Химический состав подземных вод

По содержанию солей

Ультрапресные 0.2 г/л

Пресные - 0.2 – 0.5 г/л

Повышенной минерализацией 0.5-1 г/л

Солоноватые – 1-3 г/л

Соленые 3-10 г/л

Повышенной солености 10-15 г/л

Переходные к рассолам 35-50 г/л

Рассолы 50-400 г/л

По составу солей

Гидрокарбонатные

Сульфатные

Сульфатно-хлоридные

Хлоридные

Формирование химического состава подземных вод связано с их происхождением, взаимодействием с различными горными породами, в которых они находятся, а также со степенью водообмена. Подземные воды практически никогда не бывают дистиллированными и всегда содержат то или иное количество растворенных компонентов. Суммарное содержание растворенных веществ называется общей минерализацией и выражается в г/л или мг/л.

Основной химический состав подземных вод определяется содержанием в них анионов НСО/~, SO/ - С1, и катионов Са 2 +, Mg2 +, Na, +. От соотношения указанных компонентов зависят основные свойства подземных вод — щелочность, жесткость, соленость.

Минеральные воды имеют особое значение, так как обладают био­логически активными свойствами, оказывают физиологическое воздействие на организм человека и используются в лечебных целях.

По температуре минеральные воды делят па холодные (до 20 °С), теплые (от 20 до 37 °С), горячие (от 37 до 42 °С) и очень горячие (гипотермальные — более 42 °С). В зависимости от состава, свойств и лечебного значения среди них различают углекислые, сероводородные и радиоактивные минеральные воды.

Углекислые воды, сильно газирующие углекислотой, широко распространены на Кавказе. Сероводородные, или сульфидные, минеральные воды, отличающиеся повышенным содержанием свободного сероводорода, встречаются вблизи города Сочи (Мацеста), в Дагестане (Талги), Латвии (Кемери), Приуралье (Усть-Качки) и др.

Радиоактивные минеральные вод ы характеризуются повышенным содержанием радиоактивных элементов и в первую очередь эманации радия — радона. Радоновые воды широко используются для лечебных целей на курортах Цхалтубо в Грузии и Белокуриха на Алтае.

Отложение из растворов может вызываться изменением их концен­трации, понижением температуры, скорости фильтрации и другими причинами.

Прежде всего, подземные воды являются ценнейшими полезными ископаемыми, и обеспечение пресной водой населения, промышленности и сельского хозяйства считается одной из главнейших проблем мирового масштаба.

Проектирование любого вида строительства (промышленного, гражданского, гидротехнического) всегда требует строгого учета гидрогеологических условий. При разработке месторождений полезных ископаемых необходимо определять возможные водопритоки в горные выработки и предусматривать меры по борьбе с ними, что также невоз­можно без изучения режима подземных вод.

Минерализованные и термальные подземные воды имеют бальнео­логическое значение и играют важную роль в развитии курортного дела. Высокотермальные подземные воды используются как источники тепловой энергии при обогреве теплиц, жилых помещений, а также па геотермальных электростанциях.

 

2семестр!!

 

1. Карст, условия образования и развития. Поверхностные и подземные карстовые формы. Зависимость карстовых процессов от положения базиса эрозии. Практическое значение карста. Механическая работа подземных вод (суффозия).

 

Под карстом понимают процесс растворения трещинных пород поверхностными и подземными водами и связанное с ним образование специфических западинных форм рельефа на поверхности земли и пустот, каналов и пещер на глубине.

Природные воды, содержащие минеральные и газовые компоненты, обладают достаточной агрессивностью. Проникая по трещинам в горные породы, они постепенно растворяют их, что в конечном итоге приводит к формированию карстового ландшафта.

Процесс растворения приводит к формированию многообразных карстовых форм, среди которых выделяют поверхностные и подземные

Поверхностные карстовые формы развиваются на поверхности обнаженных растворимых пород в результате совместного действия подземных и поверхностных вод, растворяющих и одновременно размывающих горные породы. Поверхностные формы отличаются большим разнообразием. К ним относятся: карры, поиоры, карстовые воронки, колодцы, шахты, а также карстовые котловины и полья.

