Депозиция

Депозиция — это процесс отложения, осаждения или накопления твёрдого материала, переносимого водой, ветром, льдом или под действием силы тяжести, на поверхности суши или дне водоёмов. В геологии и геоморфологии депозиция является ключевым этапом седиментогенеза — образования осадочных горных пород, и противопоставляется процессам эрозии и денудации (разрушения и переноса материала). В более широком смысле термин может применяться в химии, материаловедении и биологии для обозначения нанесения покрытий или накопления веществ.

Механизмы депозиции

Депозиция происходит, когда транспортная энергия среды (воды, ветра, льда) становится недостаточной для удержания частиц во взвешенном состоянии или для перемещения их по дну. Основные факторы, вызывающие осаждение:

• Уменьшение скорости потока. В реках, ручьях и прибрежных зонах морей снижение скорости течения воды приводит к выпадению из взвеси сначала крупных (галька, гравий), а затем более мелких частиц (песок, ил, глина).
• Изменение химического состава воды. В морях и озёрах растворённые вещества (карбонаты, сульфаты, хлориды) могут выпадать в осадок при изменении температуры, pH или солёности, образуя хемогенные породы (известняки, доломиты, соли).
• Биогенные процессы. Многие организмы (кораллы, моллюски, диатомовые водоросли) извлекают из воды минеральные вещества для построения скелетов и раковин. После гибели организмов их остатки накапливаются на дне, формируя биогенные осадки (известняки-ракушечники, диатомиты).
• Потеря кинетической энергии ветра. В пустынях и прибрежных дюнах ветер, теряя скорость, осаждает песок и пыль, образуя эоловые отложения.
• Таяние льда. Ледники, перемещая огромные массы обломочного материала, при таянии оставляют его на месте, формируя морены, а также водно-ледниковые отложения (зандры, флювиогляциальные пески).

Классификация отложений

По условиям образования и месту накопления выделяют несколько основных типов отложений:

Континентальные отложения

Формируются на поверхности суши или в пресноводных водоёмах:

• Аллювиальные — отложения рек (русловые, пойменные, старичные). Слагают речные террасы и поймы.
• Пролювиальные — временные водные потоки (сели, ливневые паводки). Характерны для предгорий.
• Коллювиальные — обломочный материал, накапливающийся у подножия склонов под действием силы тяжести (осыпи, обвалы).
• Эоловые — песок и пыль, перенесённые и отложенные ветром (дюны, барханы, лёсс).
• Ледниковые (гляциальные) — морены (отложения, оставленные ледником), флювиогляциальные (водно-ледниковые) и озёрно-ледниковые (ленточные глины).
• Озёрные — сапропель, глины, мергели, соли (в солёных озёрах).
• Болотные — торф.

Морские отложения (маринные)

Накопление происходит на дне морей и океанов:

• Литоральные — прибрежная зона (пески, галька, ракушечник).
• Неретические — шельф (до глубины 200 м): терригенные (обломочные), биогенные, хемогенные осадки.
• Батальные — материковый склон (200–2000 м): тонкозернистые илы (глобигериновый, радиоляриевый).
• Абиссальные — глубоководное дно (более 2000 м): красная глубоководная глина, кремнистые илы, железомарганцевые конкреции.

Переходные отложения

• Лагунные — в лагунах (глины, соли, гипс).
• Делювиальные — отложения дождевых и талых вод на склонах (суглинки, щебень).

Геологическое значение

Депозиция является основой для формирования осадочных горных пород, которые покрывают около 75% поверхности Земли. Процесс осадконакопления идёт непрерывно, но его скорость сильно варьирует: от миллиметров в год (глубоководные илы) до десятков сантиметров (речные поймы). В результате длительной депозиции, сопровождающейся уплотнением, цементацией и диагенезом, образуются слоистые толщи — стратифицированные отложения.

Изучение закономерностей депозиции (литология, фациальный анализ) позволяет:

• Восстанавливать палеогеографические обстановки (климат, рельеф, глубину бассейна).
• Прогнозировать месторождения полезных ископаемых: нефти и газа (ловушки в песчаных телах), угля (торфяные болота), солей, фосфоритов, строительных материалов (песок, гравий, известняк).
• Оценивать риски природных явлений (сели, оползни, заиление водоёмов).

Применение в других областях

В химии и материаловедении термин «депозиция» используется для обозначения процессов нанесения тонких плёнок на подложку:

• Химическое осаждение из газовой фазы (CVD) — получение алмазных, кремниевых, нитридных покрытий.
• Физическое осаждение из газовой фазы (PVD) — напыление металлов (вакуумное, магнетронное).
• Электрохимическое осаждение — гальваностегия (нанесение защитных или декоративных покрытий).

В биологии депозиция может означать накопление жиров, белков или пигментов в клетках и тканях (например, депозиция амилоида при амилоидозе).

Примеры крупных депозиционных систем

• Дельта реки Ганг — Брахмапутра (Бангладеш, Индия). Ежегодно выносит около 1 млрд тонн взвешенного материала, формируя крупнейшую в мире дельту площадью свыше 100 тыс. км².
• Амазонская низменность (Бразилия). Огромные толщи аллювиальных отложений, накопленные рекой Амазонка за кайнозойскую эру.
• Пустыня Сахара (Африка). Эоловые пески и лёссы, образовавшиеся в результате депозиции ветром в плейстоцене и голоцене.
• Аппалачский бассейн (США, Канада). Древние морские и дельтовые отложения палеозоя, содержащие мощные пласты каменного угля.

Интересные факты

• Скорость депозиции в глубоководных желобах может быть очень низкой — менее 1 мм за 1000 лет, тогда как в устьях рек она достигает нескольких метров в год.
• Известны случаи, когда в результате депозиции вулканического пепла (тефры) происходило захоронение целых поселений (например, Помпеи в 79 году н. э.).
• В России крупнейшими районами современной депозиции являются дельты Волги, Лены, Кубани, а также шельфы арктических морей, где накапливаются терригенные осадки, выносимые реками.

Источники

1. Геологический словарь: в 2 т. — М.: Недра, 1978.
2. Общая геология: учебник / под ред. А. К. Корсакова. — М.: КДУ, 2012.
3. Литология: учебное пособие / В. Т. Фролов. — М.: МГУ, 1993.
4. Седиментология: основы и методы / А. В. Лукьянов. — М.: Наука, 2005.
5. Материаловедение: технологии нанесения покрытий / под ред. Ю. Д. Третьякова. — М.: МГУ, 2007.