Физико-географическая и гидрологическая характеристика Чёрного моря
Главная / — Следующая статья Наши южные моря / Физико-географическая и гидрологическая характеристика Чёрного моря
Своеобразие Чёрного моря (рис. 246) заключается прежде всего в рельефе дна. Угол падения дна обычно составляет 4–6°, но нередко достигает 12 и даже 14°. Крутые обрывистые берега спускаются к большим глубинам, и только северо-западная весьма мелководная часть имеет глубины меньше 200 м. Довольно плоское дно охвачено в средней части изобатой в 2 000 м. Наибольшая глубина 2 245 м.
Рисунок 246. Чёрное море.
Поверхность Чёрного моря 413 488 кв. км, а объём 529 954 куб. км, так что средняя глубина превышает 1 000 м (1 149 м).
Из рек ежегодно вливается в Чёрное море около 400 куб. км пресной воды, т. е. примерно 0,001 всего объёма моря. Больше половины этой воды даёт Дунай.
Через Керченский пролив поверхностным течением более пресные азовские воды вливаются в Чёрное море, опресняя северо-восточный угол его, а низовым течением более солёная черноморская вода (17,0—17,5‰) поступает на глубины прикерченского района Азовского моря.
Через Босфор поверхностная черноморская вода, имеющая солёность, близкую к 18‰, сливается поверхностным течением в Мраморное море (348 куб. км в год), а низовым компенсационным течением солёные воды Мраморного моря поступают в Чёрное море (202 куб. км в год) и тут же в прибосфорском районе опускаются, как более тяжёлые, по склону дна на большую глубину.
Основное течение Чёрного моря, как и в других морях в подавляющем числе случаев, имеет кольцевой характер и движется против часовой стрелки. От анатолийского побережья на север к берегам Крыма также движется течение, как бы разделяющее море, соответственно его общей конфигурации, на две части. Каждая из них имеет своё круговое (антициклоническое) течение, соединяясь по краю общим течением. Получается как бы форма восьмёрки, вписанной в овал. В центрах двух кольцевых течений помещаются две зоны спокойных вод (халистатические зоны) — западная и восточная. В северо-западной и юго-восточной частях моря образуются свои частные кольцевые течения. И на формировании донных отложений, и на температурном и солевом режиме моря, и на всех биологических явлениях система течений сказывается весьма существенно.
В Чёрном море, так же как и в Средиземном, приливо-отливные явления едва различимы (не более 8 см), но колебания уровня воды у берега, под воздействием сгонных или нагонных ветров, могут быть гораздо большими.
Поверхностные слои Чёрного моря, за исключением районов, прилежащих к устьям рек, и отдельных участков побережий, имеют солёность 15—18‰, глубинные же воды 22,5—22,6‰, и только в прибосфорском районе солёность выше за счёт вливающихся вод из Мраморного моря.
Температура поверхностной воды в летнее время достигает у побережий 27–28 и даже 29°, а в центральных частях моря до 22°С глубиной температура падает, а с 150–200 м до дна остаётся постоянной в течение круглого года (около 9°). В зимнее время поверхностные воды Чёрного моря сильно охлаждаются. В самой северной части моря, в северо-западном и северо-восточном участках, зимой температура может опускаться до 1°,4 ниже нуля и может образовываться лёд, во всём остальном море и особенно в его южных частях поверхностные слои сохраняют температуру 8–9°. Таким образом, глубинные воды Чёрного моря, так же как в Средиземном, Красном и Каспийском, имеют ту же температуру, что поверхностные воды большей части моря в самое холодное время года (табл. 73).
