ПАЛЕООКЕАНОЛОГИЯ

ОБЪЕМ ОКЕАНА. Происхождение океана

Возраст Земли оценивается примерно в 4.6 млрд. лет, а океаны в том виде, в каком они известны сейчас, существовали, по-видимому, как будет показано, лишь половину этого времени. Согласно общепринятой точке зрения, земная кора и океаны имели однонаправленное развитие в интервале времени от 4,6 до 2,5 млрд. лет назад. С 2.5 млрд. лет назад по настоящее время происходила главным образом циклическая переработка материала, доставленного к поверхности Земли на ранних этапах ее развития. Поэтому представляется, что в истории Земли существовали два периода: более ранний, в течение которо! о происходили основные преобразования, и более поздний, когда преобладал «стаз» — замедление или остановка этих преобразований. Важно, однако, напомнить, что все подразумеваемое под «стазом» в действительности предполагает преобразования, происходившие медленнее чем за Ю9 лет и поэтому плохо заметные на протяжении периода всего в 2,5 х 10й лет.

Цель этой главы заключается в том. чтобы дать представление о том. 1) как образовался Мировой океан 2) как его современный объем распределяется с глубиной (гипсометрическая кривая), 3) как знание мощности континентальной коры может быть использовано для определения объема океана в прошлом и 4) что контролирует колебания уровня океана.

Будет также рассмотрено, как гипсометрическая кривая и уровень океана могли изменяться на протяжении геологического времени.

Таким образом, данная глава является основой для последующего изучения палеоокеанологии.

Происхождение океана

Океан возник из глубин Земли; вопрос заключается в том, когда и с какой скоростью это произошло. Посылкой дня современных дискуссий, посвященных дегазации глубин Земли, является точка зрения, представленная четверть века назад Руби, который пришел к заключению, что на протяжении геологической истории Земли имела место медленная и постоянная дегазация ее глубин и что этот процесс продолжается и в настоящее время.

Для скорости аккумуляции воды в океанических бассейнах обычно 11редлагаются три модели ( 1-1). В соответствии с кривыми А, С и D океаны формировались либо быстро и на начальном этапе геологической истории [474], либо с постоянной скоростью. либо быстро, но на конечном тгапе геологической истории.

Недавно опубликованные данные позволяют оценить ли моле iи и объяснить налнчие в океане 1.37 х 10° км3 воды.

1) Количество воды, выделившейся из базальтов, которые изливались на суше, может быть подсчитано следующим образом. Общий годовой объем излившихся базальтов составляет 1 км3 (Кюнен [479] и Хесс [387] взяли эту оценку, основанную на данных по вулканизму за последние 400 лек из работы Саппсра [711]). Если 0,5 % объема базальтов могла составлять вода и если эта вода извлекалась из мантии, го ее объем составлял дополнительно 0.005 х км3 за каждый миллиард тет или 0.0175 х 10s1 км3 за последние 3,5 млрд. лет. 2) Количество воды, выделившейся из базальтов, изливавшихся на океаническом дне в пределах срединпо-океаиических хребтов и т. д., может быть подсчитано следующим образом. Древнейшие породы, обнаруженные в океане, относятся к юрскому периоду, который начался около [90 млн. лет назад. В океанах в результате спрединга, по-видимому, примерно каждые 200 млн. лет образуется новое базальтовое ложе [201. 387], площадь ко юрою составляет 287,3 х 106 км2 ( 5 и работе Менарда и Смита [565]) Океаническая кора имеет мощность порядка 10 км. Поэтому в результате пятикратною обновления океанического ложа каждый миллиард лет в целом образуется 14,365 х 10" км1 базальтов Если 0,5 0„ этого объема составляет вода и если вся она извлекается из мантии, то, следовательно, каждый миллиард лет должно добавляться до 0.071 х 10у км1 воды или 0.25 х 10у км-1 за последние 3,5 млрд. лет.

Эти подсчеты представляют собой максимальные объемы воды, поставляемые на земную поверхность из наземных и океанических базальтов. Если же вся вода, поступающая из базальтов в современный океан, не является ювенильной, необходимость в интенсивной начальной дегазации еще больше увеличивается. Тем не менее подсчет, приведенный выше, показывает, что доля воды из океанических базальтов была, по-видимому, в 10 раз больше, чем из наземных. Если к тому же 0.5 "„ воды, находящейся в настоящее время в наземных и океанических базальтах, является «новой» водой и полностью извлекается из них (общий объем 0,25 х Мч км'), то и тогда количество воды в океанах (1,4 х 10у км1) нельзя объяснить постепенным ее выделением из базальтов на протяжении последних 3,5 млрд. лет. Более определенное утверждение по данному предмету в настоящее время, по-видимому, невозможно.

Существует ряд доказательств, указывающих на то, что слабая дегазация земных недр происходит или может происходить и в настоящее время. Основным подтверждением этого является повышенное содержание в воде благородных и других газов, а также некоторых элементов, которое более близко соответствует распространенности их на Солнце или в метеоритах, чем среднему содержанию на Земле, меняющемуся в течение геологического времени: следовательно, должен существовать некоторый обновляющий процесс, который сохраняет этот первоначальный характер в их распределении. Следует, однако, отметить, что явные доказательства выделения воды из мантии и поступления ее в океан отсутствуют.