Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
унктах экваториальной части Атлантики. В частности, для района желоба Романш также на поверхности найдено повышенное значение (1,4‰), а в придонном слое здесь (проба 9) и в экваториальной зоне Южно-Атлантического хребта, Бразильской впадине и впадине Сьерра-Леоне (пробы 10-12) обнаружено его убывание. Если в приповерхностном слое экваториальной части отмечается закономерное изменение величины и солености, то с глубиной такой корреляции не наблюдается. Последнее, видимо, связано с разными условиями формирования изотопного состава воды и ее ионно-солевой части. В процессе изменения и выравнивания изотопного состава определяющая роль принадлежит закономерностям, связанным с глобальным и локальным водообменом в океане, испарением и смешением с пресными водами. Вполне вероятным представляется, что холодные и более плотные воды полюсов формируются и двигаются в виде морских течений по направлению к экватору, опускаясь и образуя в этом районе придонные течения, обедненные тяжелыми изотопами. Такая упрощенная схема согласуется с полученными данными и с фактически наблюдаемыми течениями в океане. Впервые подобная точка зрения была высказана С. Эпштейном и Т. Майедой [78].
Вода Тихого океана в районе Курило-Камчатского желоба, отобранная с отметки 500 м, содержит меньше кислорода-18 ( - 2,4‰), чем вода аналогичных горизонтов в изученных пунктах Атлантического и Северного Ледовитого океанов. Г. Крейг и Л. Гордон [74] показали, что средняя концентрация кислорода-18 в тихоокеанских водах ниже, чем в других океанах.
Морские воды
Несмотря на то что раздельное изучение изотопного состава природных вод начиналось именно с океанических и морских вод [5], омывающих территорию Советского Союза, до сего времени в этой области проведен лишь небольшой объем исследований.
С известным приближением можно считать, что морские воды являются разбавленными океаническими. Вариации в содержании изотопов при этом будут обусловлены такими факторами, как степень изолированности моря от океана, климатическими условиями и соответственно интенсивностью испарения и количеством выпадающих осадков, материковым стоком и скоростью водообмена (глубиной).
Нами изучен изотопный состав воды Черного моря, отобранной в районе г. Сочи (табл. 14, пробы 1-3) и по разрезу центральной части акватории (пробы 4-9), а также Тирренского и Охотского морей и Финского залива. Как известно, в Черное море через прол. Босфор проникают глубинные воды Средиземного моря с изотопным составом, близким к таковому средней океанической воды, и соленостью около 35%о [Скопинцев Б. А., 1959 г. и др.]. В обратном направлении движется черноморская вода с соленостью примерно 18‰. Таким образом, воды Черного моря являются продуктом смешения речных вод, впадающих в него, и вод Средиземного моря. В этом отношении изученный разрез представляет наиболее сбалансированную систему с выраженной стратификацией вод по солености: до отметок 60 - 100 м она составляет 17,5 - 18, затем возрастает до 22,3‰.
Таблица 14
Содержание дейтерия и кислорода-18 в морских водах
Место отбора пробы;датаНомер образца Глубина, мСоленость,‰ D,‰,‰Черное море, район г. Сочи; 1969 10,517,5-25-3,0210018,1-30-4,0390020,3-28-4,0Черное море, 43 15 с. ш, 34 з.д.; 196940,518,5--4,9515021,4--3,5620021,4--3,9750022,1--4,58100022,3--4,89*2260---4,1Тирренское море; 196310*356039,6--0,6Охотское море; 0,5 км от о.Парамушир; 1964115,0---4,4Финский залнв; 1976 3,03.8-52-6,5Примечание. Звездочками отмечены образцы воды
По глубине выделяются три зоны: верхняя (до 100 - 150 м)-окислительная, где присутствует кислород до 6,5 - 7 мг/л, промежуточная (до 300 м), в которой кислорода очень мало, и нижняя (свыше 300 м и до дна) - сероводородная зона. Установленная особенность распределения солености и других компонентов химического состава является результатом слабого перемешивания воды и образованием восстановительной обстановки в Черном море. Согласно косвенным вычислениям Б. А. Скопинцева [1959 г.] (по водно-солевому балансу), время, в течение которого придонный слой открытой части достигает поверхности моря (т. е. совершает путь 2000 м), составляет примерно 130 лет.
Как следует из табл. 14, в верхнем слое воды изученного разреза на поверхности наблюдаются минимумы содержания кислорода-18 (-4,9‰) и солености (18,5‰). На отметке 150 м устанавливаются максимум (- 3,5‰) и повышенная соленость (21,4‰). С глубиной до 1000 м концентрация кислорода-18 понижается до -4,8‰ с некоторым увеличением его содержания в придонном слое воды (до - 4,1‰). Как уже упоминалось, выявленное изотопное и ионно-солевое распределение связано главным образом с особенностями водного баланса моря и его составляющими.
СНЕГОВОЙ И ЛЕДНИКОВЫЙ ПОКРОВЫ
Твердые атмосферные осадки (снег, град), выпадая на земную поверхность, образуют снеговой и ледниковый покровы. При устойчивых отрицательных температурах воздуха высоких полярных широт (Арктика. Антарктида, Гренландия) выпавшие осадки сохраняются круглый год. В умеренных и тропических широтах снеговой покров остается лишь на больших высотах в виде десятков тысяч ледников, разбросанных по горным цепям во всем мире. Таким образом, огромная часть поверхности Земли постоянно несет на себе снеговой и ледниковый покровы. По объему воды они занимают второе место (24 тыс. км3) после Мирового океана. Из них 9% льда сконцентрировано в полярных областях, 91% - в Антарктиде.
Уже первые изотопные исследования, выполненные в 1959-1965 гг. Р. Гонфиантини и Э. Пиччиотто [1959 г.], В. Дансгаардом [1961, 1964 г.], Э. Пиччиотто и др. [1960 г.], С. Эпштейном и др. [1965 г.], позволили ?/p>