ литоральная – приливно-отливная;­ неритовая (сублиторальная) – до глубин 200 - 300 м;­ батиальная – дно континентального склона и его подножья;­ абиссальная – дно океанских котловин;­ субабиссальная – дно глубоководных желобов;­ гидротермальная – вблизи активных гидротермальных систем.Зоны обитания в водной толще (пелагиаль):­ пелагическая (эпипелагическая) – верхние 200 - 300 м;­ мезопелагическая – 200 -1200 м;­ батипелагическая – более 1200 м (Селивестров, 2016).Таким образом, по условиям обитания и образу жизни морские организмы подразделяются на три основных группы – планктон, бентос и нектон. Из них наибольшее значение в осадкообразовании имеют планктон и бентос. Планктонные организмы обитают в поверхностном слое воды на глубинах 100 – 200 м. Они не имеют способов передвижения и держатся в воде во взвешенном состоянии. Бентосные организмы обитают на морском дне. По условиям передвижения подразделяются на бентос подвижный (крабы, морские звезды, морские ежи), малоподвижный (моллюски, черви) и бентос прикрепленный (кораллы, известковые водоросли, мшанки). Нектонные организмы объединяют большую группу свободно плавающих животных – рыб, головоногих моллюсков, морских млекопитающих и др. Кроме упомянутых групп морских организмов, следует отметить также бактерии, которые играют огромную роль в физико-химических условиях водной среды и диагенезе морских осадков (Селивестров, 2016).7. ОсадконакопленияС удалением от береговой линии в море возрастает значение процессов отложения осадков. Эта сторона геологической деятельности моря имеет наибольшее значение. Из морских осадков формируются осадочные горные породы морского происхождения, которые составляют 90 % всех осадочных горных пород. Карта данных отложений мирового океана приведена на рис.5.Рисунок 5 – Донные отложения Мирового океана(Селивестров, 2016): 1 - прибрежные и шельфовые преимущественно терригенные; 2 - коралловые отложения; 3 - гемипелагические, преимущественно терригенные (в вулканических районах – вулканогенные), а также айсберговые отложения; 4 - фораминиферовые и другие карбонатные пелагические отложения; 5 - диатомовые отложения; 6 - радиоляриевые и диатомово-радиоляриевые отложения; 7 - полигенные отложения (красная глина) По условиям образования морские осадки делятся на три подгруппы: терригенные – образующиеся из обломочного материала, поступающего с суши от разрушения горных пород, и вулканических выбросов; химические – осаждающиеся химическим путем из воды; органогенные – формирующиеся на дне моря из остатков организмов или при участии последних (Парначев, 2008).Дно моря или океана по условиям формирования осадков делится на четыре части: литоральную, неритовую, батиальную и абиссальную.Литоральная зона соответствует приливно-отливной полосе. Здесь в основном образуются терригенные осадки (галечник, гравий, песок). Органогенные осадки (торф и др.) могут отлагаться на заболоченных морских побережьях. Химические осадки образуются редко, в основном в лагунах (соли) или в теплых морях (оолитовые известковые осадки).Неритовая зона соответствует шельфу – от уровня отлива до глубины 200 м. На глубинах свыше 200 м волнения, происходящие на поверхности воды, уже не проявляются. Эта глубина также является пределом распространения донных растительных организмов. Площадь шельфа составляет до 8 % площади морей и океанов. Морские осадки в этой зоне формируются как за счет продуктов разрушения берегов, так и за счет приноса материала реками и ветром. Терригенные образования здесь представлены песками и илами. Широко распространены органогенные осадки. В теплых морях отлагаются карбонатные осадки – известняки-ракушечники, коралловые накопления. В холодных морях образуются кремнистые осадки. Химические осадки неритовой зоны представлены железистыми, алюмосодержащими и марганцевыми соединениями. Большая часть исходного материала приносится реками и подземными водами в виде коллоидных растворов. При смешивании с морской водой происходит коагуляция коллоидных растворов. В результате в прибрежной мелководной части выпадают в осадок минералы железистые, а глубже, где среда более щелочная, – марганцевые. Тем же путем идет и образование бокситов. На значительно больших глубинах, составляющих 50-150 м, местами происходит формирование залежей фосфоритов, что связано с выносом восходящими течениями накапливающегося на глубине оксида фосфора (Р2О5). Осадки батиальной зоны, соответствующей континентальному склону (от 200 до 2 000 