Карры представляют собой совокупность небольших углублений (глубиной от нескольких сантиметров, редко до 1-2 м) на поверхности горных пород, напоминающих по форме борозды, шрамы, канавки, щели.

Понорами называют глубокие наклонные или вертикальные отверстия щелеобразпой и колодцеобразной формы, по которым поверхностная вода отводится в глубину массива.

Карстовые воронки — наиболее распространенные поверхностные карстовые формы. Это конусообразные и чашеобразные углубления с крутыми или пологими склонами.

Карстовые котловины и полья (от славянск. «полье» — поле) представляют собой наиболее крупные карстовые формы и встречаются восновном в горных областях.

Карстовые колодцы, шахты, пропасти являются вертикальными или наклонными отверстиями значительной (до 1 км) глубины, нередко непосредственно связанными с подземными формами.

Своеобразные поверхностные карстовые формы возникают в результате совместного действия процессов растворения и суффозии под которой понимается механический вынос, вымывание подземными водами мелких частиц из рыхлых пород. Когда карстукмциеся породы перекрыты песчано-глинистыми отложениями, просачивающиеся воды вымывают из них отдельные частицы и выносят их в располагающиеся ниже карстовые полости.

Подземные карстовые формы представлены главным образом карстовыми пещерами. Это самые крупные карстовые формы, которые в последние десятилетия стали объектом изучения специальной отрасли пауки — спелеологии. Карстовые пещеры представляют собой системы горизонтальных или наклонных каналов, часто сложно ветвящихся, то сужающихся в узкие расщелины, то расширяющихся в огромные залы и гроты, которые достигают сотни метров в длину и 20-30 м в высоту.

Эрозионная деятельность водотока ограничивается базисом эрозии, ниже которого река не может углублять свое русло. Главным (планетарным) базисом эрозии является уровень Мирового океана. Ниже базиса эрозионная деятельность реки еще продолжается на некотором протяжении в соответствии с размерами долины и затем прекращается. Существуют также местные (временные) базисы эрозии (например, место слияния с главной рекой, озеро, в которое впадает река, или выступ прочных пород на дне русла).

Изучение карста имеет важное практическое значение. Недоучет закарстоваиности массивов может приводить ко многим нежелательным последствиям: просадкам и провалам зданий над подземными полостями, деформации железнодорожного полотна, значительной утечке воды из водохранилищ, затоплению горных выработок при поступлении потоков карстовых вод и др.

 

2. Геологическая деятельность ледников. Условия накопления снега и образования фирна и льда. Горные, материковые, промежуточные (плоскогорные и предгорные) ледники. Типы горных ледников. Режим и движение ледников. Разрушительная работа ледников – экзарация. Отрицательные формы экзарации: котлы и ванны выпахивания, кары, троги, ледниковые цирки. Положительные формы ледниковой экзарации: бараньи лбы, курчавые скалы.

Ледники являются одним из важнейших экзогенных агентов на Земле. Они производят огромную разрушающую, транспортирующую и аккумулирующую работу и существенно преобразуют рельеф; изменения их массы вызывают движения земной коры и подкоровых масс, а также колебания уровня Мирового океана.

В рыхлых массах свежевыпавшего снега снежинки начинают испаряться, а водяной пар конденсируется в порах между ними. В результате кристаллы льда постепенно округляются и уплотняются — снег преобразуется в фирн — пронизанный порами зернистый «старый снег». В дальнейшем поры в фирне замыкаются и он превращается в ледниковый лед — непроницаемую осадочную породу, отличающуюся чрезвычайно низкой температурой плавления (О °С) и плотностью около 0,9 г/см:!, обеспечивающей ее плавучесть. Дальнейшие преобразования (динамометаморфизм) лед испытывает при движении; в его ходе кристаллы льда меняют форму, растут или дробятся и приобретают ориентировку. На начальной стадии развития снежно-ледяные массы остаются пассивными, их форма целиком зависит от подстилающего рельефа. Такие образования называются снежниками.

