Предисловие к русскому изданию

Книга Джона Меро "Минеральные богатства океана" отличается от многих вышедших к настоящему времени сводных работ по геологии и химии океана своей чрезвычайно острой направленностью. По существу, это первая, подкрепленная многочисленными более или менее реальными расчетами, сводка о том, какими минеральными ресурсами располагает человечество в океане.

Такая направленность определила весьма широкий круг вопросов, поднятых автором. Действительно, проблема использования минеральных богатств океана - дело не одних только исследователей-поисковиков, в ее решении необходимо равное участие и инженеров, создающих горнодобывающие механизмы, и технологов, ищущих пути использования сырья, и экономистов, определяющих целесообразность тех или иных разработок. Сочетая в одном лице многолетний опыт исследователя-океанографа и специалиста по вопросам техники и экономики извлечения минералов со дна моря, Меро создал монографию, одинаково интересную и нужную не только морским геологам, но и горнякам и экономистам.

"Океан - это грандиозное хранилище минеральных богатств, составляющих основу индустрии". Раскрытию этого тезиса, высказанному на первой же странице, подчинена вся монография. Книга рассказывает о том, какие минеральные компоненты, в каких количествах, каким способом и насколько рентабельно можно извлекать из океана уже сегодня и в каком направлении должна развиваться техническая мысль завтра.

Привлекательны простота и четкость подхода Меро к проблеме. Автор выделяет в океане пять областей, в которых господствуют определенные физико-химические условия: морские побережья, морская вода, континентальные шельфы, донные глубоководные осадки и, наконец, коренные породы, залегающие под осадками. В каждой из выделенных областей минеральные компоненты обладают некоторым условным единством своего физико-химического состояния и, стало быть, могут извлекаться сходными технологическими методами.

Главы, соответствующие описаниям этих пяти областей, содержат значительное количество фактов, кропотливо собранных воедино из разных источников и обработанных с экономической точки зрения. Напомним, что каждый факт о минеральном составе дна океана достается исследователям тяжелым и упорным трудом. По горькому замечанию известного американского океанолога Менарда, океан для геолога представляет собой "...совершенно излишний фильтр, затрудняющий получение и так не очень обильной информации со дна". Наука о формировании осадков океана на широких его просторах и больших глубинах по-серьезному еще не вышла из стадии сбора фактических данных. Поэтому проведенный Меро синтез имеющихся фактов чрезвычайно своевременен. Эта работа раскрывает величие минеральной сокровищницы океана совершенно в новом свете, нацеливая на необходимость скорейшего и планомерного комплексного освоения его богатств.

Область морских побережий хранит минералы, издавна волнующие человечество. Золото, платина и алмазы; касситерит, шеелит, вольфрамит и монацит; колумбит, магнетит, ильменит и циркон - все эти минералы на протяжении многих десятилетий успешно добываются в естественных пляжевых шлихах, созданных вековой волноприбойной деятельностью океана. Но уровень океана не стабилен, существуют более древние, затопленные пляжи. Они могут быть даже гораздо продуктивнее, чем современные. Это подтверждается опытом плавучей алмазодобывающей фабрики, перерабатывающей затопленные галечники близ устья реки Оранжевой (700 каратов ювелирных алмазов в сутки), разведкой морских золотоносных песков у побережья Аляски, добычей магнетитовых песков в прибрежных водах Японии. Первое опытное разведочно-эксплуатационное предприятие по добыче со дна моря титансодержащих песков организовано в Советском Союзе. Существенной особенностью подводных рудников является их неистощимость, ибо залежь разрабатывается в процессе своего формирования и извлеченные компоненты восполняются. Успех этих разработок определяется многосторонней разведкой и применением специфической горнорудной техники.

Многообещающим объектом эксплуатации, по мнению Меро, является сама океанская вода, в которой растворено более 70 различных элементов. В настоящее время промышленно извлекается только четыре: натрий и хлор (поваренная соль), соединения магния и бром. Добыча остальных элементов сопряжена с техническими трудностями, затраты на преодоление которых значительно превышают ценность извлекаемого компонента. Тем не менее многие растворенные в морской воде элементы следует уже рассматривать как реальные минеральные ресурсы будущего. Применение ионнообменных смол, которые можно наносить на корпусы кораблей или контейнеры, расставленные на путях океанских течений, а также все возрастающие масштабы переработки океанских вод прибрежными электростанциями и опреснительными установками должны привести попутно к промышленно-рентабельному извлечению не только магния и брома, но и существенных количеств бора, меди, урана, молибдена, серебра. Расчеты Меро по этому поводу достаточно убедительны.

