Pré-Laboratoire de sédiments marins

exercice pré-Laboratoire de sédiments Marin

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cette information est adoptée à partir de matériaux développés par le professeur Alan Trujillo,Palomar College

le fond de la mer est composé de basalte qui provient des crêtes océaniques. Cependant, le fond de la mer est couvert dans la plupart des endroits parcouches de sédiments. Les sédiments sont toutaccumulation de matériaux en vrac. Les exemples sont le sable couché sur une plage, la boue au fond d’un lac ou le gravier sur le lit d’une rivière.,

Les Rivières et les glaciers transportent de grandes quantités de sédiments des continents vers l’océan.De même, le vent souffle des particules fines de la terre vers la mer. Les organismes dans les eaux de surface fournissent un approvisionnement continu en matière squelettique qui pleut sur le fond de la mer.D’autres sédiments sont formés par des réactions chimiques. Les types de sédiments au fond de l’océan sont déterminés par des facteurs tels que sa distance avec la terre, le climat, la température de l’eau, la productivité biologique et la profondeur de l’eau.,

parce que les sédiments marins s’accumulent dans des conditions spécifiques, une compréhension des distributions modernes des sédiments nous aide à interpréter les événements du passé géologique,en particulier pour les 200 derniers millions d’années de L’histoire de la Terre (l’âge maximal du fond de l’océan). Les noyaux de sédimentsont de longs cylindres de sédiments soulevés par le forage du fond de l’océan.Les océanographes utilisent ces carottes pour examiner les couches de sédiments qui se sont accumulées sur le fond marin au fil du temps., Collectivement, les études des carottes révélentinformations sur le climat passé, la composition des gaz atmosphériques, l’évolution des espèces animales et végétales, et le mouvement des courants de surface et d’eau profonde.En raison du vif intérêt pour la compréhension des changements dans l’atmosphère Terrienneaujourd’hui, l’étude des sédiments marins est un domaine de recherche très important enocéanographie.

Classificationdes sédiments marins

nous classons les sédiments marins selon leur source. Les quatre principaux types de sédiments sont lithogènes, biogènes, hydrogénés et cosmogènes (Tableau 1 ci-dessous)., Dans ce laboratoire, vous examinerez principalement des sédiments lithogènes,biogènes et hydrogénés. Les trois types de sédimentsont importants pour un certain nombre de raisons. Par exemple, les sédiments lithogènes peuvent nous parler de l’évolution de l’activité platétectonique, comme le soulèvement des montagnes, qui augmente la quantité de sédiments que les rivières livrent à l’océan., Les biogénosédiments peuvent nous renseigner sur les conditions environnementales dans les eaux de surface de l’océan;par exemple, les changements de température de l’eau de mer de surface peuvent provoquer des changements dans les types d’organismes planctoniques qui s’accumulent sur le fond de la mer, nous informant sur le va-et-vient des âges glaciaires. Les sédiments hydrogènes sont économiquement importants, fournissant des substancesrangeant du sel sur votre table à divers métaux dans votre ordinateur.

LithogenousSediment

Les Lithogenoussediment (lithos= roche, generare= produire) sont des sédiments issus de l’érosion des roches sur les continents., La section « Sources » du tableau 1 (ci-dessous) illustre les diverses façons dont les sédiments des continents pénètrent dans le milieu marin. Les rivières et les glaciers fournissent de grandes quantités de sédiments sur les plateaux continentaux. Les courants de turbidité transportent une partie de ce matériau dans les canyons sous-marins jusqu’à l’élévation continentale et plus loin dans les plaines abyssales. Le long des marges tectoniquement actives, les courants de turbidité peuvent transporter des sédiments dans une tranchée, où ces sédiments peuvent être subduits ou accrétés (ajoutés) à la plaque adjacente.,

un exemple de sédiment lithogène: cette rivière livre du sable et du limon à l’océan, comme le montrent les couleurs claires de l’eau au-delà de l’embouchure du fleuve. De Essentials of Oceanography, 11e édition, Trujillo andThurman, © 2014, Pearson Prentice Hall, Inc.

bien que la plupart des sédiments lithogènes s’accumulent le long des marges continentales, les vents peuvent souffler de petites particules (argile, limon et cendres volcaniques, par exemple) loin vers la mer., Cesles particules se déposent lentement dans l’eau et s’accumulent sur le fond de l’océan.Ces petites particules s’accumulent très lentement, à des vitesses moyennes de 1 millimètre(0,04 pouce) PAR 1000 ans, ce qui équivaut à la taille de l’épaisseur d’un centime. Lorsque ces minuscules particules se déposent dans des zones où peu d’autres matériaux sont déposés (généralement dans les bassins océaniques profonds loin de la terre), elles forment un sédiment appelé argile abyssale.

