В.

В. Кругляков
ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ В КАЙНОЗОЕ
Продолжение. Часть 2
КОНТИНЕНТЫ И ОКЕАНЫ. ЭЛЕМЕНТЫ ОБЩНОСТИ И РАЗЛИЧИЙ
Нет смысла останавливаться на определении, что есть Мировой океан, как геосфера (гидросфера), на соотношении площадей гидросферы и субаэральной литосферы. Бегло вспомним принципиальные глобальные
геотектонические различия в строении земной коры (наличие или отсутствие гранитного слоя, как элемента литосферы, мощность коры),
литологические различия (гранитов, как главных пород континентов и их
отсутствия на океаническом дне, где фундамент сложен базальтами).
Говоря об общей характеристике различий, обратим, прежде всего, внимание на молодость Океана относительно возраста континентальных
платформ.
Другими словами, подчеркнем, что это два самостоятельных элемента Земли, две группы принципиально различных сегментов, которые развиваются во взаимосвязи и обуславливают развитие друг друга.
Отметим некоторые общие черты суши и океанического (морского) дна.
При этом обратим внимание на специфические элементы лика Земли, обладающие признаками как океана (тип коры), так и континента мощность осадочного чехла) – внутренние моря. В качестве наиболее типичных элементов такого рода следует назвать Средиземноморский бассейн, Черное море, южную глубоководную часть Каспия.
И в субаквальных и в субаэральных условиях возможно осадконакопление. Для моря это, прежде всего, выпадение дисперсного
материала из столба воды. Это то, что собственно и называется
осадками, материалом для формирования осадочных пород.
Процесс наиболее характерен для впадин замкнутых бассейнов –
внутренних морей типа Черного.
Мощность осадочного чехла в Южно-Каспийской и Черноморских впадинах зачастую превышает 10 км. Плиоцен-четвертичные осадки внутренних морей, нередко образующие многокилометровые толщи, получили общее название илы. Кроме глубоководных впадин внутренних морей участки накопления илов – это замкнутые бухты, лиманы. Правда, в них мощность илов измеряется первыми метрами. Для накопления
таких осадков необходим источник сноса и застойный режим.
На суше также происходит осадконакопление путем выпадения материала из толщи воздуха. Это пылеватые частицы, переносимые ветром. Для их накопления также необходимы застойные условия, где воздушный поток, несущий пылеватые частица, резко ослабевает. На основе таких осадков формируется лесс.
Другой способ накопления осадков – это перемещение материала различной дисперсности с возвышенностей по склонам к их подножьям.
В море это продукты лавинной седиментации, отмечаемые на континентальных склонах внутренних, окраинных морей и островов
в океане. Максимальные мощности турбидитов – продуктов лавинной седиментации отмечаются на нижних частях склонов и в присклоновых частях впадин. Области развития турбидитов определяются высотой и крутизной склона. Турбидиты – это циклическое переслаивание относительно грубозернистого и тонкодисперсного материала.
В Черном море у подножия кавказского континентального склона, например, мощность каждого цикла измеряется первыми сантиметрами.
Основание цикла представлено алевритом, который вверх по разрезу
сменяется алевропелитовым материалом, в котором к верхней части цикла возрастает количество тонкой фракции.
У подножия склона острова Гавайи на траверзе порта Хило в 8-9 милях от берега мощность циклов около полуметра. В основаниях циклов
грубозернистый черный песок, сменяющийся серым алевритом и затем
белым карбонатным осадком, сложенным скелетами кокколитофорид пелитовой размерности. Наиболее вероятно, что турбидиты – это прообраз флиша.
На суше в качестве некоторых аналогов таких отложений можно назвать делювий и аллювий.
В процессе осадконакопления в море накапливается биогенный органический материал.
В замкнутых морских бассейнах формируются сапропели.
Этот материал является источником для формирования различных газов, а при глубоком захоронении и жидких углеводородов.
В континентальных условиях могут формироваться торфяники и угленосные толщи. Правда, на континентах, как и в морских условиях, в этих процессах участвует вода – вода озер и болот.
В молодых осадках происходит интенсивное бактериальное преобразование органического вещества, в результате чего образуются различные газообразные продукты, а также высокомолекулярные
соединения из группы масел и полициклической ароматики.
В связи с накоплением и преобразованием органического вещества, как на суше, так и в замкнутых морских бассейнах возникают грязевые или газо-нефтяные, как их справедливо назвал З. Буниат-Заде, вулканы и газовые грифоны, механизм возникновения и действия которых идентичен на суше и в море.
И на суше и на океаническом (морском) дне выделяются участки с практически полным отсутствием накопления осадков из гидросферы или атмосферы. Такие участки на первый взгляд более характерны для суши, поскольку (на такой же первый взгляд) из толщи воды твердые частицы должны относительно равномерно падать на всю площадь дна. Фактически это не совсем так. Далее будет показано, что в океанических котловинах дна достигает лишь очень незначительная часть взвеси.
