Предыдущая страница реферата | 23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33 | Следующая страница реферата

Потом узнали: над Аравийским полуостровом пронеслась пыльная буря; сильный ветер поднял мельчайшие частички песка на большую высоту и пронес над океаном.

Изучая запыленность воздуха, Лисицын выяснял, велика ли в морских отложениях доля пыли, занесенной по воздуху с материков. Чуть только позволяла погода, в носовой части корабля над палубой поднимали «паруса»— нейлоновые сети с очень мелкими ячейками. Трение встречного воздуха наэлектризовывало нейлоновое полотно, и на него налипала та пыль, которую несли морские ветры.

Раз в сутки геологи снимали свои «паруса», промывали их в дистиллированной воде, извлекали аэрольный осадок. Потом — микроскоп, анализы.

Близ Антарктиды и в экваториальной части Индийского океана воздух был кристально чист — за сутки «паруса» едва набирали миллиграммы пыли. И взвеси в воде здесь было ничтожно мало, меньше, чем в московской водопроводной.

Однако уже на подходе к Аравийскому морю «улов» пыли стал заметно увеличиваться—сначала в десятки, потом в сотни раз.

Интересно, что и состав аэрозолей резко менялся в зависимости от того, в каком широтном поясе находилась «Обь». В северо-западной части Индийского океана это была пыль, принесенная из пустынь. И такая же; пыль присутствовала в морской взвеси. Она же составляла иногда более половины пробы грунта со дна океана.

Словом, глубоководные осадки здесь тоже имели свою специфику.

Когда по возвращении домой все эти факты были обработаны в институте океанологии АН СССР, то тогдашний научный руководитель Лисицына Пантелеймон Леонидович Безруков (впоследствии член-корреспондент АН СССР) высказал мысль, что дно океана от Арктики до Антарктики, хоть и не является полным подобием суши в смысле деления на климатические зоны, все же по-своему (и довольно четко) отражает их. Это была лишь догадка, рабочая гипотеза.

Если, плавая под водой з маске, нырнуть и потом начать подниматься навстречу солнечному лучу, то сквозь стекло становятся хорошо заметными мельчайшие соринки. В иных местах, особенно неподалеку от берега, их нескончаемый рой. Поначалу как-то не укладывается в голове, что тонкая взвесь и есть тот строительный материал, из которого складываются мощные толщи осадочных пород Земли. А между тем так оно и есть.

На суше осадочные толщи местами достигают 10 км, Это слои и прослойки, в которых чередуются всем знакомые глины, песчаники, известняки, хорошо сцементированные галечники. Вот уж где действительно запе-. чатлена большая часть биографии Земли. Люди давно стремились понять, существуют ли в осадочных процессах какие-либо закономерности.

Наиболее обоснованную теорию на этот счет построил в 50—60-х годах наш соотечественник академик Николай Михайлович Страхов. На континентах он выделил четыре типа осадочного процесса: ледовый, гумидный (влажный), аридный (засушливый) и вулканогенный.

В первом работает лед, а главные признаки — отложение морены и полное отсутствие остатков живых организмов. В гумидной зоне влаги больше выпадает, чем испаряется, и потому все определяется деятельностью воды: здесь нет отложений легкорастворимых солей, но зато накапливаются бокситы, залежи железа, марганца, угля. Разрушенный материал рассортирован водой: в одном месте хорошо скатанная галька, в другом — песок или тонкие илы. И конечно, много остатков организмов.

В аридных зонах, наоборот, доминирует испарение. Отсюда — засолонение, пласты гипса, сульфатов, карбонагов и других легкорастворимых соединений кальция, магния, натрия, калия; биологические участники процесса явно угнетены. Ну а вулканогенный тип — это царство изверженных пеплов, пыли и бомб; их распространение и состав не зависят от климата.

Классификация, как видите, лаконичная, но емкая. Она хорошо согласуется с тем, что сегодня окружает нас в природе. В общем, это надежный помощник в определении климатических зон как современности, так и далекого прошлого, а еще довольно четкое руководство Аля поиска большой группы полезных ископаемых. «Но только на материках»,— подчеркивал Страхов.

А в океанах? Считалось, что материал для морских отложений поставляют главным образом реки, а разносят поверхностные течения; они «разбегаются» на тысячи километров в меридиональном и широтном направлениях и все перемешивают. Какую-то часть осадочного материала с суши доставляют айсберги и ветры, но » он вовлекается в непрерывное движение вод, поэтому считалось, что в океанских осадках «совсем нет... морены, эоловых отложений»; некоторое разнообразие в эту общую монотонность вносит лишь сортировка речных и ледовых выносов — материал покрупнее откладывается близ берегов, на шельфе и материковом склоне, а на глубоководье — самый тонкий. В целом же «на громадных пространствах океана тянутся однотипные, варьирующие лишь в деталях известковые и кремнистые илы либо красная глина».