Table1., Classification des quatre principaux types de sédiments marinssignifie la composition, les sources et les principaux emplacements trouvés. Extrait de Essentialsof Oceanography, 11e édition, Trujillo et Thurman, © 2014, Pearson Prentice Hall, Inc.

sédiments biogènes

Les Biogenoussediments (bio = life, generare = toproduce) sont des sédiments fabriqués à partir des restes squelettiques d’organismes autrefois vivants.,Ces parties dures comprennent une grande variété de particules telles que des coquilles d’organismes microscopiques (appelées tests),des fragments de corail, des épines d’oursins et des morceaux de coquilles de mollusques.

le type de sédiment biogène le plus important provient des tests d’algues microscopiques unicellulaires et de protozoaires vivant dans les eaux de surface des océans. Lorsque ces tests comprennent plus de 30% des particules dans le sédiment, le sédiment est appelé un suintement. Les suintements sont les plus abondants sous les zones océaniques ouvertes où les nutriments sont disponibles pour améliorer la productivité., Dans ces zones, les suintements s’accumulent à un taux moyen de 1 centimètre (0,4 pouce) PAR 1000 ans. Les suintements sont généralement absents sur les marges continentales où dominent les sédiments lithogènes.

Deux Types de Suinte

Il existe deux principaux types de vase basé sur thecomposition des tests: calcareousooze est faite de carbonate de calcium (CaCO3); siliceux vase est fait de silice (SiO2 )ou d’opale (SiO2 .nH2O).

environ 48% de tous les sédiments des grands fonds marins sont des suintements calcaires., Ce médicament est composé des tests de protozoaires appelés foraminifères (ou” forams  » en abrégé), et de minuscules algues appelées coccolithophores,qui produisent de minuscules plaques appelées coccolithes (Figure 1). Ces organismes sécréteurs de calcite sont les plus productifs dans les eaux chaudes de surface où l’eau de mer est saturée de carbonate de calcium.

plus profondément dans l’océan, les changements de température, de pression et de chimie de l’eau provoquent la dissolution des tests calcaires., À une certaine profondeur, les tests se dissolvent plus vite qu’ils ne s’accumulent, de sorte que les suintements calcaires ne se forment pas ci-dessous cette profondeur; cette profondeur est appelée profondeur de compensation de calcitecompensation (CCD) (Figure 2). La profondeur du CCD varie d’unbeau océanique à l’autre, mais se produit en moyenne à environ 4500 mètres (2,8 miles) sous le niveau de la mer. Le résultat est que les suintements calcaires s’accumulent dans les zonesau-dessus de 4500 mètres dans les latitudes moyennes et basses, généralement sur les passerelles médio-océaniques. En fait, il existe une forte corrélation entre l’emplacement des dorsales océaniques et la distribution du suintement calcaire., Comme ces sédiments sont enterrés, ils sont soumis à une pression et à une chaleur croissantes, ce qui provoque le suintement calcaire à durcir en craie.

Figure 2. Vue schématique de profil de theocean montrant la profondeur de compensation de calcite (CCD). Au-dessus du CCD, la calcite est stableet ne se dissout pas. En dessous du CCD, les conditions océaniques provoquent la dissolution rapide de la calcite. Extrait de Essentials ofOceanography, 11e édition, Trujillo et Thurman, © 2014, Pearson Prentice Hall, Inc.,

Environ 14% de tous les sédiments des grands fonds océaniques sont des suintements siliceux. Le suintement siliceux est fait à partir des tests d’un autre protozoaire, des radiolaires(ou « rads” pour faire court), et des algues appelées diatomées (Figure 3). Ces organismes sont les plus abondants dans les régions à haute productivité, qui sont généralement associées à des niveaux élevés de nutriments et d’eau de surface froide. Les suintements siliceux sonttypiquement trouvés sur le fond de la mer profonde où les suintements calcaires sont absents. Deux zones importantes où les suintements siliceux s’accumulent se trouvent dans les régions polaires et sous la zone de remontée équatoriale.,Hardened deposits of diatom-rich siliceous ooze and clay are referred to as diatomaceous earth, which is used in awide variety of industrial applications, including making filters, abrasives,and heat-resistant insulators.

La silice provenant de microorganismes siliceux ne s’enroule pas toutes dans un suintement assilicé. Dans certains cas, des quantités mineures de silice sont déposées aveccalcare suintent. Bien que la méthode exacte de formation ne soit pas claire, lors de l’enfouissement, le matériau siliceux se combine pour former des grumeaux arrondis durs ou des nodules appelés nodules de chert., Par exemple, les falaises blanchesde Douvres (Angleterre) sont faites de craie et contiennent également d’abondants nodules de chert. Chert, forme amicrocristalline de silice, est si dur qu’il est souvent utilisé comme une pierre pour aiguiser les couteaux.

sédiment hydrogéné

les sédiments hydrogénés sont créés à partir de réactions chimiques dans l’eau de mer. Dans des conditions chimiques spéciales, les matériaux dissous dans l’eau de merprécipiter (former des solides). Beaucouptypes de sédiments hydrogéniques ont une valeur économique.,

