Sedimenti marini Pre-laboratorio

Sedimenti mariniesercizio pre-laboratorio

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Questa informazione è adottata da materiali sviluppati dal professor Alan Trujillo,Palomar College

Il fondo del mare è composto da basalto che ha origine nelle creste oceaniche. Tuttavia, il fondo del mare è coperto nella maggior parte dei luoghi dastrati di sedimenti. Il sedimento è qualsiasiaccumulo di materiale sfuso. Esempi sono la sabbia che giace su una spiaggia, il fango sul fondo di un lago o la ghiaia sul letto di un fiume.,

Fiumi e ghiacciai trasportano grandi quantità di sedimenti dai continenti all’oceano.Allo stesso modo, il vento soffia particelle fini dalla terra verso il mare. Gli organismi nelle acque superficiali forniscono un rifornimento continuo di materiale scheletrico che piove sul fondo del mare.Altri sedimenti si formano sul posto da reazioni chimiche. I tipi ofsediment sul fondo dell’oceano sono determinati da fattori come la sua distanza fromland, clima, temperatura dell’acqua, produttività biologica, e profondità d’acqua.,

Poiché i sedimenti marini si accumulano in condizioni specifiche, una comprensione delle moderne distribuzioni dei sedimenti ci aiuta a interpretare gli eventi del passato geologico,in particolare per gli ultimi 200 milioni di anni della storia della Terra (l’età massima del fondo oceanico). I corpi di sedimentosono lunghi cilindri di sedimenti portati dalla perforazione del fondo oceanico.Gli oceanografi usano questi nuclei per guardare gli strati di sedimenti che hannoaccumulato sul fondo del mare nel tempo., Collettivamente, gli studi sui nuclei rivelanoinformazioni sul clima passato, sulla composizione dei gas atmosferici, sull’evoluzione delle specie animali e vegetali e sul movimento delle correnti superficiali e profonde.A causa del vivo interesse per la comprensione dei cambiamenti nell’atmosfera terrestreoggi, lo studio dei sedimenti marini è un’area molto importante di ricerca inoceanografia.

Classificazione dei sedimenti marini

Classifichiamo i sedimenti marini in base alla loro fonte. I quattro tipi principali di sedimenti sono litogeni, biogeni, idrogenosi e cosmogeni (Tabella 1 sotto)., In questo laboratorio, esaminerai principalmente i sedimenti litogeni,biogeni e idrogenosi. Tutti e tre i tipi di sedimentosono importanti per una serie di motivi. Ad esempio, i sedimenti litogeni possono parlarci del cambiamento dell’attività platettonica, come l’innalzamento delle montagne, che aumenta la quantità di sedimenti che i fiumi consegnano all’oceano., I sedimenti biogenici possono parlarci delle condizioni ambientali nelle acque superficiali dell’oceano;ad esempio, i cambiamenti nella temperatura dell’acqua di mare superficiale possono causare cambiamenti nei tipi di organismi planctonici che si accumulano sul fondo del mare, raccontandoci l’andirivieni delle ages glaciali. I sedimenti idrogenosi sono economicamente importanti, fornendo sostanzedal sale sul tuo tavolo a vari metalli nel tuo computer.

LithogenousSediment

I litogenoussedimenti (lithos= roccia, generare= produrre) sono sedimenti derivati dall’erosione delle rocce dei continenti., Consultare la sezione “Fonti” della Tabella 1 (sotto) illustra i diversi modi in cui i sedimenti provenienti dai continenti entrano nell’ambiente marino. Fiumi e ghiacciai trasportano grandi quantità di sedimenti sulle piattaforme continentali. Le correnti di torbidità trasportano parte di questo materiale lungo i canyon sottomarini fino all’ascesa continentale e più avanti sulle pianure abissali. Lungo i margini tettonicamente attivi, le correnti di torbidità possono trasportare i sedimenti in una trincea, dove questi possono essere subdotti o accresciuti (aggiunti) alla piastra adiacente.,

Un esempio di sedimento litogeno: questo fiume offre sabbia e limo all’oceano, mostrato dai colori chiari nell’acqua oltre la bocca del fiume. Da Essentials of Oceanography, 11th Edition, Trujillo andThurman, © 2014, Pearson Prentice Hall, Inc.

Sebbene la maggior parte dei sedimenti litogeni si accumulino lungo i margini continentali, i venti possono soffiare piccole particelle (argilla, limo e vulcanicash, per esempio) lontano dal mare., Le particelle si depositano lentamente attraverso l’acqua e si accumulano sul fondo dell’oceano.Queste piccole particelle si accumulano molto lentamente, a velocità medie di 1 millimetro (0,04 pollici) per 1000 anni, che è equivalente alla dimensione dello spessore diun centesimo. Quando queste minuscole particelle si depositano in aree in cui si deposita poco altro materiale (di solito nei bacini oceanici profondi lontani dalla terra), formano un sedimento chiamato argilla abissale.

