I. Introduction
A. Si vous avez déjà utilisé du achalkboard à l’école, vous avez les mains recouvertes de sédiments marins provenant de la mer profonde; ou devrais-je dire, d’anciens sédiments marins. La craie est composée d’innombrables particules minuscules connues sous le nom de coccolithes. Ces particules s’accumulent au fond de l’océan et peuvent éventuellement être consolidées pour former la roche sédimentaire molle appelée » craie « .
B. Les accumulations de sédiments les plus épaisses au monde se trouvent dans les océans. Tous les sédiments du monde, sauf 8%, se trouvent dans l’océan en tas jusqu’à 9 km d’épaisseur. Les accumulations les plus épaisses sont sur le continentlopes et monte.
C. Ces sédiments sur les marges continentales se forment principalement à partir de l’altération et de l’érosion des roches ignées, sédimentaires et métamorphiques exposées à la surface de la Terre (TERRIGÈNES = LITHOGÈNES). Les roches qui composent la croûte terrestre se forment généralement dans des conditions différentes de celles auxquelles elles peuvent éventuellement se trouver après l’activité tectonique et la construction de montagnes. Par conséquent, ils ont tendance à se décomposer dans ces nouvelles conditions pour former des sédiments stables à la surface de la Terre.
D. Mais d’autres sédiments marins se forment à partir d’accumulations de restes d’organismes marins morts (BIOGÈNES), de particules extraterrestres (COSMOGÈNES) et de réactions chimiques qui font précipiter les solides de l’eau de mer (HYDROGÈNES).
E. Outre leur origine, les sédiments diffèrent également en ce qui concerne la texture (Texture – la taille, la forme et le tri des grains dans le sédiment), la couleur et la composition. Nous parlerons également de ces aspects des sédiments marins et terminerons par une discussion sur la répartition des sédiments dans la mer.
II. Transport des sédiments
R. Tous les sédiments terrigènes doivent être transportés de la terre pour être déposés dans l’océan et la plupart des sédiments biogènes sont produits par des organismes qui vivent près de la surface de la mer et doivent donc subir un transport pour atteindre le fond de la mer. Seuls les restes d’organismes vivant au fond et les sédiments hydrogénés peuvent se former là où ils sont déposés, et même ceux-ci peuvent être transportés par les courants de fond. PAR CONSÉQUENT, LE TRANSPORT DES SÉDIMENTS EST CRITIQUE POUR DÉTERMINER LE TYPE DE SÉDIMENT PRÉSENT DANS UNE ZONE PARTICULIÈRE.
B. Effet de la taille des grains
1. La vitesse et la manière dont les particules de sédiments sont transportées vers la mer, et la vitesse à laquelle elles pénètrent au fond de la mer est contrôlée par leur taille, il est donc important de classer les sédiments en fonction de la taille des grains de particules. De plus, la taille des particules nous indique quelque chose sur la quantité d’énergie nécessaire pour transporter cette particule et, par conséquent, nous dit quelque chose sur l’environnement dans lequel la particule a été transportée et déposée. EAU À DÉPLACEMENT RAPIDE = HAUTE ÉNERGIE = PARTICULES PLUS GROSSES.
a. Le schéma le plus couramment utilisé pour classer les sédiments en fonction de la taille des grains est montrénon p.
82 de vos manuels. Les grains de sédiments varient de submicroscopiques (1 / 4000mm) à de la taille d’un rocher (> 256 mm de diamètre).
b. Nous ne parlerons que des grains de gravier, de sable et de boue
:
1) Gravier > 2 mm
2) Sable 1/16 mm < X < 2 mm
3) Boue < 1/16 mm
4) Des grains plus gros que la taille du sable se trouvent le long de
certaines côtes rocheuses à haute énergie, mais les autres catégories de taille
sont beaucoup plus abondantes.