Минеральные богатства континентального шельфа интенсивно разрабатываются уже в настоящее время. Полезные компоненты обнаружены здесь как в коренных породах, подстилающих осадки океана, так и в самих океанских осадках. Многие прибрежные месторождения продолжаются в коренных породах шельфа, так как эта область, по существу, представляет собой затопленную океаном часть континента. Таковы угольные месторождения Японии и Англии, железорудное месторождение острова Ньюфаундленд. Известны жильные залежи магнетита под дном Финского залива, скопление серы в подводных соляных куполах Мексиканского залива (месторождение Гранд-Айл, третье по запасам в США). Особое значение приобретает обнаруженная в подводных структурах шельфа нефть, добыча и разведка которой ведется сейчас в Мексиканском заливе, у Калифорнийского побережья, в районе Аляски, в Персидском заливе, в Северном море и во многих других районах мира. Уже совершенно ясно, что потенциальные запасы нефти в структурах континентального шельфа далеко превосходят разведанные нефтяные запасы суши: по данным съезда Американского нефтяного института в Чикаго (1949), запасы нефти на шельфе Мирового океана составляют около 120 млрд. т против 44 млрд. т наземных запасов всех капиталистических стран, вместе взятых.

Разрабатываются и осадки шельфа, в образовании которых участвуют терригенный материал разрушающихся континентов и хемогенные продукты океана.

Подводные россыпи ценных минералов приурочены к определенным материковым провинциям и непосредственно связаны с ними особенностями подводного рельефа и законами гидродинамики. Особый интерес в этом отношении представляет древний аллювий некоторых затопленных речных долин, продолжающихся по шельфу иногда на расстояние нескольких сотен миль и отчетливо выраженных в рельефе дна. Именно так продолжаются "под морем" алмазоносные реки Африки, золотоносные и платиноносные реки Аляски, оловоносные реки Юго-Восточной Азии. Многие из этих речных долин сейчас разведываются, а некоторые уже эксплуатируются. Разрабатываются платиновые россыпи на подводном продолжении Салмон-Ривер (Аляска), из аллювиальных отложений близ Таиландского побережья с глубины 30-40 м извлекается касситерит. Оловосодержащие минералы добываются со дна моря также близ острова Биллитон (Индонезия), где они концентрируются в осадках подводных долин между выступами затопленного гранитного массива.

Среди хемогенных осадков океана на шельфе особого внимания заслуживают залежи конкреций фосфоритов, обнаруженные близ берегов Японии, Южной Африки, вдоль восточного и западного побережий Американского континента и в ряде других мест. Конкреции фосфоритов располагаются густыми скоплениями в верхнем слое осадка на глубинах 50-2500 м без какой-либо отчетливой связи с рельефом дна, но обязательно в областях активного проявления океанских донных течений. Запасы фосфоритовых конкреций океанского шельфа весьма существенны и могут выгодно эксплуатироваться. Так, около б тыс. кв. миль дна океана, примыкающего к берегам Южной Калифорнии, покрыто фосфоритовыми конкрециями с общими запасами порядка 1 млрд. т. На отдельных разведанных участках этой зоны (например, район банки Фортимайл) поверхностная концентрация конкреций составляет в среднем 107 кг на 1 кв. м. Общая площадь Южнокалифорнийского прибрежья, в пределах которой, по данным Меро, оправдана промышленная эксплуатация фосфоритовых накоплений, составляет 36 тыс. кв. миль; подсчитано, что эксплуатация всего 10% наиболее удобных для разработки разведанных участков может обеспечить ежегодную добычу 500 тыс. т фосфоритов в течение 200 лет. В целом же на континентальных шельфах земного шара Меро по аналогии с океанскими месторождениями у берегов Калифорнии предполагает не менее 30 млрд. т промышленных запасов фосфоритов. При современных темпах потребления, по мнению автора, этих запасов вполне хватило бы для удовлетворения мировой потребности в фосфоритах на 200 лет.