| Глубина в м | Температура | Солёность | |||
|---|---|---|---|---|---|
| летом | зимой | амплитуда | летом | зимой | |
| 1 | 22,11 | 7,15 | 20,1 | 18,24 | 17,44 |
| 25 | 14,07 | 6,76 | 16,25 | — | 17,97 |
| 50 | 8,40 | 7,70 | 5,04 | 19,80 | 18,40 |
| 100 | 8,55 | 8,14 | 1,14 | 20,63 | 20,28 |
| 150 | 8,67 | 0,48 | 22,01 | ||
| 500 | 8,90 | 0,21 | 22,01 | ||
| 2 000 | 8,94 | 0,25 | 22,23 | ||
По своим гидрофизическим и гидрохимическим свойствам Чёрное море резко выделяется среди всех других водоёмов Земли, причём основным моментом, определяющим все остальные, является резкое различие в плотности воды верхнего слоя в 100–150 м и более глубокой водной массы. Это различие настолько велико, что перемешивание между двумя указанными слоями может совершаться лишь в малой степени и совершенно перекрывается процессами, приводящими к резко выраженной стратификации и стагнации, получающим особенно яркое отражение на газовом режиме.
Мы уже указывали выше, что кислород в глубокие слои моря поступает только из поверхностного слоя; таким образом, малое количество кислорода на глубине или даже полное его отсутствие также указывают на слабое вертикальное перемешивание толщи моря, что мы и имеем в очень резко выраженной форме в Чёрном море (табл. 74).
| Глубина в м | Содержание кислорода в куб. см на литр с отмеченными колебаниями | Среднее содержание сероводорода в куб. см на литр |
|---|---|---|
| 0 | 4,57–7,62 | — |
| 25 | 2,51–8,64 | — |
| 50 | 1,05–7,76 | — |
| 100 | 0,12–7,16 | — |
| 125 | 0,00–3,16 | — |
| 150 | 0,00–2,71 | 0,088 |
| 200 | 0,00–1,88 | 0,470 |
| 300 | 0,00–1,93 | 1,480 |
| 500 | 0,00 | 3,779 |
| 1 000 | 0,00 | 5,637 |
| 2 000 | 0,00 | 5,796 |
Обычно уже на глубине 150 м в Чёрном море кислород исчезает и появляется сероводород (H2S).
Сходная картина наблюдается и в распределении биогенных веществ (нитраты и фосфаты) — с глубиной их количество очень возрастает, в поверхностном же слое, слое фотосинтеза, довольно значительное их количество наблюдается только весной и в первую половину лета.
То же самое можно видеть на распределении и характере донных отложений Чёрного моря — они чрезвычайно богаты органическим веществом, т. е. опять-таки выступает момент накопления, представляющего собой в морском водоёме результат слабой вертикальной циркуляции. О том же говорит очень большой процент в грунтах «мелкой фракции» (частиц с диаметром менее 0,01 мм) и кальцитов. Большое количество карбонатов кальция на мелководных илах (мидиевый и фазеолиновый) объясняется примесью раковин моллюсков, обитающих здесь во множестве. Карбонаты кальция глубоководных илов по характеру образования отличаются от CaCO3 мелководной зоны. В главной своей массе они представляют собой продукт жизнедеятельности бактерий, обусловливающих также и накопление сероводорода (десульфурирующие и денитрифицирующие).
Органическое вещество глубоководных отложений Чёрного моря в основном формируется за счёт отмирающего и опускающегося на глубину планктона, и насколько процесс этот велик, показывает расчёт, произведённый А. Архангельским.
Подсчитывая количество тонких слоёв в пробах — колонках, полученных трубками из серой глины, и принимая, что эти слои имеют годичный характер, А. Архангельский определяет, что для отложения толщи серой глины в 1 м необходимо 5 000 лет. Исходя из содержащегося в серой глине органического вещества, можно высчитать, что в течение одного года, в период её отложения, накапливалось на площади 1 кв. км около 6 т органического углерода. Подобным же образом Архангельский вычислил, что в период отложения так называемых майкопских олигоценовых глин 1 кв. км поверхности дна за один год собирал 4,2 т органического вещества. Сколь велики могут быть накопляющиеся на дне Чёрного моря общие запасы органического вещества, можно видеть из того, что количество органического углерода, содержащегося в толще олигоценовых и миоценовых отложений в районе Сулака и Ярыксу (близ Каспия), на площади около 500 кв. км, примерно соответствуют общему запасу угля в Донецком бассейне (67 170×10 6 т).
