I. introduktion
A. Om du någonsin har använt achalkboard i skolan har du haft händerna täckta med marina sediment från djuphavet; eller ska jag säga, tidigare marina sediment. Krit består av otaliga små partiklarkänd som coccoliths. Dessa partiklar ackumuleras på havsbotten och kaneventualy konsolideras för att bilda den mjuka sedimentära bergarten som kallas”krita”.
B. de tjockaste ansamlingarna av sediment i världen finns i havet. Alla utom 8% av världensediment ligger i havet i högar upp till 9 km tjocka. Den tjockaste ackumuleringen är på kontinentalasluttningar och stigningar.
C. dessa sediment på kontinentala marginaler bildas mestadels från förväxling och erosion av magmatiska,sedimentära och metamorfa bergarter exponerade vid jordens yta (TERRIGENOUS =LITHOGENOUS). De stenar som utgör jordskorpan bildas vanligtvis vidolika förhållanden än de där de så småningom kan finna sigEfter tektonisk aktivitet och bergsbyggnad. Därför tenderar de att bryta ner under dessa nya förhållanden för att bildasediment som är stabila vid jordytans förhållanden.
D. Men andra marina sediment bildas från ansamlingar av resterna av döda marina organismer(biogena), från utomjordiska partiklar (kosmogena) och från kemiska reaktioner som får fasta ämnen att fälla ut från havsvatten (hydrogen).
E. Förutom deras ursprung skiljer sig sediment också åt när det gäller konsistens (textur – storlek, form och sortering av korn i sedimentet), färg och sammansättning. Vi kommer också att prata omdessa aspekter av marina sediment och avsluta med en diskussion om fördelningen av sediment i havet.
II. transport av Sediment
A. alla terrigenösa sediment måste transporteras från land för att deponeras i havet och de flesta biogena sediment produceras av organismer som bor nära havsytan och måste därför undertransport för att nå havsbotten. Endast rester av bottenlevande organismer och hydrogenösa sediment kan bildas där de deponeras, och även dessa kan transporteras av bottenströmmar. DÄRFÖR ÄR SEDIMENTTRANSPORTKRITISK VID BESTÄMNING AV TYPEN AV SEDIMENT SOM FÖREKOMMER I ETT VISST OMRÅDE.
B. effekt av kornstorlek
1. Hastigheten och sättet ivilka sedimentpartiklar transporteras till havet och den hastighet med vilken de sjunker till havsbotten styrs av deras storlek, så det är viktigt att klassificera sediment enligt partikelstorlek. Även partikelstorlek berättar ossnågot om hur mycket energi som var nödvändigt för att bära den partikeln och berättar därför något om miljön där partikeln transporterades och deponerades. FAST-MOVINGWATER = HÖG ENERGI = STÖRRE PARTIKLAR.
a. Det vanligaste systemet för klassificering av sediment enligt kornstorlek visaspå s.
82 av dina läroböcker. Sedimentkorn varierar från submikroskopisk (1/4000mm) till stenstorlek(>256 mm i diameter).
b. vi pratar bara om grus, sand och lerstorlek
korn:
1) grus > 2mm
2) Sand 1/16 mm< X < 2 mm
3) lera < 1/16 mm
4) korn större än sandstorlek förekommer längs
några höga energi, steniga kustar, men de andra
storlekskategorierna är långt mer rikliga.
2. I allmänhet stora partiklarsjunka snabbare än små.
a. riktigt stora partiklar som stor grus sjunker så snabbt att de sällan transporteras insuspension men främst genom att studsas och släpas längs botten.
b. mindre korn kan hållas i suspension med tur-
bulent vattenrörelse. En gång, nivån av turbulens,
och vanligtvis vattenhastigheten sjunker, börjar de också
för att bosätta sig på havsbotten.
C. transportmekanismer
1. Floder-mest terrigenous sediment (85%) transporterastill havet av floder, även om mängden sediment som bärs av olikafloder varierar enormt.
a. mängden sediment som transporteras beror till stor del
på topografi och klimat.
1) klimat kontrollerar den relativa betydelsen av
fysisk kontra kemisk vittring, och
typer av vegetation närvarande. Den kontrollerar också
mängden vatten som är tillgängligt för att transportera
sediment.
b. för närvarande i jordens historia, på grund av
retirerande glaciärer och den resulterande stigande havsnivån
de flesta floder levererar sitt sediment till flodmynningar där
det ofta fångas. Under tider med låga
havsnivåstånd är dock stora volymer sediment de-
levererade till kontinentala marginaler.
2. Is-nästan 10% av terrigenous sediment ärtransporteras till havet i is.
a. isberg gör jobbet och processen kallas
forsränning.
1) Dessa typer av sediment är dåligt sorterade
(dvs visar mycket variation i kornstorlek)
och partiklarna är vinklade.
2) i otheroceanographic miljöer fysiska
processer kan sortera sediment enligt kornstorlek.
detta är mycket typiskt för stränder där kontinuerlig våg
action sorterar sediment i olika storleksfraktioner likgiltiga områden på stranden.Vågenergi släpper och rundar ocksåytor av korn genom nötning och genom att bryta av grova kanter.
3. Vind – lite mindre än 3% av terrigenoussediment transporteras till djuphavet som vindblåst (eoliskt ) damm, men i vissa delar av djuphavet domineras sedimentet av sådant terrigenoussediment.
a. speciellt i torra områden (30oN och 30oslatitude)
med ihållande vindmönster (passadvindar) är eoliskt damm viktigt.
1) Arabien, Austrialia och Nordafrika är viktiga källor till sådant damm.
2) den höga höjden atmosfärisk cirkulation (Jet
ström) är också viktigt att transportera detta
damm och påverka dess fördelning. (Partiklar
< 10 mikron).
4. Biologisk forsränning
a. Kelp i hold-fast
b. djur som sväljer sediment
5. Transport från havsytan till havsbotten
a. de flesta av de terrigenösa partiklarna som anländer till havsytan som är avsedda att bli sediment på havsbotten är mycket finkorniga. Skelett av marina organismeransvarig för biogena sediment är också mestadels mycket små i size.As ett resultat, dessa partiklar bör ta månader eller till och med år att slå sig nergenom vattenkolonnen till djuphavsbotten.Under den långa tid som krävs för att sjunka kan havsströmmar förväntas omfördelapartiklarna över hughe-områdena i havet. Det resulterande mönstret för sedimentfördelning på se-golvet borde ha liten likhet med mönstret av sedimentpartiklar som levereras till eller produceras i ytvatten. Men det motsatta är sant, dist;ributionsmönster av sediment på havsbotten liknar närmönster för fördelning av partiklar vid sesurytan.
1)Aeolian damm finns medvind av torra regioner.
2) biogena sedimentpartiklar tenderar att förekomma på
havsbotten direkt under de områden där
de bidragande organismerna finns i stora
siffror.
B. BIOPACKAGING ansvarar för denna korrespondens
filtermatare tar in små partiklar och förpackar
dem i avföringen. Dessa fekala pellets är
tillräckligt stora för att sjunka mycket snabbare till havsbotten
. Studier har visat att praktiskt taget
de coccoliths jag nämnde tidigare levererades
till havsbotten förpackade i fekala pellets.
6. Grumlighet strömmar-inte alla terrigenous sediment som når havsbotten sjunker från havsytan. Stora mängder sediment transporteras längs botten i grumlig suspension av undervattensskred som kallas grumlighetströmmar.
a. Tänk dig att titta upp och se ett moln av lera, sand och grus hundratals meter hög movingtoward dig på 55 km/tim (>30mph).ingen har någonsin faktiskt sett en
stor grumlighet ström men det finns gott om bevis för att de förekommer.
b. i November 1929 inträffade en stor jordbävning
utanför Grand Banks of Newfoundland, Kanada.
flera undervattens telegrafkablar som förbinder Europa och
Nordamerika korsar detta område. Vid tidpunkten för skalvet
inträffade några kablar bröt omedelbart, och det var
antas att de hade skurits av skalvet. Men
ytterligare 23 kablar bröt under 12 timmar
efter jordbävningen. Var och en av dessa senare pauser var
progressivt djupare och längre från epicentret. Detta
mysterium löstes slutligen 1952 när oceanografer
hittade bevis som kopplade de senare kabelbrytningarna till jordbävningen
via grumlighetsströmmar.
III. Sedimentkällor
A. redan talat om terrigenous eller land-derivedsediment. Majoriteten av oceanicsediments är av denna typ på grund av de svåra förhållandenstött på kontinenterna utsatta för temperatur-och teatmosfärens härjningar.
1. På grund av deras närhet till sedimentkällan har
kontinentala marginaler de tjockaste och snabbast ackumulerande högarna av terrigenoussediment.
2. Några mycket finkorniga terrigenösa sediment (leror)kan transporteras av vind eller vatten in i havets avgrundsområden.
3. De utgör cirka 20% av oceaniska sediment.
B. biogena sediment-sediment där kornen ärbildas av en levande organisms verkan. Skal, test och andrahårda delar som utsöndras av organismer som faller till botten av havet ochackumuleras långsamt. När den biogeniccomponent utgör mer än 30% av sedimentet sedimentet kallas en sekret. Oser som består av de hårda delarna av olikaorganismer förekommer i djuphavet. De är inte särskilt rikliga på kontinentala marginaler på grund av utspädningav terrigenösa sediment. Oser dominerar 62% av djuphavet.
C. Hydrogenösa sediment-sediment bildade av kemikaliernederbörd av komponenterna upplösta i havsvatten.
mycket liten komponent.
1. Evaporiter =saltkristaller som bildas när havsvatten
avdunstar. Canbidra till mycket tjocka högar av
sedimentära bergarter i torra, grunda Marina
miljöer (dvs., Persiska Viken, Röda Havet, Medelhavet
Havet).
A. vid en tidpunkt var Medelhavet en öken
b. Halit, gips och kalcit (vitling)
2. Metallsulfidavlagringar vid mitten av oceanridges.
3. Manganknutor som en dag kan minasför Cr,
Mn, etc.
4. Fosforiter
5. Några lera mineraler runt mitten av havet åsar.
D. kosmogena – utomjordiskt härledda sediment.
mycket, mycket liten från meteoritiska skräp.
IV. Fördelning av sediment
A. sediment på kontinentalsockeln
1. Domineras av terrigenous input.
2. Mycket av sedimentet som nådde hyllorna i timesof lägre havsnivåer ackumuleras nu i drunknade flodsystem som kallas flodmynningar. Pamlico-Albemarle floder och ljud är exempel på flodmynningssystem.
3. På många ställen var stora delar av hyllorna
exponerade under tider med lägre havsnivåer och har därför
utsatts för andra än de normala
ubåtprocesser.
4. Biogena karbonat sediment dominerar i regioner
där terrigenous ingång (kiselsand, silt och
lera) är minimalsuch som centrala och Södra
Florida. Även inom 30 grader av ekvatorn
där korallrev är rikliga bidrar de
omfattande avlagringar av skräp till hyllsediment
och stränder. Också på några ställen alger
ackumuleras i stor utsträckning i mattor som fångar sediment
korn & bildar stora sediment.
B. kontinentala lutning och stiga sediment-igen mestadels terrigenoussediment transporteras från hyllan
1. Den ökända turbidite insättningar av storlek sorterade sand, siltoch lera. Snabbrörliga, sedimentbelastade massor av vatten från kontinentalsockeln brusar ner ubåtar och sluttningar för att deponera tjocka ansamlingar av graderade sängar på kontinentala stigar-ofta i form av alluviala fläktar.
C. Djuphavssediment-här börjar vi se ettmycket större bidrag från biogena sediment.
1. Faktum är att en av de två främsta bidragsgivarna till djuphavsediment är testen av mikroorganismer som sätter sig till botten av havet när organismerna som flyter i ytvattnet dör. När dessa tester utgör mer än 30% avsedimentet kallas det en ooze.
2. Biogena oozerackumuleras mycket långsamt i djuphavet. Detta beror på att ytvattnet i de centrala oceanernaär mycket fattiga i näringsämnena (mestadels land-härledda), såsom kväve och phosporus, som krävs av ytvattendjur. Därför är dessa vatten bebodda av endastsmå populationer som bidrar mycket långsamt till utvecklingen av deepocean sediment ackumulering. Även i vissa regioner i oceanerna återupplöses testen av dessa organismerinnan de når botten. I dessa regioner domineras sedimenten av abyssal leror.
3. Det finns två huvudtyper avozes – kiselhaltig och kalkhaltig.
SiO2 oser består av
tester av flytande(planktoniska) organismer som
extraherar kiseldioxid från havsvatten för att göra deras hårda
delar. Den mestrikliga av dessa är diatomerna
(växter) och radiolarians (djur).
1)ingenstans i oceanerna fälls kiseldioxid ut
spontant utan ingripande av en organism.
därför är tendensen för kiseldioxid att lösa upp
överallt där det förekommer i oceanerna. Så, de enda
regioner där kiselhaltiga oser är rikliga är i
regioner där näringstillförseln är så stor att
diatom ochradiolära tester ackumuleras snabbare än
dessa vatten kan återupplösa dem efter döden.
dessa regioner ligger längs ekvatorn i centrala
Stilla havet och i höga breddgrader nära Antarktis.
hög utspädning genom terrigenös sedimentingång och ex-
tensivt istäcke i norra breddgrader som hämmar
hög biologisk produktivitetsgräns kiselhaltig oser
ackumulering i norra breddgrader.
2) dominerar cirka 14% av djuphavet.
b. Calcareousoozes-CaCO3 består av tester av
flytande (planktoniska) organismer som extraherar CaCO3
från havsvatten för att göraderas hårda delar.
Coccolithophores (växter) och foraminifera (djur)
1) CaCO3 fäller ut spontant i vissa
oceaniska regionerutan ingripande av en
organism (vitling). I varm tropisk yta
vatten CaCo3 upplöses inte lätt.
men i kallare vatten närvaron
av ökadamängder av CO2 i vattnet
förbättrar upplösningen av CaCO3causing
fördelningen av calcareous tester.
CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g) = Ca2+ (aq) + 2 HCO3 – (aq)
koldioxid och vatten kombineras för att bilda
kolsyrasom löser upp CaCO3. Som vi
kommer att se när vi pratar om fördelningen av
vattenmassor i de djupa oceanerna, deeperwater
massor bildas vid ytan i kalla klimat vid höga
breddgrader och sjunker mot botten där de
förblir för det mesta av sin bostad i oceanerna.
så, vid höga breddgrader CaCO3 upplöses vidallt vatten
djup. Vid lägre breddgrader upplöses CaCO3 viddjup
i havet där det möter dessa CO2-rika
vattenmassor. Djupet under vilket kalkhaltiga
skelett upplöses så fort de ackumuleras är
kallas
CALCIUMCARBONATE COMPENSATION DEPTH (CCD)
i varma breddgrader förekommer CCD vid 4-5
kilometer. Därför kommer kalkhaltiga oser att vara
finns endast på djup mindre än 4-5 kilometer.
där havets botten är djupareän 4-5
kilometer kalkhaltiga tester kommer inte att ackumuleras.
kalkhaltiga oser finns därför mestadels på
oceaniska åsar och platåer.
4. Den andra stora bidragsgivaren till djupa oceaniska sediment är clayminerals. De så kallade abyssala eller pelagiska lerorna är extremt finkornapartiklar som har förblivit i suspension för stora avstånd frånkontinenterna.
5. Två andra komponenter i djuphavssediment ärmycket liten men kan en dag vara kommersiellt mycket viktigt.
a. Manganknutor och metallsulfidavlagringar
6. Allmän fördelning av djuphavssediment
ålder och tjocklek av sediment ökar bort från
åsar. Också långt från åsarna är havet
närmare källor till terrigenösa sediment.
B. Terrigenous sediment dominerar på kontinentala
marginaler och i de högsta breddgraderna där istäcke
begränsar biologicalproductivity.
c. Kiselhaltiga oser dominerar i mycket produktiva
vatten nära ekvatorn i centrala Stilla havet och
norr om Antarktis mellan 50 och 65o S.
D. karbonat utstrålar dominerar i tempererade och
tropiska klimat pådjup mindre än 4-5 km.
e.Abyssal leror dominerar djupare oceaniska regioner.
A. de flesta sedimentprover hämtas från havsbotten frånett fartyg som flyter i det överliggande ytvattnet. Prover har samlats in från alla djup upp till tusentals offet.
B. Muddrar eller gripprovtagare tar prov ytsedimenten
C. Corers tar prov en vertikal sektion av underytan sediment utan att snedvrida skiktningen.
Piston corers = Hämta Kärnor från djupare sediment
Box corers
Gravity corers
D. borrning fartyg = högspecialiserade fartyg som kan upprätthålla mycket exakta positioner i djupt vatten utan att behöva förankra. Speciella motorer behåller positionen. Kan borra i mycket djupt vatten och retrieveostörda kärnor med några kilometer tjocklek. GLOMAR CHALLENGERJOIDES UPPLÖSNING.
Djuphavsborrningsprojektet (Dsdp) var ett stort borrprojekt som genomfördes av USA för att undersöka sedimenten och klipporna i havsbassängerna och för att avslöja dess historia.