Это были скорее теоретические предположения. Фактического материала — океанских донных проб — было еще крайне мало.

Только в начале 60-х годов изучение морских осадочных отложений приобрело широкий размах. Установили, что мощность осадочных пород на окраинах океана не превышает материковые нормы, достигая 10—12 км (больше — лишь в дельтах таких крупных рек, как Амазонка, Миссисипи, Ганг). Но чем дальше от берегов, тем тоньше осадочный чехол. В центральных частях океанов— не более километра, а чаще — сотни метров. На гребнях срединно-океанических хребтов — практически сходит до нуля. Там лежат только твердые изверженные базальты.

А вот еще поразительное открытие: в гумидных зонах океана толщи отложений в несколько раз больше, чем в аридных (обнаружились и такие). И никакого обмена (перемешивания) осадочным материалом между зонами не происходит. Для каждой (в зависимости от климата) характерны своя мощность осадков и их состав. Только в пределах самих климатических зон мощность этих отложений менялась симметрично по обе стороны от срединно-океанических хребтов, так как ложе океана медленно раздвигается, разрастаясь за счет подъема мантийного материала, а вместе с ложем словно на транспортерной ленте смещаются в разные стороны а осадки. Близ гребня они просто не успевают накапливаться.

Иными словами, закономерности стали выявляться уже при изучении мощности океанских осадков: она зависела и от климатических зон, и от тектонических условий; имело значение также расстояние от берега, глубина... Какая уж тут монотонность!

С годами появились новые факты, противоречившие представлениям об однообразии океанского осадочного процесса. Да и главенствующая роль поверхностных течений уже вызывала сомнения. Во время плаваний по дальневосточным морям и близ Антарктиды Лисицын постоянно убеждался, что течения лишь транспортировали льдины, которые по мере таяния теряли материал, принесенный с континентов. Тот укладывался на дно почти без сортировки и сноса. В Бенгальском заливе (Индийский океан) главные поставщики глинистой и песчаной мути — реки Ганг и Брахмапутра. Однако распространяется она и осаждается не в соответствии с поверхностной системой циркуляции вод (широтной), как следовало ожидать, а поперек нее — с севера на юг. Или в Атлантике: осадочный материал из Северной Америки, прежде чем отложиться на дне, переносится не в сторону движения Гольфстрима, а в противоположном направлении — под действием иных, придонных течений.

С годами Лисицын все больше убеждался, что основная часть речного выноса вообще не достигает глубоко-водья, а оседает в устьях рек, в дельтах, эстуариях. Лишь наиболее тонкий материал длинными шлейфами тянется в сторону глубоководья. Поверхностные течения к этим перемещениям совершенно непричастны.

Немало походив по белому свету под нейлоновыми «парусами», Лисицын и его коллеги В. Н. Живаго и В. В. Серова убедились, что пыль, унесенная воздушными потоками с континентов, попав в океан, не разносится течениями, а осаждается главным образом в той же широтной полосе. Это было доказано детальными исследованиями океанского аэрозоля. Оказалось, что на дне глубоководья в аридных (засушливых) зонах скапливается удивительно много эолового материала, то есть принесенного ветром,— больше половины всего осадка. Причем расположены эти зоны и в Северном и в Южном полушариях Земли примерно на равном расстоянии от экватора, так же как расположены засушливые зоны на материках. Словно это продолжение пустынь в океанах.

С годами в подтверждение зональности морского осадочного процесса внесли решающий вклад живые маркеры.

Температурные контрасты в Мировом океане не так велики, как на суше,— не более 30 градусов между полярными областями и экватором. Причем это у поверхности океана, а на дне почти везде постоянная температура— около нуля. Казалось бы, нет оснований говорить, будто расселение мирской флоры и фауны строго связано с климатическими поясами Земли. Среди морских растительных организмов главную роль играют микроскопические диатомовые водоросли. Они составляют более двух третей обшей биопродукции океана. И обитают буквально повсюду. Почти столь же широко распространены и некоторые представители зоопланктона — фораминиферы, радиолярии.

