|
Сероводород в Черном море - одно из самых известных и необычных свойств моря. Но - избыток сероводорода в глубинных водах Черного моря - лишь одно из следствий того, что глубже 200 метров - в черноморской воде нет кислорода; ни животные, ни растения жить там не могут. На глубинах от 200 метров до самого дна Черного моря - живут только бактерии, выделяющие сероводород. Ни одного другого такого моря в мире нет.
Получается это так:
Кислород проникает в воду через поверхность моря - из воздуха; и еще - образуется в верхнем освещенном слое воды (фотическая зона) при фотосинтезе водорослей планктона.
Для того, чтобы кислород попал в глубины, море должно перемешиваться - за счет волн и вертикальных течений. А в Черном море - вода перемешивается очень слабо; нужны сотни лет, чтобы вода с поверхности достигла дна. Причины этого необычного явления следующие:
В Черном море, из-за его опреснения реками, существует две массы, два слоя воды, которые слабо смешиваются друг с другом.
Поверхностный слой черноморской воды - до глубины примерно 100 метров - преимущественно речного происхождения. В то же время, в глубины моря поступает более соленая (а значит - и более тяжелая) вода из Мраморного моря - она притекает по дну Босфорского пролива (нижнебосфорское течение) и опускается вглубь. Поэтому соленость придонных слоев черноморской воды достигает 30‰ (грамм соли в литре воды).
Изменение свойств воды с глубиной - не плавное: с поверхности до 50-100 метров соленость меняется быстро - от 17 до 21 ‰, а уже далее - до дна - увеличивается равномерно. В соответствии с соленостью изменяется и плотность воды.
Температура на поверхности моря всегда определяется температурой воздуха. А температура глубоких вод Черного моря - круглый год 8-9оС. От поверхности до глубины 50-100 метров температура, как и соленость, меняется быстро - а дальше остается постоянной до самого дна.
Это и есть две массы черноморской воды: поверхностная - опресненная, более легкая и близкая по температуре к воздуху (летом она теплее глубинных вод, а зимой - холоднее); и глубинная - более соленая и тяжелая, с постоянной температурой.
Слой воды от 50 до 100 метров называется пограничным - это граница между двумя массами черноморской воды, граница, препятствующая перемешиванию. Более точное его название - холодный пограничный слой: он всегда холоднее глубинных вод, так как, охлаждаясь зимой до 5-6oС, не успевает прогреться за лето.
Слой воды, в котором резко меняется ее температура, называется термоклин; слой быстрого изменения солености - галоклин, плотности воды - пикноклин. Все эти резкие изменения свойств воды в Черном море сосредоточены в области пограничного слоя.
Расслоение - стратификация черноморской воды по солености, плотности и температуре - препятствует вертикальному перемешиванию моря и обогащению глубин кислородом. К тому же, вся бурно развивающаяся черноморская жизнь дышит - дышат планктонные ракообразные, медузы, крабы, рыбы, дельфины, даже сами водоросли дышат - потребляют кислород.
Когда живые организмы умирают, их останки становятся пищей для бактерий-сапротрофов. При бактериальном разложении мертвого органического вещества (гниении) используется кислород. С глубиной, разложение начинает преобладать над процессами создания живого вещества планктонными водорослями, а потребление кислорода при дыхании и гниении становится более интенсивным, чем его производство при фотосинтезе. Поэтому, чем дальше от поверхности моря - тем меньше остается в воде кислорода. В афотической зоне море (там, куда не проникает солнечный свет), под холодным промежуточным слоем - ниже 100-метровой глубины, кислород уже не производится, а только потребляется; не проникает он сюда и за счет перемешивания - этому препятствует стратификация вод.
В результате, кислорода для жизни животных и растений достаточно только в верхних 150 метрах Черного моря. Его концентрация падает с глубиной, и основная масса живого в море - биомасса Черного моря - сосредоточена выше 100-метровой глубины.
