Морская геология

МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ (а. marine geology, submarine geology; н. marine Geologie, Meeresgeologie; ф. geologie marine; и. geologia de mar) — наука, изучающая состав, строение и историю развития недр Земли, скрытых водами морей и океанов. Объект исследования — главным образом океанская земная кора, площадь которой составляет около 71% поверхности Земли. Основные задачи — изучение происхождения, строения и истории развития океанов и морей, выяснение условий образования и характера размещения в них полезных ископаемых. Направления исследования включают: изучение происхождения и развития рельефа дна, состава, условий формирования и пространственного изменения донных осадков, магматические и метаморфические горные породы; изучение тектоники и геодинамики океанской коры, глубинного строения Земли, вулканизма, сейсмичности, геохимических особенностей и геофизических полей; реконструкцию палеогеологических, палеоокеанологических и палеогеодинамических условий; исследование строения зон перехода океан-континент, происхождения и характера размещения горючих (нефть и газ), рудных (железомарганцевые конкреции, металлоносные осадки, массивные сульфиды, металлоносные россыпи и т.п.) и нерудных (фосфориты и др.) полезных ископаемых.

Основой для историко-геологических реконструкций морей и океанов являются изучение осадочного слоя, включающее детальное возрастное расчленение и корреляцию разрезов между собой и с разрезами континентов, вещественный и фациальный анализ отложений, изучение палеорельефа, палеотечений и температур; исследование вертикальных и горизонтальных изменений состава более глубоких слоев океанской коры (базальтов, габброидов, гипербазитов) и тектонических деформаций, геохимических особенностей (в т.ч. изотопных), геофизических полей (в частности, геоисторический анализ геомагнитного поля). Исследования в области тектоники, геодинамики и кинематики в коре и мантии Земли, геохимии и петрологии горных пород служат основой для создания геологических концепций глобального значения; изучение зон перехода между океанами и континентами позволяет понять геологические взаимоотношения между двумя основными структурными образованиями Земли и имеет прикладное значение, поскольку с такими зонами связаны многочисленные нефтегазоносные бассейны, россыпные месторождения золота, титана, алмазов и др.

Реклама



Для решения задач морской геологии используются главным образом дистанционные методы, поскольку объект исследования отделён от наблюдателя толщей воды. Исследования ведутся со специальных научно-исследовательских судов, оборудованных эхолотами, геофизической аппаратурой (сейсмопрофилографы, магнитометры и т.п.), фото- и киноаппаратурой для изучения рельефа дна, геохимическими приборами (в т.ч. пробоотборниками различного типа), водолазными средствами, подводными аппаратами (обитаемыми и необитаемыми), с привлечением данных глубоководного бурения, для мелководных районов используются наблюдения с ИСЗ.

Морская геология входит в состав геологических наук и океанологии и тесно связана с физической географией, климатологией, биологией и другими естественными науками.

Исторический очерк. Начало морской геологии было положено в 1788 монографией шотландского геолога Дж. Геттона "Теория Земли", в которой описаны морские отложения, трансгрессии и регрессии океана. Исследования в области морской литологии были начаты в океанографической экспедиции на английском судне "Челленджер" (1872-76), результаты которой были обобщены в классическом труде Дж. Меррея и А. Ренара (1881). В конце 19 — начале 20 вв. морские геологические исследования проводились в экспедициях на шведском судне "Вега" (1878-79), американском — "Альбатрос" (1888-1905), норвежском — "Фрам" (1893-96), немецких — "Вальдивия" (1898-99), "Гаусс" (1901-03), "Метеор" (1925-38) и др. В России первые исследования донных отложений были начаты в 1890 Н. И. Андрусовым и Н. М. Книповичем (судно "Андрей Первозванный"). Рельеф дна и пробы грунта изучались адмиралом С. О. Макаровым во время плаваний на корвете "Витязь" (в конце 80-х гг. 19 в.). Более систематические работы по морской геологии в CCCP начались в 1921 в Плавучем морском научно-исследовательские институте (Я. В. Самойлов, М. В. Клёнова и др.), а затем в Геологическом институте Академии Наук CCCP (А. Д. Архангельский, Н. М. Страхов и др.), Всесоюзном НИИ морского рыбного хозяйства и океанографии (Д. Е. Гершанович). Начало геохимических исследований океана было положено в 20-30-е гг. работами В. И. Вернадского, Я. В. Самойлова; изучение магматизма в краевых частях океана начато в 30-е гг. А. Н. Заварицким.