Соображения насчет монотонности океанских отложений основывались отчасти именно на этом. Но лишь отчасти, потому что материалу биологического происхождения здесь отводилась второстепенная роль. Считалось, что доля органических остатков, достигающих глубоководного дна, совсем невелика (большая их часть растворяется по дороге). Исключение — мелководные шельфовые зоны, окружающие континенты, известные богатством всевозможной жизни.

Советские ученые — академик Лев Александрович Зенкевич и член-корреспондент АН СССР Вениамин Григорьевич Богоров — были гидробиологами. Их интересовало главным образом живое население Мирового океана. В 50-х годах они пришли к выводу, что прежде всего сама водная среда в разных районах океана далеко не однотипна. А специфика среды определяет условия питания и развития живых существ. К тому же обитатели океана связаны друг с другом длинными пищевыми цепочками. Первое звено такой цепочки— микроскопические водоросли.

Им нужны свет и соответствующая концентрация в воде минеральных солей (азота, фосфора, кремния).

Если солнечных лучей хватает, питательные соли в, при поверхностном слое используются быстро, фидопланктон развивается нормально. Глубины океана всегда богаты минеральной пищей, но там мало потребителей, ибо недостаточно света для развития фитопланктона.

— Где дверь этой «кладовой питательных веществ» приоткрывается в сторону верхних слоев моря,— говорил Богоров,— там и будет пышное развитие жизни. А открывает эту дверь своеобразный «привратник» — вертикальное перемешивание морских вод, которое иногда совершается весьма бурно, а иногда чрезвычайно слабо.

Вблизи Антарктиды постоянно охлаждающиеся поверхностные воды опускаются, а на их место поднимаются глубинные, таким образом, в этой обширной полосе фитопланктон получает хорошее питание.

В поясах умеренного климата перемешивание океанских вод связано с сезонными колебаниями температуры. За зиму поверхностные слои, охлаждаясь, уплотняются и опускаются вниз, а их место занимают более теплые, из глубин. Поэтому весной здесь происходит взрывопо-добное размножение микроводорослей — настоящее «цветение» океана.

Иная обстановка в тропических водах. Вечное лето, казалось бы, должно обеспечить неизменное благоденствие всем формам жизни. Так оно действительно и есть, но не во всей тропической полосе, а только в ее средней части, в приэкваториальной, там, где воду перемешивают широтные течения и противотечения. Немного севернее или немного южнее — застой на больших пространствах. Палящее солнце и высокая сухость воздуха вызывают здесь сильное испарение. На некоторой глубине возникает более соленый, а следовательно, и более плотный слой — своеобразная заслонка, препятствующая подъему вод, насыщенных питательными веществами. Тепла и света много, но фитопланктон голодает. А ведь эти водоросли — начало пищевой цепи. Из-за их малочисленности скуден и зоопланктон. Зоопланктоном питаются более крупные существа. Значит, и у тех голодный паек. Выходит, «пустыни» в океане, подобно пустыням на суше, очень бедны жизнью.

...Советское исследовательское судно «Витязь» совершало свое очередное плавание по Тихому океану. Экспедицией руководил Богоров. Корабль прошел с севера на юг до Новой Зеландии и с юга на север почти параллельными маршрутами. На протяжении всего рейса, несмотря на частые штормы, не прерывались исследования водной толщи. В результате впервые были получены как бы два меридиональных разреза Тихого океана — между сороковыми широтами обоях полушарий Земли. Какие полезные сведения это принесло?

Примерно до 30° с. ш., то есть в полосе умеренного климата, воды хорошо насыщены солями фосфора. Здесь изобилие всяческого планктона, но преобладают диатомовые водоросли.

По мере продвижения на юг в поверхностных слоях начала убывать концентрация питательных веществ. И планктон незамедлительно отреагировал: диатомей стало меньше, их потеснили более терпимые к недостатку фосфатов перидинеи. А еще южнее простиралась уже истинная океанская «пустыня»: в теплых водах с минимальной концентрацией фосфатов лишь перидинеи (аридная зона).

В приэквагариальной полосе картина снова изменилась: обилие минеральной пищи, и жизнь, как говорится, бьет ключом — диатомовые снова процветают и представлены большим, чем в средних широтах, числом видов.

В Южном полушарии все это чередование повторилось в обратном порядке.

То плавание «Витязя» (в 50-х годах) стало одним из первых свидетельств, что у климатических зон в океане все-таки есть свои живые маркеры. Позднее, когда исследования биологии морей приняли глобальный размах, это блистательно подтвердилось. Да, диатомей действительно превалируют среди всего населения океана. Но не всюду. И главное, от полюса до экватора существенно меняется их видовой состав. То же происходит и с другими «рганжзмами,

Оказалось, что многие представители морской фауны встречаются только в каком-то определенном районе. Более того, для каждой климатической зоны океана характерны своя сообщества живых существ, связанных и пищевыми цепочками, и приспособленностью к конкретным условиям среды.