м), отличаются большой однородностью и мелкозернистостью. Терригенные осадки представлены синим, зеленым, красным и вулканическим илом, органогенные осадки – коралловыми илами. Синие илы широко распространены в умеренных и высоких широтах на глубинах от 200 до 2 000 м и более. Среди преобладающего алеврито-глинистого материала встречаются рассеянная органика и 98 мелкие зерна пирита. Голубоватый или темно-серый цвет обусловлен разложением органики при нехватке кислорода. Этой же причиной объясняется и характерный для синих илов запах сероводорода. Зеленые илы залегают до глубины 2 000 м на участках с высокой подвижностью придонных вод. По сравнению с другими илами, здесь высоко содержание песчаной фракции, а также карбонатов (до 30 %). Зеленая окраска обусловлена высоким содержанием минерала глауконита. Красные илы глинистого состава встречаются неподалеку от устья крупных рек в низких широтах. Они сложены продуктами размыва латеритных красноцветных кор выветривания.Абиссальные осадки в ложе океанов (от 2 000 до 6 000 м, глубже 6 000 м – глубоководные впадины) представлены известковым и кремнистым органогенными илами, сложенными мельчайшими известковыми или кремнистыми скорлупками планктона. В распространении этих отложений проявляется четкая вертикальная зональность: глубже 4 000–4 500 м микроскопические частицы кальцита растворяются, поэтому на еще больших глубинах преобладают останки кремнистого состава. Обломочный материал с суши сюда почти не поступает, поэтому из терригенных осадков в абиссальной зоне образуются красная океаническая глина за счет космической, вулканической и эоловой пыли. Сюда же попадает обломочный материал с айсбергов и остатки организмов (зубы акул, обломки костей китов) (Боровиков и др., 2018).8. Диагенез морских осадковПревращение рыхлых осадков (ил, глина, песок) – окаменение или литификация происходит в результате сложного и длительного процесса, называемого диагенезом (Логвиненко, 1987)Первичный морской осадок представляет собой многокомпонентную систему, содержащую иловые частицы, химически осажденные соединения, органические вещества, остаточные воды, заполняющие поры, микроорганизмы и др. Это разнородная, неустойчивая и неуравновешенная в физико-химическом отношении система. Отдельные ее части начинают взаимодействовать друг с другом в направлении установления нового физико-химического равновесия.При этом происходят следующие процессы: растворение и удаление из осадка малоустойчивых минералов; образование новых минералов в соответствии с новой физико-химической обстановкой; перераспределение отдельных веществ и образование конкреций; уплотнение и уменьшение влажности осадка; перекристаллизация.Начальная стадия диагенеза объединяет процессы, протекающие в самой верхней части илового осадка, обладающего повышенной влажностью, обилием бактерий, окислительными или нейтральными условиями среды.Влажность обуславливает диффузионное перемещение вещества в вертикальном и горизонтальном направлениях и способствует образованию новых минералов.Бактерии преобразуют органические вещества, находящиеся в осадке, – разлагает углеводороды и органические соединения, создают новые реактивы, т.е. изменяют химизм среды. В одних случаях они окисляют закисные соединения, в других – переводят окисные соединения в закисные.Органическое вещество в большом количестве вызывает дефицит кислорода, появление углекислоты и сероводорода, т.е. создает восстановительные условия. Степень кислотности и содержание в осадке свободного кислорода существенно влияют на образование новых минералов. В окислительной среде образуются окислы и гидроокислы железа; в нейтральной или слабовосстановительной – сидериты; в восстановительной обстановке в осадках, богатых органическим веществом – сульфиды железа.Большое значение в процессе химического преобразования осадков имеют процессы растворения малоустойчивых минералов, перекристаллизации, цементации и обезвоживания. Растворение карбонатных минералов обычно происходит в глубоких придонных водах, насыщенных углекислотой. Здесь происходит растворение СаСО3, с чем связано отсутствие карбонатных осадков на глубинах свыше 4000 м.Перекристаллизация проявляется главным образом среди однородных осадков, состоящих из легкорастворимых минералов. Примером является диагенез рифовых образований, первоначально состоящих из известковых скелетов кораллов, мшанок, водорослей и др. Под действием углекислоты, освобождающейся при разложении органического вещества, кальцит скелетов частично растворяется и после выделения углекислоты выпадает заново уже в кристаллической форме.