Actiunea geologica a apelor marine

Actiunea geologica a apelor marine

Prin suprafata pe care o ocupa, ca si prin volumul mare al hidrosferei, apele marine au exercitat si exercita o actiune importanta asupra scoartei terestre. Actiunea lor se interconditioneaza strans cu actiunea geologica a atmosferei si biosferei. Formarea valurilor si a curentilor marini este strans dependenta de actiunea vantului si regimul termic al atmosferei, care este influentat de temperatura apelor marine.

Actiunea geologica a apelor marine consta in procesele de abraziune, de transport si de sedimentare.

Prin forta mecanica a valurilor si, intr-o mai mica masura si a mareelor si curentilor marini, marea exercita o puternica actiune distrugatoare.

Prin miscarea orbitala in plan vertical a particulelor de apa sub actiunea vantului iau nastere valurile. Miscarea orbitala se transmite si in paturile mai adanci, insa orbitele sunt din ce in ce mai mici. La un val se disting o creasta si un jgheab, ambele orientate perpendicular pe directia vantului. Distanta dintre doua creste invecinate reprezinta lungimea undei, iar diferenta de nivel dintre creasta si fundul jgheabului reprezinta amplitudinea undei. Intervalul de timp scurs de la trecerea printr-un punct al unei creste pana la trecerea celei de a doua creste se numeste perioada undei, iar distanta pe care s-a deplasat creasta unui val in unitatea de timp reprezinta viteza valului. Cele mai mari valuri oceanice au o lungime de 400 m, amplitudini de 13 m, perioada de 17-18 s si viteza de cca 22 m/s. In Marea Neagra, inaltimea valurilor nu depaseste 5-6 m.

Abraziunea marina este actiunea mecanica a valurilor marii asupra tarmurilor. Ea este mai puternica pe tarmurile marilor deschise si mai redusa la cele interne (inchise). Forta mecanica a apelor marii pe tarmurile Scotiei se ridica vara la 3000 kg/m₂, iarna la 10.000 kg/m₂, iar in timpul marilor furtuni poate atinge 35.000 kg/m₂. Sub actiunea acestor forte pot fi smulse blocuri de peste 100t.

Actiunii mecanice a valurilor i se adauga si actiunea chimica a apelor marine si mai ales a bioxidului de carbon (CO₂) dizolvat in apa, care favorizeaza dizolvarea rocilor carbonatice. Actiunea mecanica a apelor marine este mai intensa in cazul tarmurilor formate din roci fisurate, unde apa patrunde printre fisuri largindu-le treptat, iar in regiunile reci, prin inghetare apa favorizeaza dezagregarea si desfacerea blocurilor de tarm.

Actiunea mecanica a valurilor este deosebit de intensa la contactul dintre uscat si mare. Sub nivelul marii, actiunea scade treptat, astfel incat la 20 m adancime puterea scade la o cincime, la 50 m reprezinta numai 2% din cea de la suprafata, iar la 70 m este practic nula. Fragmentele de roci smulse din tarm si materialul detritic adus de apele curgatoare, antrenate de valuri, amplifica actiunea de distrugere a tarmului.

Ca rezultat al abraziunii marine are loc o deplasare treptata a liniei tarmului si formarea platformelor de abraziune.

Intensitatea abraziunii marine depinde, pe de o parte de intensitatea valurilor, respectiv de forta mecanica a valurilor, iar pe de alta parte de rezistenta la distrugere pe care o opun rocile tarmului.

In tarmurile cu roci calcaroase, prin abraziune si dizolvare se formeaza arcade si grote. Tarmurile formate din alternante de roci cu rezistente diferite sunt diferit erodate, in functie de pozitia si orientarea stratelor. Daca stratele sunt orizontale, abraziunea progreseaza incet. Daca sunt inclinate spre mare, actiunea distrugatoare este si mai redusa. Cea mai mare distrugere are loc atunci cand stratele au o directie paralela cu linia tarmului si sunt inclinate spre uscat. In acest caz, valurile sapa nise in masa stratelor, fapt ce inlesneste prabusirea falezei si inaintarea activa a liniei tarmului. Stratele verticale sau cu inclinari mari, perpendiculare pe linia tarmului, sunt erodate de-a lungul celor mai putin rezistente, formand tarmuri puternic fragmentate, cu golfuri inguste si peninsule alungite.

Ca rezultat al actiunii valurilor, linia tarmului se deplaseaza treptat spre uscat, iar materialul rezultat, antrenat de valuri cand spre mare, cand spre tarm, prin rostogolire produce o roadere si netezire a fundului marii. In acest fel, in lungul liniei tarmului se formeaza o zona cu fundul plan, denumita platforma de abraziune.