Полезными ископаемыми можно считать теперь и глубоководные осадки ложа океана, представленные в основном биогенными илами и красными глинами. Существенно, что добыча глубоководных осадков уже не является технической проблемой: себестоимость подъема ила со дна океана на его поверхность составляет примерно 1 долл. на тонну. Запасы же разнообразных илов на ложе океана весьма велики. Так, количество карбонатных биогенных (глобигериновых) илов составляет 10¹⁶ т и ежегодно увеличивается на 1,5 млрд. т (на всем земном шаре ежегодно добывается около 200 млн. т известняка); кремнистые диатомовые илы (запасы 10¹³ т) могут с успехом конкурировать с добывающимся на суше диатомитом как по качеству, так и по стоимости продукции. Серьезным резервом металлургии могут служить красные глубоководные глины (запасы 10¹⁶ т, годовой прирост - 5Х10⁸ т), содержащие около 5% гидроокислов марганца в виде мелких зерен диаметром до 0,5 мм. Исследования показали, что непосредственно с этими зернами в красных глинах связаны другие ценные элементы: медь, никель, кобальт. Остальная часть красных глин содержит повышенные количества глинозема (15-25%), который в будущем может быть использован алюминиевой промышленностью.

Однако наиболее важными глубоководными осадками океана с экономической точки зрения (с учетом технических возможностей добычи) являются марганцевые и железо-марганцевые конкреции, в изобилии встречающиеся в верхней пленке осадка. Они не связаны с каким-либо определенным типом илов, хотя явно тяготеют к красным глубоководным глинам. Наибольшее содержание конкреций характерно для центральных областей Тихого океана (8-38 кг/мг, в среднем 14,5 кг/м²); общие запасы для одного только Тихого океана исчисляются в 1,66 X 10¹² т.

Обнаруженные почти 100 лет назад экспедицией "Челленджер", эти образования до сих пор привлекают внимание исследователей и вызывают множество дискуссий. Опираясь на собственные наблюдения, Меро сумел собрать и проанализировать большое количество сведений, разбросанных по многим океанологическим работам. Достаточно сказать, что в одной из многочисленных таблиц им сведены полные анализы конкреций по 166 станциям различных исследователей Тихого океана. Разделы, посвященные описанию и методам разработки глубоководных железо-марганцевых конкреций, составляют основную и наиболее ценную часть книги.

Обстановка формирования железо-марганцевых конкреций на дне океана показана Меро весьма рельефно. Конкреции образуются на различных по морфологии рельефа и составу вмещающих ("сопутствующих") илов участках дна океана, но обязательно в окислительной среде при заметном перемещении придонных масс воды и ослабленной общей седиментации. Размеры конкреций колеблются от долей миллиметров до стяжений весом 40-50 кг и сплошных марганцевых корок на подводных скалах. Ядрами конкреций служат обломки глубокоизмененных силикатных пород и пемзы, зубы акул и других рыб, кости китов, раковины фораминифер, кремневые и известковые губки, наконец, марганцевые же микроконкреции. Окислы марганца накапливаются на дне на поверхностях скальных обнажений и на различных предметах, сброшенных с судов в море. "В сущности, - пишет Меро, - ядром конкреции может быть любой твердый объект". Скорость формирования конкреций резко различна. Широко известны работы Петтерсона (1943), фон Буттлара (1950) и Голдберга (1961), где рассчитан весьма медленный рост конкреций - 1 мм в 1000 лет, 1,3 мм в 1000 лет, 1 мм в 100000 лет. Меро, однако, удалось установить, что существуют гораздо более высокие скорости накопления марганца и железа на дне океана. Так, на осколке снаряда времен первой мировой войны им обнаружена корка железо-марганцевых окислов толщиной 3 см (скорость накопления б см за 100 лет), а на снаряде второй мировой войны, поднятом с банки Фортимайл, характеризующейся резко окислительными условиями и большой скоростью водных течений, оказалась корка толщиной около 1,5 см (почти 10 см за 100 лет). Эти очень важные наблюдения дают Меро основание рассматривать механизм формирования конкреций весьма однозначно, а именно как результат непосредственного выделения коллоидов железа и марганца из воды океана. При этом он полностью разделяет точку зрения Краускопфа (1956) и Голдберга и Аррениуса (1958) о преобладающем значении адсорбционных процессов, приводящих к накоплению в конкрециях не только железа и марганца, но также и кобальта, свинца, цинка и многих других рассеянных в океанской воде элементов. Меро указывает по крайней мере 15 различных химических и физических факторов, влияющих на образование конкреций. Наиболее важные из них - рН и Eh поверхностного слоя океанского дна, химические и физические свойства коллоидов, концентрация коллоидов в морской воде, размер ионов, природа зарядов поглощающих золей и поглощаемых ионов и т. д. и т. п. К сожалению, все эти весьма существенные факторы, в большинстве своем ускользающие от внимания исследователей, оцениваются лишь качественно. Выяснение действительной роли каждого из них - неотложная задача будущих экспериментальных работ.