В глубинах Черного моря, ниже 200-метров - кислорода нет вообще, и там живут только анаэробные сапротрофные бактерии, продолжающие разложение останков живого, погружающихся из верхнего слоя моря. При анаэробном (безкислородном) разложении останков образуется сероводород - вещество, ядовитое и для животных, и для растений (он блокирует дыхательную цепь митохондрий). Источником серы служат серосодержащие аминокислоты белков, в меньшей степени - сульфаты морской воды, используемые некоторыми видами бактерий для окисления органики.
Вот так и получается, что 90% водной массы Чёрного моря - почти безжизненны. Но ведь и в любом другом море или океане почти вся жизнь сосредоточена в верхнем, 100-200-метровом слое воды - как и здесь. Правда, из-за недостатка кислорода и наличия сероводорода в воде, в Чёрном море отсутствует глубоководная фауна, это снижает его биоразнообразие еще больше, вдобавок к влиянию низкой солености. Например, нет хищных рыб глубин с огромными зубастыми пастями, перед которыми вывешены светящиеся приманки.
Иногда говорят о том, что сероводород появился в Черном море вследствие его загрязнения, о том, что сероводорода становится всё больше, что море на - грани катастрофы... Действительно, переудобрение - эвтрофикация Черного моря стоком с сельскохозяйственных полей в 1970-80е годы, вызвало бурный рост "сорной" морской растительности - некоторых видов фитопланктона, нитчатых водорослей - "тины", стало образовываться больше органических останков, из которых при гниении образуется сероводород (об этом также - в конце страницы Изменения экосистемы Черного моря). Но значительных изменений в сложившееся за тысячелетия равновесие этот "лишний" сероводород не внес. И уж точно - нет никакой опасности взрыва сероводорода - чтобы образовался пузырь газа, концентрация молекул этого вещества в воде должна быть на порядки больше реальной (8-10 мг/л на глубинах 1000-2000м) - проверьте, используя формулы из школьных курсов химии и физики.
 Летом, особенно вблизи берега, образуется изменчивый летний термоклин - граница между прогретой солнцем поверхностной водой, в которой купаются люди, и холодной глубинной водой. Термоклин опускается по мере прогрева воды летом, достигая иногда глубины более 40 метров в августе.
Летний термоклин - тонкий слой воды, толщиной от нескольких сантиметров до нескольких метров; часто - он хорошо виден под водой, и очень хорошо чувствуется ныряльщиками - пронырнув несколько метров в направлении дна, можно попасть из 20-градусной - в 12-градусную воду.
Летний прибрежный термоклин легко разрушается штормом или сильным сгонным ветром с берега - вода у берега охлаждается.
Рельеф дна Черного моря. Черное море - глубокое; центральную часть его дна занимает илистая абиссальная (т.е. - глубинная) равнина, лежащая на двухкилометровой глубине, а склоны черноморской впадины круты. Максимальная глубина Черного моря - 2210 м.
Шельф Черного моря - пологий подводный склон, продолжение берега под водой до глубины 100-150м - у гористых берегов (Кавказ, Крым, Анатолия) - не более нескольких километров от береговой линии. Дальше - следует очень крутой (до 20-30о) континентальный склон - обрыв до глубин более 1000 метров. Исключением является мелководная Северо-Западная часть Черного моря - она вся относится к шельфовой зоне, и, фактически, не является частью черноморской впадины.
Такой рельеф дна также мало способствует интенсивному обмену водой между глубинами моря и его поверхностью, так как поверхность моря оказывается небольшой относительно его объема. Чем меньше поверхность моря при данном объеме, тем меньше кислорода на единицу объема моря попадает в море из воздуха и создается водорослями в освещенном слое воды. Поэтому - и форма впадины Черного моря не благоприятствует обогащению его глубин кислородом.