Как самостоятельная наука морская геология сформировалась в конце 40-х гг., когда для решения её задач стали применяться многочисленные специальные суда, начали развиваться морские геофизические методы, подводное фотографирование и т.п. Крупнейшей экспедицией середины 40-х гг. была шведская кругосветная экспедиция на судне "Альбатрос" (Х. Петтерсон, Э. Олауссон, Б. Куленберг и др.). Внедрение в практику исследовательских работ эхолотов привело к открытию подводных каньонов, плосковершинных гор-гайотов (американский учёный Х. Xecc), а также глобальной системы Срединно-океанических хребтов [американские учёные Б. Хейзен (Хизен), М. Юинг, Г. Менард]. Первая в CCCP специальная океанская экспедиция для решения задач морской геологии была проведена на научно-исследовательском судне "Витязь" (1949, Л. А. Зенкевич). Дальнейшие исследования на "Витязе" привели к ряду крупных открытий; обнаружена максимальная глубина Мирового океана (11 022 м), выявлены и закартированы подводный хребет Ширшова в Беринговом море, поднятие Академии наук в Охотском море, Курило-Камчатский и другие глубоководные желоба, поднятия Зенкевича и Шатского в Тихом океане, желоба "Витязя" в Тихом и Индийском океанах и др. (Г. Б. Удинцев, В. Ф. Канаев, А. В. Живаго). В 40-е гг. составлены первые батиметрические и геоморфологические карты для ряда морей и Мирового океана в целом (американские учёные Б. Хейзен, М. Тарп, Г. Менард, Р. Фишер, английский — А. Лоутон, французский — Ж. Буркар, советские — Г. Б. Удинцев, Я. Я. Гаккель, А. В. Живаго, О. К. Леонтьев, А. В. Ильин и др.). В этот период изучен и закартирован состав донных осадков в морях и океанах, составлены карты и атласы морского осадкообразования (Н. М. Страхов, П. Л. Безруков, А. П. Лисицын, В. П. Петелин, Е. М. Емельянов, И. О. Мурдмаа, Ю. А. Богданов, Д. Е. Гершанович, К. М. Шимкус, Е. Р. Шнюков и др.), за рубежом наибольший вклад в исследование донных осадков внесли американские учёные Р. Ревелл, М. Брамлетт, М. Юинг, Б. Хейзен, К. Эмери, Т. Ван Андел, Г. Аррениус, Ф. Шепард, нидерландский учёный Ф. Кюнен и учёный из ФРГ В. Шотт. Важное значение для развития морской геологии имело внедрение сейсмических исследований для изучения всей осадочной толщи (М. Юинг и Дж. Юинг — США). Первые в CCCP исследования строения океанской осадочной толщи морскими сейсмическими методами были проведены в 1952-53 (Н. Н. Сысоев, И. Е. Михальцев, Г. Б. Удинцев, А. П. Лисицын). В дальнейшем исследования совершенствовались, к середине 80-х гг. по сейсмическим данным составлены карты мощностей осадочных отложений, рельефа ложа и строения океанской коры (американские учёные М. Юинг, Дж. Вуллард, Р. Райтт, советские — Г. А. Гамбурцев, Ю. П. Непрочнов, Я. П. Маловицкий, С. М. Зверев, И. П. Косминская, Л. И. Коган и др.). В 60-е гг. были установлены сравнительно молодой возраст океанской коры и раздвижение дна. Эти открытия имели фундаментальное значение для развития геологических наук в целом, формирования геологических концепций глобального значения и привели к возрождению высказанных ранее немецким учёным А. Вегенером представлений о мобилизме, развитию идей тектоники плит и представлений о глобальной эволюции Земли (американские учёные Х. Xecc, Р. Диц, Дж. Морган, К. Ле Пишон, Б. Айзекс, Дж. Оливер, Л. Сайкс, Д. Склайтер и др.; советские — П. Н. Кропоткин, А. В. Пейве, Ю. М. Пущаровский, В. Е. Хаин, О. Г. Сорохтин, Л. П. Зоненшайн, А. Л. Книппер, С. А. Ушаков и др.). Крупнейшим этапом в развитии морской геологии было начатое в 1968 в США глубоководное бурение на судне "Гломар Челленджер" (В. Ниренберг, М. Юинг, М. Петерсон, В. Ридел и др.), в дальнейшем бурение велось в рамках международного сотрудничества, в т.ч. с участием учёных CCCP (к 1984 пробурено свыше 1000 скважин).