Ледники — это многолетние массы природного льда, образовавшиеся за счет накопления и преобразования снега; под действием силы тяжести они испытывают вязкопластичное течение и принимают форму потоков, систем потоков, выпуклых щитов (куполов) или плавучих плит (шельфовых ледников).

По размерам, форме и соотношению с рельефом выделяются ледники горного и покровного типов. У горных ледников форма, размеры и направление движения определяются подстилающим рельефом, а также положением их границы питания. Разница высот между вершинами горных хребтов и границей питания называется положительной разностью оледенения (ПРО) и определяет размеры областей питания ледников, а следовательно, vi степень их развития и сложность формы.

Движение ледников связано с двумя основными механизмами: вязкопластичным течением и скольжением по скальному и ледяному ложу.

Наблюдения и эксперименты показывают, что он обладает свойствами как вязкой жидкости, так и пластичного тела: при малых нагрузках скорость его течения меняется в зависимости от напряжения по линейному закону, что характерно для вязких жидкостей, а привысоких эта зависимость становится степенной, что свойственно пластичным веществам. Поэтому течение льда называют вязкопластичным.

ЛЕДНИКИ ПРОИЗВОДЯТ СЛЕДУЮЩИЕ ВИДЫ РАБОТ:
1. РАЗРУШЕНИЕ ПОРОД
2. ПЕРЕНОС ОБЛОМОЧНОГО МАТЕРИАЛА
3. ОТЛОЖЕНИЕ И НАКОПЛЕНИЕ ОБЛОМОЧНОГО МАТЕРИАЛА

Комплекс процессов, осуществляемых движущимся ледником, которые приводят к разрушению и сносу горных пород ложа, снижению, углублению и расчленению его поверхности, называется ледниковой экзорацией.

Бараньи лбы и курчавые скалы. Бараньи лбы — это продолговатые асимметричные холмы, сложенные прочными, чаще всего магматическими, породами; их длинные оси вытянуты в направлении движения льда. Скопления бараньих лбов образуют комплексы, называемые курчавыми скалами. Распространены бараньи лбы и курчавые скалы прежде всего в областях развития покровных оледенений. Ориентировка их пологих и крутых склонов является одним из надежных индикаторов направления движения древних ледников.

Ледниковые кары (или цирки) располагаются в верхних частях склонов ледниковых высокогорий, нриурочиваясь к водосборным воронкам. Они представляют собой глубокие полузамкнутые чашеобразные впадины; их крутые скалистые склоны располагаются амфитеатром над днищами, имеющими вогнутую форму бассейнов выпахивания;

Троговые долины (троги) возникают, как правило, в результате ледниковой переработки речных долин горных стран — их расширения, спрямления и неравномерного углубления.

Так, сравнительно небольшие каровые ледники, полностью или частично занимающие кары, или горные цирки (чашеобразные углубления в верхних частях горных склонов), возникают в условиях малой ПРО. При их росте фирновые бассейны увеличиваются и переполняют вмещающие кары, давая начало ледниковым потокам, стекающим в долины. Таким образом каровые ледники перерастают в ледники долинного, 298 Глава 10. Процессы внешней динамики (экзогенные) или альпийского, типа, которые подразделяются на простые (если язык получает питание из одного кара) и сложные (если лсд поступает из нескольких каров).

ледниковые покровы (или покровные ледники) — сложные системы ледниковых щитов, куполов, ледяных потоков, выводных ледников, плавучих шельфовых ледников, а также связанных с ними сетчатых ледников;

Транспортировка и аккумуляция материала ледниками. Морены и их типы. Движущиеся морены: поверхностные, боковые, срединные, донные и внутренние. Отложенные морены: основные и конечные. Главные особенности моренных отложений.

В ходе движения ледники выполняют огромную разрушающую, транспортирующую и аккумулирующую работу; в результате они коренным образом изменяют рельеф территорий, испытавших оледенение.

Ледниковая транспортировка и аккумуляция. Ледники в ходе своего движения транспортируют огромное количество разнообразного обломочного материала, вся масса которого носит название влекомая морена.В зависимости от происхождения и расположения влекомая морена разделяется на поверхностную, внутреннюю и придонную.

