Экологические аспекты дегазации Земли

        Эль-Ниньо - комплекс взаимообусловленных изменений термобарических и химических параметров океана и атмосферы, принимающих часто характер стихийных бедствий, происходящих в экваториальной части Восточной Пацифики.

        Нормальная ситуация весьма своеобразна и определяется Перуанским течением, которое несет холодные воды из Антарктики вдоль западных берегов Южной Америки до Галапагосских островов, лежащих на экваторе. Пассаты, пересекая высокогорный барьер Анд, оставляют влагу на их восточных склонах, поэтому западное побережье представляет сухую каменистую пустыню. Дожди здесь чрезвычайно редкое событие, иногда они не выпадают годами. Далее пассаты вновь набирают влагу и приносят ее в избытке на западные берега Тихого океана. Эти ветры определяют и преобладающее западное направление поверхностных течений, вызывающих нагон воды в западной части Тихого океана. Нагон разгружается противопассатным течением Кромвелла.

        Аномально высока биологическая продуктивность прибрежных перуано-чилийских вод. На акватории, площадь которой составляет доли процента от площади Мирового океана, годовая добыча рыбы, в основном анчоуса, превышает 20% от общемировой. Обилие рыбы в прибрежных водах приводит к колоссальным скоплениям рыбоядных птиц. В районах птичьих базаров образуются залежи гуано - ценного азотно-фосфорного удобрения.

        Эль-Ниньо. В годы Эль-Ниньо ситуация резко меняется. Температура воды повышается на несколько градусов. Начинается массовая гибель и уход рыбы и, как следствие, исчезновение птиц. Наступает кризис рыбной промышленности прибрежных стран. Падает атмосферное давление в восточной части Тихого океана, появляются облака, пассаты стихают, и воздушные потоки над всей экваториальной зоной океана меняют направление. Теперь они направлены с запада на восток. Они уносят влагу из стран Западно-Тихоокеанского региона и обрушивают ее на западное подножье Анд, которые теперь преграждают путь западным ветрам и принимают на свои склоны всю влагу. В узкой полосе каменистых прибрежных пустынь бушуют паводки, сели, наводнения. В это же время от засухи выгорают тропические леса в Индонезии, на Новой Гвинее. Резко снижается урожайность сельскохозяйственных культур в Австралии и других странах Западно-Тихоокеанского региона.

        Однако причина разогрева океанской воды, а стало быть, и первопричина самого Эль-Ниньо до сих пор остаются неизвестными. Океанографы объясняют появление теплой воды к югу от экватора изменением направления преобладающих ветров. Метеорологи же смену ветров объясняют разогревом воды.

        Дегазационная модель Эль-Ниньо. Для геолога очевиден факт, что Эль-Ниньо развивается над одним из наиболее активных участков ВТП. Здесь зафиксирована максимальная скорость спрединга, повышенный тепловой поток, обнаружены водородные источники, действует самая мощная в мире гидротермальная система и выявлен огромный магматический резервуар.

        Водород, поднимаясь со дна океана из рифтовой долины на своде ВТП достигает стратосферы, где взаимодействует с озоном с образованием озоновой дыры. В нее "проваливаются" ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, которые обеспечивают разогрев поверхностной воды и воздуха над ней. Разогрев океанской воды приводит к усилению ее испарения и снижению растворимости СО₂ и выбросу его в атмосферу. Над восточной частью Тихого океана появляются облака. И пары воды, и углекислый газ - парниковые газы. Они аккумулируют дополнительную энергию, пришедшую через озоновую дыру.

        Разогрев воздуха приводит к сбросу давления. Над восточной частью Тихого океана образуется циклоническая область. Именно она ломает стандартную пассатную схему атмосферной динамики в этом районе и "засасывает" воздух из западной части Тихого океана. Вслед за стиханием пассатов уменьшается нагон воды у западных берегов, и прекращает действовать противотечение Кромвелла.

        Биологический аспект Эль-Ниньо. Речь пойдет о массовой гибели морских организмов у латиноамериканских берегов во время Эль-Ниньо.

