Александр Конюхов - Читая каменную летопись Земли...

Таким образом, от момента высвобождения частицы из древней породы до ее фиксации в составе вновь образованного и захороненного осадка может пройти огромный диапазон времени. Что касается коллоидных и субколлоидных частиц, то их странствия были бы вообще беспредельными, если бы природа не изобрела механизмы самоочищения. Дело в том, что вес пелитовых частиц настолько ничтожен, что в условиях даже незначительной подвижности водной среды (а большинство из них попадает в конечные водоемы стока) они были бы обречены на постоянное пребывание во взвешенном состоянии, во всяком случае, в центральных частях морей и океанов. Легко себе представить, как бы выглядели наши водоемы! Вода в них была бы мутной и черной от обилия глинистой взвеси, т. е. такой, какой она бывает в авандельтах некоторых крупных рек или над иловыми банками. Подобно водам Ганга, в море плавали бы слепые дельфины и другие животные, ориентиром которых в пространстве служили бы акустические сигналы.

В природе, однако, нашлись механизмы, облегчившие перевод тонкой взвеси в осадок. Один из них физико-химический, другой — биологический. Первый заключается в образовании флаков — агрегатов чешуек, соединившихся краями в сложные образования звездчатой или округлой формы. Вес флаков значительно больше, чем у каждой из составляющих их чешуек. Поэтому они гораздо легче садятся на дно. Этот механизм эффективно работает над континентальными окраинами, прежде всего в пределах шельфовых зон, там, где концентрации взвеси в воде достигают неких критических значений.

В настоящее время, вероятно, более универсальное значение имеет биологический механизм очищения океанских и морских водоемов. Он связан с жизнедеятельностью организмов-фильтраторов, пропускающих за год через свои крохотные тела огромное количество воды для извлечения фитопланктона, бактерий и различных органических остатков. Все взвешенные в воде частички проходят через желудки фильтраторов, в качестве которых выступают мельчайшие рачки — копеподы и другие представители зоопланктона. Под влиянием пищевых ферментов из собранного материала извлекаются необходимые для поддержания жизни субстанции, а оставшиеся минеральные вещества, склеенные в так называемые пеллеты (фекалии), выделяются в водную среду. Так как размеры и вес пеллет намного выше, чем у исходной взвеси, они опускаются через водную толщу на дно, где вскоре распадаются на изначальные компоненты.

Скопления частиц на суше или на дне водоема образуют отложения, потенциально способные превратиться в породу. Однако этот процесс не всегда доходит до логического конца. Вновь образованные осадки долгое время бывают рыхлыми, насыщенными влагой. Они состоят из множества ничем не связанных друг с другом частиц, которые при неблагоприятных воздействиях внешней среды легко разделяются, что нередко приводит к распаду всего сообщества зерен или чешуек. Факт рождения осадка может быть зафиксирован лишь после того, как он будет погребен под плащом более молодых образований, осадочных или излившихся, Но и тогда еще долгое время сохраняется вероятность возвращения совокупности захороненных частиц на пути переноса и переотложения. Действительно, активность некоторых геологических агентов приводит к эрозии — размыву больших объемов осадков.

Седиментационные процессы удивительно многообразны. Осаждение частиц — это лишь одна сторона медали. Другая заключается в новообразовании и кристаллизации как в толще воды или в воздушной среде, так и на дне в самом осадке или на поверхности коренного субстрата. Кристаллизация солей в воздухе происходит чаще всего в зоне заплеска осолоненных лагун или на приливно-отливных равнинах. Вода испаряется в воздухе, и на Землю со звоном сыплются мелкие кристаллики соли. Нечто похожее наблюдается при выбросе магмы. Все же основная масса солей образуется при испарении концентрированных рассолов, называемых рапой. Как правило, это имеет место в замкнутых мелководных водоемах аридных зон, где испарение значительно превалирует над поступлением воды. Кристаллы гипса, галита, доломита, карналлита и др. зарождаются прямо в рассоле, из которого затем выпадают на дно.

Очень широко распространены в природе различные корки и стяжения. В пустынях часто встречаются слоистые карбонатные корки — каличе, связанные, как полагают, не в последнюю очередь с деятельностью микроорганизмов. Вблизи источников теплых или горячих минерализованных вод возникают натечные формы карбонатов — травертины. Известны корки железистого, марганцевого и кремнистого состава. Чаще всего они образуются в субаквальной среде. В специфических условиях глубоководных рассольных впадин, открытых в Красном и Средиземном морях, на поверхности твердых субстратов — выступов магматических и древних осадочных пород — вырастают причудливые гипсовые розочки (впадина Баннок в Ионическом море) или арагонитовые корки волокнистого строения (впадина Атлантис в Красном море).

Многие наслышаны об удивительных натечных образованиях в подземных пещерах — сталактитах и сталагмитах. Первые в виде причудливых каменных сосулек свисают со сводов пещер, вторые, более приземистые и шишковатые, поднимаются им навстречу со дна. И те и другие имеют кальцитовый состав и растут за счет выпадения карбоната кальция из капель воды, стекающих по сталактитам или срывающихся со сводов пещеры вниз. Каждая капля оставляет несколько молекул труднорастворимого карбоната. В результате за десятки и сотни тысяч лет в подземных гротах возникают целые каскады, огромные занавеси из кальцита наподобие тех, что украшают зал Тбилиси в Новоафонской пещере. Этим монументальным творениям природы нет равных по красоте.

Мир осадочных новообразований богат и весьма причудлив. Об оолитовых микростяжениях уже рассказывалось. Помимо них, однако, существует целая гамма близких по размерам (0,07-0,8 мм и более), но отличающихся по составу стяжений, характерных для морских осадков, — глауконитовых, бертьериновых, хлорит-смектитовых и др. Самые известные твердые осадочные стяжения образуются на поверхности дна некоторых глубоководных котловин океана и содержат примеси меди, никеля, а иногда и кобальта. Эти стяжения — конкреции округлой или овальной формы — лежат на поверхности рыхлого осадка, иногда так плотно друг к другу, что дно становится похожим на мостовую.

Под диагенезом понимают все те процессы, которые ведут к превращению рыхлого осадка в породу, в камень. Поэтому синонимом этого слова в русском языке является окаменение, хотя последнее и не полностью отражает всю совокупность метаморфоз, происходящих с осадками. По ассоциации с онтогенезом живых организмов этот период существования камня может быть определен как «юность» (или «возмужание»). Она протекает на фоне постепенного уплотнения осадка и сокращения его объема за счет удаления седиментационных, а затем и части поровых вод. В этом смысле «возмужание» в неживой природе — процесс, обратный тому, что происходит с живым организмом, который на этой фазе развития растет и увеличивается в объеме.