Источник
Черное море гидрологические условия
Регионы мира
Чёрное море является крупнейшим в мире меромиктическим (с неперемешиваемыми уровнями воды) водоёмом. Верхний слой воды (миксолимнион), лежащий до глубины 150 м, более прохладный, менее плотный и менее солёный, насыщенный кислородом, отделяется от нижнего, более теплого, солёного и плотного, насыщенного сероводородом слоя (монимолимниона) хемоклином (пограничным слоем между аэробной и анаэробной зонами).
Единого общепризнанного объяснения происхождения сероводорода в Чёрном море пока нет. Есть мнение, что сероводород в Черном море образуется главным образом в результате жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий, резко выраженной стратификации воды и слабого вертикального обмена. Также есть теория, что сероводород образовался в результате разложения пресноводных животных, погибших при проникновении соленых средиземноморских вод во время образования Босфора и Дарданелл.
Водный баланс Чёрного моря складывается из следующих компонент:
- атмосферные осадки (230 км³ в год);
- материковый сток (310 км³ в год);
- поступление воды из Азовского моря (30 км³ в год);
- испарение воды с поверхности моря (-360 км³ в год);
- вынос воды через пролив Босфор (-210 км³ в год).
Величина осадков, поступления из Азовского моря и речного стока превышает величину испарения с поверхности, вследствие чего уровень Чёрного моря превышает уровень Мраморного. Благодаря этому формируется верхнее течение, направленное из Чёрного моря через пролив Босфор. Нижнее течение, наблюдаемое в более низких слоях воды, выражено менее сильно и направлено через Босфор в обратном направлении. Взаимодействие данных течений дополнительно поддерживает вертикальную стратификацию моря, а также используется рыбой для миграций между морями.
Следует отметить тот факт, что вследствие затруднённого обмена водой с Атлантическим океаном в Чёрном море практически не бывает приливов и отливов.
Нижний слой, вследствие насыщенности сероводородом, не содержит живых организмов, за исключением ряда анаэробных серных бактерий (продуктом жизнедеятельности которых и является сероводород). Солёность здесь возрастает до 22-22,5 промилле, средняя температура составляет
Источник
База знаний
Территория
Расположенное в глубине материка, Черное море (вместе с Азовским) — наиболее обособленная часть Мирового океана. На юго-западе оно сообщается с Мраморным морем через пролив Босфор , граница между морями проходит по линии м. Румели — м. Анадолу. Керченский пролив соединяет Черное и Азовское моря, границей между которыми служит линия м. Такиль — м. Панагия.
Площадь Черного моря равна 422 тыс. км 2 , объем — 555 тыс. км 3 , средняя глубина — 1315 м, наибольшая глубина — 2210 м.
Береговая линия, за исключением севера и северо-запада, изрезана слабо. Восточные и южные берега — крутые и гористые, западные и северо-западные — невысокие и плоские, местами обрывистые. Единственный крупный полуостров — Крымский. На востоке к морю вплотную подходят отроги хребтов Большого и Малого Кавказа, разделенные Колхидской низменностью. Вдоль южного берега тянутся Понтийские горы. В районе Босфора берега невысокие, но обрывистые, на юго-западе к морю приближаются Балканские горы, дальше к северу расположена Добруджская возвышенность, постепенно переходящая в низменные пространства обширной дельты Дуная. Северо-западные и частично северные берега вплоть до гористого Южного берега Крыма — невысокие, расчленены балками, обширными лиманами в устьях рек (Днестровским, Днепро-Бугским), отгороженными от моря косами.
Берег в районе Пицунды
В северо-западной части моря находятся самые большие заливы — Одесский, Каркинитский, Каламитский. Кроме них на южном берегу моря находятся Самсунский и Синопский заливы, на западном — Бургасский. Небольшие островки Змеиный и Березань расположены в северо-западной части моря, Кефкен — к востоку от Босфора.