Как на суше, так и на морском дне при отсутствии осадконакопления известно преобразование ранее сформированной осадочной, изверженной, метаморфической породы путем механического и химического ее разложения.
На суше это процесс выветривания, на морском (океанском) дне – гальмиролиза.
Профили коры гальмиролиза и коры выветривания обладают целым рядом общих характеристик и, очевидно, формируются по единым принципам.
Потухшие плутонические вулканы кайнозойского возраста известны как в центральных частях континентов в областях альпийской складчатости, в эвгеосинклиналях, так и в абиссальных 12 котловинах океанов.
Действующие же вулканы, в основном, приурочены к краевым частям континентов и к островным дугам, которые в глобальном геотектоническом плане рассматриваются как элементы строения окраин океанов.
Есть действующие вулканы на границе континента и глубоководного внутреннего Средиземного моря. По-видимому, их можно рассматривать как продукт завершающего этапа развития альпид.
Особое место в океаническом вулканизме занимают действующие вулканы гавайского типа, расположенные на островах и их подводных склонах в центральной части Тихого океана.
Эти проявления вулканизма приурочены к границе разновозрастного фундамента, проходящего в Тихом океане по линии Императорский хребет – Гавайи – Лайн – Туамоту. В литературе эта граница иногда рассматривается как терминатор – сверхглубинный разлом, хотя, видимо, рассматривать эту линию (или полосу) можно и как шовную зону на
границе разновозрастного базальтового фундамента.
Аналогичная шовная зона есть в Индийском океане. Проходит она, вероятно, по хребту Инвестигейтор, к востоку от которого развиты меловые осадочные образования, а к западу не древнее палеоценовых.
Соответственно и возраст фундамента на западе палеогеновый, а на востоке меловой. Для океанов характерны специфические структуры,
прямых аналогов которых на континентах нет. Это срединно-
океанические хребты с активной гидротермальной деятельностью.
По линейным размерам и характеру оруденения эти структуры
напоминают Урал. Но при многих, роднящих палеозойский Урал с
современными срединно-океаническими хребтами признаках,
рассматривать его как аналог океанических образований нельзя. Он
с обеих сторон окружен типичными континентальными плитами с
гранитным фундаментом, тогда как срединно-океанические хребты
разделяют океанические котловины с палеогеновым базальтовым
фундаментом.
Еще одна группа типично океанических структур – это трансформные
разломы – сдвиги с очень большими горизонтальными смещениями.
Смещение по системе сдвигов Романш составляет порядка 15 градусов или около 900 морских миль. На континентах на продолжении этих сдвигов отмечаются изгибы береговых линий континентов.
Лишь отдельные трансформные разломы проявляются на суше орографически.
ПЛАНЕТАРНЫЙ КЛИМАТ И ЕГО СВЯЗЬ С ГЛУБИНОЙ
ОКЕАНА. ГЕОХИМИЯ УГЛЕРОДА
Прежде всего, отметим, что климат – это не только температура воздуха.
А раз так, то и рассматривать его следует в полном объеме: температура, давление, влажность воздуха, атмосферные осадки и ряд
других параметров.
Поэтому некорректно говорить о потеплении климата. Можно говорить об изменении.
Любые изменения, в том числе и изменения температуры воздуха, это некоторые колебания относительно генерального направления. Есть суточные колебания температуры (ночами прохладнее, чем днем), сезонные (зима, лето), длиннопериодные.
Та же периодичность отмечается и во влажности воздуха (периоды дождей и засух), в силе и направлении ветров. Периодичность определяется некоторой суммой факторов.
Такая же разнопериодная вариабельность отмечается в магнитном
поле Земли. Есть вариации суточные (те, на которые приходится
вводить поправки при магнитометрических съемках), есть
одиннадцатилетние, а есть вековые. Описаны вариации в десятки
тысяч лет (смена полярности магнитного поля Земли). По- видимому,
короткопериодные, наблюдаемые с помощью метеостанций, вариации температуры воздуха определяются, прежде всего, солнечной радиацией.
Вероятно, синхронные изменения прочих составляющих климата варьируют вместе с температурой, создавая впечатление направленного (в течение первых десятилетий) изменения климата.
Природа вековых вариаций температуры воздуха до конца не выяснена.
Нельзя исключать в этом процессе роль вариаций солнечной активности.
Возможны другие причины вариаций климата. Среди них какое-то место,
безусловно, принадлежит формированию парникового эффекта.
К парниковому эффекту, действительно, может иметь некоторое отношение деятельность человека.
