I. introduktion
A. Hvis du nogensinde har brugt achalkboard i skolen, har du haft dine hænder dækket af marine sedimenter fra dybhavet; eller skal jeg sige, tidligere marine sedimenter. Kridt består af utallige små partiklerkendt som coccoliths. Disse partikler akkumuleres på havbunden og kan eventuelt konsolideres for at danne den bløde sedimentære sten kaldet”kridt”.
B. de tykkeste akkumuleringer af sedimenter i verden er ioceaner. Alle undtagen 8% af verdenssediment er i havet i bunker op til 9 km tykke. Den tykkeste ophobning er på kontinentetskråninger og stigninger.
C. disse sedimenter på de kontinentale margener danner hovedsagelig fra forvitring og erosion af vulkanske,sedimentære og metamorfe klipper udsat for jordens overflade (TERRIGENOUS =LITHOGENOUS). De klipper, der udgør jordskorpen, dannes normalt påforskellige forhold end dem, hvor de til sidst kan finde sig selvefter tektonisk aktivitet og bjergbygning. Derfor har de en tendens til at nedbryde under disse nye forhold for at danne bidrag, der er stabile ved Jordoverfladeforhold.
D. Men andre marinesedimenter dannes fra akkumuleringer af resterne af døde marine organismer(biogene), fra udenjordiske partikler (KOSMOGENE) og fra kemiskereaktioner, der får faste stoffer til at udfælde fra havvand (HYDROGENØST).
E. udover deres oprindelse er sedimenter også forskellige med hensyn til tekstur (tekstur – størrelse,form og sortering af korn i sedimentet), farve og sammensætning. Vi vil også tale om disse aspekter af marine sedimenter og afslutte med en diskussion omfordeling af sedimenter i havet.
II. transport af sedimenter
A. alle terrigenøse sedimenter skal transporteres fra land for at blive deponeret i havet, og de fleste biogene sedimenter produceres af organismer, der lever nær havoverfladen og derfor skal undergotransport for at nå havbunden. Der kan kun dannes rester af bundlevende organismer og hydrogeneredimenter, hvor de deponeres, og selv disse kan overføres af bundstrømme. DERFOR ER SEDIMENTTRANSPORTKRITISK VED BESTEMMELSE AF TYPEN AF SEDIMENT, DER FOREKOMMER I ET BESTEMT OMRÅDE.
B. effekt af kornstørrelse
1. Den hastighed og måde, hvorpå sedimentpartikler transporteres til havet, og den hastighed, hvormed de synker til havbunden, styres af deres størrelse, så det er vigtigt at klassificere sedimenter efter partikelstørrelse. Også partikelstørrelse fortæller osnoget om,hvor meget energi der var nødvendigt for at bære den partikel, og derfor fortæller os noget om det miljø, hvor partiklen vartransporteret og deponeret. HURTIG BEVÆGELSE VAND = HØJ ENERGI = STØRRE PARTIKLER.
A. den mest anvendte ordning til klassificering af sedimenter efter kornstørrelse er vistpå s.
82 i dine lærebøger. Sedimentkorn varierer fra submikroskopisk (1/4000 mm) til stenstørrelse(>256 mm i diameter).
b. Vi vil kun tale om grus, sand og mudder størrelse
korn:
1) grus > 2mm
2) Sand 1/16 mm< < 2mm
3) mudder < 1/16 mm
4) korn større end sandstørrelse forekommer langs
nogle høje energi, klippekyster, men de andre
størrelseskategorier er langt mere rigelige.
2. Generelt store partiklersink hurtigere end små.
a. virkelig store partikler som stor grus synker så hurtigt, at de sjældent transporteres ispension, men hovedsagelig ved at blive hoppet og trukket langs bunden.
b. mindre korn kan holdes i suspension af tur-
bulent vandbevægelse. Når niveauet af turbulens,
og normalt vandhastigheden falder, begynder de også
at slå sig ned på havbunden.
C. transportmekanismer
1. Floder – mest terrigenøse sediment (85%) transporteres til havet af floder, selvom mængden af sediment, der bæres af forskellige floder, varierer enormt.
mængden af transporteret sediment afhænger stort set
af topografi og klima.
1) Klima styrer den relative betydning af
fysisk versus kemisk forvitring, og
typer af vegetation til stede. Det styrer også
mængden af vand til rådighed til transport af
sedimentet.
b. på det nuværende tidspunkt i Jordens historie, på grund af
tilbagetog gletsjere og den resulterende stigende havniveau
de fleste floder leverer deres sediment til flodmundinger, hvor
det er ofte fanget. I tider med lav
havstandsstande er enorme mængder sediment imidlertid de-
levereret til de kontinentale margener.
