Аргиллиты образуют рябь

Большинство мировых осадочных отложений представлено аргиллитами, включая сланцы и глины. До недавнего времени ученые считали, что аргиллиты образуются в спокойных тихих водах. Однако появилось другое мнение: два геолога уверены в том, что эти осадочные породы могут формироваться в условиях турбулентности.

Два года назад, Шибер и Саусард изложили своё представление об образовании в проточной воде аргиллитов. Их объяснение произвело настоящий переворот в сознании геологов. С тех пор ученые начали ставить опыты. В экспериментах в искусственном водоёме они показали, что происходит в турбулентном илистом потоке. Результаты исследований были опубликованы в журнале Geology. Оказалось, что аргиллит, как и песок, может образовывать рябь (волнообразные следы).1

Аргиллиты образуют рябь

Частицы аргиллита скапливаются во флоккулы (хлопьевидные агрегаты) размером всего несколько миллиметров. Хоть эти частицы меньше и легче песка, они ведут себя как песчаные зерна: они взбираются по наклонам и сползают по подветренным сторонам, образуя знакомую нам рябь, которую мы видим на пляже при отступлении воды. Это происходит даже несмотря на то, что флоккулы обладают легким взаимодействием вследствие Ван-дер-Ваальсовых сил.

Так же как и зерна песка, они ведут себя как независимые частицы. Авторы с удивлением обнаружили, что образование ряби происходит даже в сильно разбавленном иле: «Удивительно, но волнообразные наслоения флоккулов на 90% состоят из воды».

Почему это интересно? В конце концов, как говорят сами авторы, геологи стали заниматься изучением образования ряби с тех пор, как начали исследовать осадочные породы: «Мы думаем, что эта тема полностью исчерпана и не представляет никакого интереса». Но посмотрите, какое экономическое значение имеют эти осадочные породы:

«Чаще всего встречаются мелкозернистые осадочные породы (размер зерна <62.5 мкм), известные как сланцы или аргиллиты. В них заключена основная часть геологической истории, записанной в осадочных породах (Schieber, 1998). Именно эти породы играют ключевую роль в погребении органического материала, глобального круговорота углерода, а также гидравлической изоляции грунтовых вод и отходов. С точки зрения экономики они являются основным источником углеводородов, минералов и металлов (Sethi and Schieber, 1998). Из-за того, что в них содержится глина, они подвержены выветриванию. Случайному наблюдателю аргиллиты могут показаться достаточно однородными. И всё же, несмотря на свою значимость, по сравнению с другими типами осадочных пород, эти отложения плохо изучены.

Долгое время геологи были уверены в том, что образование мелких пород происходит, как правило, в спокойных условиях, которые лишь иногда нарушаются слабыми течениями (Potter et al., 2005). Однако эксперименты показали, что ил может переноситься и откладываться при той же скорости потока, при которой переносится и откладывается песок (Schieber et al., 2007). Склонные к отложению флоккулы способны формироваться в разных экспериментальных условиях, независимо от параметров образования осадков в данном эксперименте. Волнообразные наслоения флоккулов, высотой от 2 до 20 мм, расположены друг от друга на расстоянии от нескольких сантиметров до нескольких дециметров. Они мигрируют по дну лотка и накапливаются непрерывными илистыми пластами с скоростью потока от 0.1 до 0.26 м/сек».

Аргиллиты образуют рябь

Следовательно, представление о том, что крошечные частицы медленно откладываются на дне водоема и образуют однородные осадочные слои, больше не имеет под собой никаких оснований. Уплотнение после отложения может замаскировать турбулентные условия, в которых образовались слои. Это означает, что тонкослоистые осадочные породы отражают не циклическое отложение, а быстрое образование в условиях турбулентности. Авторы обсуждают необычное поведение частиц аргиллитов и флоккулов:

«В осаждении ила наблюдается определенный парадокс. Несмотря на способность илистых компонентов сцепляться и выпадать в осадок, флоккулы, образованные из связанных частиц, действуют несвязно во время перемещения. Миграция волнообразного наслоения флоккулов показывает, что эрозия удаляет не только одиночные флоккулы, но и более крупные комки материала. Как только эти кокмки начинают перемещаться, они распадаются на более мелкие субъединицы, которые предположительно отражают максимальный диаметр уравновешенного флоккула на определенном уровне турбулентности (Parthenaides, 1965). Сравнение показывает, что наслоения флоккулов мигрируют значительно медленнее, чем волнообразные наслоения песка. Таким образом, как только флоккулы приходят в состояние равновесия, между ними возникают силы сцепления, а при их движении во взвешенном состоянии, эти силы действовать прекращают».

В заключение авторы пишут: «Аргиллиты долгое время считались летописью прошлых низкоэнергетических условий прибрежной и глубоководной среды. Однако, как показывают наши результаты, опубликованные интерпретации последовательностей древних аргиллитов и палеоокеанологических условий нуждаются в пересмотре». Мы снова видим, как ученые заявляют: «Всё, что вам известно, - неправильно».

  1. Юрген Шибер и Джон Саусард, Донный перенос ила волнообразными наслоениями флоккулов — наблюдение процессов миграции ряби и их последствия // Geology, июнь 2009, том 37, № 6, с. 483-486, doi:10.1130/G25319A.1. Вернуться к тексту.

Если подумать о том, что такого типа осадочные породы встречаются в огромных количествах по всему миру (взять, к примеру, Большой Каньон), это и впрямь важное событие. Ведь под удар попадает геологическое датирование, интерпретация ископаемых и прикладная геология (например, объяснение горючих сланцев). В свете этих данных, нельзя оставить без внимания то, какое огромное значение имеет переоценка большей части геологической летописи.





опубликовано материалов

Популярные статьи:

что такое гравитация? Кто создал Бога? Динозавры жили с людьми Тука и его удивительный клюв Уникальная планета Земля




Поддержите наш проект, разместив нашу ссылку на сайте своей организации, в своем блоге или на страничке социальных сетей.
"Разумный Замысел"
http://www.origins.org.ua
банер Разумный Замысел


Система Orphus
нижняя полоса сайта