Обширные океанографические и аналитические материалы, синтезированные Меро, дали возможность выделить в Тихом океане ряд областей, характеризующихся определенными особенностями химического состава глубоководных конкреций. Оказалось, что к береговым частям океана тяготеет область высокожелезистых конкреций (Fe - 28,3%, Mn/Fe - 0,79), а близ западных берегов Американского континента располагается область высокомарганцевых конкреций (Mn - 49,8%, Mn/Fe - 29,8); конкреции областей, наиболее удаленных от островов и берегов континентов, содержат большие количества никеля (1,52%) и меди (1,13%), а конкреции впадин центральных частей Тихого океана характеризуются высоким содержанием кобальта (0,7-2,1%, в среднем 1,2%). Области эти, естественно, выделены условно, границы между ними расплывчаты и переходы постепенны. Известны накопления железо-марганцевых конкреций и в Индийском и в Атлантическом океанах, но изучены они там гораздо меньше. В целом запасы железо-марганцевых конкреций в океанах поистине грандиозны. Даже если рентабельным для добычи окажется всего лишь 1% залежей, установленных на дне одного только Тихого океана, то и тогда мировое потребление марганца и других металлов, содержащихся в конкрециях, будет обеспечено (при современных темпах потребления) на тысячи лет.

В заключительных главах Меро выясняет перспективы техники и экономики извлечения полезных ископаемых со дна океана, особенно останавливаясь на возможностях добычи глубоководных железо-марганцевых конкреций. Рассматривая и сравнивая разнообразные методы разработок - многоковшовое и канатное драгирование, эрлифтовую перекачку, гидравлическое драгирование, - Меро, по сути дела, закладывает теоретические основы новой, подводной, отрасли горнодобывающей промышленности. Подводные разработки чрезвычайно рентабельны: расчеты показывают, например, что при гидравлическом драгировании на глубине 10000 футов стоимость добычи конкреций составит всего 3,35 долл. за тонну. Разработка минерального сырья в океане много проще, чем на суше: в океане не нужны трудоемкие вскрышные работы, нет необходимости в применении взрывчатых веществ и в бурении. Качество и физические характеристики залежей дна океана отличаются поразительным постоянством на громадных площадях, причем товарный продукт составляет около 75% добытого и отгруженного материала. Все это наряду с другими не менее значительными преимуществами разработки подводных залежей по сравнению с существующими на континентах рудниками определенно свидетельствует, что конкреции океанского дна представляют собой значительно более дешевый источник марганца, никеля, кобальта, меди и, возможно, других металлов по сравнению с рудами, добываемыми в настоящее время на суше.

Многочисленные экономические подсчеты Меро вскрывают еще одно замечательное своеобразие глубоководных залежей железо-марганцевых конкреций как существенных минеральных ресурсов. Сравнивая скорости накопления различных металлов в океане и темпы их потребления, Меро показывает, что марганец, например, накапливается в 3 раза быстрее, чем его потребляет человечество, кобальт и медь - в 4 раза и так далее. Иными словами, подводные залежи, несмотря на их разработку, будут, как это ни парадоксально, неуклонно расти, а не истощаться.