Основная часть речного стока (до 80%) поступает в северо-западную часть моря, куда несут воды наиболее крупные реки: Дунай (200 км 3 /год), Днепр (50 км 3 /год), Днестр (10 км 3 /год). На Черноморском побережье Кавказа в море впадают Ингури, Риони, Чорох и много мелких речек. На остальной части побережья сток незначителен.
Климат
Удаленное от океана, окруженное сушей, Черное море отличается континентальностью климата, что проявляется в больших сезонных изменениях температуры воздуха. На климатические особенности отдельных частей моря значительное влияние оказывает орография — характер рельефа прибрежной полосы. Так, в северо-западной части моря, открытой для воздействия воздушных масс с севера, проявляется климат степей (холодная зима, жаркое, сухое лето), а в защищенной высокими горами юго-восточной части — климат влажных субтропиков (обилие осадков, теплая зима, влажное лето).
Зимой море испытывает воздействие отрога Сибирского антициклона, вызывающего вторжения холодного континентального воздуха. Они сопровождаются северо-восточными ветрами (со скоростью 7 — 8 м/с), нередко достигающими штормовой силы, резкими понижениями температуры воздуха, осадками. Особенно сильные северо-восточные ветры характерны для района Новороссийска (бора). Здесь массы холодного воздуха скапливаются за высокими прибрежными горами и, перевалив через вершины, обрушиваются с большой силой вниз, к морю. Скорость ветра во время боры достигает 30—40 м/с, повторяемость боры — до 20 и более раз в году. При ослаблении зимой отрога Сибирского антициклона на Черное море выходят средиземноморские циклоны. Они вызывают неустойчивую погоду с теплыми, иногда весьма сильными юго-западными ветрами и колебаниями температуры.
Летом на море распространяется влияние Азорского максимума, устанавливается ясная, сухая и жаркая погода, термические условия становятся однородными для всей акватории. В этот сезон преобладают слабые северо-западные ветры (2—5 м/с), лишь в редких случаях в прибрежной полосе северо-восточной части моря возникают северо-восточные ветры штормовой силы.
Самая низкая температура в январе — феврале отмечается в северо-западной части моря (–1— 5°), на Южном берегу Крыма она повышается до 4°, а на востоке и юге — до 6—9°. Минимальные температуры в северной части моря достигают –25 — 30°, в южной части —5 — 10°. Летом температура воздуха равна 23 — 25°, максимальные значения в разных пунктах достигают 35—37°.
Атмосферные осадки на побережье выпадают очень неравномерно. В юго-восточной части моря, где Кавказские хребты преграждают путь западным и юго-западным влажным средиземноморским ветрам, выпадает наибольшее количество осадков (в Батуми — до 2500 мм/год, в Поти — 1600 мм/год); на равнинном северо-западном побережье всего 300 мм/год, у южных и западных берегов и на Южном берегу Крыма — 600—700 мм/год. Через Босфор ежегодно стекает 340—360 км 3 черноморской воды, и поступает в Черное море около 170 км 3 средиземноморской воды. Водообмен через Босфор испытывает сезонные изменения, определяемые разностью уровней Черного и Мраморного морей и характером ветров в районе пролива. Верхнебосфорское течение из Черного моря (занимающее у входа в пролив слой около 40 м) достигает максимума летом, а минимум его наблюдается осенью. Интенсивность нижнебосфорского течения в Черное море наибольшая осенью и весной, меньше всего — в начале лета. В соответствии с характером ветровой деятельности над морем сильное волнение наиболее часто развивается осенью и зимой в северо-западной, северо-восточной и центральной частях моря. В зависимости от скорости ветра и длины разгона волн в море преобладают волны высотой 1—3 м. В открытых районах максимальные высоты волн достигают 7 м, а при очень сильных штормах могут быть и выше. Юго-западная и юго-восточная части моря — самые спокойные, сильное волнение наблюдается здесь редко, и волн высотой более 3 м почти не бывает.
