Термин «Л. з.» (от лат. litoralis —
береговой, прибрежный)
был введен Форбсом и Хэнли (1853). Л. з. — зона
морского дна, осушающаяся во время отлива. С этим определением согласуются
интерпретации Л. з. Туен-хофеля (1926, 1950), Кыонена (1950) и Уеллера (1960).
Однако Грабо (1924), Хедгней и Свердруп (1957), Джонсон и Флеминг (1942) понимают термин Л. з. шире, определяя им
зону от высшего уровня воды во время прилива до края материковой отмели. Они
подразделяют эту зону на две подзоны, для которых применяют термины «верхняя
литораль» и «сублитораль». Термин «верхняя литораль» относится к
волноприбойной полосе береговой отмели, расположенной между уровнем воды в
самый высокий прилив и самый низкий отлив, термин «сублитораль» — к полосе
материковой отмели, расположенной между
уровнем воды в самый низкий отлив и краем шельфа.
В соответствии с
происходящими в океане процессами термин «Л. з.» может относиться к зоне
морского дна, где донные осадки и организмы
подвержены действию приливов и
отливов, прибрежных течений, постоянных или периодических
сгонно-нагонных явлений и волнового прибоя. Верхний предел распространения
такой зоны будет превосходить величину прилива, нижний предел будет примерно на 5—10 м ниже уровня малой воды,
с некоторыми колебаниями в
зависимости от интенсивности волнения.
Кроме вышеуказанных процессов, на форму аккумуляции осадков и плотность
органической популяции в Л. з. оказывают влияние географическое положение,
климат и тип субстрата.
Ниже рассмотрены некоторые типы Л. з.: коралловые рифы, скалистые берега, песчаные берега и баровые заливы.
Коралловые рифы.
Высокая температура воды в тропических морях способствует усилению жизнедеятельности организмов и, следовательно, увеличению осаждения карбоната кальция, в результате чего на мелководье многих тропических морей образуются коралловые рифы. Рифы тропических морей можно определить как биогерму, в которой наиболее ярко выраженной компонентой является герматипный коралл, что позволяет легко отличить Л. з. тропических морей от Л. з. других типов. Если организмы Л. з. попадают в условия, отличающиеся от условий в Л. з., или же если изменяются условия жизни в самих Л. з. (температура, соленость, интенсивность перемешивания и адвекция течений), они быстро гибнут.
Исходя из вышеуказанных экологических параметров естественной среды, представляется возможным дать в общих чертах характеристику образования и роста коралловых рифов несмотря на то, что коралловые рифы Атлантического океана (Мексиканский зал.) и Тихого и Индийского океанов отличаются друг от друга. Уэллс (1957) указывал, что лучше всего коралловые рифы развиваются там, где средняя годовая температура воды примерно 23—25° С, ограничивая, таким образом, рифовые фации широтами 20° южнее и севернее экватора, за исключением районов, по которым проходят такие теплые меридиональные течения, как Гольфстрим и Куросио. Важными факторами, имеющими большое значение для образования коралловых рифов, являются свет (необходим для поддержания фотосинтеза), кислород в окружающих водах и осадки во взвешенном состоянии.
Последние две характеристики зависят от наличия течений в районе образования рифов. Течения способствуют непрерывному водообмену, который требуется для питания кораллов. Кроме того, течения несут в районы рифов планктон. Однако количество переносимого течениями суспензионного материала должно быть минимальным, чтобы не затруднять проникновение света.
В физиографическом отношении Уэллс выделил следующие элементы рельефа рифов (Индийский и Тихий океаны):
1) склон рифов — направлен в сторону моря, погружен на глубину примерно до 15 м, покрыт в основном обломочным материалом — обломками коралловых образований;
2) кромка рифов — содержит водорослевый край и коралловые образования;
3) подошва рифов — подвергается действию суточных приливов, а также дей ствию потоков, характеризующихся большими колебаниями рН, солености и содержания кислорода;
4) рифовые лагуны — развиваются там, где позволяют условия
5) склон лагуны — характеризуется смещающимися осадками и очень небольшим количеством коралловых образований;
6) выступы коралловых рифов — развиваются в пределах лагуны, напоминают микроатоллы.