В 60-80-е гг. изучены процессы осадкообразования в океане, начиная со стадии существования осадочного вещества в виде взвеси (А. П. Лисицын, Ю. А. Богданов и др.), определены состав и распределение донных осадков во всех частях океана и в морях, выделены провинции и пути миграции тонкодисперсных минералов (П. Л. Безруков, А. П. Лисицын, В. П. Петелин, З. Н. Горбунова, Е. М. Емельянов — CCCP; Ф. Манхейм, К. Эмери и Ф. Шепард — США; С. Корренс, К. Андре и Е. Зейбольд — ФРГ; Г. Хольтедаль — Норвегия). Ведутся исследования по хроностратиграфическому расчленению осадочной толщи методами радиохронологии. Разработана стратиграфия океанских осадков по фораминиферам планктона и бентоса по кокколитофоридам, птероподам, спорам и пыльце наземных растений. Стратиграфия мезозоя и кайнозоя океана по остаткам кремнистых организмов построена для диатомовых, силикофлагеллят и радиолярий.

В области тектоники океанского дна разработаны принципы и даны схемы районирования дна Мирового океана (Ю. М. Пущаровский, В. Е. Хаин, Г. Б. Удинцев, О. К. Сорохтин, Л. П. Зоненшайн), выявлены в глубоких горизонтах коры и, возможно, мантии, интенсивные тектонические деформации, по которым происходит перемещение масс с образованием чешуйчатых структур (Ю. М. Пущаровский и др.).

На основе изучения геомагнитного поля в пределах океана определён возраст литосферных плит, реконструирована история развития ложа океана, по палеомагнитным данным проведено стратиграфическое расчленение рыхлых отложений и коренных пород. Большое значение для понимания истории развития плит имели геотермические исследования, выявившие повышенные значения теплового потока в срединных хребтах. Петрологические исследования пород ложа океана выполнены Л. В. Дмитриевым, М. И. Кузьминым, Г. Б, Рудником, А. А. Маракушевым, О. А. Богатиковым и др., за рубежом — А. Энгелем и С. Энгель (США) и др. По петрохимическим и геохимических особенностям в базальтах ложа океана и глубинных кристаллических породах выделены провинции разных порядков, свидетельствующие о латеральной неоднородности мантии (советский учёный Ю. М. Пущаровский, французский — А. Буго и др.). Развиваются исследования процессов образования рудных месторождений океана (В. И. Смирнов, А. П. Лисицын, Ю. А. Богданов, И. О. Мурдмаа, Н. С. Скорнякова, Г. Н. Батурин и др.), нефтяных и газовых месторождений (Я. П. Маловицкий, Н. А. Ерёменко, А. А. Геодекян, И. С. Грамберг и др.). Выявлены области скопления фосфоритов в зонах апвеллингов у берегов Перу и Юго-Западной Африки (Г. Н. Батурин и др.), прибрежных россыпей полезных ископаемых (А. А. Аксёнов, Е. Р. Шнюков, А. С. Ионин и др.). Проведены исследования процессов в береговой зоне, характеризующихся высокой динамической активностью, и осуществлена их классификация (американский учёный М. Джонсон, советский — В. П. Зенкович и др.).

