Александр Гордон - Диалоги (октябрь 2003 г.)

А.Г.А тут нет противоречия? Ведь если начнется активная добыча марганца и марганцево-железной руды, слой ее станет меньше, следовательно, она не сможет оказывать такое влияние на очистку Мирового океана?

Е.Б. Вы абсолютно правы, потому что именно эти проблемы и являются главным основанием того, что мировое сообщество, которое объединилось в отношении освоения океана, пришло к выводу, что даже малейшее замутнение океана на глубинах 5 километров, там, где максимально распространены конкренции, приводит к тому, что эта взвесь не оседает сотни лет, а это меняет экологию. То есть тут есть явное противоречие, но надо просто искать способ, экологически безвредный для их освоения. Этим, собственно, сейчас и занимаются. Это является препятствием в данный момент, но все препятствия можно обойти.

На рисунке, который я хочу показать первым, показано распространение конкреций в Мировом океане. Более темным цветом закрашены рудные поля. К рудным полям относятся крупные площади с большой продуктивностью и высокого качества, то есть где большое содержание рудных металлов, которые особенно в них ценны, где малых элементов около двух или больше процентов. Самое главное такое рудное поле было открыто рядом экспедиций, в которых принимали участие суда развитых стран, оно расположено в северо-восточной части Тихого океана между разломами Кларион и Клиппертон. В свое время прошла конференция по морскому праву, и в этом поле были закреплены площади за теми государствами-участниками исследований, которые внесли наибольший вклад в изучение этой проблемы. В том числе Советский Союз имеет там юридически закрепленную площадь для добычи, которая пока еще не разрешена.

На этой карте видно, что максимальное распространение богатых рудных полей относится к тихоокеанскому бассейну и к восточной части Индийского океана.

А.Г.А в Атлантике?

Е.Б.В Атлантике есть конкреции, но рудных полей в том понимании, о котором я говорила, там нет. Там есть места, богатые конкрециями, но они имеют локальный характер. Для добычи они не пригодны. Это я и называю одним из феноменов марганца – его, так сказать, приуроченность к восточному полушарию.

Высокая концентрация марганца в восточной части Индийского океана и в Тихом океане связана с древностью этих океанов. А восточная часть Индийского океана и Атлантика – это молодые океаны. И конкреции там – современные, они не выходят за рамки 170-ти миллионов лет. При этом в Тихом океане накопление марганца больше, чем в Индо-Атлантическом сегменте в 70 раз. Это колоссальное количество марганца.

Второй феномен марганца заключается в том, что в породах земной коры марганец содержится в очень незначительных количествах. Примерно одна десятая процента – это то, что называется кларковое содержание, то есть среднее содержание. Железа при этом на суше в 50 раз больше. А в океане эти показатели меняются местами: среднее отношение марганца к железу в океане около полутора. И совершенно непонятно, откуда берутся такие количества марганца?

Первые исследователи, рейс которых состоялся 130 лет назад, обошли все океаны в течение трех с лишним лет и впервые обнаружили, что конкреции не являются какими-то уникальными, экзотическими находками, а они широко распространены на океанском дне, и особенно в Тихом океане. Они сделали предположение, что, скорее всего, марганец для конкреций поступает из недр океанского дна за счет вулканической деятельности.

Однако Вернадский в своих очерках «Геохимия марганца» писал, что в процессе выветривания из пород земной коры в течение веков высвобождается огромное количество марганца, он поступает в речную сеть и сносится в океан, и вызывает удивление, что в морской воде, в океанской воде нет никаких следов присутствия марганца. Дело в том, что, по-видимому, эта работа первых исследователей, которая вышла в 91-м году уже позапрошлого века, не дошла до России. Но предвидение Вернадского абсолютно правильно, как и положено такому корифею науки.

Количество марганца, внесенного в океан, зависит от того, сколько времени продолжался этот процесс. Далее: максимальное количество наносов откладывается в устьях рек. Там скорость осадконакопления такова, что марганцовые взвеси погребаются все новыми и новыми порциями. Но геохимия марганца такова, что оставаться в восстановительных условиях он не может, он мигрирует вверх, в кислородосодержащую среду. И таким образом он постоянно мигрирует, оказывается на поверхности восстановленного осадка, и дальше его путь – в океан, поскольку конкреции формируются, главным образом, в глубоководных котловинах океана.

Пути миграции марганца досконально изучал академик Страхов Николай Михайлович, который эту транспортировку марганца проследил по профилю через Тихий океан. И выяснил, что самая тонкая взвесь наиболее обогащена марганцем.

В то же время железо может повсюду очень активно осаждаться. Оно осаждается в прибрежных взвесях, потому что образует нерастворимые сульфиды, которые остаются на месте и входят в состав глинистых минералов. И тем самым соотношение между марганцем и железом несколько увеличиваются в пользу марганца – это первый этап их разделения. Второй этап – во время транспортировки через океан. Марганец более плавучий, и он уходит дальше.

Конкреции формируются очень медленно, скорости, темпы их образования разными исследователями оцениваются по-разному. Во всяком случае, большинство считает, что это миллиметры в миллион лет. В то же время осадки, на которых лежат конкреции, это совершенно четко установлено, формируются со скоростью миллиметры в тысячу лет. По идее, они должны быть погребены. А суть в этом опять же в геохимии марганца, потому что конкреция лежит на океанском дне, одной стороной она опущена в осадок, другая – на поверхности воды. На границе осадка – повышенное содержание всех элементов. Они сорбируются всей поверхностью осадка, а затем перераспределяются в конкреции.

Собственно говоря, конкреция потому и образуется, что излишние порции металлов, которые там накапливаются за миллионы лет, выдавливаются из осадка, они не могут уже насыщать осадок, он уплотняется, снижает свою пористость, с глубиной осадок даже обезвоживается. Поэтому эти металлы все выталкиваются вверх, и конкреции растут, они не могут погребаться, потому что стремятся в максимально окисленную среду, то есть на поверхность океанского дна.

В зонах спрединговых хребтов, зонах субдукций и других мобильных районах океана марганец очень подвижен – поскольку там происходит извержение мантийных пород новой коры, то марганец в этих условиях растворим. Создаются высокие температуры, снижается содержание кислорода. В общем, формируется восстановительная среда. И он мигрирует из этих условий, но далеко не уходит, потому что окислительные условия в современном океане очень высоки на океанском дне, и поэтому он опять осаждается где-то недалеко. При этом опять же происходит потеря части железа.