Цементация связана с выпадением в осадок различных химических соединений, связывающих (цементирующих) между собой отдельные зерна осадка. Таким цементирующим веществом являются кремнезем, окислы и гидроокислы железа, карбонаты, фосфаты и др. Цементирующее вещество может возникать одновременно с образованием самого осадка – сингенетический цемент, или в последующие стадии его пре- образования – эпигенетический цемент.Обезвоживание осадка происходит в результате выжимания воды из нижних пластов в верхние вследствие давления выше накапливающихся толщ осадков. При этом происходит процесс дегидратации богатых водой минералов, растворение, перекристаллизация и цементация осадков.В процессе диагенеза образуются различные конкреции – сростки или стяжения различной формы, строения и величины (от долей мм до нескольких метров в диаметре). Чаще всего они встречаются в пористых породах – песках и песчаниках, в трещиноватых и карстующихся известняках и доломитах. По составу они бывают опаловые, халцедоновые, кварцевые, железистые, фосфатные, пиритовые, гипсовые и др.Если организмы имели раковины, состоящие из относительно легко растворимого карбоната кальция, то в процессе образования конкреций они могут претерпевать коренное химическое изменение. СаСО3 раковин постепенно растворяется и может замещаться фосфатами, кремнеземом при сохранении формы первичной раковины. Этот процесс замещения одного минерального вещества другим носит название метасоматоза.Диагенез является весьма сложным и длительным процессом. Все многообразие процессов диагенеза протекает одновре- менно, но относительное значение каждого из них меняется во времени: в верхних частях осадка могут происходить процессы растворения, образования новых диагенетических минералов. Ниже по разрезу может происходить перераспределение вещества в осадках с образованием цемента и конкреций, а еще ниже – уплотнение, дегидратация и перекристаллизация (Парнечев, 2008).Первичный рыхлый морской осадок в большинстве случаев представляет многокомпонентную «открытую» систему. Уже в самой начальной стадии существования осадка начинается взаимодействие отдельных его частей друг с другом, с остаточными иловыми водами и средой их накопления. После того как слой перекрывается новыми порциями осадка, система «закрывается», происходит ее изоляция от наддонных вод, а слагающие минеральные компоненты вынуждены приспосабливаться к вновь возникшим физико-геохимическим условиям (Староверов, 2018).Таким образом, в ходе диагенеза: 1. Растворяются и удаляются малоустойчивые минералы. 2. Образуются устойчивые в новых физико-химических условиях минералы. 3. Вещество осадков перераспределяется с образованием кремнистых (опаловых и халцедоновых), карбонатных, фосфоритовых, гипсовых, железисто-марганцевых конкреций. 4. Осадки уплотняются с уменьшением влажности. 5. Осадки подвергаются перекристаллизации и цементации. В качестве цементирующего вещества выступают кремнезем, окислы железа, карбонаты и др.. Длительный процесс диагенеза, идущий под увеличивающимся давлением вновь накапливающихся слоев, приводит к окаменению (литификации) рыхлых осадков, т. е. к образованию плотной осадочной породы. При дальнейшем погружении этих пород в глубину они подвергаются действию увеличивающихся температур и давления и испытывают более глубокие изменения (процесс катагенеза), а при большем погружении – процесс метаморфизма (Полин, 2006).9. Разрушительная и аккумулятивная деятельность моряРазрушительная деятельность моря называется абразией (лат. «абрадо» - брею, соскабливаю). Она связана главным образом с фрикционным (ветровым) волнением и в значительно меньшей степени с приливно-отливными движениями морской воды. Штормовые волны ударяют с большой силой о крутой берег. Под их воздействием в основании крутого берегового уступа, где сосредоточена наибольшая сила гидравлического удара, возникает так называемая волноприбойная ниша, над которой остается карниз нависающих пород (Максимов, 2011).