Сезонные изменения уровня моря создаются в основном за счет внутригодовых различий в поступлении речного стока. Поэтому в теплое время года уровень выше, в холодное — ниже. Величина этих колебаний неодинакова и наиболее значительна в районах влияния материкового стока, где она достигает 30—40 см.
Наибольшую величину в Черном море имеют сгонно-нагонные колебания уровня, связанные с воздействием устойчивых ветров. Особенно часто они наблюдаются в осенне-зимнее время в западной и северо-западной частях моря, где могут превышать 1 м. На западе сильные нагоны вызывают восточные и северовосточные ветры, а на северо-западе — юго-восточные. Сильные сгоны в указанных частях моря возникают при северо-западных ветрах. У Крымского и Кавказского побережий нагоны и сгоны редко превышают 30—40 см. Обычно их продолжительность составляет 3—5 суток, но иногда может быть и больше.
В Черном море часто наблюдаются сейшевые колебания уровня высотой до 10 см. Сейши с периодами 2—6 часов возбуждаются воздействием ветра, а 12-часовые сейши связаны с приливами. Для Черного моря характерны неправильные полусуточные приливы.
Ледовитость
Лед ежегодно образуется лишь в узкой прибрежной полосе северо-западной части моря. Даже в суровые зимы он покрывает менее 5%, а в умеренные зимы — 0,5—1,5% акватории моря. В очень суровые зимы припай вдоль западного берега распространяется до Констанцы, а плавучий лед выносится к Босфору. За последние 150 лет льдины в проливе наблюдались 5 раз. В мягкие зимы льдом покрываются только лиманы и отдельные бухты.
Льдообразование обычно начинается в середине декабря, а максимальное распространение льда наблюдается в феврале. Граница неподвижного льда в умеренные зимы в северо-западной части моря проходит от Днестровского лимана к Тендровской косе на расстоянии 5— 10 км от берега. Далее кромка льда пересекает Каркинитский залив и доходит до средней части Тарханкутского п-ова. Очищение моря от льда происходит в марте (раннее — в начале марта, позднее — в начале апреля). Продолжительность ледового периода сильно меняется: от 130 суток в очень суровые зимы до 40 суток в мягкие. Толщина льда в среднем не превышает 15 см, в суровые зимы доходит до 50 см.
Рельеф дна
Подводный каньон в Черном море
В рельефе дна моря четко выделяются три основные структуры: шельф, материковый склон и глубоководная котловина. Шельф занимает до 25% общей площади дна и в среднем ограничивается глубинами 100—120 м. Наибольшей ширины (более 200 км) он достигает в северо-западной части моря, которая вся располагается в пределах шельфовой зоны. Почти на всем протяжении гористых восточных и южных берегов моря шельф очень узкий (всего несколько километров), а в юго-западной части моря — более широкий (десятки километров).
Материковый склон, занимающий до 40% площади дна, опускается примерно до глубин 2000 м. Он крутой и изрезан подводными долинами и каньонами. Дно котловины (35%) — плоская аккумулятивная равнина, глубина которой постепенно увеличивается к центру.
Рельеф дна и течения Черного моря. Увеличить (в отдельном окне)
Циркуляция воды и течения
Циркуляция вод в течение всего года имеет циклонический характер с циклоническими круговоротами в западной и восточной частях моря и огибающим их вдольбереговым основным черноморским течением. Сезонные изменения циркуляции проявляются в скоростях и в деталях этой системы течений. Основное черноморское течение и циклонические круговороты наиболее четко выражены зимой и летом. Весной и осенью циркуляция вод становится слабее и усложняется по структуре. В юго-восточной части моря летом формируется небольшой антициклонический круговорот.
В системе циркуляции вод можно выделить три характерные области, структура течений в которых отличается своеобразием: прибрежную часть, зону основного черноморского течения и открытые части моря.
