Геобетон: тайны появления конкреций на морском дне

Конкреции – это загадочные сферические каменные образования, которые можно найти на морском дне. Они могут быть как небольшими, так и гигантскими размерами. Но как они образовались и почему именно такой формы?

Согласно ученым, конкреции появились в осадочных породах, выросшие из кристаллических структур. Однако, почему они имеют сферические слоистые формы, не до конца понятно. В то время как другие минералы растут угловатыми формами, наподобие шипов.

Недавние фотографии показывают, что конкреции могут быть окатанными камнями в мощных селевых потоках или слой за слоем налипшими массами на "затравку" в тех же потоках.

Сами потоки окаменели, а конкреции получились зацементированными. Такая порода, где много щебня, называется брекчия, а где много галечника – конгломерат. Порода с конкрециями похожа на них по происхождению и все эти разновидности можно назвать одним словом – геобетон.

Однако, источник этой породы в прошлом – это выходы из недр, из грязевых вулканов во времена масштабного вымирания животных. Это подтверждает теорию, что конкреции образовались из микроорганизмов, которые жили на морском дне в то время.

Органика при разложении создает вокруг себя щелочную среду, и содержащийся в поровых водах кальций осаждается в виде кальцита, который цементирует песок и ил вокруг «затравки». В итоге в толще песчаников, сланцев и аргиллитов формируются запечатанные конкреции — образования, более прочные, чем окружающие породы.

В ходе эволюции слои аргиллитов размыл прибой, а конкреции оказались на поверхности. Волны обработали их, придав сферическую форму.Общий принцип формирования шаров был понятен, но до недавнего времени оставались вопросы. Как быстро они растут? Почему такая правильная форма? Из-за чего и когда прекращается рост? Ученые Нагойского университета (Япония) не один год занимаются этими вопросами, в итоге им удалось раскрыть оставшиеся тайны.

Исследования продемонстрировали, что даже самые большие конкреции образуются быстро — за несколько десятилетий. Основной механизм — встречный диффузионный перенос ионов гидрокарбоната HCO3–, возникающих при разложении органического вещества, и кальция Са2+ из морской воды, которой пропитан ещё не затвердевший донный осадок.

Ранее с помощью метода сканирующей аналитической рентгеновской микроскопии выяснили, что растущая конкреция отделена от вмещающей породы так называемой реакционной зоной, в которой и происходят диффузионные обменные реакции. Если на её пути нет препятствий, она равномерно смещается во всех направлениях от центра. Отсюда и сферическая форма. А рост прекращается, когда в ядре заканчивается углерод.