Курьезом для советского читателя звучит нотка беспокойства за возможное "перепроизводство" и возникающие в связи с этим "проблемы сбыта" металлов. Если будет планироваться разработка среднего качества конкреций "...с целью на 100% удовлетворить потребность США в никеле, одновременно будут также добываться такие количества металлов, которые соответствуют 300% годового потребления марганца США, 200 - кобальта, 100 - титана, 300 - ванадия, 500% - циркония и т. д.". Но в конце концов и это "беспокойство", по мнению Меро, излишне, ибо состав конкреций океанского дна, к счастью, существенно меняется от одного участка к другому. Очевидно, можно выбрать такой район для разработки конкреций, "где состав конкреций позволит поставлять на рынок требуемый металл с учетом его потребностей, не опасаясь при этом перепроизводства какого-либо другого продукта".

И еще один вопрос освещает Меро - вопрос о праве прибрежных государств на разведку и разработку минеральных богатств океанов. Притязания некоторых правительств и промышленных компаний на прибрежные воды, еще ранее вызванные интенсивным расширением рыболовства, еще более усилились в связи с обнаружением доступных для разработки минеральных богатств шельфа. Борьба нефтяных монополий отдельных штатов Америки со своим федеральным правительством за право эксплуатации подводных нефтяных структур, одностороннее заявление президента Трумэна в сентябре 1945 г. о праве на собственность государства минеральных ресурсов в недрах и на поверхности шельфа, самостоятельное расширение зоны прибрежных вод странами Латинской Америки, споры стран Балтийского моря за право на разработку нефтяных богатств под его водами явились отголосками этих притязаний, нарушивших традиционные представления о "прибрежных" и "открытых" водах. В этих условиях конференция 88 стран приняла в 1958 г. в Женеве Закон моря, одним из документов которого явилась Конвенция о континентальном шельфе. По этой конвенции прибрежное государство получило суверенные права на ведение поисково-разведочных работ в пределах примыкающего континентального шельфа и на разработку его естественных богатств. Континентальный шельф в этой конвенции определен как "поверхность и недра морского дна подводных районов, примыкающих к берегу, но находящихся вне зоны территориального моря, до глубины 200 м, или за этим пределом, до такого места, до которого глубина покрывающих вод позволяет разработку естественных богатств этих районов".

В соответствии с этой конвенцией Четвертая сессия Верховного Совета СССР утвердила как закон СССР Указ Президиума Верховного Совета СССР от 6 февраля 1968 г. "О континентальном шельфе Союза ССР". По этому закону "Континентальным шельфом СССР являются поверхность и недра морского дна подводных районов, примыкающих к побережью или к островам СССР, но находящихся вне зоны территориального моря, до глубины 200 м, или за этим пределом, до такого места, до которого глубина покрывающих вод позволяет разработку естественных богатств этих районов. Поверхность и недра морского дна впадин, расположенных в сплошном массиве континентального шельфа СССР, независимо от их глубины, являются частью континентального шельфа СССР".

Как и другие страны, СССР осуществляет суверенные права над континентальным шельфом, примыкающим к внешней границе территориального моря СССР, в целях разведки и разработки его естественных богатств. Океан за пределами континентального шельфа остается таким же общим, как Антарктида, Луна и Космос. В этом аспекте широкое развитие советской поисковой и горнодобывающей морской техники уже сейчас приобретает не менее важное экономическое значение, чем, скажем, расширение рыболовного и китобойного промыслов. Для примера можно сказать, что США к настоящему времени построили и проектируют более 30 новых судов специально для поиска полезных ископаемых на дне моря до глубины 600 м.