Поверхностная морена наиболее характерна для горных ледников, поверхность которых может быть полностью скрыта под чехлом обломочного материала, поступившего с окружающих склонов. Этот материал часто концентрируется в боковые моренные гряды, протягивающиеся по краям ледниковых языков, или в гряды срединных морен, которые начинаются от места слияния двух ледников, образуясь в результате объединения их боковых морен

Внутренняя морена обычно плохо выражена. Ее концентрация замет­но растет лишь на участках, где наблюдается сжимающее течение льда, в связи с чем обломочный материал переносится от подошвы ледников к их поверхности; в этом случае она слагает насыщенные обломками наклонные слои. Она также может формироваться в результате сваливания в ледниковые трещины материала поверхностной морены.

Придонная морена залегает в придонных слоях как горных, так и покровных ледников. Основным способом ее образования является захват льдом обломков с ложа в процессе эрозии; это происходит через придонные трещины, а также, вероятно, вместе с намерзающей на подошву ледников талой водой.

Комплекс процессов, в результате которых переносимый ледниками обломочный материал отлагается на подледниковый и приледниковый грунт, то есть преобразование влекомой морены в отложенную морену, называют ледниковой аккумуляцией. Характерными особенностями отложенной морены являются плохая сортировка обломочного материала и отсутствие слоистости. Входящие в ее состав крупные обломки часто несут следы ледниковой обработки — их поверхности уплощены и превращены в фасеты, которые покрыты штриховкой или полировкой, а ребра и углы притуплены; такие обломки называются ледниковыми валунами, или ледограиниками.

В зависимости от механизма аккумуляции выделяются фации и подфации ледниковых отложений. Основная морена образуется под ледниками в процессе постепенного отложения материала придонной морены. В основном это происходит в результате донного таяния, в ходе которого включенные в лед обломки последовательно, порция за порцией, приводятся в контакт с подстилающими породами.

Абляционная морена формируется двумя способами — проектированием поверхностной и внутренней морены ледников на грунт (морена вытаивания) и отеканием водонасыщенной поверхностной морены но склонам.

Особой разновидностью отложенной морены являются конечные морены, которые отлагаются у краев активных ледников.Совместно с боковой мореной и флювиогляциальными конусами они образуют краевые ледниковые комплексы. Конечные морены образуют гряды, высота которых варьирует от нескольких метров до 100 м и более.

 

Водно-ледниковые (флювиогляциальные и лимногляциальные) отложения и связанные с ними формы рельефа: озы, зандры, камы. Особенности флювиогляциальных отложений. Условия формирования ленточных глин. Оледенения в истории Земли.

В геологической работе ледников участвует не только лед, но и талая вода, образующаяся при абляции ледников. К талым водам также относят и весь объем поверхностного стока, поступающий к ледникам из окружающих районов.

Главным следствием непостоянства русел и колеблющихся расходов является резкая неравномерность скоростей течения, что, в свою очередь, оказывает определяющее влияние на эрозионную, транспортирующую и аккумулятивную работу потоков. Все процессы, осуществляемые талыми водами, называются флювиогляциальными.

Для флювиогляциальных отложений характерны многие признаки, свойственные всем осадкам, аккумулированным в водной среде. Так, для них обычны довольно хорошая сортировка и грубая слоистость. Однако они имеют и ряд специфических признаков. По составу материал флювиогляциальных толщ близок к местным моренам; часть ва­лунов и гальки сохраняет следы ледниковой обработки.

На основании морфологических признаков выделяются три группы флювиогляциальных образований: камы, озы и зандры. Формирование камов и озов происходит па стадии убывания оледенения в ходе омертвения льда, а зандры образуются в результате деятельности талых вод активных ледников.

Камы существуют в двух видах — как изолированные крутосклонные холмы и короткие гряды и как комплексы взаимосвязанных форм, образующих своеобразные ландшафты холмов и западни.

