|
Это, пожалуй,
самый известный факт о Черном море. В поверхностном, 100-метровом слое
Черного моря сосредоточена почти вся его жизнь. Глубже – до глубин свыше 2-х
километров, встречаются лишь несколько видов бактерий; ни животных, ни
растений там нет, потому что в воде нет кислорода. Эти бактерии, живущие в
толще воды и на дне, разлагая останки, падающие с поверхности (есть даже
такой термин – трупный дождь), выделяют сероводород. Его источник –
серосодержащие аминокислоты, входящие в состав белков.
Источником серы служат (в
меньшей степени) и сульфаты морской воды, используемые некоторыми видами
бактерий для окисления органики вместо кислорода. Сероводород является ядом
для животных и растений – парализует клеточное дыхание в митохондриях.
Сероводород находят в мягких
осадках на дне всех морей – туда очень медленно проникает кислород из воды, а
процессы бактериального гниения и хемосинтеза с выделением сероводорода идут
интенсивно, поэтому сероводород и накапливается в грунте. Нырните глубже,
туда, где волны не ворошат грунт, копните дно ладонью, и вы увидите, что
желтый песок, разноцветный ракушечник или серый ил уже в нескольких
сантиметрах от поверхности имеют одинаковый черный цвет.
Мы наблюдали это,
спустившись глубже 40 метров – там, где морской петух прошелся по дну своими
«лапками» и обнажил черный ил под серой поверхностью (глава «Жизнь на
подводных скалах»). Черный – цвет сульфидов – солей, которые сероводород, как
слабая кислота, образует с металлами. Поэтому ракушки в сероводороде чернеют,
чернеет и любой металлический предмет. С этим связана одна из легенд о
происхождении названия «Черное море»: говорят, людям оно пришло в голову,
когда они опустили в море металлический груз на веревке – для измерения
глубины. Его подняли на поверхность – он стал совсем черным. Возможно, так
все было. Но гипотеза о том, что название «Черное» отражает впечатление
средиземноморских путешественников о нашем море во время зимнего шторма,
кажется более правдоподобной.
Часто сероводород присутствует и
в слабоперемешиваемом придонном слое воды в других морях, особенно в глубоких
закрытых бухтах, но Черное море – единственное, где такая гигантская масса
воды насыщена этим веществом. Причина здесь в том, что, при сравнительно
небольшой площади, Черное море имеет большую глубину; подводные склоны
берегов круты – в результате водообмен между глубинными и поверхностными
водами недостаточен – кислород не проникает вглубь моря. Иными словами,
Черное море плохо перемешивается.
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.
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 5-6оС, не успевает прогреться за лето. Слой воды, в котором
резко меняется ее температура, называется термоклином; 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. Вот так и получается,
что 90% водной массы Черного моря – почти безжизненны. Но ведь и в любом
другом море или океане почти вся жизнь сосредоточена в верхнем, 100-200-метровом
слое воды. Правда, из-за недостатка кислорода и наличия сероводорода в воде,
в Черном 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 все больше, что море на – грани катастрофы...
Действительно, переудобрение (эвтрофикация) Черного моря стоком с
сельскохозяйственных полей в 1970-80-е годы вызвало бурный рост «сорной»
морской растительности – некоторых видов фитопланктона, нитчатых водорослей –
«тины», стало образовываться больше органических останков, из которых при
гниении образуется сероводород. 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 1000-2000 м, то есть, на 1 молекулу
сероводорода там приходится не менее 200 000 молекул воды) – это легко
проверить, используя формулы из школьных курсов химии и физики.
Основную долю органических
останков в иле на дне Черного моря и сероводорода в воду моря внесли
животные, водоросли и растения, погибшие при быстром повышении солености
после открытия пролива Босфор; это происходило 6-3 000 лет назад. Умирала солоноватоводная
понтийская флора и фауна, ее постепенно заменяла морская.
|
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.