Научный комитет по океаническим исследованиям Международного совета научных обществ при ЮНЕСКО подготовил обширный документ - Проект общего научного плана исследований Мирового океана. "Точно так же, как все люди дышат одним воздухом и как шторм над Новой Англией может начаться в Японии, так и воды океанов нераздельны и явления в одной их части в конце концов находят отголосок на огромных расстояниях. Поэтому изучение моря является естественной областью международного научного сотрудничества. Более того, сотрудничество это просто необходимо, если мы хотим, чтобы наши познания об океанах отвечали потребностям современного человечества. Океаны принадлежат не одному человеку и не одной нации, они служат многим людям и многим нациям", - пишут авторы этого документа. Большая роль в проекте отводится проблеме изучения минеральных богатств океана, сулящей большую экономическую выгоду. Рассматривая перспективы извлечения и промышленного использования уже известных растворенных элементов морской воды, разведанных донных отложений больших глубин и рыхлых осадков шельфа, авторы считают, что "научные исследования в области геологии и минералогии [дна океана. - К. З.] с бюджетом в несколько миллионов долларов в год, направленные главным образом на установление мест залегания полезных ископаемых на континентальных шельфах, могли бы лечь в основу новой промышленности с валовой продукцией в пределах ближайшего десятилетия по крайней мере 50 млн. долл. в год". Часть этой прибыли может быть направлена на новые исследования. Еще не изучены, например, сульфидные минералы впадин Черного моря, глубоководного желоба Караяка у побережья Венесуэлы и т. п. А эти сульфиды, возможно, содержат радиоактивные элементы, которые можно будет добывать побочно. Эти и подобные им проблемы еще ждут океанологов. "Мы не должны закрывать глаза на неожиданное, как, например, на то, что на дне глубоких морей могут находиться гигантские железо-никелевые метеориты", - напоминают авторы проекта.

Здесь уместно сказать, что советские ученые уже внесли определенный вклад в дело познания строения и осадков дна Мирового океана. Двадцатилетние исследования советского экспедиционного судна "Витязь" дали возможность составить подробную карту рельефа океанского дна, карты распределения донных осадков, серию карт распределения концентраций различных элементов в донных осадках. Именно советские океанологи Н. С. Скорнякова и Н. Л. Зенкевич дали первую оценку колоссальных запасов железо-марганцевых конкреций дна Тихого океана. Исследованиями П. Л. Безрукова, Н. С. Скорняковой, П. Ф. Андрущенко и их товарищей выявлены строение и минералогия железо-марганцевых конкреций, выяснены закономерности размещения их в рельефе и на площади дна Тихого океана. Начато в нашей стране и освоение прибрежных подводных россыпей - первые шаги в этом направлении делаются на Балтике и в дальневосточных морях.

Результаты работы "Витязя", частично использованные Меро в своей сводке, широко известны советским исследователям. Это позволяет достаточно снисходительно отнестись к некоторой схематизации, допущенной Меро в изложении общих сведений о геохимии океана, строении земной коры под океаном, распространении и литологии основных типов донных осадков и т. д. Эти сведения носят в работе сугубо вспомогательный характер и привлечены Меро главным образом как фон, на котором развертывается показ богатств океана. Однако один из вопросов, лишь вскользь затронутых Меро, исключительно важен, до конца еще не ясен исследователям и поэтому является предметом довольно широкой и оживленной дискуссии. Речь идет об источнике вещества хемогенных полезных ископаемых дна океана.

До последнего времени основными источниками минеральных компонентов океана считались материки, поставляющие разнообразные вещества в ходе интенсивной абразии, а основным геохимическим процессом океана предполагалась переработка и перераспределение поступившего с суши материала в соответствии с законами гидродинамики и гидрохимии. Дно океана рассматривалось в связи с этим всего лишь как пассивная область седиментации - "бассейн стока".

Сейчас, однако, накопилось уже немало фактов, свидетельствующих о широком развитии на дне океанов существенно иного процесса - подводного вулканизма. Оказалось, что именно подводные вулканы создали в океанах многочисленные вулканические острова и грандиозные подводные, горы, число которых в одном только Тихом океане достигает десятка тысяч. Американский океанолог Менард, установивший недавно, что подавляющее большинство подводных гор представляют собой вулканические аппараты, сформировавшиеся на дне океана, считает, что вулканические пароксизмы на океанском дне проявляются значительно более мощно, чем на суше. По его подсчетам, объем лавового материала, извергнутого подводными вулканами в течение 10⁸ лет, соответствует объему материковых лав, изливавшихся в течение 3X10⁹ лет. Таким образом, подводный вулканизм представляется теперь примерно в 30 раз более интенсивным, чем наземный. Это обстоятельство заставляет думать о вероятности поступления в океан разнообразных продуктов вулканической деятельности непосредственно из магмы, подстилающей ложе океана. Так, выявился новый источник наполнения массы океанских вод различными элементами, причем роль и значимость этого источника в сравнении с речным стоком в настоящее время оживленно обсуждается и разными исследователями расценивается по-разному.