Отдельные формы могут варьировать от бугров высотой в несколько метров до конических холмов высотой 40-50 м. Практически всегда они сложены песчаным и гравийно-галечпым материалом, который в ядрах холмов обычно относительно хорошо слоист, а в краевых частях нарушен обвально-оползневыми структурами.

Озы имеют вид валов или гряд с крутыми склонами и суженными гребневыми частями. Самые большие формы достигают высоты 100 м и протягиваются на сотни километров (озы такой длины не непрерыв, самые мелкие имеют высоту менее 2 м и длину в несколько сотен метров. В плане озы обычно изгибаются, даже меандрируют; они встречаются либо поодиночке, либо в виде систем, по рисунку похожих на реки, либо образуют густые сети многократно ветвящихся и пересекающихся гряд. Материал, слагающий озы, варьирует от крупных валунов до тонкого ила и слоистых глин. Формирование озов связано с заполнением внутриледниковых туннелей и трещин продуктами перемыва морены

Зандры представляют собой обширные аккумулятивные поверхности и образуются в результате отложения материала, переносимого потоками талых вод, перед фронтом ледника. Их боковое развитие зависит от рельефа: в горах ниже долинных ледников обычно встречаются узкие полосы долинных зандров; на открытой местности возникают широкие зандровые равнины, которые обычно образуются за счет слияния конусов выноса перемытого моренного материала. Для зандров обоих типов характерны сложные системы сплетающихся каналов, грубый состав обломочного материала (галька, гравий, косослоистые пески) и резкие сезонные колебания расходов воды.

В ледниково-подпрудных озерах в результате осаждения материала, выносимого талыми водами, формируются ледниково-озерные, или лимпогляциалъные, отложения. Грубообломочпый материал обычно остается вблизи устьев переносящих его потоков, а топкий — выносится в центральные части озер, где образует обширные покровы глин и ила, среди которых встречаются обломки гравийно-галечной и валунной размерности, разнесенные айсбергами. Ледниково-озерные отложения слагают дельтово-ледииковые террасы камовых комплексов, значительную часть нормальных камов, а также толщи ленточных глин — четко стратифицированные осадки, состоящие из большого числа параллельных лент. Каждая такая лента — результат годичного цикла осадконакопления в условиях холодных озер, находящихся большую часть года в замерзшем состоянии.

В истории Земли неоднократно возникали великие оледенения, при которых площади ледниковых покровов возрастали до десятков миллионов квадратных километров. Интервалы времени длительностью в миллионы лет с характерными для них похолоданием климата и разрастанием оледенений получили название ледниковых периодов. Последний из них, продолжающийся до сих пор и называемый плейстоценовым, или четвертичным, начался 2,5-3 млн лет назад.

 

5. Геологические процессы в многолетнемерзлых горных породах. Многолетняя ("вечная") мерзлота и условия ее возникновения. Подземные льды и воды зоны мерзлоты. Мерзлотно-геологические процессы: термокарст, морозобойное трещинообразование, процессы пучения, образование наледей, трещинно-полигональные образования, солифлюкция, курумы. Проблемы освоения районов многолетней мерзлоты.

Образование грунтового льда связано с процессами сезонного промерзания и оттаивания верхнего слоя почв и грунтов. Закономерности промерзания и оттаивания определяются целым рядом факторов, включающим в себя температурный режим, величину снежного покрова, состав пород и их влажность. Наибольшие глубины промерзания наблюдаются в северных областях. Приповерхностный слой периодического промерзания и оттаива­ния носит название деятельного слоя.

Ниже деятельного слоя на обширных пространствах Сибири и Северной Америки развиты многолетиемерзлые горные породы (ММП), не оттаивающие в летний период. Эта мерзлота образовалась в иных, чем сегодня, значительно более суровых климатических условиях четвертичного периода. Об этом, в частности, свидетельствует присутствие в подобных толщах сохранившихся останков древних млекопитающих. Зона развития ММ П носит название мерзлой зоны литосферы, или криолитозоны.