Геохимическое изучение океана включает количественный анализ (на молекулярном, элементном и изотопном уровнях) донных осадков, кернов глубоководного бурения, водной, воздушной и ледовой взвеси, иловых вод, а также химических элементов, растворённых в водах живых организмов (советские учёные А. П. Виноградов, С. В. Бруевич, американские — Г. Аррениус, Е. Гольдберг, К. Турекьян, английский — Р. Честер, а также учёные из ФРГ К. Видеполь, Е. Дегенс и др.). Полученные новые геохимические данные позволили разработать учение о т.н. лавинной седиментации по периферии океана, учение о биодифференциации осадочного вещества в океане и о роли биоса в геохимии океана, учение о потоках осадочного вещества в океанах, создать первые количественные модели океанской седиментации на основе изменения первичной продукции с глубиной океана (А. П. Лисицын, Ю. А. Богданов и др.). Проведены исследования количественного распределения, минерального и химического состава железо-марганцевых конкреций на дне океана (П. Л. Безруков, Н. С. Скорнякова, И. О. Мурдмаа, Г. Н. Батурин и др.), металлоносных осадков близ срединных хребтов (К. Бострём — Швеция, Э. Бонатти — США, А. П. Лисицын, Ю. А. Богданов — CCCP), а также массивных сульфидов в рифтовых долинах срединных хребтов (американские учёные — У. Баллард, П. Рона, английский — Д. Кронен). Большое значение для изучения дна и геологического картирования на больших глубинах (в основном до 4 км) имело применение подводных аппаратов (Р. Баллард, К. Ле Пишон — США; Дж. Франшто — Франция; А. М. Сагалевич, А. М. Подражанский, Ю. А. Богданов, Л. П. Зоненшайн, М. И. Кузьмин, А. П. Лисицын — CCCP). На базе комплексной интерпретации данных глубоководного бурения, геофизики и изучения осадочной толщи восстановлены геологическая история океанов для последних 150 млн. лет, история движения литосферных плит для фанерозоя, создаются геодинамические модели Земли.

Важнейшие научные центры по морской геологии в CCCP; Океанологии институт Академии Наук CCCP (Москва), а также ГИН Академии Наук CCCP (Москва), Институт земной коры CO Академии Наук CCCP (Иркутск), Институт морской геологии и геофизики ДВНЦ Академии Наук CCCP (пос. Новоалександровский Сахалинской области), Дальневосточный геологический институт ДВНЦ Академии Наук CCCP (Владивосток), Институт геологических наук Академии Наук УССР (Киев), Всесоюзный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии (Москва). Исследования в области морской геологии ведутся также в учебных институтах Москвы, Ленинграда, Ростова, Одессы и научных учреждениях Министерства геологии ("Севморгео", "Южморгео") и Министерства газовой промышленности ("Союзморгео"). За рубежом главные научные центры: Океанографический институт Скриппса, Геологическая обсерватория Ламонт-Доэрти, Океанографический институт Вудс-Хол (США), университет им. Пьера и Марии Кюри (Франция); исследования ведутся также в системе геологических служб США, ФРГ, Франции, Японии, Австралии, Новой Зеландии и др. Международные периодические издания по морской геологии: "Marine Geology" (Amst., с 1964), "Marine Chemistry" (Amst., с 1972) и др.



Android-приложение
Смотрите также:
Геология полезных ископаемых: Минеральные ресурсы: Страны и континенты: Месторождения: Промышленные отрасли: Техника и технологии: Предприятия: Наука: Биографии:
Отраслевые новости:

Аналитика: