10.4. Контакт океана с дном
Срединно-океанические хребты, а точнее, рифтовые разломы, образующиеся в результате расхождения литосферных плит, занимают ключевое положение в геохимии океана. Здесь на глубине около 4000 м при давлении 400 атмосфер происходит постоянный контакт расплавленной магмы с холодными придонными водами. Срединно-океанические хребты это мощные химические реакторы, где во взаимодействие вступают атомы всех известных находящихся в земной коре элементов. О масштабах геохимических процессов можно судить по тому, что протяженность этого "реактора" около 800 тыс. км, а весь объем океанической воды проходит через него в течение 3 млн лет.
Глубокие трещины - рифты - можно сравнить с ранами в тонкой земной коре, через которые сочатся вязкие потоки лавы. Застывая в холодной воде, они превращаются в причудливые нагромождения. Холодная придонная вода (ее температура даже в тропических широтах едва превышает 0°С) проникает сквозь пористые вулканические породы вглубь, в недра Земли. Постепенно вода нагревается и растворяет содержащиеся в горных породах металлы. Горячая вода под большим давлением устремляется назад к поверхности и выбрасывается в виде подводных гейзеров - гидротерм, температура которых достигает 300-400 °С. Благодаря высокому содержанию сульфидов металлов вода гидротерм окрашена в черный цвет. Ее выбросы похожи на черный фабричный дым, поэтому глубоководные рифтовые гейзеры окрестили "черными курильщиками". Полной сенсацией явилось открытие сгущений жизни в глубинах океана вокруг "черных курильщиков" (рис. 10.5).
Обращает на себя внимание экологический парадокс "черных курильщиков". Гидротерм напоминает промышленный ландшафт с лесом труб металлургических и химических заводов, из которых валит ядовитый дым.
Такая картина на суше стала символом экологической катастрофы. Однако в глубинах океана именно гидротермы в условиях полного мрака и холода служат животворными источниками, создающими оазисы жизни. Вблизи горячих источников кишат бесчисленные черви и червеобразные существа, принадлежащие особому типу беспозвоночных - погонофорам, лежат "морские огурцы", ползут крабы, кружат рои креветок, скалы облеплены моллюсками. Когда горячий источник иссякает (он существует несколько десятков лет), ледяные, погруженные в вечный мрак глубины вновь становятся безжизненными.
Ключ к разгадке тайны богатой органической жизни - высокие концентрации в водах гидротерм сероводорода и метана. Миллиарды хемосинтезирующих бактерий питаются этими ядовитыми соединениями. Высокая биологическая продуктивность жизни обусловлена прежде всего симбиозом животных с хемосинтезирующими бактериями. Такой способ питания дает ряд преимуществ - у животных отсутствуют кишечник и желу-Док для переваривания пищи. Бактерии, наполняющие ткани этих животных и синтезирующие органические соединения, вводят питательные вещества непосредственно в их клетки.
С "черными курильщиками" связано формирование обширного класса рудных гидротермальных месторождений. Поднимаясь из недр, гидротермы насыщаются не только метаном, сероводородом, но и сернистыми соединениями металлов, главнейшими из которых являются железо, цинк, медь, молибден, серебро, свинец, кобальт, марганец, ванадий, мышьяк и др. По сути дела, "дым" - это настоящая жидкая руда.
При контакте гидротермальных растворов с холодной придонной водой происходят интенсивные геохимические реакции, в результате которых многие минералы выпадают в осадок. В итоге гидротермальный источник обрастает осадочными породами, образующими гигантские конусы высотой с 20-этажный дом (до 50—70 м). Отложения гидротерм представляют собой весьма богатые полиметаллические руды.
Итак, дно океана - это мощный геохимический фильтр, связывающий тяжелые металлы, поступающие из недр. Инженеры пытаются решить вопрос о промышленной разработке металлоносных осадков. Возникает опасение, что такого рода деятельность нарушит работу геохимического фильтра, и тогда концентрация тяжелых металлов в водах океана быстро возрастет. Об отрицательных последствиях загрязнения океана тяжелыми металлами мы уже говорили.
Проблемы охраны океана - прежде всего задача международного сотрудничества. Об этом писал известный ученый и путешественник Тур Хейердал: "Я призываю отказаться от близоруких личных и национальных мерок, призываю осознать огромную ответственность перед нынешним и грядущим поколениями. Морские течения не считаются с политическими границами. Государства могут делить между собой сушу, но океан - не знающий неподвижности океан, без которого невозможна жизнь, - всегда будет общим и неделимым достоянием человечества".
Вопросы для самостоятельных занятий
Мировой океан как единая система. Модель физико-географической и природно-хозяйственной структуры океана.
Особенности природы и антропогенного воздействия в зонах контакта океана с сопредельными системами: сушей, атмосферой, дном.