海底堆積物
海底堆積物(かいていたいせきぶつ)、または海洋堆積物(かいようたいせきぶつ)は、海底に蓄積した不溶性粒子の堆積物のことである。これらの粒子は、土壌や岩石に由来し陸地から主に河川を経由して海まで運搬されてきたものや、風によって運ばれた塵、氷河などによって運ばれ海に流れ込むものが含まれる。また、海洋生物や海水中の化学的沈殿物、および海底火山や隕石の残骸なども含まれている。
中央海嶺の数km近辺などの火山岩が多く見られる例外的な場所を除いて、海底の大半は堆積物によって覆われている。堆積物を構成する成分の由来源は複数あり、その組成は非常に多様である。海底の堆積物の厚さは、数mmから数十kmに及ぶ。海底堆積物は海面近くでは未固結のままであるが、数百mから数千mの深さでは水圧のため堆積物が石化(岩石化)する。
堆積物の蓄積速度は、海洋の大部分では非常に遅く、明確な堆積物の層が形成されるまでに数千年もの時間がかかる。陸地から運ばれた堆積物は最も速く蓄積し、粗い粒子の場合は1000年あたり1m以上の速度で堆積することもある。
陸生堆積物は、主に海に流れ込んだ既存の岩石の小さな破片で構成されている。これらの堆積物には、微視的な粘土から大きな岩まで、あらゆる範囲の粒子サイズが含まれている可能性があり、大半の海底で見られる。岩石堆積物は、風雨、水流、温度や氷結による亀裂、およびその他の侵食プロセスの作用により、岩石や鉱物がより小さな粒子に分解される風化のプロセスを通じて、陸上で作成される。これらの侵食された小さな粒子は、さまざまなメカニズムを通じて海へと運ばれる。
河川:河川を通じて、岩石や砂などがより細かい粒子となり運ばれ、大量の堆積物として海洋に堆積する。海洋の岩石性堆積物の約 90% は、河川の流出物、特にアジアからのものであると考えられている。この堆積物の大半、特に大きな粒子は、堆積して海岸線の近くに留まるが、小さな粘土粒子は長期間水柱に浮遊したままになり、発生源から遠く離れた場所に運ばれる可能性がある。
風:風成輸送により、砂やほこりなどの小さな粒子は、発生源から数千キロもの距離を移動する。これらの小さな粒子は、風が弱まると海に落ちたり、雨滴や雪片を形成する核(氷晶核)として機能する。風輸送は、砂漠地帯の近くで特に重要なプロセスである。
氷河とアイスラフティング(Ice rafting):氷河が陸地を進むに従い、非常に大きな岩を含む大量の土や岩の粒子が運ばれ、氷河が海に入り崩壊したり融解することによって、これらの粒子が海洋へと放出され堆積する。
適切な条件下では、他の植物プランクトンと同様にブルームを形成し、海を乳白色に変えることができる。
Coccolithophores named after the BBC documentary seriesThe Blue Planet
Diatoms are one of the most common types of phytoplankton
Their protective shells (frustles) are made of silicon
They come in many shapes and sizes
放散虫は単細胞の捕食性原生生物である。通常はシリカでできた、微小な穴が開いた精巧な球状の殻に包まれている。英語の名前(Radiolarians)はラテン語の「半径」(radius)に由来する。穴から体の一部を伸ばして獲物を捕らえる。珪藻のシリカフラストルと同様に、放散虫が死んで海洋堆積物の一部として保存されると、放散虫の殻は海底に沈む。これらの化石は微化石として、過去の海洋状況に関する貴重な情報を提供する。
珪藻と同様、放散虫にもさまざまな形状が観察される。
珪藻と同様に、放散虫の殻はケイ酸塩で構成される。
ただし、Acantharianという放散虫は、硫酸ストロンチウムの結晶から作られた殻を持つ。
球状の放散虫殻の断面模式図。
放散虫のように、有孔虫は単細胞の捕食性原生生物であり、穴のある殻で保護されている。彼らの名前foraminiferansはラテン語の「穴を掘る人」(hole bearers)に由来する。しばしばテストと呼ばれる彼らの殻にはチャンバーがある(有孔虫は成長するにつれてチャンバーを追加していく)。
生物起源堆積物は、生物が死んだときに沈降する生物の残骸に由来する。堆積物に寄与するのは生物の「硬い部分」であり、例えば貝殻、歯、骨格要素などである。これらの部分は通常ミネラル化されており、死後に急速に劣化する肉質の「柔らかい部分」よりも腐敗しにくい。
巨視的な生物起源堆積物ものとしては、大型生物の骨格や歯、殻などの遺物も含むと考えることができる。このタイプの堆積物は、海洋の大部分でかなりまれである。なぜなら、このような大型生物は一般に、これらの残骸が堆積し蓄積するのに十分な密度で死ぬことはないからである。ただし、1 つの例外として、サンゴ礁が挙げられる。この環境で、その遺体(すなわちサンゴの骨格)を残す生物が非常に豊富に存在しており、実際に熱帯の砂の大部分を占める成分でもある。
微視的な生物起源堆積物は、微生物の硬い部分、特にその殻(テスト)で構成されている。一つ一つは非常に小さいものの、これらの生物は非常に豊富に存在し、毎日数十億個体も死んでいくため、大量の殻が海底へと沈み生物起源の堆積物を作り出している。微視的な殻で構成された堆積物は、巨視的な粒子による堆積物よりもはるかに豊富であり、そのサイズの小ささのため、きめの細かいどろどろした堆積物層を作り出す。堆積層が少なくとも30%の微視的な生物起源物質で構成されている場合、それは生物起源の軟泥として分類される。このような堆積物の残りの部分は、多くの場合、粘土で構成される。
微視的な生物起源の堆積物の主な供給源は、炭酸カルシウム(CaCO3) またはシリカ(SiO2) の殻を作り出す単細胞藻類および原生動物である。シリカ殻は、珪藻(藻類) と放散虫(原生動物) の 2 つの主要なグループに由来する。