Aceste platforme se dezvolta mai activ in cazul tarmurilor inalte, cu pereti abrupti (faleze) si mai incet in cazul tarmurilor joase. Platformele de abraziune se formeaza numai pana la acele adancimi pana la care se resimte influenta valurilor (50 m).

Daca scoarta terestra nu sufera miscari verticale importante sub actiunea valurilor, platforma de abraziune se largeste treptat. Daca scoarta terestra se ridica, marea se retrage, iar vechea platforma de abraziune se ridica deasupra marii, constituind o terasa marina emersa. Procesul de abraziune continua la un nivel mai coborat, determinand formarea unei noi platforme de abraziune.

Daca miscarea de ridicare se repeta, se exondeaza si cea de a doua platforma de abraziune. Procesul repetandu-se se pot forma mai multe terase marine. Asemenea terase pot fi recunoscute astazi pe tarmul Norvegiei, Scotiei si Canadei. Pe coastele pacifice ale Canadei apar terase marine la altitudinea de 1500 m. Pe aceste terase se pot pastra sedimente cu resturi de fosile marine, care permit determinarea varstei teraselor.

Daca scoarta terestra sufera miscari de coborare, vechea platforma de abraziune se scufunda si devine o terasa marina submersa (terasa submarina), iar sub actiunea valurilor se formeaza o noua platforma de eroziune deasupra actualei terase submarine. Asemenea terase marine submerse constituie dovezi ale miscarilor oscilatorii ale scoartei terestre.

Transportul marin. Materialele detritice rezultate prin abraziune si cele aduse de apele curgatoare de pe uscat sunt antrenate in suspensie sau prin rostogolire de valuri, maree si curenti marini. Ca urmare a acestor deplasari de material detritic, in zona litorala se formeaza un profil de echilibru corespunzator pantei si caracterelor litologice ale fundamentului in sectorul dat. In lungul tarmurilor cu panta lina apar doua zone. Prima in apropierea tarmului, caracterizata prin deplasarea materialului spre tarm, respectiv a doua este mai departata, unde particulele sunt deplasate spre larg. Limita dintre aceste doua zone se numeste linie neutrala.

In cazul unor tarmuri nisipoase, cu pante line si uniforme, nisipul din zona din apropierea tarmului este aruncat pe tarm si formeaza plaja, iar o parte din nisip este antrenata spre larg. Profilul de echilibru se realizeaza atunci cand deplasarea particulelor spre tarm este egala cu deplasarea particulelor spre larg.

In cazul tarmurilor cu pante abrupte ale malurilor fundului, forta de gravitatie depaseste forta cu care valurile imping materialul spre tarm si, de aceea, nu se formeaza o linie neutrala, iar materialul detritic este deplasat spre larg. In acest caz, linia tarmului se deplaseaza continuu spre uscat, iar profilul de echilibru este taiat in rocile substratului. Daca, insa, panta initiala a fundului este foarte lina, forta gravitatiei care deplaseaza materialul spre larg este depasita de forta valurilor, iar materialul detritic este antrenat numai spre tarm, determinand o crestere a plajei si o retragere a liniei tarmului. Actiunea de transport a valurilor marine se resimte pana la o adancime de 30 m.   

Actiunea fluxului si a refluxului (actiunea mareelor) este asemanatoare cu cea a valurilor, fiind insemnata in marile putin adanci.

Curentii marini se formeaza in bazine oceanice si mari deschise. Ei au o actiune de transport mult mai insemnata decat a valurilor sau mareelor. In apele curentului Golfstream se gaseste mal antrenat de apele varsate ale fluviului Amazon, pe care il depune pe litoralul Guineei.

La varsarea marilor fluvii in mari sau oceane se formeaza curenti orizontali care pot transporta materialul pelitic pana la o distanta de ordinul sutelor de kilometri. Spre exemplu, curentul fluviului Zair ajunge in Oceanul Atlantic pana la o departare de 660 km, iar culoarea cafenie cauzata de materialul in suspensie transportat se mentine pana la o distanta de 400 km. La 360 km materialul transportat este in cantitate asa de mare incat este capabil sa formeze unele insule.

Un rol insemnat la transportul materialului in suspensie il au curentii de turbiditate, care se formeaza pe fundul inclinat al oceanului. Malurile argiloase, puternic imbibate cu apa, trec in stare fluida atunci cand sunt agitate (adica manifesta tixotropie) si favorizeaza formarea curentilor de turbiditate.