Рифы более глубоководной части Л. з. делятся на наветренные и подветренные (соответственно расположению). Подветренные рифы отличаются от наветренных тем, что имеют недостаточно развитый водорослевый край, более крутой склон, четко выраженные каналы и более мощные коралловые образования. Эти особенности — следствие защищенности от действия штормовых волн. Благодаря этим особенностям рост рифов здесь происходит беспрерывно, а разрушаются они крайне редко.
Коралловые рифы Мексиканского зал. и о-вов Флорида-Кис Багамской группы отличаются от индо-тихоокеанских рифов тем, что они имеют недостаточно развитые лагуны и водорослевый край. Кроме того, у рифов о-вов Флорида-Кис наиболее выраженные коралловые образования наблюдаются с мористой стороны рифов. Подобные коралловые образования характерны для рифов, расположение которых способствует возникновению турбулентных потоков, характеризующихся большим количестном осадочного материала во взвешенном состоянии и высокой соленостью вследствие интенсивного испарения в районах банок.
Осадки рифовых фаций имеют довольно одинаковый состав. Как установлено,
основным их источником являются остатки организмов, живущих на мористой стороне рифов. Под действием волн коралловые образования разрушаются и создается обломочный материал — один из типов осадков
рифовых фаций. В самой глубоководной части Л. з. могут находиться большие скопления известняка — результат выветривания и абразии нависающих уступов и испещренных (ячеистых) участков берегов, Во время шторма такие скопления известняка могут быть выброшены на рифовую отмель, где они создают островки причудливой формы.
Осадки рифовой отмели состоят из обломков кораллов, остатков водорослей и фораминифер (Homotrem, Carpentaria Calcarina spengleri, Marginopora, Amphiste). Осадки коралловых пляжей состоят в основном из фораминифер, причем процент их содержания увеличивается в сторону моря. В районах коралловых пляжей встречаются обломки Lithothamnion (вследствие абразии кромки рифов) и оолиты. Кроме того, в волноприбойной
полосе коралловых пляжей отмечаются небольшие количества иглокожих, гастроподного ракушечника и обломки мшанок. Осадки рифовых лагун в основном содержат фораминиферы, обломки Halimeda, небольшие обломки кораллов, призмы Inoceramus и глинистую компоненту абразированного ракушечного материала, составляющую примерно 50%.
Скалистые берега.
Многие скалистые берега — резуль-тат относительно недавних тектонических процессов, таких, как складчатость или вулканизм. Скалистые берега иного происхождения — это участки береговой линии, выдержавшие эрозию благодаря прочности скаль- ных пород или, возможно, из-за недостаточной волновой энергии. В засушливой зоне образованию скалистых бе регов способствуют слабая интенсивность химического выветривания и отсутствие эрозии (ослаблен материковый сток). Обрывистые берега фиордов — типичные скали- стые берега, которые возникли в результате ледниковой эрозии. Флора и фауна скалистых берегов немногочисленны.
Наиболее благоприятные для жизни организмов участки скалистых берегов обычно представлены твердыми мета-выражается, например, в адаптации организмов,орфическими пирогенными или уплотненными ссадоч- ными породами.
На менее плотных осадочных породах, таких, как мергелистый известняк, мел и песчаник, организмы не могут развиваться в большом количестве из-за трудности прикрепления к субстрату. На организмы Л. з. скалистых берегов большое влияние оказывают приливные явления, что населяющих самые мелководные участки Л. з., к осушению во время отливов. Некоторые организмы, как, например, блюдечко (Patella усоногиеи др.), за период высыхания при отливе меняют свою форму и толщину раковин, приспосабливая таким образом к новым условиям осморегулирующие процессы. Основным видом животных организмов, обитающих в Л. з. скалистых берегов, отличающихся максимальной турбулентностью, являются рачки (Balanus).