Основную разрушительную работу совершает морской прибой. В меньшей мере этому способствуют прибрежные и донные течения, а также приливы и отливы. При морском прибое на берег постоянно действуют волны. Под силой удара морские берега разрушаются, образуются обломки пород, которые подхватываются волнами и, ударяясь о породы берега, истирают его (водная корразия). Сила давления от волн достигает 16 т/м2 и даже больше. Во время бурь волны способны перекатывать валуны массой до 40 т на расстояние до 20 м и более. Высота волн может достигать 15– 20 м. По глубине действие волн ослабляется, и уже на глубине, равной половине длины волны, т. е. расстоянию между двумя соседними гребнями, оно не существенно. В результате абразии пород на крутых берегах формируется абразионный уступ, иногда с нависающими склонами, а у подножия уступа – абразионная терраса, верхняя надводная часть которой называется пляжем. При этом граница берега отступает вглубь суши. Величина отступания может быть различной – от 3–5 см до 4–15 м в год. Размыв берега может сопровождаться оползнями, обрушениями, обвалами слагающих берега пород. Влияние петрографического состава пород берега сказывается в том, что для разрушения берегов, сложенных рыхлыми породами, вполне достаточно гидравлического удара волны. Такие берега разрушаются сравнительно быстро и равномерно, приобретают спрямленные очертания. Наоборот, берега, сложенные прочными кристаллическими породами, разрушаются медленно и неравномерно. Здесь уже огромно значение абразии. Бьющая в берег волна своим ударом расширяет трещины, истирает породы переносимыми обломками. Самые крупные из них под действием возвратно-поступательных движений 96 волн приобретают окатанную и уплощенную форму, столь типичную для морских галек. Кроме механического разрушения морская вода оказывает и химическое воздействие, т. е. она способна растворять многие породы. Высокая степень химической агрессивности морской воды объясняется ее минерализацией: средняя соленость океанических вод составляет примерно 35 г/л. Довольно быстрому растворению подвергаются берега, сложенные широко распространенными в составе суши известняками. С ростом температуры воды активизируется растворение. Поскольку температура морских вод изменяется по широте и глубине, то максимальная химическая активность вод будет наблюдаться в тропических широтах и в верхнем слое воды (у берегов). Значительное разрушительное воздействие оказывают также многие морские организмы и растения (планктон). Не меньшее разрушительное воздействие оказывают прибрежные и донные морские течения, а также приливы и отливы. Так как скорость этих течений составляет не более 0,5–0,8 м/с, то их действие будет не столько разрушительным, сколько транспортирующим. Эти течения способствуют транспортировке растворенных веществ, песчаноглинистых частиц и мелких обломков пород. Наибольшей транспортирующей способностью обладают волны, которые направлены к берегу под некоторым углом. Перенос обломков пород вдоль берегов способствует увеличению или уменьшению пляжа. Крупные обломки (галька, гравий) перемещаются только у берега, где сила волны и обратного тока воды максимальна. Дальше в море выносятся песчаные, алевритовые и глинистые частицы, а также легкие органические останки (Боровиков и др., 2018).Разрушительная деятельность волн усиливается захватываемыми ими различными обломками горных пород. При дальнейшем разрастании волноприбойной ниши наступает момент, когда устойчивость карниза нарушается и происходит обрушение пород. После обрушения берег вновь представляет отвесный обрыв, называемый клифом (нем. "клиф" - обрыв). В дальнейшем процесс может повторяться развитием новых волноприбойных ниш. Таким образом, берег отступает в сторону суши, оставляя за собой слабо наклоненную в сторону моря подводную абразионную террасу (бенч). Часть обрушившегося обломочного материала выносится на крутой подводный склон за пределы абразионной террасы и откладывается. Так образуются подводные аккумулятивные террасы, сопряженные с абразионными. Между подводной абразионной террасой и клифом возникает пляж – полоса, покрытая галькой, гравием или песком. На первый взгляд, может показаться неожиданным, что на территории полигона практики имеется возможность продемонстрировать вполне очевидные результаты разрушительной деятельности современного моря. Наиболее важным геологическим процессом в морях является аккумуляция донных осадков. Этот сложный процесс называют седиментацией или седиментогенезом. Последующие изменения осадков и их превращение в осадочные горные породы называется диагенезом (греч. "диагенезис" - перерождение). Вся совокупность сложных процессов образования осадков (седиментогенез) и осадочных горных пород (диагенез) называется литогенезом (греч. "литос" - камень) и является объектом изучения науки литологии (Староверов, 2018).