2. Is-næsten 10% af terrigenøse sedimenter ertransporteret til havet i is.
a. Ice bergs gør arbejdet, og processen kaldes
ice-rafting.
1) Disse typer af sedimenter er dårligt sorteret
(dvs.viser en masse variation i kornstørrelse)
og partiklerne er kantede.
2) i andreoceanografiske miljøer fysisk
processer kan sortere sedimenter efter kornstørrelse.
dette er meget typisk for strande, hvor kontinuerlig bølge
handling sorterer sediment i forskellige størrelsesfraktioner ligeglade regioner på stranden.Bølgeenergi glatter og runder ogsåoverflader af korn ved slid og ved at bryde ud af ru kanter.
3. Vind – lidt mindre end 3% af terrigenoussediment transporteres til dybhavet som vindblæst (æolisk ) støv, Dogi nogle dele af dybhavet er sedimentet domineret af sådan terrigenoussediment.
a. især i tørre områder (30oN og 30oslatitude)
med vedvarende vindmønstre (Passatvind) er æolisk støv vigtigt.
1) Arabien, Østrig og Nordafrika er vigtige kilder til sådant støv.
2) atmosfærisk cirkulation i høj højde (Jet
strøm) er også vigtig ved transport af dette
støv og påvirker dets fordeling. (Partikler
< 10 mikron).
4. Biologisk rafting
a. tang i hold-fast
b. dyr, der sluger sediment
5. Transport fra havoverfladen til havbunden
a. de fleste af de terrigenøse partikler, der ankommer til havoverfladen, der er bestemt til at blive havbundssedimenter, er meget finkornede. Skeletterne af marine organismeransvarlig for biogene sedimenter er også for det meste meget små i size.As et resultat, disse partikler skal tage måneder eller endda år at slå sig nedgennem vandkolonnen til dybhavsbunden.I den lange periode, der kræves for at synke, kunne havstrømme forventes at omfordele partiklerne over hughe områder af havet. Det resulterende mønster af sedimentfordeling på se-gulvet bør have ringe lighed med mønsteret af sedimentpartikler leveret til eller produceret i overfladevand. Men det modsatte er sandt, at dist;ribution mønstre af sedimenter på havbunden ligner megetmønstre for fordeling af partikler ved sesurfladen.
1)æolisk støv findes i vinden af tørre områder.
2) biogene sedimentpartikler har tendens til at forekomme på
havbunden direkte under de områder, hvor
de bidragende organismer findes i store
tal.
B. BIOPACKAGING er ansvarlig for denne korrespondance
filterfødere indtager små partikler og pakker
dem i deres afføring. Disse fækale pellets er
store nok til at synke meget hurtigere til
havbunden. Undersøgelser har vist, at næsten
de coccolitter, jeg nævnte før, blev leveret
til havbunden pakket i fækale pellets.
6. Turbiditetsstrømme – ikke alle terrigenøse sedimenter, der når havbunden sinkfra havoverfladen. Store mængder sediment bæres langs bunden i uklar suspension af laviner under vand kendt som turbiditetstrømme.
a. Forestil dig at kigge op og se en sky af mudder, sand og grus hundreder af meter høj bevæger sig mod dig ved 55 km/t (>30mph).ingen har nogensinde set en
større turbiditetsstrøm, men der er rigelig bevis for, at de forekommer.
b. i November 1929 opstod et stort jordskælvopstod
ud for Grand Banks of nyfundne, Canada.
flere undersøiske telegrafkabler forbinder Europa og
Nordamerika krydser dette område. På det tidspunkt jordskælvet
opstod et par kabler brød straks, og det var
antages, at de var blevet skåret af jordskælvet. Imidlertid
yderligere 23 kabler brød i løbet af de 12 timer
efter jordskælvet. Hver af disse senere pauser var
gradvist dybere og længere væk fra epicentret. Dette
mysterium blev endelig løst i 1952, da oceanografer
fandt beviser, der forbinder de senere kabelbrud med jordskælvet
via turbiditetsstrømme.
III. Sedimentkilder
A. allerede talt om terrigenous eller jord-afledtsedimenter. Størstedelen af oceanicsediments er af denne type på grund af de alvorlige forholdstødte på kontinenterne udsat for hærgen af temperatur og teatmosfære.