Скалистые берега в низких широтах, подверженные действию приливов, вследствие воздействия резких изменений температур имеют очень обедненную фауну и флору. На глубинах, превосходящих величину прилива, встречаются усоногие рачки, водоросли, коралловые образования, гастроподы и прикрепляющиеся форамини-феры.
В более холодных водах к этим видам добавляются скальные устрицы, двухстворчатые моллюски, растения, избегающие света, актинии, морские ежи и морские звезды. На скалистых берегах в полярных районах отмечается еще более малочисленная фауна и флора. Абразионная деятельность льда удаляет здесь все виды, которые могли там временно существовать. Более того, в результате таяния льда в теплые периоды года образуются опресненные потоки вод, оказывающие отрицательный эффект на стеногалинные морские организмы. Поэтому здесь могут обитать лишь те организмы, для которых характерна ежегодная миграция, или те, которые могут жить под поверхностью льда. Однако в последнем случае возникает опасность прекращения доступа кислорода. Эта среда часто представлена рядом адаптированных пресноводных форм или формами опресненных вод (например, диатомовыми).
Песчаные берега.
Песчаные берега образовались в результате разрушения существовавших ранее геологических формаций и аккумуляции осадочного материала. Аккумуляция осадков может привести к образованию подветренных лагун, рифовых отмелей или карманообразных губ, береговых пляжей большой ширины или вдоль-береговых баров условия которых присущи Л. з.
Карманообразные губы обычно расположены между утесами мысов скалистых берегов. Они представляют хорошие ловушки для аккумуляции осадочного материала, переносимого прибрежными течениями. Осадки карманообразных губ обычно составляет хорошо отсортированный песок, иногда состав осадков имеет широкий диапазон — от ила до валунов.
Во многих случаях состав осадков карманообразных губ отражает тип горных пород прилегающих районов суши. Например, осадки многих гавайских карманообразных губ характеризуются наличием содержащих оливин песков, образовавшихся в результате выветривания базальтовых лав. «Пляжи черного песка» с преобладанием стойких тяжелых минералов характерны для очень древних районов суши в глубь от прибрежной полосы, особенно для докембрий-ского хинтерланда.
Как показали многочисленные исследования, на морфологию осадков карманообразных губ большое влияние оказывают сезонные изменения гидрологических условий прибрежных вод. В летний период, когда преобладают относительно спокойные условия, в губах накапливается хорошо стратифицированный и отсортированный песок.
В период зимних штормов имеет место эрозия, при которой большое количество аккумулированного на пляжах материала уносится в сторону открытого моря. Береговые пляжи характерны для районов с широкими материковыми отмелями и районов, где ранее в течение длительного периода существовала береговая низменность с несцементированным песком. На отложение осадков и эрозию в таких районах влияют сезонные изменения направлений ветров и гидрологичееких условий в прибрежных акваториях; но в общем эти районы характеризуются относительной стабильностью указанных процессов. Береговые пляжи содержат хорошо отсортированные осадки, в основном пески.
Плотность организмов, населяющих песчаные пляжи, по-видимому, довольно высокая, интенсивная жизнедеятельность этих организмов обычно проявляется лишь в ночное время.
На песчаных пляжах обитают в основном маленькие крабы, креветки, гастроподы и кольчатые черви. За волноприбойной полосой основными представителями бентосной фауны являются фораминиферы, гастроподы, пластинчатожаберные моллюски и многощетинковые черви. Животные организмы песчаных берегов постоянно мигрируют в вертикальной плоскости (о чем свидетельствуют следы проползания, различные норки и бугорки песка), вызывая значительные нарушения стратифицированных слоев песка, что приводит к образованию осадков аномально гомогенного характера. Бентосные организмы могут вызвать также искусственную стратификацию осадков. На дне береговых акваторий, не защищенных водорослевыми зарослями или скалами, может хорошо развиться рябь.