В морях и океанах, в силу транспортирующего действия воды, осадки распределяются довольно закономерно. Так, у берегов накапливается грубообломочная масса (галечники, гравий и т. д.); в зоне шельфа – пески различной крупности; на материковом склоне преобладает глинистый ма- териал. По мере удаления от берега к обломочным накоплениям (глинистым осадкам) все более примешивается органический материал, формируя илы и осадки химического происхождения. Главная масса осадков откладывается в прибрежной и мелководной части моря.На низких берегах за пляжной зоной формируются береговые валы из гальки, песка, битой ракушки (детрит). Валы возникают на расстоянии наибольшего набегания волн на низкие берега. Их высота 1– 5 м, ширина до 10– 12 м.Между валами и берегом располагаются пляжные отложения – пески, илы, гравий, реже галечник. В зоне шельфа осаждается основная масса осадков, среди которых первое по распространенности, разнообразию и мощности занимают обломочные; второе – органогенные; третье – химические образования. Химическим осадкам в прибрежной зоне более свойственны мелководные участки моря и лагуны (морские заливы, отделенные от моря подводным барьером).На материковом склоне и океанском ложе более всего развиты органогенные осадки. Обломочные и химические осадки имеют подчиненное значение.Морские отложения, образовавшиеся в морской среде, широко распространены на суше, где они занимают огромные пространства на континентах в виде отложений большой мощности и различного литологического состава (рис. 6). Рисунок 6 – Осадочная толща морского происхождения (коренные породы), перекрытые современными наносами: 1 – песок; 2– известняк; 3– песчаник; 4 – глины; 5 – современные наносы, представленные суглинками, т.е. делювий (Конопелько, 2011)Это связано с колебательными движениями земной коры, в результате которых морские породы оказались приподнятыми над уровнем моря. Среди них чаще встречаются мелководные отложения. Морские отложения на суше принято называть коренными породами. Строительная оценка пород морского происхождения определяется условиями их образования. Так, глубоководные отложения в отличие от мелководных имеют более выдержанный состав, значительную мощность, однородность, однотипные свойства. Осадочная толща морского происхождения (коренные породы), перекрытые современными наносами Отложения шельфа довольно однообразны по напластованию, но быстро меняются по вертикали. Породы, рожденные у береговой зоны, изменчивы во всех отношениях. Древние морские отложения являются надежным основанием под здания и сооружения. Однако не следует забывать, что в этих породах могут присутствовать примеси негативного характера, например, пирита и ряда водорастворимых солей. Глубоководные глины часто находятся в переуплотненном состоянии: в крутых откосах в них часто возникают оползни. Всегда надежными основаниями служат пески, галечники и другие породы обломочного происхождения. К слабым грунтам по прочности и устойчивости относятся мощные толщи современных прибрежных илов.10.Инженерно-геологическая защита территорий от воздействий моряРазрушительная работа моря активно проявляется в береговой зоне, к которой относится непосредственно берег и прибрежная полоса морского дна. При больших штормах волны ударяют о берег с силой достигающей 30-38 т/м2 в океанах и до 15т/м2 , во внутренних морях. Разрушительная работа моря называется абразией. Особенно интенсивно разрушаются берега, сложенные осадочными породами, в меньшей – магматическими породами.Скорость размыва морского берега на разных участках различна, на Балтийском море – 0,5 мм/год, на Ла-Манше 2 мм/год, п. о. Медок (Франция) до 55 35мм/год. В результате образуются подводные морские террасы слабо наклоненные к морю. Узкая полоса между подводной террасой и береговым уступом называют пляжем. Скорость абразии зависит от силы удара волны, прочности пород берега и условий их залегания. При падении слоев к морю абразия идет медленнее, при падении в сторону берега, при прочих равных условиях, разрушение берега идет быстрее. Весь материал – принесенный, растворенный, обрушенный, море переносит, сортирует и откладывает (аккумулирует) вновь в определенных фациальных условиях: мелководной (литоральная зона) и глубоководной зон. В литоральной зоне, границы которой определяются максимальным приливом и минимальным отливом, накапливается самый крупный материал. Материковый склон обозначается вокруг материков и островов поясом шириной 60-70км. с глубиной от 20м. до 