Морские отложения, движение морской воды, классификация морских осадков, жизнь в море и значение морских организмов для генетического анализа

Движение морской воды.

Волнение. Волны представляют, как известно, колебательное движение. При этом в открытом море частицы воды движутся приблизительно по круговым ор­битам. У берегов волны испытывают торможение о дно, транс­формируются и вызывают различного рода течения. С глу­биной радиус круговых движений частиц воды в волне уменьша­ется. Максимальная глубина, до которой сказывается волнение, называется «базисом действия волн». В открытом океане она до­стигает 200 м.

Береговые, или волновые, течения. В береговой зоне волны вызывают различного рода течения. Наиболее обыч­ным является так называемое береговое течение. Сила и направ­ление его связаны с направлением и интенсивностью ветра. Ско­рость такого течения может достигать 3—4 км[ч\ оно переносит песок вдоль берега и является важным фактором в формирова­нии прибрежно-морского типа косой слоистости. Основное осадкообразующее значение этого вида течений заключается в транспортировке и распределении материала вдоль берега.

Для снабжения осадками зоны, расположенной за полосой прибоя, имеют большое значение так называемые разрывные течения. Они возникают в местах, где стекает вода, нагнанная волной в промежуток между баром и берегом (рис. 31). Ско­рость этих течений достигает нескольких километров в час. Они выносят песчаный, алевритовый и глинистый материал дальше от берега.

Приливы и отливы. Приливы и отливы расширяют зо­ну непосредственного взаимодействия суши и моря. В местах, где приливы достигают 10—15 м высоты, при пологих берегах эта зона расширяется иногда до нескольких километров. Прили­вы вызывают образование течений, которые переносят большое количество осадочного материала, а в тех местах, где они особен­но сильны, может происходить размыв дна и обнажаться скаль­ный грунт. Такие места известны, например, на дне пролива Ламанш. Косая слоистость прибрежно-морских осадков также может быть вызвана этими течениями. Местами приливные тече­ния достигают скорости 20 км/ч.

Цунами. Эти волны связаны с подводными землетрясения­ми, охватывают иногда огромные пространства, достигают у бе­регов высоты нескольких десятков метров и причиняют огромные разрушения.

Дрейфовые течения образуются под влиянием ветров. Если такие течения направлены от берега, то со стороны моря по дну может подниматься к поверхности компенсационное тече­ние, выносящее из морских глубин ряд веществ. По гипотезе А. В. Казакова, они способствуют образованию фосфоритов.

Океанические течения. Большие океанические тече­ния возникают под влиянием совместного действия ряда факто­ров. Скорость их доходит до 10 км/ч, но обычно значительно меньше. С глубиной скорость течения убывает и на глубине 1000 м составляет уже крайне незначительную величину. Для осадкообразования океанические течения имеют большое значе­ние; они переносят тонкий осадочный материал на огромные рас­стояния, при значительной силе в мелком море вызывают размыв дна (например, Гольфстрим у берегов Флориды), в местах сме­шения теплых и холодных течений происходит массовая гибель организмов, что вызывает специфическое осадкообразование (например, у южной оконечности Африки), и, наконец, они ока­зывают большое влияние на климат, а тем самым и на характер осадкообразования на прилежащем континенте.

Суспензионные (мутьевые, турбидные) тече­ния. Этот вид течений, большую осадкообразующую роль кото­рых начали оценивать сравнительно недавно, обязан своим про­исхождением разнице в плотности чистой воды и воды, нагру­женной взвешенными частицами, в частности тонкой глинистой мутью. Если под влиянием какой-либо причины на дне взмучива­ется осадок (оползни, сильное волнение, землетрясение и т. п.) или в море выносится мутная вода с суши, то образующееся при этом облако мутной воды устремляется вниз по склону дна и может достичь больших глубин, где откладывает взвешенный материал.

Глубоководные течения. Перечисленные выше тече­ния зарождаются в поверхностных зонах морской воды и боль­шая часть из них не проникает на большую глубину. Поэтому долгое время считали, что на океанском дне на больших глуби­нах преобладают очень спокойные условия. Такое мнение было, однако, опровергнуто глубоководными фотографиями, которые показали следы размывов на дне абиссальных областей, а также тем, что в ряде мест океанское дно оказалось либо вовсе лишен­ным осадков, либо покрыто крупными гальками. Происхождение глубоководных течений, местами очень сильных, еще не выяснено.

Классификация морских осадков. Морские осадки группиру­ют по-разному, в зависимости от задач исследования. Одни раз­деляют их по механическому составу и выделяют «песок», «пы- леватый песок», «илистый песок», «ил», «глинистый ил» и т. д. Другие исследователи предлагают разделение, основанное на сочетании вещественного состава осадков и их происхождения. Они выделяют: обломочные, глинистые, пирокластические, крем­нистые, карбонатные, железистые, глауконитовые, марганцеви- стые, фосфатные и обогащенные органическим веществом осадки (Безруков и Лисицын, 1960).

Иначе построена классификация осадков Д. Мэррея и А. Ре- нара (Murray a. Renard), предложенная еще в конце прошлого века и сохраняющая значение до сих пор. Согласно их классифи­кации, все морские осадки делятся на две основные группы: 1). пелагические отложения, образовавшиеся в глубоких водах вдали от суши, и 2) терригенные отложения, образовавшиеся вблизи материков и состоящие главным образом из принесенно­го с суши материала. Затем каждая из этих двух групп делится по составу. Среди пелагических отложений, например, выделя­ются красная глина, диатомовый ил, глобигериновый ил и т. д.