Tabello1., Classificazione dei quattro principali tipi di sedimenti marinicomposizione, fonti e luoghi principali trovati. Da Essentialsof Oceanography, 11a edizione, Trujillo e Thurman, © 2014, Pearson Prentice Hall, Inc.

Sedimenti biogeni

I sedimenti biogeni (bio = life, generare = toproduce) sono sedimenti costituiti dai resti scheletrici di organismi viventi.,Queste parti dure includono un’ampia varietà di particelle come gusci di organismi microscopici (chiamati test),frammenti di corallo, spine di ricci di mare e pezzi di gusci di molluschi.

Il tipo più importante di sedimento biogeno deriva dai test di alghe e protozoi microscopici unicellulari che vivono nelle acque superficiali degli oceani. Quando questi test comprendono più del 30% delle particelle nel sedimento, il sedimentoè chiamato melma. Trasuda aremost abbondante sotto aree oceaniche aperte dove i nutrienti sono disponibili per enhanceproductivity., In queste aree, trasuda si accumulano ad un tasso medio di 1centimetro (0,4 pollici) per 1000 anni. Le trasudazioni sono generalmente assenti sui margini continentali dove dominano i sedimenti litogeni.

Due Tipi di Trasuda

Ci sono due tipi principali di melma base thecomposition delle prove: calcareousooze è fatto di carbonato di calcio (CaCO3); silicee melma fatta di silice (SiO2 )o opale (SiO2 .nH2O).

Circa il 48% di tutto il sedimento oceanico profondo è melma calcarea., Thissediment è composto da test di protozoi chiamati foraminiferi (o” forami ” in breve) e minuscole alghe chiamate coccolithophores, che producono minuscole placche chiamate coccoliti (Figura 1). Questi organismi che secernono calcite sono più produttivi nel caldoacqua superficiali dove l’acqua di mare è satura di carbonato di calcio.

Più in profondità nell’oceano, i cambiamenti di temperatura, pressione e chimica dell’acqua causano la dissoluzione dei test calcarei., Ad una certa profondità, i test si dissolvono più velocemente di quanto si accumulino, quindi trasudano calcare non si formano sotto questa profondità; questa profondità è chiamata profondità di compensazione calcitica (CCD) (Figura 2). La profondità del CCD varia da unocacino oceanico all’altro, ma in media si verifica a circa 4500 metri (2,8 miglia) sotto il livello del mare. Il risultato è che trasuda calcarei si accumulano nelle areesopra i 4500 metri nelle latitudini medie e basse, di solito sulle mid-oceanridge. In effetti, c’è una forte correlazione tra le posizioni dicreste medio-oceaniche e la distribuzione della melma calcarea., Poiché questi sedimentisono sepolti, sono sottoposti ad una crescente pressione e calore, che causala melma calcarea si indurisce in gesso.

Figura 2. Vista schematica del profilo dell’oceano che mostra la profondità di compensazione della calcite (CCD). Sopra il CCD, la calcite è stabilee non si dissolve. Sotto il CCD, le condizioni oceaniche causano la calcite perdisolvere rapidamente. Da Essentials ofOceanography, 11a edizione, Trujillo e Thurman, © 2014, Pearson Prentice Hall, Inc.,

Circa il 14% di tutti i sedimenti dell’oceano profondo sono trasuda silicei. La melma silicea è fattadai test di un altro protozoo, radiolari (o ” rad ” in breve) e alghe chiamate diatomee (Figura 3). Questi organismi sono più abbondanti nelle regioni di alta produttività, che sono comunemente associati ad alti livelli di nutrienti e acque superficiali fredde. Trasuda silicei si trovano tipicamente sul fondo del mare profondo dove trasudano calcarei sono assenti. Due zone principali in cui si accumulano trasudi silicei si trovano nelle regioni polari e al di sotto della zona di risalita equatoriale.,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.

Non tutta la silice dei microrganismi silicei finisce in una melma silicea. In alcuni casi, vengono depositate piccole quantità di silicesolusione calcarea. Sebbene il metodo esatto di formazione non sia chiaro, durante la sepolturail materiale siliceo si combina per formare grumi o noduli arrotondati duri chiamati noduli di selce., Ad esempio, le scogliere biancedi Dover (Inghilterra) sono fatte di gesso e contengono anche abbondanti noduli di selce. La selce, forma di silice amicrocristallina, è così dura che viene spesso utilizzata come pietra per affilare i coltelli.