2. En général, les grosses particules sont plus rapides que les petites.
a. De très grosses particules telles que de gros graviers coulent si rapidement qu’elles sont rarement transportées en suspension, mais principalement en rebondissant et en traînant le long du fond.
b. Les grains plus petits peuvent être maintenus en suspension par un mouvement d’eau bulent tur-
. Une fois que le niveau de turbulence,
et généralement la vitesse de l’eau baisse, ils commencent eux aussi
à se déposer au fond de la mer.
C. Mécanismes de transport
1. Rivières – La plupart des sédiments terrigènes (85%) sont transportés vers la mer par des rivières, bien que la quantité de sédiments transportés par différents cours d’eau varie énormément.
a. La quantité de sédiments transportés dépend en grande partie
de la topographie et du climat.
1) Le climat contrôle l’importance relative de l’altération physique par rapport à l’altération chimique
et des types de végétation présents
. Il contrôle également
la quantité d’eau disponible pour transporter les sédiments
.
b. À l’heure actuelle de l’histoire de la Terre, en raison du retrait des glaciers
et de l’élévation du niveau de la mer qui en résulte
la plupart des rivières livrent leurs sédiments aux estuaires où
ils sont souvent piégés. Cependant, pendant les périodes où le niveau de la mer est bas
, d’énormes volumes de sédiments sont dé-
livrés aux marges continentales.
2. Glace – Près de 10% des sédiments terrigènes sont transportés dans l’océan sous forme de glace.
a. Les bergers de glace font le travail et le processus est appelé
rafting sur glace.
1) Ces types de sédiments sont mal triés
(c’est-à-dire présentant une grande variation de la taille des grains)
et les particules sont angulaires.
2) Dans d’autres environnements océanographiques, les processus physiques
peuvent trier les sédiments en fonction de la taille des grains.
Ceci est très typique des plages où l’action des vagues continues
trie les sédiments en différentes fractions de taille dans différentes régions de la plage.L’énergie des vagues lisse et arrondit également les surfaces des grains par abrasion et en se détachant des bords rugueux.
3. Vent Wind Un peu moins de 3% du sédiment terrigène est transporté en haute mer sous forme de poussière éolienne (soufflée par le vent), cependant, dans certaines parties de la mer profonde, les sédiments sont dominés par un tel sédiment terrigène.
a. Surtout dans les régions sèches (30oN et 30oSlatitude)
avec des modèles de vent persistants (Alizés), la poussière éolienne est importante.
1) L’Arabie, l’Autriche et l’Afrique du Nord sont des sources importantes de telles poussières.
2) La circulation atmosphérique à haute altitude (Jet
Flux) est également importante pour transporter cette poussière
et influencer sa distribution. (Particules
< 10 microns).
4. Rafting biologique
a. Varech en cale-fast
b. Animaux qui avalent des sédiments
5. Transport de la surface de la mer au fond de la mer
a. La plupart des particules terrigènes qui arrivent à la surface de la mer destinées à devenir des sédiments du fond de la mer sont à grain très fin. Les squelettes des organismes marins responsables des sédiments biogéniques sont également pour la plupart très petits dans size.As en conséquence, ces particules devraient prendre des mois, voire des années, pour se déposer à travers la colonne d’eau jusqu’au fond profond de la mer.Pendant la longue période de temps nécessaire au naufrage, on peut s’attendre à ce que les courants océaniques redistribuent les particules sur les zones de Hughe de la mer. Le schéma résultant de la distribution des sédiments sur le sol se ne devrait guère ressembler au schéma des particules de sédiments acheminées vers ou produites dans les eaux de surface. Cependant, tout le contraire est vrai, le dist;les modèles de ribution des sédiments sur le fond marin ressemblent étroitement àdes motifs de distribution des particules à la surface de la mer.
1) La poussière éolienne se trouve sous le vent des régions arides.
2) Les particules de sédiments biogènes ont tendance à se produire sur
le fond de la mer directement sous les zones où les
les organismes contributeurs se trouvent en grand nombre
.
b. Le BIOPACKAGING est responsable de cette correspondance
Les filtreurs ingèrent de petites particules et les empaquettent
dans leurs excréments. Ces pastilles fécales sont
suffisamment grandes pour s’enfoncer beaucoup plus rapidement au fond de la mer
. Des études ont montré que pratiquement
les coccolithes que j’ai mentionnés précédemment ont été livrés
au fond de la mer emballés dans des pastilles fécales.