1. På grund af deres nærhed til sedimentkilden
kontinentale margener har de tykkeste og hurtigst akkumulerende bunker af terrigenoussedimenter.
2. Nogle meget finkornede terrigenøse sedimenter (ler)kan bæres af vind eller vand ind i havets afgrundsområder.
3. De udgør omkring 20% af oceaniske sedimenter.
B. biogene sedimenter-sedimenter, hvor kornene erdannet af virkningen af en levende organisme. Skaller, test og andrehårde dele udskilt af organismer, der falder til bunden af havet oglavt ophobes. Når biogenickomponenten udgør mere end 30% af sedimentet, kaldes sedimentet en ose. Oser sammensat af de hårde dele af forskelligeorganismer forekommer i det dybe hav. De er ikke meget rigelige på de kontinentale margener på grund af fortyndingved terrigenøse sedimenter. Oser dominerer 62% af det dybe hav.
C. Hydrogenholdige sedimenter-sedimenter dannet af kemikalierudfældning af komponenterne opløst i havvand.
meget mindre komponent.
1. Evaporites =saltkrystaller, der dannes, når havvand
fordamper. Kanbidrage til meget tykke bunker af
sedimentære klipper i tørre, lavvandede marine
miljøer (dvs., Persiske Golf, Røde Hav, Middelhavet
Hav).
a. på et tidspunkt var Middelhavet en ørken
b. Halit, gips og calcit (hvilling)
2. Metalsulfid aflejres ved mid-oceanridges.
3. Manganknudler, som en dag kan minesfor Cr,
Mn osv.
4. Fosforitter
5. Nogle lermineraler omkring midthavskanter.
D. Kosmogen – udenjordisk afledte sedimenter.
meget, meget mindre fra meteoritisk affald.
IV. Fordeling af sedimenter
A. sedimenter på kontinentalsokkel
1. Domineret af terrigenous input.
2. Meget af sedimentet, der nåede hylderne i tideraf lavere havniveauer, akkumuleres nu i druknede førersystemer kaldet flodmundinger. Pamlico-Albemarle floder og lyde er eksempler på flodmundingssystemer.
3. Mange steder var store områder af hylderne
udsat i tider med lavere havniveau og har derfor
beensubjected til andre end de normale
ubådsprocesser.
4. Biogene karbonatsedimenter dominerer i regioner
hvor terrigenøs indgang (silicasand, silt og
ler) er minimalsåsom central og syd
Florida. Også inden for 30 grader af ækvator
hvor koralrev er rigelige bidrager de
omfattende aflejringer af affald til hyldesedimenter
og strande. Også nogle få steder alger
akkumuleres i vid udstrækning i måtter, der fanger sediment
korn & danner storepositioner af sedimenter.
B. kontinentale hældning og stigning sedimenter-igen for det meste terrigenoussedimenter transporteret fra hylden
1. De berygtede turbiditaflejringer af størrelse sorteret sand, siltog ler. Hurtigt bevægende, sedimentbelastede masser af vand fra kontinentalsoklen brøler ned i ubådskanyoner og skråninger for at deponere tykke ophobninger af sorterede senge på kontinentalriser-ofte i form af alluviale fans.
C. Deep ocean sediments-her begynder vi at se enmeget større bidrag fra biogene sedimenter.
1. Faktisk er en af de to vigtigste bidragydere til dybe oceaneredimenter testene af mikroorganismer, der sætter sig til bunden af havet, når organismerne flyder i overfladevandet dør. Når disse tests udgør mere end 30% af sedimentet kaldes det en ose.
2. Biogene næserakkumuleres meget langsomt i det dybe hav. Dette skyldes, at overfladevandet i de centrale oceanerer meget fattige i næringsstoffer (for det meste landafledte), sådansom nitrogen og phosporus, der kræves af overfladens havdyr. Derfor er disse farvande kun beboet af små populationer, som bidrager meget langsomt til udviklingen af deepocean sedimentakkumulering. Også inogle regioner i oceanerne genopløses testene af disse organismer, før de når bunden. I disse regioner er sedimenterne domineret af abyssal ler.
3. Der er to hovedtyper afrødder-kiselholdige og kalkholdige.
SiO2 oser består af
test af flydende(planktoniske) organismer, der
ekstraherer silica fra havvand for at gøre dereshår
dele. De mestrigelige af disse er diatomerne
(planter) og radiolarians (dyr).