Границы прибрежной части моря определяются шириной шельфа. Режим течений здесь зависит от местных факторов и значительно изменчив в пространстве и во времени.
Зона основного черноморского течения шириной 40—80 км расположена над материковым склоном. Течения в ней весьма устойчивы и имеют циклоническую направленность. Скорости течений на поверхности составляют 40—50 см/с, иногда превышают 100 и даже 150 см/с (в стрежне потока). В верхнем стометровом слое основного течения скорости с глубиной уменьшаются слабо, максимальные вертикальные градиенты приходятся на слой 100—200 м, ниже которого скорости медленно затухают.
В открытых частях моря течения слабые. Средние скорости здесь не превышают 5—15 см/с на поверхности, слабо уменьшаясь с глубиной до 5 см/с на горизонтах 500—1000 м. Границы между указанными структурными областями довольно условны.
В мелководной северо-западной части моря циркуляция в основном возбуждается ветром. Северные и северо-восточные ветры обусловливают циклонический характер течений, а ветры западных направлений — антициклонический. В соответствии с характером ветров установление антициклонической циркуляции возможно в летний сезон.
Общая циркуляция вод моря имеет однонаправленный характер до глубины порядка 1000 м. В более глубинных слоях она весьма слабая, и говорить об общем ее характере сложно.
Важную особенность основного черноморского течения представляет его меандрирование, которое может приводить к образованию изолированных вихрей, отличающихся по температуре и солености от окружающих вод. Размеры вихрей достигают 40—90 км, явление вихреобразования имеет существенное значение для водообмена не только в верхнем, но и в глубинных слоях моря.
В открытом море широко распространены инерционные течения с периодом 17—18 часов. Эти течения оказывают влияние на перемешивание в толще вод, так как их скорости даже в слое 500—1000 м могут быть 20—30 см/с.
Температура воды и солёность
Температура воды на поверхности моря зимой повышается от –0,5—0° в прибрежных районах северо-западной части до 7—8° в центральных районах и 9—10° в юго-восточной части моря. Летом поверхностный слой воды прогревается до 23—26°. Лишь во время сгонов могут происходить кратковременные существенные понижения температуры (например, у Южного берега Крыма). В период прогрева моря на нижней границе ветрового перемешивания образуется слой скачка температуры, ограничивающий распространение тепла верхним однородным слоем.
Соленость на поверхности весь год минимальная в северо-западной части моря, куда поступает основной объем речных вод. В приустьевых районах соленость возрастает от 0—2 до 5—10‰, а на большей части акватории открытого моря она равна 17,5—18,3‰.
Температура воды и соленость на поверхности Черного моря зимой. Увеличить (в отдельном окне)
В холодный сезон в море развивается вертикальная циркуляция, к концу зимы охватывающая слой толщиной от 30— 50 м в центральных до 100—150 м в прибрежных районах. Сильнее всего охлаждаются воды в северо-западной части моря, откуда они течениями распространяются на промежуточных горизонтах по всему морю и могут достигать самых удаленных от очагов холода районов. Как следствие зимней конвекции, при последующем летнем прогреве в море образуется холодный промежуточный слой. Он сохраняется на протяжении всего года на горизонтах 60—100 м и выделяется по температуре на границах 8°, а в ядре — 6,5—7,5°.
Конвективное перемешивание в Черном море не может распространяться глубже 100—150 м из-за увеличения солености (а следовательно, и плотности) в более глубинных слоях в результате поступления туда соленых мраморноморских вод. В верхнем перемешиваемом слое соленость увеличивается медленно, а затем на 100—150 м резко возрастает от 18,5 до 21‰. Это постоянный слой скачка солености (галоклин).