6. Courants de turbidité Not Tous les sédiments terrigènes qui atteignent le fond marin ne s’affaissent pas de la surface de la mer. D’énormes quantités de sédiments sont transportées le long du fond en suspension trouble par des avalanches sous-marines appelées courants de trouble.
a. Imaginez lever les yeux et voir un nuage de boue, de sable et de gravier de plusieurs centaines de mètres de haut se déplaçant vers vous à 55 km / h (> 30 mph). Personne n’a jamais vu un courant de turbidité
majeur, mais il existe de nombreuses preuves qu’ils se produisent.
b. En novembre 1929, un grand tremblement de terre s’est produit
au large des Grands Bancs de Terre-Neuve, au Canada.
Plusieurs câbles télégraphiques sous-marins reliant l’Europe et
l’Amérique du Nord traversent cette zone. Au moment où le séisme
s’est produit, quelques câbles se sont cassés immédiatement, et on supposait
qu’ils avaient été coupés par le séisme. Cependant,
23 câbles supplémentaires se sont rompus pendant les 12 heures
qui ont suivi le séisme. Chacune de ces ruptures ultérieures était
progressivement plus profonde et plus éloignée de l’épicentre. Ce mystère
a finalement été résolu en 1952 lorsque les océanographes
ont trouvé des preuves reliant les ruptures de câbles ultérieures au séisme
via des courants de turbidité.
III. Sources de Sédiments
A. Déjà parlé de terrigènes ou de sédiments dérivés de la terre. La majorité des sédiments océaniques sont de ce type en raison des conditions sévères rencontrées sur les continents exposés aux ravages de la température et de la atmosphère.
1. En raison de leur proximité avec la source de sédiments, les marges continentales
présentent les amas de sédiments terrigènes les plus épais et les plus rapides.
2. Certains sédiments terrigènes (argiles) à grain très fin peuvent être transportés par le vent ou l’eau dans les régions abyssales des océans.
3. Ils représentent environ 20% des sédiments océaniques.
B. Sédiments biogènes – Sédiments dans lesquels les grains sontformé par l’action d’un organisme vivant. Coquilles, tests et autresparties dures sécrétées par des organismes qui tombent au fond de l’océan et s’accumulent lentement. Lorsque le composant biogène représente plus de 30% du sédiment, le sédiment est appelé suintement. Suinte composée des parties dures de diversles organismes se produisent dans l’océan profond. Ils ne sont pas très abondants sur les marges continentales en raison de la dilution par les sédiments terrigènes. Les suintements dominent 62% de l’océan profond.
C. Sédiments hydrogénés – sédiments formés par précipitation chimique des composants dissous dans l’eau de mer.
Composante très mineure.
1. Évaporites = cristaux de sel qui se forment lorsque l’eau de mer
s’évapore. Peut contribuer à des amas très épais de roches sédimentaires
dans des milieux marins arides et peu profonds
(c.-à-d., Golfe Persique, Mer Rouge, Méditerranée
Mer).
a. À une époque la mer Méditerranée étaitun désert
b. Halite, gypse et calcite (merlan)
2. Dépôts de sulfures métalliques au milieu de l’océan.
3. Nodules de manganèse qui peuvent un jour être extraits pour Cr,
Mn, etc.
4. Phosphorites
5. Quelques minéraux argileux autour des crêtes médio-océaniques.
D. Sédiments cosmogènes-extraterrestres.
Très, très peu de débris météoritiques.
IV. Répartition des sédiments
A. Sédiments du plateau continental
1. Dominé par l’apport terrigène.
2. Une grande partie des sédiments qui ont atteint les plateaux à des moments plus bas du niveau de la mer s’accumule maintenant dans des systèmes de rivières noyées appelés estuaires. Les rivières et les sons Pamlico-Albemarle sont des exemples de systèmes estuariens.
