ตะกอนทะเลและลำดับชั้นหิน

ตั้งแต่ฝุ่นที่ปลิวมากับลมไปจนถึงเปลือกแพลงก์ตอน วัสดุที่ตกตะกอนลงสู่พื้นทะเลจะก่อตัวเป็นชั้นสะสม ซึ่งองค์ประกอบและลำดับชั้นจะบันทึกประวัติศาสตร์ของมหาสมุทร สภาพภูมิอากาศ และสิ่งมีชีวิต

Definition

ตะกอนทะเลคืออนุภาคที่ยังไม่แข็งตัวซึ่งสะสมอยู่บนพื้นทะเลจากแหล่งกำเนิดทางชีวภาพ บนบก เคมี และนอกโลก ส่วนลำดับชั้นหินคือการศึกษาการวางตัวเป็นชั้นของตะกอนและบันทึกทางลำดับเวลาที่ตะกอนเหล่านั้นให้ไว้

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมประเภทหลักของตะกอนทะเล ได้แก่ ตะกอนจากแผ่นดิน (terrigenous) ตะกอนชีวภาพ (biogenous) ตะกอนเคมี (hydrogenous) และตะกอนจากนอกโลก (cosmogenous) แหล่งกำเนิดและการขนส่ง การควบคุมการกระจายตัวบนพื้นทะเล กระบวนการสะสมและการเปลี่ยนแปลงหลังการสะสม (diagenesis) และการตีความทางลำดับชั้นหินของชั้นตะกอนน้ำลึก

Core questions

• ประเภทและแหล่งกำเนิดหลักของตะกอนทะเลมีอะไรบ้าง?
• อะไรเป็นตัวควบคุมว่าตะกอนประเภทต่างๆ สะสมอยู่ที่ใดบนพื้นทะเล?
• ตะกอนโคลนชีวภาพ (biogenic oozes) ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร และเหตุใดจึงถูกจำกัดด้วยความลึกและองค์ประกอบทางเคมี?
• บันทึกตะกอนที่เป็นชั้นมีอายุและถูกตีความทางลำดับชั้นหินได้อย่างไร?

Key theories

แหล่งกำเนิดและการกระจายตัวของตะกอน

ประเภทของตะกอนสะท้อนถึงความสมดุลของปัจจัยนำเข้าจากแผ่นดิน ผลผลิตทางชีวภาพ และเคมีของน้ำทะเล ดังนั้นวัสดุจากแผ่นดินที่มีขนาดใหญ่จึงเด่นชัดบริเวณขอบทวีป ในขณะที่ดินเหนียวละเอียดและตะกอนโคลนชีวภาพปกคลุมทะเลลึก

ระดับความลึกชดเชยคาร์บอเนต

ต่ำกว่าระดับความลึกที่การละลายเกินกว่าการจัดหา เปลือกหอยแคลเซียมคาร์บอเนตจะละลายก่อนการฝังตัว ดังนั้นตะกอนโคลนปูนจึงถูกจำกัดอยู่เฉพาะพื้นทะเลที่ตื้นกว่า ในขณะที่ตะกอนซิลิกาและดินเหนียวจะเด่นชัดในแอ่งน้ำลึก

Mechanisms

อนุภาคต่างๆ ไปถึงพื้นทะเลจากแม่น้ำและลม (ตะกอนจากแผ่นดิน) ซากแพลงก์ตอนที่จมลง (ตะกอนชีวภาพ) การตกตะกอนจากน้ำทะเล (ตะกอนเคมี) และอวกาศ (ตะกอนจากนอกโลก) การกระจายตัวของอนุภาคเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการจัดหา ผลผลิต และการละลาย เปลือกหอยปูนจะละลายใต้ระดับความลึกชดเชยคาร์บอเนต (carbonate compensation depth) และชั้นที่สะสมจะถูกบดอัดและเปลี่ยนแปลงทางเคมีอย่างต่อเนื่องระหว่างการฝังตัว

Clinical relevance

ตะกอนทะเลเป็นแหล่งกักเก็บทรัพยากรไฮโดรคาร์บอนและแร่ธาตุ บันทึกอันตรายใต้ทะเล เช่น การไหลของกระแสน้ำขุ่น (turbidity flows) และเก็บรักษาซากดึกดำบรรพ์ขนาดเล็กและข้อมูลทางเคมีที่ใช้ในการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศและสภาพมหาสมุทรในอดีต

History

การจำแนกตะกอนน้ำลึกมีมาตั้งแต่การวิเคราะห์ตัวอย่างจากการสำรวจของ Challenger โดย John Murray ในช่วงปลายศตวรรษที่สิบเก้า การเจาะสำรวจและการขุดเจาะทางวิทยาศาสตร์ในมหาสมุทรในศตวรรษที่ยี่สิบได้ปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับการกระจายตัวของตะกอน ระดับความลึกชดเชยคาร์บอเนต และลำดับชั้นหินน้ำลึก

Key figures

• John Murray
• Wolfgang Berger
• Eugen Seibold

Seminal works

• seiboldBerger2017
• kennett1982

Frequently asked questions

ตะกอนโคลนน้ำลึก (deep-sea ooze) คืออะไร?

ตะกอนโคลน (ooze) คือตะกอนน้ำลึกละเอียดที่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเปลือกแพลงก์ตอนขนาดเล็ก ซึ่งจำแนกเป็นตะกอนโคลนปูน (calcareous) หรือตะกอนโคลนซิลิกา (siliceous) ขึ้นอยู่กับว่าเปลือกเหล่านั้นเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตหรือซิลิกา

เหตุใดจึงมีแคลเซียมคาร์บอเนตน้อยในมหาสมุทรที่ลึกที่สุด?

ต่ำกว่าระดับความลึกชดเชยคาร์บอเนต น้ำทะเลจะละลายแคลเซียมคาร์บอเนตเร็วกว่าที่มันมาถึง ดังนั้นเปลือกคาร์บอเนตจึงละลายก่อนที่จะสะสมตัวได้ เหลือเพียงดินเหนียวและซากซิลิกาแทน