Но какое значение все это могло иметь для типизации донных отложений, если в них, как считалось, доля органических остатков не составляет и десятой части? Дальнейшие исследования показали, что имеет, можно сказать, решающее .значение,

Лет сорок назад насчитывалось от силы несколько сотен грунтовых проб, взятых с глубоководного дна океана и подвергнутых детальному анализу. И образцы добывать было трудно, и методы анализов были не очень-то совершенными. Но вот с годами методы исследования стали надежнее, Институт океанологии АН СССР получлл возможность сопоставлять полные анализы уже тысяч грунтовых, проб и кернов бурения. И тогда появилась необходимость внести существенные исправления в прежнее представление о составе океанских осадков.

Новые выводы даже для многих специалистов по морской геологии оказались ошеломляющими: в глубоководных отложениях примерно половина (!) всего материала — это органические остатки.

Особенно примечательно, что дно как бы отражает расселение организмов по акваториям планеты. Прежде всего планктона. У диатомовых кремнистые панцири. И повсюду, где господствуют эти водоросли, грунтовые пробы отличаются прежде всего повышенным содержанием кремния. В аридной зоне, где преобладают перидинеи, или синезеленыег у которых почти нет панцирей, отложения иные — известковые за счет раковинок некоторых видов зоопланктона. Кроме того, дно показывает, насколько богата жизнью каждая зона и как все они в этом отношении отличаются друг от друга.

Здесь уместно рассказать и об особой зоне (или, точнее, обособленной).

Сенсационное открытие сделали в феврале 1977 г., когда франко-американская экспедиция на подводном аппарате «Алвин» обследовала Восточно-Тихоокеанское поднятие в 320 км к северо-востоку от Галапагосских островов. Целью погружения была геология рифта, то есть места, где раздвигается океанское ложе. Акванавты осматривали продольные трещины с натеками лавы. Все здесь говорило о растяжении дна. Они фотографировали базальтовые сооружения самых прихотливых форм, собирали манипуляторами тяжелые обломки темных скал. В общем, занимались работой, ставшей для них уже привычной. И вдруг...

Это было на глубине 2600 м. В пятне света, излучаемого прожектором «Алвина», обнаружилось что-то слегка шевелящееся. Рядом — еще и еще. Показалось? Взволнованные акванавты, не веря своим глазам, принялись обследовать все вокруг.

Сомневаться не приходилось — перед ними были живые существа. Об этом немедленно сообщили наверх, на сопровождавший корабль. Всегда считалось, что большие глубины океана безжизненны, поскольку там нет ни света, ни пищи. А тут — такое.

«Оазис» буквально кишел жизнью. В полной темноте обитало множество неизвестных науке организмов. Гигантские, сидящие в трубках черви. Белые двустворчатые моллюски каждый величиной с ладонь. Моллюски помельче располагались целыми друзами, наподобие тех плотных скоплений, что образуют на скалах мидии. Водились там креветки, слепые крабы и даже рыбы. В общем, целое сообщество удивительных существ, само присутствие которых в таком месте было неожиданным и загадочным, чтобы не сказать невероятным. О существовании подобных «оазисов» даже не подозревали.

Загадкой представлялся прежде всего пищевой «фундамент» сообщества. Кто же здесь был первичным производителем пищи? На поверхности океана и вблизи от нее — это зеленые растения, создающие органику с помощью фотосинтеза. Первая мысль акванавтов: не падают ли сюда «крошки» с того стола, что ломится от яств наверху? Но вряд ли тем могло поддерживаться такое кипение жизни. Нет, стол здесь имелся явно свой. А какой свой, это выяснилось, когда измерили температуру воды и сделали анализы ее проб.

«Оазис» располагался вокруг выходов горячей воды— вокруг гидротерм. Условия в нем были просто-таки тепличные — плюс 10—20°С. Но не это оказалось решающим для существования уникального сообщества. Главное установили в Массачусетсом технологическом институте, где сделали анализ проб воды. В океанских гидротермах, как и во многих горячих источниках на суше, обнаружилось много сероводорода. Это ядовитое соединение — излюбленная пища некоторых бактерий. Именно из него они умеют извлекать энергию, чтобы превращать углекислый газ в органические соединения, то есть в пищу.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: архитектура реферат, диплом вуза.





Предыдущая страница реферата | 23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33 | Следующая страница реферата