        Аномальная биопродуктивность прибрежных районов Перу и Чили, которая в 50000 раз выше продуктивности других частей океана, определяется глубинной дегазацией. Участки максимальной продуктивности контролируются дегазирующими диагональными разломными структурами, идущими от ВТП в сторону Южной Америки. Из них на дно океана и в толщу океанской воды поступает огромное количество химических соединений, в том числе и элементов жизни - азота и фосфора. В достатке здесь и микроэлементы Mn, Cu, Fe и др.

        Прибрежный поверхностный (20-30 м) слой воды здесь аномально богат кислородом (холодное Перуанское течение). В этом слое над разломными зонами - источниками питательных веществ эндогенной природы и создаются уникальные условия для развития жизни. Бурно развивается фитопланктон. Им питаются анчоусы. Анчоусов поедают птицы, в результате жизнедеятельности которых питательные элементы, вынесенные газами из недр Земли, переходят в залежи гуано. Но эта потеря для данной экосистемы не страшна, так как источник поступления слишком мощный.

        Аномально высокая биопродуктивность залива Уолфишбей у западного побережья Южной Африки, определяется теми же факторами. Он расположен над разломной зоной, идущей из Атлантического океана на Африканский континент несколько южнее Китового хребта в месте пересечения с холодным антарктическим вдольбереговым Бенгельским течением. Район Южных Курильских островов, где холодное северное Курильское течение проходит над ООР Ионы, также отличается повышенной биопродуктивностью.

        Квазипериодично, в годы Эль-Ниньо, когда происходит усиление дегазации, тонкий, насыщенный кислородом и кишащий жизнью поверхностный слой воды продувается восстановленными газами. Кислород исчезает, начинается массовая гибель аэробной биоты.

        Красные приливы. В лишенных кислорода, продуваемых ядовитыми газами водах начинается бурное развитие одноклеточных водорослей - динофлагеллят. Это явление известно под названием "красный прилив". Океан как бы возвращается в геологическое "докислородное" прошлое.

        Ла Ниньа. Так называется заключительная фаза Эль-Ниньо, а именно резкое охлаждение воды в восточной части Тихого океана, когда на несколько месяцев ее температура опускается на первые градусы ниже нормы. Объяснение этому мы видим в одновременном разрушении озонового слоя и над экватором и над Антарктидой. В первом случае это приводит к разогреву воды в океане (Эль-Ниньо), в другом, к усилению таяния льда и увеличению притока холодной воды в приантарктические воды, и, соответственно, к усилению холодного Перуанского течения. Оно переохлаждает экваториальные воды после ослабления дегазации и восстановления озонового слоя.

        Так же как и в низкоширотных частях океана, оазисы аномальной биопродуктивности есть и в полярных морях, причем они уникальны еще и тем, что не замерзают даже в зимнее время. Это заприпайные полярные полыньи, достигающие в поперечнике 200км. Отмечается тектонический контроль расположения наиболее крупных полыней. И в Арктике и в Антарктике они расположены над полярными окончаниями мировой рифтовой системы.

        Выходы углеводородных газов в океане оказывают существенное влияние на накопление карбонатных осадков. Осаждение карбоната кальция в современных морях лимитируется двадцатикратным дефицитом углерода, относительно кальция. Над выходом же метана или над залежами газогидратов возникают скопления метанотрофных бактерий, которые, перерабатывая метан, выделяют углекислый газ. Повышение концентрации последнего в морской воде и обеспечивает обильное биогенное карбонатонакопление (В.Х.Геворкьян и др., 1990). Это хорошо видно на примере размещения карбонатных рифовых построек, как в современном океане, так и в палеобассейнах, где их положение контролируется тектоническими факторами.

        В зонах трансформных разломов океанской коры в условиях меньшей, чем в СОХ, проницаемости коры происходит заглублении магматических очагов, и усиливаются процессы кислотно-щелочного взаимодействия в системе мантия - магма - флюид. При этом магмы обогащаются щелочными компонентами, а флюиды кислотными, в частности кремнеземом. В местах флюидной разгрузки на дне океана и создаются повышенные концентрации этого элемента, который используется многими микроорганизмами, особенно холодноводными, для постройки скелета.