3. En de nombreux endroits, de vastes zones des plateaux ont été exposées
pendant les périodes de niveau de la mer plus bas et ont,
par conséquent, été soumises à des processus sous-marins autres que les processus sous-marins normaux
.
4. Les sédiments carbonatés biogènes dominent dans les régions
où l’apport terrigène (sable de silice, limon et
argile) est minime, comme le centre et le sud
Floride. Également à moins de 30 degrés de l’Équateur
où les récifs coralliens sont abondants, ils contribuent
à d’importants dépôts de débris dans les sédiments du plateau
et les plages. De plus, à quelques endroits, les algues
s’accumulent largement dans les tapis piégeant les sédiments
les grains & forment de grands dépôts de sédiments.
B. Sédiments continentaux de pente et de montée – là encore principalement des sédiments terrigènes transportés du plateau
1. Les fameux dépôts de turbidite de sable trié de taille, de limonet d’argile. Des masses d’eau rapides et chargées de sédiments provenant du plateau continental rugissent sur les sous-bassins et les pentes pour déposer d’épaisses accumulations de lits nivelés sur les rives continentales – souvent sous la forme de ventilateurs alluviaux.
C. Sédiments océaniques profonds – Ici, nous commençons à voir une contribution beaucoup plus importante des sédiments biogènes.
1. En fait, l’un des deux principaux contributeurs aux sédiments océaniques profonds sont les tests de microorganismes qui se déposent au fond de la mer lorsque les organismes flottant dans les eaux de surface meurent. Lorsque ces tests représentent plus de 30% du sédiment, on parle de suintement.
2. Oozes biogéniques s’accumulent très lentement dans les profondeurs de l’océan. En effet, les eaux de surface des océans centrauxsont très pauvres en nutriments (principalement dérivés de la terre), tels que l’azote et le phosporus, qui sont nécessaires aux créatures marines de surface. Par conséquent, ces eaux ne sont habitées que par de petites populations qui contribuent très lentement au développement de l’accumulation de sédiments océaniques profonds. En outre, dans certaines régions des océans, les tests de ces organismes se redissolvent avant qu’ils n’atteignent le fond. Dans ces régions, les sédiments sont dominés par des argiles abyssales.
3. Il existe deux grands types d’huiles – siliceuses et calcaires.
a. Les suintements siliceux – c’est-à-dire de SiO2 sont constitués des tests
d’organismes flottants (planctoniques) qui
extraient la silice de l’eau de mer pour en faire leurs parties dures
. Les plus abondants d’entre eux sont les diatomées
(plantes) et les radiolaires (animaux).
1) Nulle part dans les océans, la silice ne précipite spontanément
sans l’intervention d’un organisme.
Par conséquent, la tendance de la silice est de dissoudre
partout où elle se trouve dans les océans. Ainsi, les seules régions
dans lesquelles les suintements siliceux sont abondants se trouvent dans les régions
où l’apport nutritif est si important que
les tests de diatomées et de radiolariens s’accumulent plus rapidement que
ces eaux de mer peuvent les redissoudre après la mort.
Ces régions se trouvent le long de l’Équateur dans le Pacifique central
et dans les hautes latitudes près de l’Antarctique. La dilution
élevée par l’apport de sédiments terrigènes et ex-
couverture de glace tensive dans les latitudes septentrionales inhibant
limite de productivité biologique élevée suintement siliceux
accumulation dans les latitudes septentrionales.
2) Dominez environ 14% de l’océan profond.
d. Les roches calcaires -CaCO3 sont constituées des tests de
organismes flottants (planctoniques) qui extraient le CaCO3
de l’eau de mer pour en faire leurs parties dures.
Coccolithophores (plantes) et foraminifères (animaux)
1) Le CaCO3 précipite spontanément dans certaines régions océaniques
sans l’intervention d’un organisme
(MERLAN). Dans les eaux tropicales chaudes de surface
, le CaCO3 ne se dissout pas facilement.
