УДК 551.435.3:551.438.22(268.45)
© 2009 г. Л.Г. ПАВЛОВА
СОВРЕМЕННОЕ БИОГЕННОЕ ОСАДКООБРАЗОВАНИЕ В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ БАРЕНЦЕВА МОРЯ
Геоморфологические и экологические особенности береговой зоны Баренцева моря
Береговая зона характеризуется взаимодействием суши и моря. На нее воздействуют гравитационные, гидрогенные и биогенные геоморфологические процессы [1, 2]. Некоторые специалисты считают, что в прибрежной зоне резко преобладают гидрогенные процессы, в первую очередь, волновые, которые способствуют формированию комплекса прибрежных осадков волновой аккумуляции [2, 3].
Осадкообразование рассматривается как важнейший экзогенный фактор, имеющий огромное значение в формировании рельефа океанического дна. На берегах приливных морей значительную рельефообразующую роль играют приливы и связанные с ними течения. В Белом море, например, приливоотливные течения наряду с волнением играют главную роль в переносе масс обломочного материала [4].
Цель данной работы - исследовать условия и выявить особенности седиментогене-за в береговой зоне приливного Баренцева моря. Шельф южной части Баренцева моря относится к зоне действия наиболее мощных приливоотливных течений. Максимальные скорости приливных течений наблюдаются в Кольском заливе (>1 м/с) и в Горле Белого моря (2 м/с). В.П. Зенкович выделил в Баренцевом море абразионные и аккумулятивные берега, обусловленные геолого-геоморфологическим строением побережья [5].
На приглубых берегах в приливы преобладают абразионные процессы. Отмелые берега особенно благоприятны для аккумуляции морских наносов в виде пляжей, которые представлены узкой прерывистой полосой преимущественно в заливах, губах и проливах, а также в устьях сравнительно крупных рек. На процесс накопления седи-ментационного материала в приливоотливном цикле влияет интенсивность водообмена губ с открытой частью моря. Эти особенности рассмотрены нами на примере губ восточной части мурманского берега (Восточного Мурмана). В губах открытого (Широкая, Чегодаевка, устье реки Харловка) и фиордового (Федотовка, Золотая) типов вследствие высокой гидродинамической активности наблюдаются интенсивный вынос тонкодисперсной фракции осадка с отливом в море и отложение крупнозернистых фракций наносов. В губах полузакрытого типа (Плеханова, Воятка, Дальнезеленец-кая) отложения имеют более мелкозернистый состав. Типичной полузамкнутой губой является Дальнезеленецкая, защищенная от активного волнового воздействия рядом островов. Здесь открытое море начинается в 1.25 км от исследованного нами Дальнего Пляжа.
Современное терригенно-биогенное осадкообразование в приливо-отливной зоне
Элементарной аккумулятивной формой рельефа, образующейся при косом и, главным образом, поперечном перемещении наносов в зоне действия прибойного потока, является пляж. Довольно значительные приливы на юге Баренцева моря являются причиной возникновения таких специфических форм рельефа как осушка или литоральная зона, периодически затапливаемая водой при приливе и обнажающаяся при отливе. Пляж - надводная аккумулятивная форма рельефа, формируемая прибойным потоком, - при высокой воде переходит в литоральную зону. В литоральной зоне, переходной между пляжем и сублиторалью, взмученные фракции осадка, выносимые
потоком воды при отливе из зоны пляжа, частично осаждаются в понижениях рельефа дна, а частично выносятся дальше в море. Пляж обычно состоит из более крупнозернистых фракций наносов, чем его подводное продолжение.
Механизм отложения переносимого приливом и отливом материала пока детально не изучен. Существует мнение, что аккумуляция транспортируемого материала на литорали обусловлена более низкой скоростью движения воды при отливе, по сравнению с приливной водой [2]. Причем, медленно отступающая вода не размывает отложившийся ил - илистые берега существуют в зонах высоких и средних уровней волновой энергии [6].
Установлено, что каждой морфодинамической зоне подводного склона и пляжа соответствует свой генетический тип прибрежных отложений, различающихся текстурой, гранулометрическим и минералогическим составом [3]. На исследованной нами прибрежной отмели проявляется следующая фациальная зональность: с надводной частью пляжа со стороны моря граничит валунно-гравийная литораль, переходящая в песчаную, а затем, в соответствии с рельефом дна, - в илисто-песчаную. В сублиторали донные отложения формируются преимущественно из крупнозернистого песка.
Изучение условий осадкообразования и распределения живых организмов в донных литоральных сообществах имеет важное значение в связи с экологической функцией литоральных отмелей в структуре прибрежных экосистем. Это связано с тем, что на шельфе Баренцева моря в целом преобладает терригенный седиментогенез. Поступление питательных веществ с суши в море незначительно. Литораль, напротив, характеризуется интенсивными биогеохимическими процессами, в результате чего в донных отложениях накапливается огромное количество биогенных элементов. В результате большой протяженности береговой линии и высоких амплитуд колебаний уровня воды во время приливоотливного цикла, литоральные отмели на Мурманском берегу занимают достаточно обширные площади. Приливоотливная зона нередко достигает ширины нескольких сотен метров и располагается до глубины 4.5 м [7].