Инъекционные льды возникают при замерзании подземных вод, внедряющихся под напором в толщу мерзлых пород. И наконец, конституционный лед образуется в результате промерзания влажных дисперсных пород. В толще мерзлых пород, в трещинах, порах и таликах содержатся мерзлотные воды. Принято выделять межмерзлотные воды, обычно имеющие гидравлическую связь с другими типами вод, криолитозоны и внутримерзлотпые воды, ограниченные со всех сторон ММП. К таликам относятся не охваченные мерзлотой участки слоя многолетней мерзлоты.

С областями развития ММ П связан целый комплекс самостоятельных геологических процессов. Это морозное пучение и образование повторно-жильных льдов, солифлюкция и курумообразование, термокарст, термоэрозия и термоабразия.

Содержащиеся в деятельном слое надмерзлотные воды, увеличиваясь в объеме при замерзании, нередко приподнимают вышележащие отложения, образуя наледиые бугры пучения.

Перенасыщенный не проникающей в глубину талой и дождевой водой, грунт приобретает способность перемещаться, «стекать» при очень малых (доли градусов) углах наклона. Этот широко распространенный в районах развития ММ П процесс носит название солифлюкции

При обилии на склонах каменного материала, преимущественно в горных и плоскогорных районах, где близко к по-верхности залегают скальные породы, деятельный слой может течь по тонкому увлажненному субстрату, образуются подвижные каменные россыпи — курумы. Обломочный материал курумов образуется при периодическом сезонном промерзании и оттаивании скальных пород или в результате их морозного выветривания. Местами курумы образуют сплошные каменные поля, размеры которых могут достигать не­скольких десятков квадратных километров.

Термокарст (термический карст) — процесс вытаивания подземного льда, заключенного в верхней части многолетнемерзлой зоны, и связанного с этим проседания поверхности с образованием отрицательных форм рельефа — западин, термокарстовых озер. Сегодня справедливо считается, что явление термокарста — самый распространенный и один из самых динамичных процессов современной криолитозоны.

В целом полигональные структурные формы очень широко распространены практически во всех областях криолитозоны. Образование подобных структур может быть как вызвано растрескиванием грунта па мелкие полигоны, так и связано с неравномерным промерзанием деятельного слоя или развитием локальных очагов напряжений, нередко дизъюнктивного характера.

В результате неоднократного промерзания и протаивания рыхлых пород, содержащих каменные обломки, происходит «вымораживание» крупного обломочного материала на поверхность и его постепенное перемещение в сторону пониженных трещинных зон.

 

Особенности рельефа дна океана. Срединно-океанические хребты, трансформные разломы, внутриплитные поднятия, абиссальные равнины, подножия континентальных склонов, активные и пассивные континентальные окраины. Континентальные окраины атлантического типа (пассивные): шельф, континентальный склон, континентальное подножие. Активные континентальные окраины тихоокеанского типа: окраинные моря, островные дуги, глубоководные желоба. Активные континентальные окраины андского типа.

Современная наука, занимающаяся исследованием морей и океанов, называется океанографией. Океанография изучает физические и химические особенности и процессы в море, биологические явления и состав животного и растительного мира, строение берегов, рельеф дна, распределение донных отложений и полезных ископаемых и др. На дне моря образовалась и образуется основная масса осадочных горных пород.

В рельефе дна океанов выделяют три крупные геоморфологические единицы: подводная окраина материков, ложе Мирового океана и срединно-океанские хребты

Подводные окраины материков, или континентальные окраины, представляют собой переходные зоны от континента к океану и делятся на три типа — пассивный (атлантический), активный (тихоокеанский) и трансформный.

Пассивные континентальные окраины: шельф, континентальный (материковый склон),континентальное (материковое) подножие

По краю континента над сейсмофокалыюй зоной идет образование горных сооружений, формируются очаги магматических расплавов, вдоль глубинных разломов возникают цепочки вулканов раз­личного типа,

Для них характерен следующий латеральный структурный ряд (от океана к континенту): глубоководный желоб — аккреционная призма — невулканическая дуга — преддуговой прогиб — вулканическая дуга — задуговой бассейн или окраинное море. Между глубоководным желобом и абиссальной равниной океана часто располагается краевой вал — пологое поднятие океанического ложа высотой в сотни метров.