Температура воды и соленость на поверхности Черного моря летом. Увеличить (в отдельном окне)
Начиная с горизонтов 150—200 м, соленость и температура медленно повышаются к дну из-за влияния поступающих в глубинные слои более соленых и теплых мраморноморских вод. На выходе из Босфора они имеют соленость 28—34‰ и температуру 13—15°, но быстро изменяют свои характеристики, перемешиваясь с черноморской водой. В придонном слое небольшое повышение температуры происходит и благодаря геотермическому притоку тепла от дна моря. Глубинные воды, располагающиеся в слое от 1000 м до дна и занимающие в Черном море зимой (II) и летом (VIII) более 40% объема моря, отличаются большим постоянством температуры (8,5—9,2°) и солености (22—22,4‰.
Вертикальное распределение температуры воды (1) и солености (2)
Таким образом, в вертикальной гидрологической структуре вод Черного моря выделяются основные компоненты:
верхний однородный слой и сезонный (летний) термоклин, связанные в основном с процессом ветрового перемешивания и годовым циклом потока тепла через поверхность моря;
холодный промежуточный слой с минимальной по глубине температурой, который на северо-западе и северо-востоке моря возникает в результате осенне-зимней конвекции, а в других районах образуется в основном путем переноса холодных вод течениями;
постоянный галоклин — слой максимального нарастания солености с глубиной, находящийся в зоне контакта верхней (черноморской) и глубинной (мраморноморской) водных масс;
глубинный слой — от 200 м до дна, где нет сезонных изменений гидрологических характеристик, а их пространственное распределение весьма однородно.
Процессы, происходящие в этих слоях, их сезонная и межгодовая изменчивость и определяют гидрологические условия Черного моря.
Черное море имеет двухслойную гидрохимическую структуру. В отличие от других морей в нем только верхний хорошо перемешанный слой (0—50 м) насыщен кислородом (7—8 мл/л). Глубже содержание кислорода начинает быстро уменьшаться, и уже на горизонтах 100—150 м оно равно нулю. На этих же горизонтах появляется сероводород, количество которого растет с глубиной до 8—10 мг/л на горизонте 1500 м, и далее к дну оно стабилизируется. В центрах основных циклонических круговоротов, где происходит подъем вод, верхняя граница сероводородной зоны располагается ближе к поверхности (70—100 м), чем в прибрежных районах (100—150 м).
На границе между кислородной и сероводородной зонами расположен промежуточный слой существования кислорода и сероводорода, представляющий собой нижнюю «границу жизни» в море.
Вертикальное распределение кислорода и сероводорода в Черном море. 1 — среднее содержание кислорода, 2 — среднее содержание сероводорода, 3 — отклонение от среднего
Распространению кислорода в глубинные слои моря препятствуют большие вертикальные градиенты плотности в зоне контакта черноморской и мраморноморской водных масс, ограничивающие конвективное перемешивание верхним слоем.
Вместе с тем обмен водами в Черном море происходит между всеми слоями, хотя и медленно. Глубинные соленые воды, все время пополняемые нижним босфорским течением, постепенно поднимаются и перемешиваются с верхними слоями, которые уходят в Босфор с верхним течением. Такая циркуляция сохраняет относительно постоянное соотношение солености в толще вод моря.
В Черном море выделяют (Водяницкий В.А. и др.) следующие основные процессы, обусловливающие вертикальный обмен в толще вод: подъем вод в центрах циклонических круговоротов и опускание на их периферии; турбулентное перемешивание и диффузия в толще вод моря; осенне-зимнюю конвекцию в верхнем слое; придонную конвекцию за счет теплового потока от дна; перемешивание в синоптических вихрях; сгонно-нагонные явления в прибрежной зоне.
Оценки времени вертикального обмена вод в море весьма приближенные. Этот важный вопрос нуждается в дальнейших исследованиях.