200-300м. Здесь ближе к берегу накапливаются пески, дальше глины, илы, химические и органические осадки. При наступлении моря на сушу (трансгрессии) и отступлении (регрессия моря) фациальные зоны смещаются и в результате накапливаются мощные слоистые толщи морских отложений. При инженерно-геологической оценке морских отложений как основании здании и сооружении обращают внимание на засоленность пород. Для трасс трубопроводов, автомобильных и железных дорог проблемой является защита берегов от абразии. В этих случаях для погашения ударной силы волны устраивают волноломы, а для защиты берега сохраняют или дополнительно увеличивают ширину пляжей (Осипова, Тейхреб, 2013).Разрушительная деятельность моря состоит в гашении энергии волн в прибрежной отмели в результате столкновения с преградой в виде берегового обрыва или искусственных сооружений. Сила удара зависит от высоты волны во время морского прибоя. У берегов Черного моря она достигает 7,2 т/м2, а на берегах океанов 10–30 т/м2. Во время бурь и ураганов волны способны перекатывать глыбы пород весом 30–40 т на расстояние до 10–20 м.Энергия волны сосредоточена у поверхности воды и с глубиной затухает в кубической зависимости: увеличение глубины в 2 раза уменьшает энергию в 8 раз. Эту закономерность учитывают при проектировании и строительстве берегоукрепительных сооружений.Наибольший разрушительный эффект достигается на крутых обрывистых берегах и при больших глубинах прибрежной отмели. Скорость разрушения берегов зависит от литологического состава пород и геологического строения прибрежной части территории. В меньшей степени подвержены разрушению скальные породы. По условиям залегания пластов в наименьшей степени разрушаются берега, если наклон падения пластов направлен в сторону моря, наибольший – при обратном падении.Наличие широкой мелководной отмели ведет к гашению энергии волны: при постоянной скорости движения гребня волны происходит торможение нижней части слоя воды, подверженной волнению за счет соприкасания с дном. Следствием этого процесса становится опрокидывание волны с образованием обратного тока. Этот эффект используют при проектировании берегоукрепительных сооружений.По принципу работы берегоукрепительные сооружения подразделяют на пассивные и активные. К пассивным сооружениям относят волноотбойные стенки вертикального типа, расположенные вдоль берега и принимающие на себя удары морских волн. Для отвода волновых всплесков в сторону моря наружной грани стенок придается овальная форма.Для защиты от перемещения наносов вдоль береговой линии течениями и волнами сооружают буны – поперечные железобетонные стены, устанавливаемые нормально или под углом к линии берега.Волноломы создают параллельно береговой линии на расстоянии 30-40 м от берега на глубине 3–4 м (рис. 7). Рисунок 7 – Схема работы волнолома (Чувакин, 2017): 1 – пологая грань волнолома; 2 – волнолом; 3 – профиль прибрежной отмели, сформированной волноломомГребень волнолома устанавливают на глубине 0,3–0,5 м от уровня моря. Пологая грань должна быть размещена в сторону моря. В некоторых местах для защиты берегов применяют тетраподы, представляющие собой фигуры с четырьмя ответвлениями в форме усеченных конусов, симметрично расположенных в пространстве. Благодаря такой форме тетраподы заклиниваются в наброске или в грунтах и прочно удерживаются на крутых откосах. Но такие сооружения создают неудобства в использовании прибрежных участков или исключают такое использование.Для защиты берегов от морской абразии используют волноотбойные железобетонные стенки с плоской или овальной поверхностью (один из вариантов такого сооружения – рис. 8.Рисунок 8 – Сооружение для защиты берега от морской абразии (Чувакин, 2017): 1 – железобетонная подпорная и волнобойная стенка; 2 – буронабивные сваи; 3 – ростверк; 4 – дренажная система; 5 – облицовка природным камнем; 6 – лотокДля защиты берегов от разрушения большую роль играют пляжные отмели, на которых гасится энергия волн. Даже неширокая полоса пляжа (7–10 м) существенно гасит энергию волн и предохраняет берег от разрушений. Намыв пляжей, защита их от разрушений буна- ми и волноломами – наиболее эффективная и наименее затратная мера по защите морских берегов.Перечислим существующие методы борьбы с абразией: возведение защитных инженерных сооружений – волноотбойных и подпорных стен, волноломов, молов, бунов, каменных набросков, тетраподов и т.д.; отсыпка искусственных береговых подушек, гасящих волны (т.