К сожалению, Меро в своей работе ограничился лишь кратким перечислением возможных источников минеральных компонентов океана. Поэтому издательство сочло целесообразным дополнить книгу рядом журнальных статей других зарубежных авторов, освещающих именно эту сторону вопроса. Статьи эти, вышедшие из печати после сводки Меро, интересны советскому читателю еще и тем, что показывают разнообразные пути, которыми зарубежные исследователи пытаются подойти к решению проблемы возникновения рудных накоплений на дне океана и к пониманию особенностей формирования солевого состава океанических вод.

Э. Бонатти и Р. Нейаду в статье "Происхождение марганцевых конкреций на дне океана" пришли к выводу, что формирование марганцевых конкреций на дне Тихого океана происходит под влиянием подводного вулканизма, причем основным механизмом мобилизации вещества марганцевых конкреций авторы считают экстрагирование железа и марганца океанской водой из извергающейся на дне горячей лавы. Основываясь на детальных петрологических и петрографических наблюдениях, Бонатти и Нейаду устанавливают прямую связь между железо-марганцевыми конкрециями и продуктами изменения лав подводных извержений ("гиалокластитами"), представленными палагонитом, нонтронитом и цеолитами. Эта связь видится авторам не только в частой пространственной ассоциации скоплений марганцевых конкреций с гиалокластитами и другими продуктами подводных извержений, но и непосредственно в конкрециях, из которых можно составить непрерывный ряд образцов, изменяющихся от гиалокластитов с ничтожными сегрегационными выделениями окислов железа и марганца до железо-марганцевых конкреций с незначительными остатками гиалокластитов. Обогащение железо-марганцевых конкреций никелем, кобальтом, медью, свинцом и другими элементами, по Бонатти и Нейаду, также обязано процессам вулканизма.

Дж. Аррениус, Дж. Меро и Я. Коркиш в статье "Происхождение марганцевых минералов океана" рассматривают проблему источника вещества железо-марганцевых конкреций в геохимическом аспекте. Справедливо полагая, что в снабжении океана марганцем участвуют как подводный вулканизм, так и речной сток, авторы сделали попытку найти критерии, позволяющие отличать марганцевые окислы, связанные с подводными извержениями, от окисных минералов марганца, вещество которых могло быть генетически связано с выветриванием на континентах. Наиболее совершенным элементом - индикатором, хранящим "память" о своем происхождении, оказался кобальт, присутствие которого наряду с двухвалентным марганцем указывает на низкие значения окислительно-восстановительного потенциала среды формирования, очевидно, свойственные областям подводного вулканизма. Отсутствие же кобальта и MnO в минеральной структуре окисла, наоборот, явно свидетельствует о высокой степени окисления марганца во время осаждения и может быть связано с медленным его накоплением из разбавленного раствора с обычной концентрацией кислорода. Проведенный под этим углом зрения анализ многочисленного материала показал, что обедненные кобальтом конкреции (Mn/Со>300) распространены главным образом в периферических районах океана, в то время как подавляющая масса конкреций центральных глубоководных частей заметно обогащена кобальтом и, вероятнее всего, образовалась в результате быстрого осаждения весьма нестойкого двухвалентного марганца, привнесенного в ходе подводного вулканизма.