Hydrogénésles sédiments comprennent les évaporites,c’est-à-dire tout type de sédiment qui se forme à partir de l’évaporation de l’eau de mer. À mesure que l’eau de mer s’évapore, les ions qui restent peuvent devenir si concentrés qu’ils se combinent les uns avec les autres pour former des cristaux qui précipitent. Les deuxles types d’évaporation les plus courants sont le gypse et l’halite. Le sulfate de calcium hydraté de Gypsumis (CaSO4·2H2O), et est minedworldwide pour faire l’engrais, le plâtre, et le ciment. Haliteis chlorure de sodium (NaCl), qui est des tables communesalt. Lorsque vous salez votre nourriture, vous mangez les restes évaporés de l’eau de l’océan Antique!,

les nodules de manganèse sontun autre type de sédiment hydrogénique. Ils forment des morceaux de fer et de manganeseoxide de la taille du marbre à la taille d’une balle de tennis qui se trouvent dispersés à travers le fond de la mer profonde où les taux de sédimentation sont particulièrement faibles. Bien qu’ils contiennent de grandes quantités de manganèse, cesenodules sont économiquement les plus importants pour leur cobalt, nickel et Chrome.Leur formation n’est pas bien comprise; cependant, nous savons qu’ils forment des couches asconcentriques (comme un oignon), ajoutant des couches de minéraux de fer et de manganèse lentement au fil du temps., Les taux de formation sont de l’ordre de 1 à 10millimètres (0,04 à 0,4 pouce) par million d’années.

Figure 4. Nodules de manganèse, un type deles sédiments hydrogéniques. Extrait de Essentials ofOceanography, 11e édition, Trujillo et Thurman, © 2014, Pearson Prentice Hall, Inc.

Les Sables de plage de certaines zones tropicales sont composés d’un autre type de sédiments hydrogéniques appelés oolites (oo = oeuf ,te = Pierre)., Oolitesare grains de la taille d’un sable fait de carbonate de calcium précipité hors de l’eau de mer dansles régions chaudes et tropicales, comme aux Bahamas. Les Oolites doivent rouler d’avant en arrière pour se former , de sorte qu’ils ne se forment que dans les zones peu profondes où les vagues provoquent un mouvement de va-et-vient sur le fond marin. Le mouvement de va-et-vient provoque l’accrétion des grains couche après couche, un peu comme une boule de neige, de sorte que chaque oolite a une forme sphérique avec une structure interne en couches, semblable à un oignon.,

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description des caractéristiques des sédiments

la Figure5 montre une distribution hypothétique des types de sédiments à travers une marge continentale passive et un bassin océanique adjacent. Notez que ces sédiments trouvés Près du continent le long du plateau continental sont connus sous le nom de sédiments néritiques et sont en grande partie lithogènes. Ces sédiments trouvés plus loin du continent sont connus sous le nom de sédiments pélagiques et sont souvent dominés par des particules biogènes.

Figure5., Vue schématique de la distribution de divers types de sédiments à travers une marge passive idéalisée et un bassin océanique adjacent. Notez queavec l’augmentation de la distance du continent que la taille des grains des sédiments lithogènes diminue. De L’essentiel de l’océanographie par Trujillo et Thurman, © Pearson Prentice Hall, Inc.

les sédiments Lithogéniques présentent des caractéristiques qui reflètent les processus impliqués dans leur transport et leur dépôt. Ces caractéristiques sont décrites comme la texture de thesediment, qui inclut la taille et la forme des particules., Par exemple,la taille des grains est la taille des particules individuelles (Tableau 2), tandis que l’arrondissement décrit commentangulaire par rapport à la façon dont les particules sont lisses (Tableau 3).,>

Term

Size Designation

Example

Coarse-grained

Gravel

Greater than 2mm

Large rock fragments

Sand

0.,062‑2mm

Most beach sand

Silt

0.004‑0.062mm

Gritty; usually quartz

Fine-grained

Clay

Less than 0.,004mm

Microscopiques, plates particules

Table2. Lithogenous sédiments des tailles de grain et des exemples courants.

Tableau3. Termes utilisés pour décrire l’arrondissement des grains de sédiments.

La Taille du grain et l’arrondi (voir les tableaux de la page précédente) peuvent tous deux indiquer l’énergie de l’environnement dans lequel les sédiments se sont accumulés. Par  » énergie de l’environnement”, nous entendons la capacité de l’eau, du vent ou de la gravité àdéplacer les particules de sédiments., Par exemple, une plage est un environnement  » à haute énergie « en raison des vagues de rupture et des courants rapides, tandis que le fond profond de l’océan est un environnement” à faible énergie » car le mouvement de l’eau est lent. Dans un environnement à haute énergie tel qu’une plage, les petits grains sont emportés laissant des grains plus gros derrière, et l’activité vigoureuse des vagues sur la plage roule les grains pour les rendre lisses. Les environnements discrets et à faible énergie ont souvent des tailles de grain plus petites, et possiblementplus de grains angulaires. Notez que cesgénéralisations s’appliquent mieux aux sédiments lithogènes., Des précautions doivent être prises lors de l’application de telles caractéristiques aux sédiments biogéniques, car, par exemple, certaines coquilles biologiques peuvent commencer à s’arrondir et ne sont donc pas des indicateurs utiles de l’énergie environnementale.