е. создание искусственных пляжей); сохранение по возможности сложившегося природного равновесия между морем и сушей; сохранение естественных пляжей (нельзя отложения пляжей использовать для строительных целей, пример: драмы черноморских пляжей); проектирование портовых и береговых сооружений с учетом развития процессов абразии (Чувакин, 2017).ЗаключениеВ работе описано геологическую деятельность моря. На основании проведенного исследования приходим к следующим выводам:Море – сравнительно небольшая обособленная часть океана, обладающая особым гидрологическим режимом.Состояние морской воды определяют следующие физические параметры: температура воды, гидростатическое давление и плотность морской воды. В рельефе дна океанов выделяется четыре основные ступени: 1. Прибрежная волно-прибойная область глубиной до 20 метров. 2. Область шельфа, или подводная окраина материка глубиной до 200 метров. 3. Область материкового склона глубиной до 2000 метров. 4. Ложе океана глубиной более 2000 метров.Органический мир морей подразделяется на три группы: планктон, нектон, бентос. Наибольшее развитие имеют планктон (главным образом фитопланктон) и бентос.С удалением от береговой линии в море возрастает значение процессов отложения осадков. Эта сторона геологической деятельности моря имеет наибольшее значение. Из морских осадков формируются осадочные горные породы морского происхождения, которые составляют 90 % всех осадочных горных породПереход осадков в горные породы – длительный и сложный процесс, который носит название диагенеза, что в переводе с греческого означает «перерождение». Процесс изменения осадка и превращения его в горную породу начинается еще в морском бассейне и длится многие десятки и даже сотни тысяч лет. Первичный рыхлый морской осадок в большинстве случаев представляет многокомпонентную «открытую» систему. После того как слой перекрывается новыми порциями осадка, система «закрывается», происходит ее изоляция от наддонных вод, а слагающие минеральные компоненты вынуждены приспосабливаться к вновь возникшим физико-геохимическим условиям.Геологическая деятельность моря складывается из трех составляющих: разрушения горных пород берега и дна моря; переноса продуктов разрушения и отложения морских осадков в разных частях морского бассейна. Разрушительная деятельность моря состоит в гашении энергии волн в прибрежной отмели в результате столкновения с преградой в виде берегового обрыва или искусственных сооружений.Список литературыБоровиков А.А., Васильева Н.В., Лейко Д.М. Инженерная геология и гидрогеология. Учебно-методическое пособие. Горки: Белорусская ГСХА, 2018. – 298 с. Жирков И.А. Биогеография. Общая и частная: суши, моря и континентальных водоёмов: науч. изд. / И. А. Жирков. – Москва: Творчество научных изданий КМК, 2017. - 568 с.Конопелько Д. Л. Экзогенные процессы: учебно-методическое пособие по общей геологии: СПб, 2011. – 69 с.Короновский Н.В., Якушева А.Ф. Основы геологии: Учеб. для географ. спец. вузов. – М.: Высш.шк., 1991 – 416 с.Логвиненко Η. В., Орлова Л. В. Образование и изменение осадочных пород на континенте и в океане. – Л.: Недра, 1987.– 237 с.Максимов Е.М. Морская геология. Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. – 136 с. Осипова М.А., Тейхреб Н.Я. Курс лекций по инженерной геологии для студентов направления «Строительство» и специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений»: учебное пособие/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2013. – 84 с.Парначёв В.П. Основы общей геологии, стратиграфии и исторической геологии. Учебное пособие. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 286 с.Полин А.К. Геология в педагогическом вузе (геологические процессы). Тексты лекций. – Петрозаводск: КГПУ, 2006. – 46 с.Селиверстов Н.И. Введение в геологию океанов и морей. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2016. – 170 с.Староверов В.Н. Учебное пособие для полевой практики по общей геологии (Саратовский полигон). – Саратов: Издательский центр «Наука», 2009. –194 с.Чувакин В.С. Основы инженерной геологии: учеб. пособие. 3-е изд., перераб. – Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2017. – 136 с.Шутова М.М. Общая океанология. Гидрофизика океана. Учебно-методическое пособие. – Владивосток: Издательский дом Дальневосточного федерального университета, кафедра океанологии и гидрометеорологии, 2012. – 151 с.Яблоков В.А. Учение о гидросфере: учебное пособие для вузов /В.А. Яблоков; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 90с.