Подобный рельеф до некоторой степени свидетельствует о действии придонных течений в Л. з. непосредственно за волноприбойной полосой пляжа. В местах, защищенных зарослями морской травы (Thalassia или Zosfera), на поверхности песчаных отложений рябь не образуется. Здесь на дне наблюдаются следы бентосных организмов, активность которых из-за спокойных условий усиливается. К следам, подтверждающим деятельность животных организмов, относится так называемый «рисунок головастиков» — результат локальных миграций организмов в разных направлениях в пределах ограниченной зоны. Верхним пределом этой зоны является волноприбойная полоса, оставляемая отступающими волнами и осушаемая при отливе.
В пределах этой полосы волны разрушают твердые части скелетов организмов, таких, как фораминиферы, небольшие раковины, створки морских водорослей, и приносят обломки осадочного материала.
Баровые заливы.
Хорошо известно, что условия окружающей среды способствуют разрушению геологических формаций. Из-за исключительной изменчивости циркуляции в Л. з. аккумулирующиеся здесь осадки могут беспрестанно создавать новые типы Л. з. Например, простые береговые линии могут быть трансформированы в фации баровых бухт. Для таких районов обычно характерно наличие мелководных лагун в пределах обширной'песчаной отмели, которые могут иметь один или несколько выходов (каналов), соединяющих их с открытыми водами за пределами отмели.
Районы с такой физиографией характерны для атлантического побережья США, где можно отметить баровые бухты у м. Код, в заливах Баззардс, Наррагансетт (район Нью-Ингленд), в проливах около м. Хаттерас (Северная Каролина), в заливах Св. Джозефа (Флорида), Баратария и Сан-Антония (Техас), в некоторых заливах Южной Калифорнии, в заливах Ньюпорт (Калифорния) и Якуина (Орегон), а также баровые бухты о-вов Нантакет и Мартас-Винъярд. Классические примеры таких заливов можно отметить и в южной части Балтийского моря, в Черном море (лиманы), на Ю Франции, 3 Африки, в Западной Австралии и Южной Бразилии. Всюду в этих районах прибрежные или приливные течения создают длинные песчаные косы, которые затем частично или полностью видоизменяются под действием волн и ветра.
Косы в основном узкие, остроконечные, местами глубоко изрезанные. В заливах атлантического побережья США, перечисленных выше, под действием приливных или местных сильных течений происходит сортировка осадков. Этот процесс почти везде протекает одинаково: наиболее грубозернистые осадки наблюдаются в узких проливах; в глубоководных районах заливов зернистость осадочного материала уменьшается. Небольшие различия в сортировке осадков отмечаются лишь в заливах с узкими дамбами, как в бухте Нантакет и в зал. Ньюпорт, или в заливах с широкими выходами, как зал. Баззардс и залив у м. Код. Указанные выше заливы (исходя из распределения зернистости осадков и батиметрии) могут быть классифицированы как однотипные, однако их можно дифференцировать в зависимости от условий происхождения, тектонической стадии района образования и географического положения. Как отмечалось выше, географическое положение в большой степени регулирует содержание карбонатов в осадках Л. з. Так, для заливов в районе Ньо-Ингленд содержание карбоната кальция составляет лишь 2%, тогда как в заливах Флориды в некоторых местах оно достигает 99,9%.