Шельф представляет собой продолжение материка под морем от береговой линии до крутого перелома профиля дна к континентальному склону, называемому бровкой, или внешним краем шельфа. Шельф занимает около 7 % площади дна Мирового океана. Шельф является затопленной океаном частью континента и представляет собой в рельефе и геологическом отношении продолжение прилегающих к океану участков суши.

Континентальный склон располагается за внешней бровкой шельфа, после резкого перегиба, на глубине от 100-200 м до 2000-2500 м и более. Представляет собой неширокий, относительно крутой склон. Характерной формой рельефа континентального склона являются подводные каньоны представляющие собой глубоковрезанпые в континентальный склон от сотен метров до 1 км поперечные V-образные долины, шириной на уровне бровок от 1 до 10-15 км.

Континентальное (материковое) подножие представляет собой полого наклонную в сторону океана, обычно слабоволнистую равнину, окаймляющую основание континентального склона полосой шириной от 200 до 1000 км и более на глубинах от 2000-3000 м. Континентальное подножие сложено толщей осадков, мощностью несколько километров, накопившихся за счет подводных оползней со склонов и главным образом за счет сноса большого количества обломочного материала по подводным каньонам мутьевыми потоками.

Активные континентальные окраины тихоокеанского типа характеризуются более сложным переходом от континента к океану. Здесь океан отделяют от континента глубоководные котловины окраинных морей, островные дуги и глубоководные желоба.

Островные дуги представляют собой крупные горные сооружения, подводные или выступающие над водой в виде островов часто дугооб­разной формы высотой от 4,5 до 6,5 км над дном глубоководных котловин. Протяженность их от 1-2 до 4 тыс. км.

Глубоководные желоба тесно связаны с островными дугами, сопряжены с ними, протягиваются вдоль внешних склонов дуг. Это узкие, местами почти ущелья, шириной 100-120 км, глубокие, большой протяженности впадины.

Активные континентальные окраины тихоокеанского типа от пассивных окраин атлантического типа отличаются высокой тектонической активностью, проявляющейся в молодом вулканизме, землетрясениях, тектонических деформациях, резко расчлененном рельефе островных дуг и глубоководных желобов.

7. Соленость и химический состав вод. Гипотезы происхождения солености вод Мирового океана. Газовый режим. Температура, давление и плотность морской воды. Морские течения, приливы и отливы, волновые движения, цунами. Животный и растительный мир морской среды. Нектонные, планктонные и бентосные организмы.

 

Морская вода отличается характерными физико-химическими свойствами: соленостью, химическим составом, газовым режимом, температурой, давлением и плотностью, содержит в среднем 3 4 г солей на литр, то есть 3 4 промилле (%о) (пресная вода — до 1 %о, солоноватая — до 3 0 %о, соленая — более 3 0 %о), на вкус соленая или горько-соленая. В ней содержатся пять главных солей: хлориды (NaCl — 77,8 % всего солевого состава, КС1 — 2%, MgCl 2 — 9,3 %) и сульфаты (MgSO,, — 6, 6 %, CaSO,, — 3,5 %). В пресной воде преобладает СаСО ч (8 0 %), в морской воде карбонаты составляют всего 0,56 %.

Всего в воде океанов и морей растворено столько солей, что если бы они осели на дно океана, то образовали бы слой мощностью 50 м. На глубине в океанах соленость воды почти постоянна, тогда как на поверхности от испарения воды или от приноса реками пресной воды она колеблется от 38, 9 до 3 4 %.На солевой состав океанской гидросферы оказывают влияние реакции между морской водой и породами дна океанов.

Газовый режим. В морской воде растворены различные газы, главнейшими из которых являются кислород, углекислый газ и иногда сероводород. Кислород поступает в основном из атмосферы, а также за счет процесса фотосинтеза зеленых растений, при котором кислород освобождается и растворяется в морской воде. Содержание его колеблется в связи с изменением температуры, давления, солености, активности течений и др. При повышении температуры растворимость кислорода в воде понижается.