1)intetsteds i oceanerne præcipiterer silica
spontant uden indblanding af en organisme.
derfor er tendencyfor silica at opløse
overalt det forekommer i oceanerne. Så den eneste
regioner, hvorsiliske oser er rigelige, er i
regioner, hvor næringsforsyningen er så stor, at
diatom ogradiolariske tests akkumuleres hurtigere end
dissehavvand kan genopløse dem efter døden.
disse regioner er langs ækvator i det centrale
Stillehavet og i høje breddegrader nær Antarktis.
høj fortynding ved terrigenøs sedimentindgang og eks-
tensiv isdække i nordlige breddegrader hæmmer
høj biologisk produktivitetsgrænse kiselholdig sive
akkumulering i nordlige breddegrader.
2) dominerer omkring 14% af det dybe hav.
b. Calcareousooes – CaCO3 består af testene af
flydende (planktoniske) organismer, der ekstraherer CaCO3
fra havvand for at lavederes hårde dele.
Coccolithophores(planter) og foraminifera (dyr)
1) CaCO3 udfælder spontanti nogle
oceaniske regioner uden intervention fra en
organisme (hvilling). I varm tropisk overflade
vand Caco3opløses ikke let.
i koldtdybere farvande øger tilstedeværelsen
af forøgede mængder CO2 i vandet
opløsningen af Caco3forårsager
fordelingen af kalkholdige test.
CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)= Ca2+ (AK) + 2 HCO3-(AK)
kulsyre og vand kombineres til dannelse
kulsyre, som opløser CaCO3. Som vi
vil se, når vi talerom fordelingen af
vandmasser i de dybe oceaner, dannes de dyberevand
masser på overfladen i kolde klimaer ved høje
breddegrader og synker mod bunden, hvor de
forbliver det meste af deres ophold i oceanerne.
så ved høje breddegrader opløses CaCO3 påalt vand
dybder. Ved lavere breddegrader opløses CaCO3 pådybder
i havet, hvor det støder på disse CO2-rige
vandmasser. Thedybde under hvilken kalkholdige
skeletter opløses så hurtigt som de ophobes er
kaldet
CALCIUMCARBONATKOMPENSATIONSDYBDEN (CCD)
i varme breddegrader forekommer CCD ved 4-5
kilometer. Derfor vil kalkholdige oser være
kun fundet på dybder mindre end 4-5 kilometer.
hvor bunden af havet er dybereend 4-5
kilometer kalkholdige tests vil ikke akkumulere.
kalkholdige oser findes derfor mest på
de oceaniske højder og plateauer.
4. Den anden store bidragyder til dybe oceaniske sedimenter er clayminerals. De såkaldte abyssal eller pelagiske lerarter er ekstremt finkornetpartikler, der har været i suspension i store afstande frakontinenterne.
5. To andre komponenter i dybe havsedimenter ermeget mindre, men kan en dag være kommercielt meget vigtige.
a. Manganknudler og metalsulfidaflejringer
6. Generel fordeling af dybe havsedimenter
a.alder og tykkelse af sediment stiger væk fra
kamme. Også langt fra højderne er havet
tættere på kilder til terrigenøse sedimenter.
b. Terrigenøse sedimenter dominerer på det kontinentale
margener og i de højeste breddegrader, hvor isdække
begrænser biologiskproduktivitet.
c. Kiselholdige oser dominerer i meget produktive
farvande nær ækvator i det centrale Stillehav og
nord for Antarktis mellem 50 og 65O S.
D. carbonat oser dominerer i tempererede og
tropiske klimaer på dybder mindre end 4-5 km.
e. Abyssal ler dominerer dybere oceaniske regioner.
A. De fleste sedimentprøver hentes fra havbunden fra et skib, der flyder i det overliggende overfladevand. Prøver er blevet indsamlet fra alle dybder op til tusindvis affødder.
B. Skrabere eller grabprøveudtagere prøver overfladesedimenterne
C. Corers prøver en lodret sektion af undergrundssedimentet uden at fordreje lagdelingen.
Stempelkorere = Hent kerner fra dybere sedimenter
Bokskorere
Gravity corers
D. boreskibe = højt specialiserede skibe, der kan opretholde meget præcise positioner på dybt vand uden behov for at forankre. Specielle motorer opretholder position. Kan bore i meget dybt vand og henteuforstyrrede kerner af et par kilometer tykkelse. GLOMAR CHALLENGERJOIDES OPLØSNING.
Deep Sea Drilling Project (DSDP) var et stort boreprojekt, som USA gennemførte for at undersøge sedimenter og klipper i havbassinerne og for at afdække dens historie.