Это выброс парниковых газов, прежде всего двуокиси углерода, разного рода энергетическими установками. Но это и вырубка лесов, и распахивание почвы, и изменения ландшафтов путем строительства
гигантских городов, промышленных зон, транспортных узлов и магистралей (уничтожение растительности, потребляющей
двуокись углерода).
Правда, с точки зрения геологической истории все это достаточно короткопериодные вариации. Вырубки и выжигания лесов для создания пахотных земель сопровождали всю историю человечества, а тепловые установки берут свое начало то ли от подвига Прометея, то ли от первых костров пещерного человека. Но и естественные «тепловые установки» - лесные, степные пожары, как результат засух, молний, самовозгорания
торфяников, безусловно, существовали задолго до появления человека.
Но так ли однозначна роль парниковых газов в вариациях температуры
воздуха?
Своеобразную оболочку для дневной поверхности образуют пары воды. Большое количество влаги в воздухе обеспечивает формирование облаков. Даже на бытовом уровне известно, что пасмурные дни существенно прохладнее, чем солнечные. Количество паров воды (окиси водорода) в атмосфере по любым оценкам устойчиво несоизмеримо выше количества двуокиси углерода.
Длиннопериодная вариация содержания так называемых парниковых газов в атмосфере, вероятнее всего, связана с главным климатообразующим фактором – с океаном, с вариациями его
глубины.
В средних и низких широтах приблизительно между сорок
пятыми градусами северной и южной широты поверхностные воды
населяют простейшие планктонные организмы – фораминиферы и
кокколитофориды, строящие свои внешние скелеты из карбоната
кальция. Для построения скелетов они используют растворенные в
воде двуокись углерода и гидрокарбонатный ион. Радиолярии и
другие планктонные организмы с кремнистыми внешними скелетами на низких и средних широтах находятся в подчиненном количестве.
Организмы отмирают, и их карбонатные скелеты, в основном, кальцитовые, выпадают в осадок, формируя карбонатные толщи на дне
глубоководных регионов всего Мирового океана, о чем однозначно свидетельствуют данные глубоководного бурения по проектам DSDP и ODP.
Накопление терригенного материала в океанических котловинах маловероятно. Это связано с тем, что котловины в общем случае не примыкают к берегам континентов, а отделены от них желобами и системами поднятий. Но это еще не все, что препятствует накоплению терригенного материала. Во всех случаях известны мощные вдольбереговые течения, которые перехватывают основную массу сносимого с континентов твердого материала и переносят ее на большие расстояния.
В результате этого все осадки котловин сложены либо продуктами
жизнедеятельности планктона, либо эдафогенным материалом –
продуктами преобразования и незначительного переноса вещества
(продуктами разрушения вулканических пород, кремнистых и карбонатных осадков).
В пользу отсутствия терригенного осадконакопления могут свидетельствовать известные факты находок микрофаунистических
остатков различного возраста в глинистых осадках, слагающих до 90 % поверхности дна котловин. Характерно, что смешанные фаунистические
комплексы отмечаются как на опущенных (углубленных) поверхностях, куда в принципе возможен снос с более высоко расположенных участков
и переотложение материала, так и на вершинных поверхностях.
В какой-то мере факт нахождения смешанных комплексов можно пытаться объяснить с позиций биотурбации – перемешивания осадка
зарывающимися организмами, заносящими молодые микропалеонтологические остатки в более глубокие слои осадка.
Но на вершинных поверхностях встречаются крупные объекты,
подлежащие достаточно точной датировке. В частности, это
крупные зубы ископаемых акул рода Megaselahus (ранний миоцен)
размером до 12 см и других, более мелких, но тоже миоценовых и
более древних родов.
Есть еще одно интересное наблюдение. Вокруг вулканов,
действовавших в эоцене (возраст базальтов центральной части
рудной провинции Кларион-Клиппертон в Северо-восточной котловине Тихого океана оценен в 32-36 млн. лет), при проведении фототелевизионного профилирования обнаружены крупные
объекты валунной размерности. Они зафиксированы на многих
десятках фотографий дна и отмечаются при телевизионном осмотре
дна (рис. 1). Эти объекты могут рассматриваться как вулканические
бомбы размером в десятки сантиметров в поперечнике,
подстилаемые, как и зубы акул, глинами с достаточно низкими
прочностными характеристиками. Однозначного доказательства
бомбового происхождения этих объектов валунной размерности
нет. Но даже если допустить, что это продукт ледового разноса
(такие высказывания в литературе встречаются), объяснить их
положение на поверхности дна, сложенного глинами с плотностью
около 1,25 г/см3 и сопротивлением пенетрации порядка 70 г/см2
невозможно.
Мощность глин с такими физическими характеристиками измеряется первыми метрами и в среднем составляет не менее 5 м.
Эти факты свидетельствуют о том, что глины котловин не являются продуктом седиментации из толщи воды, а формируются
каким-то другим путем.