На границе контактной зоны придонная вода - донные отложения функционируют два противоположно направленных процесса - адсорбции и десорбции, которые определяют направленность массообмена в системе осадок-морская вода и находятся под контролем окислительно-восстановительных условий. Круговорот вещества в прибрежной зоне усиливают морские приливы. Вынос растворенных продуктов в виде биогенных элементов за пределы литорали способствует повышению продуктивности фитопланктона - основного первичного звена в круговороте органического вещества в море. Таким образом, накопление органического вещества на литорали способствует развитию жизни и в области шельфа.
Литораль, отличаясь высоким разнообразием гидробионтов, способствует формированию и вторичной биологической продукции. В прибрежной полосе среди водо-рослей-макрофитов часто располагаются нерестилища рыб, скапливаются некоторые беспозвоночные, служащие кормовым ресурсом для гидробионтов в пищевой цепи. Эта полоса благоприятна для создания управляемых хозяйств и морских ферм и может рационально использоваться для развития марикультуры.
Особенности геоэкологических условий литоральной отмели определяются активным участием биогенных факторов в процессах седиментогенеза. Н.А. Айбулатов и Ю.В. Артюхин отмечают, что "...построение модели транспорта твердого вещества на шельфе без введения биогенного фактора затруднительно" [6, с. 73]. С деятельностью живых организмов связаны такие седиментологические процессы как биоассимиляция, фильтрация, транспортировка осадочного материала, биосорбция [8]. В формировании аккумулятивных форм рельефа морских берегов определенную роль играют биогенные факторы - сообщества растительных и животных бентосных организмов, участвующих в накоплении автохтонного и осаждении взвешенного аллох-тонного органического вещества. Благодаря этому на Мурмане широко распространены биогенные (органогенные) донные отложения в виде осадков илисто-песчаных и песчано-илистых литоральных отмелей.
Таблица 1
Физико-химические параметры донных отложений различных участков литорали
Параметры Участок
фабрицийный пескожильный
рн 6.95 ± 0.07 7.16 ± 0.04
Eh, мВ -150 ± 6 -120 ± 16
Влажность, % 29.2 ± 2.1 18.8 ± 0.9
Сорг, % 0.81 ± 0.11 0.32 ± 0.06
Е битумоидов, % 0.13 ± 0.02 0.018 ± 0.003
FeBMP % 1.43 ± 0.19 0.71 ± 0.10
Fe2+/Fe3+ 4.26 ± 1.14 1.98 ± 0.40
На Дальнем Пляже - одной из типичных литоральных отмелей на мурманском побережье (Дальнезеленецкая губа) - была выявлена взаимная связь организмов и среды их обитания. Было проведено экспрессное биогеоценологическое картирование литоральной отмели и выделены четыре участка, достоверно различающихся по совокупности биологических характеристик бентосных сообществ и физико-химических параметров среды [9], правильность данного деления подтвердилась при дальнейшем более детальном исследовании.
Связь организмов и среды, а также влияние живых организмов на процесс осадкообразования наиболее четко прослеживаются на двух сравнительно обширных участках литорали: на илисто-песчаном с преобладанием полихеты Fabricia sabella и Pygos-pio elegans и на песчаном - с поселением полихеты пескожила Arenicola marina (табл. 1). Фабрицийный участок сравнительно ровный, с большим количеством литоральных луж, отдельных валунов и камней, поросший фукусами. Илистые отложения, благодаря обилию органического вещества (0.81 ± 0.11%) и отсутствию сероводорода, являются благоприятной средой для жизнедеятельности массовых скоплений полихеты фабриции.
В свою очередь фабриции образуют рыхлый биоседиментационный слой в виде ковра или войлока мощностью до 3 см. Трубки мелких седентарных полихет фабриции фиксируют тонкие органические и минеральные частицы осадка, препятствуют размыву отложений и их выносу за пределы литорали. В этом проявляется биогенная роль полихеты фабриции в стабилизации осадков литорали. Живые организмы способствуют локализации и осаждению органического вещества на дно в пределах прибрежных зон и дальнейшему его многократному использованию в трофической цепи. Таким образом, на фабрицийном участке живые организмы во многом определяют особенности среды.
Образованию устойчивого к размыву седиментационного слоя способствуют такие геохимические процессы, как образование поверхностной пленки гидроокислов и ор-ганоминеральных комплексов, превращение взвеси в хлопья и агрегаты, а также действие сил коллоидного сцепления между фракциями осадка.
Абсолютная величина содержания Сорг в осадках по всему полигону изменяется по годам и сезонам, однако участок под фабрициями всегда относительно больше обогащен органическим веществом. Установлено, что около 10% количества Сорг в верхнем слое донного осадка песчаной литорали приходится на мейофауну, причем 96% на мейобентос Б
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.