Д. Ф. Шутц и К. К. Турекьян, авторы статьи "Изучение географического и вертикального распределения некоторых рассеянных элементов в морской воде методом нейтронного активационного анализа", нашли новый оригинальный путь решения вопроса об источнике веществ, растворенных в океанской воде. Эти исследователи провели в водах Атлантического, Тихого и Индийского океанов более 750 достаточно точных определений содержания 18 различных рассеянных элементов, из которых наиболее неравномерно распределенными оказались никель, кобальт и серебро. Анализ размещения этих трех компонентов в водной массе океанов показал их полную независимость от речного стока. Установлено, например, что хотя в северную часть Атлантического океана попадает около 60% всех растворенных веществ континентального стока планеты, этот район отличается относительно низкими концентрациями кобальта, никеля и серебра по сравнению с глубинными водами центральных областей Индийского и Тихого океанов и Южной Атлантикой. Более того, воды Южной Атлантики, движущиеся в северном направлении, характеризуются более высокими концентрациями этих элементов, чем воды, идущие из Северной Атлантики на юг. Авторы приходят к выводу, что в центральной части Тихого океана из подводных вулканических очагов поступают столь значительные количества кобальта и никеля, что они доминируют в общем океанском балансе и существенно влияют на изменение концентраций этих элементов в располагающихся выше водах. Именно это обстоятельство, по мнению Шутца и Турекьяна, может объяснить также и несоответствие соотношения Mn/Со в глубоководных и прибрежных конкрециях, установленное Аррениусом, Меро и Коркишем.

Публикуемые статьи, естественно, лишь частично отражают обширные исследования, проводящиеся в океанах. Некоторым подспорьем читателю, который пожелал бы более подробно познакомиться с размахом ведущихся исследований, несомненно, может служить исчерпывающий список литературы, использованной как самим Меро, так и авторами дополняющих монографию статей. Тем не менее приведенные статьи убедительно показывают, что геохимические процессы океана, в ходе которых накапливаются грандиозные залежи полезных ископаемых, весьма самостоятельны, довольно сложны и требуют для своего познания разносторонних исследований. Теперь уже совершенно ясно, что гипотетический вывод об океанах как инертных "бассейнах стока" рушится под напором все новых и новых фактов.

Кстати сказать, исследование океанов почти во всех странах мира ведется в настоящее время в стремительном темпе. Буквально каждая океанологическая экспедиция приносит много неожиданного нового материала. Поэтому монографию Меро уже сейчас можно дополнить сведениями о целом ряде других замечательных фактов и открытий последних лет.

Советской вулканологической экспедицией в Индонезии детально изучен действующий подводный вулкан Бану Вуху. Оказалось, что эксгаляциями этого вулкана из недр Земли в океан ежегодно выносится до 9 тыс. т железа и марганца вместе с сопутствующими им элементами: германием, молибденом, свинцом, оловом, кобальтом и т. п. Железо и марганец выделяются из подводных гидротерм тончайшей коллоидной взвесью гидроокислов этих металлов, которая сорбирует многочисленные малые элементы и разносится течениями по океану. Совместные исследования американских, английских, западногерманских и шведских океанографических судов в Красном море выявили на глубине около 2000 м несколько обширных впадин с горячими рассолами и осадками окислов и сульфидов тяжелых металлов (железа, марганца, свинца и цинка), а также серебра и золота. Мощность рудного слоя на дне моря, по геофизическим данным, превышает 100 м, а общие запасы сульфидной руды, по предварительным подсчетам Геологической службы США, составляют около 130 млн. т. И наконец, в недавнем 43-ем рейсе "Витязя", закончившемся в мае 1968 г., на 3-километровых глубинах Тихого океана к западу от Гавайских островов были обнаружены залежи конкреций глубоководных фосфоритов, покрытых коркой марганца. Эта находка открывает совершенно новую страницу в науке о формировании морских фосфоритовых конкреций и заставляет думать, что известные фосфориты банки Агульяс, обнаруженные экспедицией "Челленджер" на глубине более 3000 м у основания континентального склона Африки близ мыса Доброй Надежды, не перемещены мутьевыми потоками, как полагает Меро, а также являются глубоководными образованиями. В этом же рейсе "Витязя" с плоской подводной горы Срединного Тихоокеанского хребта с глубины 3300-3800 м была поднята самая крупная в мире железо-марганцевая конкреция размерами 170Х145Х50 см и весом около 1 т, в ядре которой также оказался фосфорит.

Подобных открытий впереди еще очень и очень много. Но, несмотря на это, книга Меро надолго останется надежным справочником-путеводителем по неисчерпаемым кладовым минеральных богатств океана и прочной основой для познания новых тайн океанских глубин.

К. Зеленов