В качестве основного механизма образования сероводорода в Черном море большинство авторов принимают восстановление сернокислых соединений (сульфатов) при разложении органических остатков (отмерших организмов) под влиянием сульфатредуцирующих бактерий микроспира. Такой процесс возможен в любых водоемах, но образовавшийся в них сероводород быстро окисляется. В Черном море он не исчезает из-за медленного обмена вод и отсутствия возможности его быстрого окисления в глубинных слоях. При подъеме глубинных вод в верхний кислородный слой моря происходит окисление сероводорода в сульфаты. Таким образом, в море существует установившийся равновесный круговорот соединений серы, определяемый скоростью обмена вод и другими гидродинамическими процессами.
В настоящее время высказывается мнение, что в последние десятилетия происходит постоянный однонаправленный подъем (тренд) верхней границы сероводородной зоны к поверхности моря, достигающий десятков метров. Это связывают с антропогенными изъятиями стока рек и изменениями плотностной структуры моря. Однако имеющиеся данные пока свидетельствуют лишь о естественных межгодовых колебаниях положения границы сероводородной зоны, происходящих в разных районах моря неодинаково. Выделение на фоне этих колебаний антропогенного тренда затруднено из-за недостатка систематических наблюдений за топографией границы сероводородного слоя и несовершенства методики ее определения.
Фауна и экологические проблемы
Многообразный растительный и животный мир Черного моря почти целиком сосредоточен в верхнем слое толщиной 150—200 м, составляющем 10—15% объема моря. Глубинная толща вод, лишенная кислорода и содержащая сероводород, почти безжизненна и населена только анаэробными бактериями.
Ихтиофауна Черного моря сформировалась из представителей разного происхождения и насчитывает около 160 видов рыб. Одна из групп — рыбы пресноводного происхождения: лещ, карась, окунь, красноперка, судак, тарань и другие, встречающиеся в основном в северозападной части моря. В опресненных районах и солоноватоводных лиманах есть представители древней фауны, сохранившиеся еще со времени существования древнего Понто-Каспийского бассейна. Наиболее ценные из них — осетровые, а также несколько видов сельдей. Третью группу черноморских рыб составляют иммигранты из Северной Атлантики — это холодолюбивые шпрот, мерланг, колючая акула-катран и др. Четвертая, наибольшая по численности группа рыб — средиземноморские вселенцы — насчитывает свыше ста видов. Многие из них заходят в Черное море только летом, а зимуют в Мраморном и Средиземном морях. В их числе пеламида, скумбрия, тунец, атлантическая ставрида и др. Только 60 видов рыб средиземноморского происхождения, которые постоянно живут в Черном море, могут считаться черноморскими. К ним относятся хамса, сарган, кефаль, ставрида, султанка (барабуля), скумбрия, камбала-калкан, скаты и др. Из 20 промысловых видов черноморских рыб значение имеют только хамса, мелкая ставрида и шпрот, а также акула-катран.
В настоящее время состояние черноморской экосистемы неблагополучно. Происходит обеднение видового состава растений и животных, сокращение запасов полезных видов. В первую очередь это наблюдается в районах шельфа, испытывающих значительную антропогенную нагрузку. Наибольшие изменения наблюдаются в северо-западной части моря. Большое количество биогенных и органических веществ, поступающих сюда с материковым стоком, вызывает массовое развитие планктонных водорослей («цветение»). В районе влияния стока Дуная биомасса фитопланктона возросла в 10—20 раз, отмечены случаи «красных приливов» . За счет токсического действия некоторых водорослей во время массового «цветения» наблюдается гибель фауны. Кроме того, при интенсивном развитии планктона на дно оседает большое количество отмерших организмов, на разложение которых расходуется растворенный кислород. При хорошо выраженной стратификации вод, препятствующей поступлению кислорода из поверхностного слоя в придонный, в нем развивается дефицит кислорода (гипоксия), который может приводить к гибели организмов (заморам). С 1970 г. заморы разной интенсивности повторяются практически ежегодно. Неблагоприятная экологическая обстановка вызвала отмирание некогда обширного поля филлофоры — водоросли, использующейся для изготовления агар-агара.
Ухудшение качества воды и кислородного режима — одна из основных причин снижения численности промысловых рыб в северо-западной части Черного моря.
Источник