Cependant, dans les eaux plus froides, la présence
de quantités accrues de CO2 dans l’eau
améliore la dissolution du CaCO3 Provoquant
la dégradation des tests calcaires.
CaCO3(s) + H2O(l) + CO2 (g) = Ca2 + (aq) + 2 HCO3- (aq)
Le dioxyde de carbone et l’eau se combinent pour former
acide carbonique qui dissout le CaCO3. Comme nous le verrons en
lorsque nous parlerons de la répartition des masses d’eau
dans les océans profonds, les masses d’eau profonde
se forment à la surface dans les climats froids aux latitudes élevées
et s’enfoncent vers le fond où elles
restent pendant la majeure partie de leur résidence dans les océans.
Ainsi, à des latitudes élevées, le CaCO3 dissout toutes les profondeurs d’eau
. Aux latitudes plus basses, le CaCO3 se dissout à des profondeurs
dans l’océan où il rencontre ces masses d’eau
riches en CO2. La profondeur sous laquelle les squelettes calcaires
se dissolvent aussi vite qu’ils s’accumulent est
appelée
LA PROFONDEUR DE COMPENSATION DU CARBONATE DE CALCIUM (CCD)
Sous les latitudes chaudes, le CCD se produit à 4-5
kilomètres. Par conséquent, les suintements calcaires seront
trouvés uniquement à des profondeurs inférieures à 4-5 kilomètres.
Où le fond de l’océan est plus profondque 4-5
kilomètres de tests calcaires ne s’accumuleront pas.
Les suintements calcaires se trouvent donc principalement sur
les crêtes et plateaux océaniques.
4. L’autre contributeur majeur aux sédiments océaniques profonds sont les minéraux argileux. Les argiles dites abyssales ou pélagiques sont des particules à grain extrêmement fin qui sont restées en suspension sur de grandes distances des continents.
5. Deux autres composants des sédiments océaniques profonds sonttrès mineurs, mais pourraient un jour être commercialement très importants.
a. nodules de manganèse et dépôts de sulfures métalliques
6. Répartition générale des sédiments océaniques profonds
a. L’âge et l’épaisseur des sédiments augmentent loin des crêtes
. Aussi loin des crêtes, l’océan est
plus proche des sources de sédiments terrigènes.
b. Les sédiments terrigènes dominent sur les marges continentales
et aux latitudes les plus élevées où la couverture de glace
limite la productivité biologique.
c. Les suintements siliceux dominent dans les eaux très productives
près de l’Équateur dans le Pacifique central et
au nord de l’Antarctique entre 50 et 65o S.
d. Les suintements carbonatés dominent dans les climats tempérés et tropicaux
à des profondeurs inférieures à 4-5 km.
e. Les argiles abyssales dominent les régions océaniques plus profondes.
R. La plupart des échantillons de sédiments sont prélevés au fond de l’océan à partir d’un navire flottant dans les eaux de surface sus-jacentes. Des échantillons ont été collectés de toutes les profondeurs jusqu’à des milliers de feuilles.
D. Les dragues ou les échantillonneurs de prélèvement échantillonnent les sédiments de surface
C. Les carottiers échantillonnent une section verticale du sédiment souterrain sans déformer la couche.
Carottiers à piston = récupérez des carottes dans des sédiments plus profonds
Carottiers à boîte
Carottiers à gravité
D. Navires de forage = navires hautement spécialisés qui peuvent maintenir des positions très précises en eau profonde sans avoir besoin d’ancrer. Les moteurs spéciaux maintiennent la position. Peut forer en eau très profonde et récupérercoeurs non perturbés de quelques kilomètres d’épaisseur. RÉSOLUTION DU DÉFI GLOMARJOIDES.
Le Deep Sea Drilling Project (DSDP) était un projet de forage majeur entrepris par les États-Unis pour étudier les sédiments et les roches des bassins océaniques et en découvrir l’histoire.