Донные осадки Черного моря: какими бы ни были берега и пляжи - песчаные, галечные, или скальные - начиная с глубины 25-50 метров, на дне Черного моря - песок или гравий. С увеличением глубины, поверхность укрывается обломками створок мидий, а еще глубже - модиол Modiolus phaseolinus, которые формируют фазеолиновый ил шельфа.
Данные геологических исследований дна Черного моря, свидетельствуют, что толщина слоя донных осадков, накопленных на абиссальной равнине за всю историю существования Черного моря - от 8 до 16 км; то есть, глубина осадков - в 4-8 раз больше глубины водной толщи Черного моря. Толщина слоя осадков в 1.5-2 раза больше в западной части Черного моря, отделенной центральным черноморским меридиональным поднятием - от Анатолии к Крыму. Толщина слоя осадков на абиссальной равнине, накопленных за последние 3000 лет истории современного Черного моря - от 20 до 80 см в разных участках дна.
Слой осадков Черного моря лежит на базальтовой плите 5-10 км толщиной, покрывающей мантию Земли. Для Черного моря характерно отсутствие непрерывного промежуточного слоя гранита между осадками и базальтовой платформой; гранитный слой обычен для континентальных морей. Элементы гранитного слоя найдены геологами только в восточной части абиссальной равнины. Такая структура дна, как в Черном море - характерна для океанов.
Основное Черноморское Течение направлено против часовой стрелки по всему периметру моря, образуя два заметных кольца ('очки Книповича', по имени одного из гидрологов, описавших эти течения). Карта Черного моря В основе этого движения вод и его направленности - лежит ускорение, придаваемое воде вращением Земли - Кориолисова сила. Однако, на такой, относительно небольшой акватории, как Черное море, направление и сила ветра имеют не меньшее значение. Поэтому - ОЧТ очень изменчиво, иногда оно становится слабо различимым на фоне течений меньшего масштаба, а иногда - скорость струи основного черноморского течения достигает 100 см/с.
В прибрежных водах Черного моря образуются вихри противоположной ОЧТ направленности - антициклонические круговороты, особенно они выражены у Кавказского и Анатолийского берегов. Местные вдольбереговые течения в поверхностном слое воды обычно определяются ветром, их направление может меняться в течение суток.
Особый вид локального течения - тягун - образуется у пологих песчаных берегов во время сильного волнения моря: набегающая на берег вода отступает обратно не равномерно, а по руслам, образуемым в песчаном дне. Попасть в струю такого течения опасно - несмотря на усилия пловца, он может быть унесен от берега; чтобы выбраться, надо плыть не прямо к берегу, а наискосок.
Средний уровень Черного моря повысился за прошедшее столетие на 12см ; это изменение маскируется сильными колебаниями уровня моря (до 20см в течение года), связанными с межгодовой изменчивостью речного стока. Недавние данные спутниковой альтиметрии показали сильное ускорение повышения уровня Черного моря: до 20см/десятилетие (вековая тенденция) в центральной части моря. Более осторожная оценка - 3-4см/десятилетие. Многие специалисты связывают это явление с таянием полярных льдов в результате глобального потепления.
Приливно-отливные колебания уровня Черного моря не превышает 10 см, так как средиземноморские приливные волны затухают проливах, а размеры самого Черного моря недостаточно велики для развития сильных приливов.
Наиболее заметные быстрые изменения уровня моря связаны с действием ветра. Сильный устойчивый ветер с берега создает сгонное течение: море уходит от берега, его уровень в данном месте понижается, иногда - до 30см за день. На смену поверхностной воде поднимается вода из глубины. При устойчивом ветре с моря, наблюдается обратное явление - ветровой нагон, повышение уровня моря у берега.
Таковы - очень кратко - основные свойства современного Черного моря. Но оно не всегда было таким, каким мы знаем его сегодня; география, гидрология, экология Черного моря изменялись многократно и очень сильно. Черное море продолжает изменяться и сейчас: Эволюция экосистемы Черного моря
|