Sedimentarea marina poate fi de natura mecanica, chimica si biogena. Sedimentarea mecanica poate fi terigena si pelagica. In categoria sedimentelor terigene sunt incluse sedimentele detritice aduse de pe continent de catre apele curgatoare si cele rezultate in urma abraziunii marine. In categoria sedimentelor pelagice (de la grecescul pelagos = ocean) sunt incluse sedimentele marine formate din materiale de origine vulcanogena si organogena, care se acumuleaza la mari departari de tarm.

Sedimentele de ape putin adanci sunt reprezentate de catre depunerile litorale (formate in lungul tarmului) si depunerile netritice (ce se acumuleaza pe platforma continentala). Depunerile litorale sub forma de mal, nisip, pietris si bolovanis dau nastere la plaje, cordoane litorale, bariere, grinduri etc.

Plajele sunt acumulari de nisip in lungul tarmurilor joase, cu o panta lina a fundului. Cordoanele litorale sunt acumulari de material detritic, in special nisipos, sub forma unor creste alungite paralele cu linia tarmului.

Sedimentele bathiale (sau hemipelagice) se acumuleaza in zona povarnisului continental, la adancimi cuprinse intre 200 si 2500 m. Ele sunt alcatuite din mal albastru negricios, cu miros de hidrogen sulfurat, impregnat local cu hidroxizi de fier, minerale argiloase, fragmente de cuart, feldspati, amfiboli de origine terigena, precum si fragmente de cochilii calcaroase. In aceasta categorie intra si malurile cu coprolite, care contin peste 50% dejectii ale organismelor bentonice.

In marile tropicale si subtropicale, la gurile unor fluvii mari se depune mal rosu, adus de apele acestor fluvii, care contine material argilos si oxizi de fier, la care se adauga carbonati de origine organica.

In vecinatatea insulelor vulcanice apare malul si nisipul vulcanic, iar in vecinatatea tarmurilor abrupte, formate din sisturi cristaline, la locul de intalnire a curentilor calzi si reci, apar depozite de maluri si nisipuri verzi, sedimente imbogatite in glauconit.

Malurile calcaroase sunt depuse in zona povarnisurilor continentale din regiunile tropicale. Ele sunt alcatuite din depuneri calcaroase, aduse de pe uscat de apele curgatoare, precum si din precipitarea carbonatilor de calciu din apa marina, in zonele de intalnire cu apele reci. In alcatuirea lor intra resturi de foraminifere, radiolari, alge calcaroase, diatomee etc. Din aceste maluri iau nastere marnele, marnocalcarele, creta etc.

Sedimentele abisale (sau eupelagice) sunt alcatuite, in cea mai mare parte, din resturi de microorganisme planctonice si din particule fine terigene si vulcanogene. Dupa compozitia lor, malurile abisale actuale se grupeaza in cinci categorii:

maluri cu Globigerine depuse la adancimi intre 470 si 6000 m,

argile rosii abisale si maluri cu Diathomee depuse la adancimi de 5700 m, din care se formeaza rocile sedimentare biogene, diatomitele si menilitele,

malurile cu Radiolari din care iau nastere radiolaritele,

malurile cu Pteropode

Sedimentele marine, rezultate din precipitatie chimica, contin fier, bioxid de siliciu, silice carbonatate, carbonat de calciu. Fierul se depune sub forma de oxizi, hidroxizi, carbonati, silicati sau sulfuri.

Bioxidul de siliciu (SiO₂) adus de apele curgatoare se depune sub forma de silicati hidratati, formand maluri argiloase si marnoase. O parte din silice este folosita de organismele silicioase in alcatuirea scheletelor lor (Diathomee, Radiolari, Spongieri siliciosi etc.).

Carbonatul de calciu (CaCO₃) precipita sub forma de maluri calcaroase fine, oolite calcaroase care sunt mici sferule formate din paturi concentrice de CaCO₃ depuse succesiv pe suprafata unor granule detritice sau a unor fragmente din scheletul unor organisme calcaroase. Prin cimentarea lor iau nastere calcarele oolitice.

In apele lagunare sulfura de carbon (CaSO₄) se depune sub forma de gips (CaSO₄ 2H₂O), iar clorura de sodiu (NaCl) sub forma de depozite saline (sare gema). Ultimele saruri care precipita sunt clorura de potasiu (KCl) in silvina sau carnalit (amestec natural de clorura de potasiu si magneziu - KClMgCl₂6H₂O) etc.

In concluzie, in depunerile apelor oceanice si ale marilor s-au format cele mai multe roci sedimentare detritice sau de precipitatie chimica, care impreuna detin peste 90% din totalul rocilor sedimentare. Astfel, s-au format nisipurile, marnele, argilele, calcarele, conglomeratele, gresiile, depozitele de sare gema si gips etc.