«Витязь» в Индийском океане

Трал приносит полный груз круглых, черных «камней», похожих на крупные орехи или на испорченную почерневшую картошку. Это железо-марганцевые конкреции. Они широко распространены на глубинах Индийского и во многих районах Тихого океанов и были обнаружены еще экспедицией «Челленджера». Конкреции очень богаты окислами марганца и железа. Содержание FeO2 и МnO2 в таких конкрециях может достигать соответственно 22 % и 39 %. Конкреции обычно имеют слоистое строение и внутри содержат какое-нибудь ядро неорганического (кусочек пемзы, вулканического стекла, породы) или органического происхождения (акулий зуб, отолит). В таких конкрециях находят также многие редкие и рассеянные элементы, как никель, кобальт, ванадий и другие. В настоящее время изучение этих конкреций привлекает интерес и с точки зрения практического использования их как источника марганца. Железо-марганцевые конкреции часто находят на больших площадях, но всегда гнездами, островами, иногда залегающими на значительную глубину. Вопрос о происхождении железо-марганцевых конкреций в океане неясен. П. Л. Безруков считает более вероятной физико-химическую точку зрения, высказанную еще Мерреем, согласно которой эти конкреции являются продуктом подводного «выветривания» изверженных пород, перехода марганца и железа в раствор и нового выпадения их из раствора. Другие считают, что Мn и Fe приносятся в море с материков, частью в растворе, частью в виде взвешенных частиц. Нужно учитывать, однако, что содержание марганца и железа в конкрециях в десятки и сотни раз выше, чем в вулканических породах и в красной глине, где обычно находят скопления этих конкреций, и подавно выше, чем в речной и морской воде.

Вопрос о механизме концентрирования этих элементов тоже еще не ясен. Есть убежденные сторонники решающей роли бактерий в образовании конкреций. Нужно сказать, что трудно провести границу между чисто неорганическими осадками и осадками, связанными с биологической активностью организмов. Химическое осаждение марганца, будь оно физико-химической или биологической природы, легче происходит там, где господствуют окислительные условия, — например, на подводных возвышенностях, в местах, где имеются глубинные течения, и вообще в открытом океане, где условия всегда окислительные, и в присутствии хотя бы небольшого избытка СаСО₃, т. е. при относительно щелочной реакции. В этих условиях выпавший марганец не будет переходить снова в раствор.

В этом трале кроме железо-марганцевых конкреций найдено много, около 200 штук, ископаемых акульих зубов. Среди них есть прекрасные экземпляры, большие, треугольные, около 10 сантиметров по грани, настолько хорошо сохранившиеся под защитным черным слоем ферромарганцевых отложений, что четко видны детали поверхностной структуры, зубчики и рубчики на эмали по краям зуба. Г. М. Беляев, начальник отряда бентоса, рассказывает нам, что зубы ископаемых акул нередко являются массовым компонентом донных осадков. Их находили экспедиции на «Челленджере», на «Альбатросе». В двадцать шестом рейсе «Витязя» в центральной части Тихого океана зубы акул были обнаружены в 8 тралах и 8 дночерпателях. Наличие зубов в одном улове иногда превышало 400 штук. Во многих случаях хорошо сохраняются лишь эмалевые коронки зубов. Дентин и непокрытые эмалью корни зубов полностью растворяются.

Некоторые из зубов имеют естественный блестящий белый цвет. По-видимому, они принадлежали современным видам акул. Гораздо чаще зубы покрыты черной корочкой железо-марганцевых отложений. По хорошо сохранившимся зубам можно с достоверностью определить, каким видам акул они принадлежали. Эти виды были широко распространены в третичный период и вымерли в плиоцене. Таким образом, зубы эти пролежали на дне моря несколько десятков миллионов лет.

Все места нахождения ископаемых зубов относятся к открытой части океанов, в тропической и субтропической зонах, и, как и железо-марганцевые конкреции, встречаются пятнами.

Массовое скопление зубов в одних районах и отсутствие их в других заставляет предполагать, говорит Георгий Михайлович, что для образования таких скоплений необходимы определенные условия — прежде всего чрезвычайно малая скорость осадконакопления. Иначе как бы они могли остаться в поверхностном слое с третичного периода?!

Скорость накопления осадка связана с количеством взвеси в морской воде, с направлением и распределением суспензионных (мутьевых) потоков, с системой течений, в первую очередь придонных, с характером и рельефом дна. Рожер Ровелл и др. указывают, что обнаженные выходы третичных отложений приурочены к невысоким подводным холмам. Условия, способствующие образованию и скоплению на дне железо-марганцевых отложений, благоприятны и для накопления, и длительной сохранности в осадках зубов акул. Поэтому часто и находят вместе и те и другие.