Углекислый газ, как и кислород, попадает в морскую воду из атмосферы и выделяется населяющими водоем живыми организмами. Содержится С0 2 как в виде свободного газа, растворимого в воде, так и в химически связанном виде в составе карбонатов и бикарбонатов. Количество свободного СО, влияет па содержание их в морской воде, то есть на растворение или осаждение карбонатов. Содержание С0 2, так же как и 02, зависит от температуры.

Сероводород обычно в морской воде отсутствует, поскольку он быстро окисляется. Однако в водоемах с аномальным газовым режимом, где отсутствует свободный кислород, много углекислого газа, где нет активного перемешивания вод и в изобилии присутствует органичес­кое вещество, H2 S может накапливаться в значительных количествах.

В тепловом балансе океана температура, в основном поверхностного слоя воды, зависит от солнечной радиации и связана с климатической зональностью. Линии равных среднегодовых температур — изотермы — в северном и южном полушариях в общем следуют широтно, в соответствии с климатическими поясами и отражают изменение температуры от 28 °С и более близ экватора до -2 °С в полярных областях.

Давление морской воды увеличивается с глубиной бассейна на каж­дые 10 м столба воды на 1 атм и достигает максимальной величины в глубоководных впадинах (1000 атм на глубине 10 км). Плотность меняется в зависимости от температуры и солености, а также характеризуется широтной зональностью. При этом на поверхности океана влияние температуры преобладает.

 

С увеличением солености плотность морской воды возрастает. С глубиной в связи с ростом давления и понижением температуры плотность воды увеличивается. Более плотная (тяжелая) вода располагается в глубоких котловинах ложа Мирового океана и в глубоководных желобах.

Мировой океан представляет собой одну из наиболее динамичных сред па планете. Воды морей и океанов находятся в постоянном движении, которое разнообразно по своему происхождению: волновые движения под действием ветра, морские течения, приливы и отливы, гигантские волны — цунами.

Волновые движения развиваются на поверхности воды и возникаютпод действием и по направлению ветра. Частицы воды на поверхностиглубокого моря под действием энергии ветра двигаются по замкнутым круговым орбитам, диаметр которых с глубиной быстро уменьшается.

Морские течения представляют собой движения огромных масс воды, возникающие под влиянием нескольких факторов — господствующих ветров, различной плотности морской воды, зависящей главным образом от температуры и солености, а также центробежной силы и отклоняющей силы вращения Земли.

Различают группы постоянных и временных течений. Временные течения вызываются пассатами — сильными устойчивыми ветрами, круглый год дующими в тропиках вдоль экватора с востока на запад.

Постоянные и периодические поверхностные и придонные морские течения производят большую геологическую работу в океанах и морях. Они взмучивают и перемещают значительное количество обломочного материала, захватывают и перетранспортируют обитающих в водах раз­личных животных и растительные организмы.

Приливы и отливы. Периодические колебания уровня воды в море или океане, называемые приливами и отливами, вызваны притяжением Луны и в меньшей степени Солнца. Приливные волны достигают наибольшей высоты, когда Луна и Солнце находятся на одной прямой с Землей (в новолуние и полнолуние) и оказывают на нее совместное действие. Такие приливы называют сизигийными.

Приливно-отливные движения затрагивают всю толщу воды до глубоких придонных участков и поэтому играют важную роль в перемещении и распределении осадочного материала на дне морей и океанов.

Цунами. Это японское слово обозначает «большая волна в заливе», возникающая при больших подводных землетрясениях, крупных сбросовых явлениях на морском дне, извержениях вулканов под водой и оползневых явлениях. Эти гигант­ские волны могут проходить по океану огромные расстояния со скоростью 500-800 км/час, воздействуя на дно на глубине более 1000 м и близ берегов, вследствие торможения, могут достигать высоты 20 и даже 35-40 м и проникают вглубь суши на большие расстояния. Цунами производят крупные разрушения береговых сооружений, взмучивание осадков, образование мутьевых потоков.