Очевидно, большие величины содержания карбоната кальция в заливах Флориды обусловливаются близостью к тропикам. Вдоль атлантического побережья у м. Хаттерас, где Гольфстрим отходит от берега, содержание карбонатов в осадках Л. з. уменьшается, но в то же время увеличивается содержание кварца и полевого шпата. Далее к С содержание кварца приближается к 90%, что частично вызвано низкими температурами, однако имеет значение район образования баровых бухт и мощность осадков. На содержание кварца и полевого шпата в осадках Л. з. влияет также географическое положение, однако отношение кварца к полевому шпату, кроме того, регулируется условиями происхождения баровых бухт и тектонической стадией района образования. Высокое содержание кварцевого песка в осадках Л. з. возможно на тех прилегающих к суше участках Л. з., где долгое время не происходили тектонические процессы, а также на участках Л. з., куда осадки в основном принесены из районов расположенного севернее кристаллического щита (например, район Ныо-Ингленд).
Крини (1935) установил, что главным фактором, регулирующим содержание полевого шпата в песчаных образованиях, является рельеф. Низменный рельеф шельфовых районов с хорошо развитыми прибрежными равнинами способствует разрушению полевого шпата и отложению ортокварцитового песка. Неровный рельеф, вызванный относительно недавней тектонической активностью в районах образования баровых бухт, является показателем более высокого содержания полевого шпата по сравнению с кварцем, что наблюдается, например, в заливах Нижней и Южной Калифорнии. Эта схема соответствует детритовой теории Петтиджона (1957), который связывает различное содержание полевого шпата и глинистых сланцев в песчаных образованияхс эпохами разной тектонической активности.
Осадки Л. з. в геологической колонке.
При исследовании древних осадков Веллер (19G0) установил, что осадки Л. з. в геологической колонке представлены очень незначительно. Этот вывод основан на предпосылке, что осадки Л. з. были подвержены эрозии при понижении уровня моря (регрессии). Веллер допускает присутствие в геологической колонке осадков Л. з. на очень ограниченном участке, как, например, в осадках узких пляжей или в лин-зовидных песках. Хорошим показателем определения осадков Л. з. как в древних, так и в современных отложениях являются скопления фораминифер. Для современных литоральных районов характерны следующие группы фораминифер: Ammonia beccarii, Ephidium spp. и AUliolidis. Кроме того, в районах тонкозернистых осадков наблюдаются песчанистые и гиалиновые фораминиферы. В районах более грубозернистых осадков, непрерывно перемещающихся под действием течений, встречаются фарфоровидные фораминиферы. Вероятно, фауна Л. з. из-за комплексного воздействия различных факторов подвержена значительным изменениям. К таким факторам относятся: действие сильных ветров, которые вызывают «эрозионные» течения, перераспределяющие организмы, раковины которых имеют различные гидродинамические особенности; подъем холодных глубинных вод у побережий, который часто вызывает появление в Л. з. организмов, обычно населяющих более глубокие слои; циркуляция вод, которая способствует тому, что некоторые формы планктонных организмов переносятся течениями в районы, совершенно чуждые для них, особенно если вблизи берега отмечаются большие глубины, как у Калифорнии; выветривание предшествующих геологических формаций, которое может создать стратиграфические аномалии и аномалии глубинного распределения.
Например, в глубоководных осадках в районе порта Веракрус (зал. Кампече, Мексика) окаменелости третичного периода перемешаны с остатками живущих в современный период видов организмов. Более того, в сильно окисленных зонах наблюдается большое количество малых форм из-за их быстрой смертности. Таким образом, размер экземпляров не всегда может быть показателем температуры воды, скорости осаждения или глубины. Кроме того, может наблюдаться аномальная структура колонок, что явно связано с коренными изменениями, зарегистрированными в мелководных районах. Поэтому при анализе осадков необходимо учитывать такие параметры, как тип берегового района, на котором они откладываются, климатическая зона и действие видоизменяющих факторов. Лишь при учете этих параметров наряду с литологическими и палеонтологическими данными возможна интерпретация древних литоральных отложений.
ЛУИС Лидз
Статья из Океанографической энциклопедии, 1974 года с. 256-258, при распознавании текста возможны ошибки. |