Жизнь в море. Разнообразие органического мира является одной из ха­рактернейших черт морской среды. Организмы чутко реагируют на изменения в условиях жизни и это делает их особенно ценны­ми для генетического анализа. Кроме того, многие морские орга­низмы являются осадкообразователями.

Из 63 классов животных Земли 31 класс, т. е. почти половина, живут только в море, 14 классов живут как в морской, так и в пресной воде. И только представители двух классов живут глав­ным образом в пресной воде.

Бентос — это организмы, живущие на дне. Различают «си­дячий бентос», представители которого прикрепляются к грунту, и «подвижный бентос», представители которого передвигаются по дну или плавают около дна.

Нектон — активно плавающие в толще воды животные.

Планктон — организмы, живущие в толще воды и не обла­дающие способностью к большому самостоятельному передвиже­нию; их переносят течения. Сюда относится большинство одно­клеточных организмов, как растительных (диатомовые и другие водоросли) — фитопланктон, так и животных (многие форамини- феры, радиолярии), а из многоклеточных — медузы, некоторые моллюски и другие, составляющие зоопланктон. Подавляющая масса планктонных форм живет в поверхностных слоях воды, хорошо освещенных и прогреваемых.

Значение нектонных и планктонных организмов для генети­ческого анализа меньше, чем бентоса, поскольку они непосред­ственно не связаны с грунтом и после отмирания могут попадать в разные осадки. Тем не менее они могут быть использованы при генетическом анализе, так как многие из них являются хорошими индикаторами нормальной морской солености и температуры воды.

Значение грунта в жизни донных организмов. Характер грун­та имеет большое значение для всех донных организмов. Наи­более благоприятные условия животные находят на смешанных песчано-глинистых грунтах. Здесь поселяются ползающие по дну формы, здесь же могут жить зарывающиеся и илоядные живот^; ные, различные хищники и т. д. На мелководье пышно разви­вается подводная растительность, образуя иногда настоящие подводные луга.

На мягких, насыщенных водой тонких илах население обыч­но беднее. Грунт слишком вязок, чтобы удержать ползающие или прирастающие формы. Хорошо здесь могут жить только ро­ющиеся в илу организмы, которые часто не имеют твердого ске­лета, или легкие свободнолежащие формы с тонкими раковина­ми. В ископаемом состоянии от них часто сохраняются лишь следы жизнедеятельности.

На каменистых грунтах, в зонах скал и крупных камней посе­ляются совсем другие организмы. Это главным образом прира­стающие или крепко присасывающиеся формы. Здесь могут быть широко представлены и макрофиты, образующие иногда густые заросли. Здесь же поселяются и сверлильщики, вытачивающие или растворяющие себе норки в камнях и скалах; передвигаю­щиеся организмы имеют обычно крепкий наружный панцирь (крабы, некоторые морские ежи).

Значение солености для жизни морских организмов. Морские организмы делятся на «стеногалинные», не выносящие измене- кий солености, и «эвригалинные», приспосабливающиеся к раз­ным условиям солености. Естественно, что значение первых для генетического анализа больше, чем вторых. К стеногалинным принадлежат кораллы, иглокожие, многие донные фораминифе- ры, многие брахиоподы и другие, а к эвригалинным — многие водоросли, ряд пластинчатожаберных моллюсков, рыбы и т. д.

При падении солености (так же как и при ее повышении про­тив нормальной) жизнь в море становится беднее. Очень хоро­шими примерами могут служить Балтийское и Черное моря.

Соленость в Балтийском море закономерно уменьшается при движении с запада на восток. Так, в Северном море она состав­ляет еще 34%о, в проливе Каттегат уменьшается до' 25%о, в центральной части Балтийского моря соленость всего 6—7%о, а в Ботническом и Финском заливах падает до 2—3%₀. Соответст­венно этому изменяется и богатство морских животных. Из 1500 видов, обитающих в Северном море, в Финском и Ботническом заливах остается всего 51 вид. Ниже приводятся цифры, пока­зывающие уменьшение числа видов атлантического происхожде­ния при движении в Балтийском море с запада на восток (по Л. А. Зенкевичу, 1963):

Очень характерно, что происходит не только уменьшение разнообразия морской фауны при отклонении солености от нор­мы, но меняется и внешний ее вид: обычно фауна мельчает

Значение температуры для жизни морских организмов. Тем­пература оказывает большое влияние на характер морской фау­ны и флоры. В более холодной воде жизнь вообще беднее, чем в теплой.

Причина изменений не только в том, что теплые воды благо­приятнее для жизни. Следует учитывать, что теплые воды зани­мают больше места на земном шаре, чем холодные. Длина бере­говой линии в тропическом поясе в 10—12 раз больше, чем в холодных морях и океанах. Чем обширнее и разнообразнее среда обитания, тем разнообразнее растительный и животный мир.

Некоторые группы морских организмов существуют в практи­чески постоянных температурных условиях. Так, вся глубоковод­ная фауна развивается при температуре 1—2° С.

Влияние глубины на морские организмы. Глубина обитания имеет также существенное значение. Объясняется это тем, что в мелкой воде много кислорода и питательных веществ, посту­пающих с суши. Вода хорошо прогревается и перемешивается; много света, обеспечивающего пышное развитие растительности и животного мира, связанного с растениями.

Видовое разнообразие и количество донного населения с глу­биной уменьшается (табл. 3).