HydrogenousSediment

I sedimenti idrogenosi sono creati dalle reazioni chimichein acqua di mare. In condizioni chimiche speciali, materiali disciolti nell’acqua di mareprecipitato (forma solidi). Moltii tipi di sedimenti idrogenosi hanno un valore economico.,

Idrogenoi sedimenti includono evaporiti,ovvero qualsiasi tipo di sedimento che si forma dall’evaporazione dell’acqua di mare. Mentre l’acqua di mare evapora, gli ioni che remainbehind possono diventare così concentrati che combineranno tra loro i cristalli di toform che precipitano. I due tipi più comuni di evapora sono gesso e halite. Gypsumis solfato di calcio idroso (CaSO4·2H2O) ed è estratto in tutto il mondo per produrre fertilizzanti, gesso e cemento. Cloruro di sodio di Haliteis (NaCl), che è tablesalt comune. Quando si sale il cibo, si areeating i resti evaporati dell’antica acqua dell’oceano!,

I noduli di manganese sonoun altro tipo di sedimento idrogenoso. Formano grumi di ferro e manganeseossido di dimensioni da marmo a palla da tennis che si trovano sparsi sul fondo del mare profondo dove i tassi di sedimentazione sono particolarmente bassi. Sebbene contengano grandi quantità di manganese, questii moduli sono economicamente più importanti per il loro cobalto, nichel e cromo.La loro formazione non è ben compresa; tuttavia, sappiamo che formano strati asconcentrici (come una cipolla), aggiungendo strati di minerali di ferro e manganese lentamente nel tempo., I tassi di formazione sono dell’ordine di 1 a 10millimetri (da 0,04 a 0,4 pollici) per milione di anni.

Figura 4. Noduli di manganese, un tipo disedimento idrogenoso. Da Essentials ofOceanography, 11a edizione, Trujillo e Thurman, © 2014, Pearson Prentice Hall, Inc.

Le sabbie della spiaggia in alcune aree tropicali sono composte da un altro tipo di sedimento idrogenoso chiamato ooliti (oo = uovo, ite = pietra)., Oolitesare granelli di sabbia di dimensioni fatte di carbonato di calcio precipitato da acqua di mare inwarm, regioni tropicali, come nelle Bahamas. Gli ooliti devono rotolare avanti e indietro per formarsi, quindi si formano solo in aree poco profonde dove le onde causano il movimento indietro e indietro sul fondo del mare. Il movimento indietro e indietro fa sì che i grani si accrescano strato dopo strato, in qualche modo come una palla di neve, in modo che ogni oolite abbia una forma sferica con una struttura interna stratificata simile a una cipolla.,

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DescribingSediment Characteristics

Figure5 mostra un’ipotetica distribuzione dei tipi di sedimenti attraverso un margine continentale passivo e un bacino oceanico adiacente. Si noti che quei sedimentitrovato vicino al continente lungo la piattaforma continentale sono noti come sedimenti neritici e sono in gran parte litogeni. Quei sedimenti trovati più lontano dal continente sono conosciuti come pelagicsediments e sono spesso dominati da biogenousparticles.

Figura5., Vista schematica della distribuzione di vari tipi di sedimenti attraverso un margine passivo idealizzato e un bacino oceanico adiacente. Si noti checon l’aumento della distanza dal continente che la dimensione del grano dei sedimenti litogeni diminuisce. Da Essentials ofOceanography di Trujillo e Thurman, © Pearson Prentice Hall, Inc.

Litogenoi sedimenti presentano caratteristiche che riflettono i processi coinvolti nel lorotrasporto e deposizione. Queste caratteristiche sono descritte come la struttura di thesediment, che includesthe la dimensione e la forma delle particelle., Ad esempio,la granulometria è la dimensione delle singole particelle (Tabella 2), mentre l’arrotondamento descrive howangular rispetto a quanto sono lisce le particelle (Tabella 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

Particelle microscopiche e piatte

Table2. Sedimenti litogeni granulometrie ed esempi comuni.

Tabello3. Termini usati per descrivere l’arrotondamento dei grani di sedimento.

Grainsize e arrotondamento (vedi le tabelle nella pagina precedente) possono entrambi indicare l’energia dell’ambiente in cui si è accumulato il sedimento. Per “energia dell’ambiente”, intendiamo la capacità dell’acqua, del vento o della gravità di spostare le particelle di sedimento., Per esempio, una spiaggia è un ambiente “ad alta energia “a causa delle onde di rottura e delle correnti veloci, mentre il fondo oceanico profondo è un ambiente” a bassa energia” perché il movimento dell’acqua è lento. In un ambiente ad alta energia come una spiaggia, i piccoli grani vengono lavati via lasciando i grani più grandi dietro, e l’attività delle onde vigorosa sulla spiaggia fa rotolare i grani intorno per renderli lisci. Gli ambienti Incontrast e a bassa energia hanno spesso granulometrie più piccole e grani possibilmente più angolari. Si noti che queste generalizzazioni si applicano meglio ai sedimenti litogeni., Si dovrebbe usare cautela quando si applicano tali caratteristiche ai sedimenti biogenici perché, ad esempio, alcuni gusci biologici possono iniziare in tondo e quindi non sono indicatori utili dell’energia ambientale.