Катюжанская О.Г.
МБОУ СОШ № 2 город
Краснодар Россия, преподаватель
« Изменения и особенности
гидрологического режима Черного моря»
Гидрологический режим Черного моря
во многом определяется его изоляцией от Мирового океана. Обмен водой
осуществляется через проливы Босфор и Дарданеллы. Поверхностный слой
относительно пресной черноморской воды поступает в Средиземное море. В
придонном слое в Черное море проникают более соленые и тяжелые воды Мраморного
моря, которые опускаются на дно Черноморской впадины. Они почти не смешиваются
с "черноморской водой". Разность удельных весов глубинных и
поверхностных вод является причиной того, что циркуляции водных масс
Черноморского бассейна происходит лишь до глубины 200 м. Ниже вода не
аэрируется и поэтому заражена сероводородом. Этот газ имеет биохимическое
происхождение. Черное море на глубинах более 150 м является "мертвым"
и в нем обитают только сероводородные бактерии. В Черное море впадает множество
рек, они приносят более 300 кубических километров пресной воды, а также
громадное количество питательных веществ, обеспечивают жизнь мельчайшим морским
растениям и фитопланктону, которые составляют основу пищевой цепи в море.
Скорость обновления глубинных вод настолько мала по сравнению с поступлением
органического вещества из верхних слоев, что весь кислород успевает
израсходоваться, и поэтому возникают анаэробные условия.
Эволюционно сложившийся водный баланс
моря является одним из основных факторов, определяющих особенности его
гидролого-гидрохимического режима и, прежде всего, вертикальной структуры вод.
Пресные воды, попадающие в море в основном с речным стоком и осадками,
распространяются течениями и турбулентным перемешиванием в поверхностных слоях.
Воды Мраморного моря, проникающие в Черное море через пролив Босфор, вследствие
их высокой солености попадают в глубинные слои. В Черном море, из-за его
опреснения реками, существует две массы, два слоя воды, которые слабо
смешиваются друг с другом.
Поверхностная вода Черного моря - менее
соленая и более легкая, близкая по температуре к воздуху; летом она
прогревается, зимой - охлаждается.
Глубинные воды Черного моря: от 50-100м - до самого дна, лежащего на
глубине двух километров - более соленые и тяжелые, их температура всегда
постоянна: 9◦С.
Сотрудники Океанографического института
в Вудс-Хоуле (США), попытались реконструировать климатические и антропогенные
изменения окружающей среды последних 11,4 тыс. лет по тому, как они отразились
на местном планктоне, останки которого в изобилии встречаются в осадке.
Объектом
их исследования стал керн (образец горной породы, извлеченный из скважины
посредством специально предназначенного для этого вида бурения) отложений Черного моря.
Обычно
исследователи просто подсчитывают под микроскопом количество ископаемых
скелетов в кернах. Но в большинстве случаев планктон не оставляет
окаменелостей, поэтому учёные занялись поисками генетических остатков. Кроме
того, древние ДНК в морских отложениях до сих пор использовались только для
целенаправленной реконструкции конкретных групп планктона, и эти исследования
основывались на небольших
клонотеках. Учёные применили подход к секвенированию
ДНК следующего поколения с высокой пропускной способностью — пиросеквенирование,
позволившее проследить жизнь планктона на всём пространстве Черного моря от
эпохи таяния ледников до настоящего времени и
разобрались с изменениями солёности и температуры, которые могли
повлиять на самочувствие планктона.
Сведения
о солёности удалось восстановить благодаря анализу отложений, содержащих
высокостойкие органические соединения — алкеноны, производимые исключительно
видом Emiliania huxleyi, то есть теми же фотосинтезирующими организмами,
которые рассказывают океанографам о температуре поверхности моря в далёком
прошлом. Соотношение двух изотопов водорода в алкенонах позволило определить
колебания солёности в Чёрном море за последние 6 500 лет. (Дейтерий мало
распространён в природе и испаряется не так легко, как другие изотопы. Чем
больше дейтерия, тем выше солёность.)
Более
9 тыс. лет назад преобладали зелёные пресноводные водоросли, то есть Чёрное
море было озером. По меньшей мере, 9,6 тыс. лет назад появляется морской
планктон, что указывает на начало поступления солёной воды из Средиземного
моря. Динофлагелляты, церкозои, эустигматофиты и гаптофитовые водоросли резче
всего отреагировали на постепенное увеличение солёности во время тёплого и
влажного климатического оптимума среднего голоцена. Около 5 200 лет назад
наступает сухой суббореальный климат, и солёность растёт быстрее, что приводит
к расцвету морских грибов и появлению морских рачков. Примерно 2 500 лет назад
начинается эпоха прохладного и влажного субатлантического климата. Солёность
падает, происходит постепенная смена видов динофлагеллятов, диатомовых и
золотистых водорослей.
Наиболее
радикальные изменения происходят в течение последнего столетия, что связано с
активным воздействием человека на природу.
По
мнению некоторых специалистов, антропогенное сокращение речного стока в море в настоящее время, привело к
компенсационному увеличению притока через Босфор, что явилось причиной
неблагоприятной тенденции - подъема верхней границы сероводородной зоны в
глубоководной части моря к поверхности. Сокращение пресного притока к морю
должно привести к осолонению поверхностных слоев и соответствующему ослаблению
вертикальной гидростатической устойчивости водной толщи. В пределе соленостная
стратификация может ослабеть настолько, что произойдет потеря устойчивости и "опрокидывание*
гидрологической структуры. Такой исход, связанный с быстрым вовлечением
сероводородсодержащих вод глубинных слоев в деятельный слой, может иметь самые серьезные
последствия для экологии моря.
Сокращение
результирующей пресноводного баланса моря вызывает опасения не только в связи с
динамикой сероводородной зоны. В ряду неблагоприятных последствий можно
выделить также увеличение солености вод биопродуктивных районов моря (например,
северо-западного шельфа) или, прилегающих водных систем (например, Азовского
моря), где соленость является важнейшим фактором среды обитания живых
организмов.
С другой стороны, проведенное исследование
влияния стока малых рек на гидрофизические и гидрохимические параметры
показало, что термохалинный «след» стока в море является достаточно
значительным. Во всех приустьевых районах отмечено локальное понижение
солености верхнего квазиоднородного слоя на 1.5 – 3.0 промилле. Характерный
пространственный масштаб области опреснения составлял от 2 до 6 км. Наиболее
значительная зона опреснения отмечена в районе устья рек Мзымта и Туапсе.
Воздействие речного стока на гидрохимическую структуру вод, несмотря на
небольшие размеры исследованных рек, прослеживается отчетливо. Во всех реках
зона влияния их химического выноса отмечалась по увеличению общей щелочности,
содержания растворенного неорганического кремния и уменьшению величины рН.
В
заключение необходимо подчеркнуть, что увеличение продукции сероводорода не
может привести к немедленному эквивалентному подъему границы анаэробных вод.
Рост запаса сероводорода в анаэробной зоне происходит достаточно медленно,
предоставляя возможность реализовать
черноморскому сообществу те или иные программы и сценарии по
регулированию
и ограничению эвтрофикации бассейна и, таким образом, уменьшить или
предотвратить наступление нежелательных, а при определенных условиях даже
кризисных последствий.
Установленная
закономерность изменения с глубиной количества кислорода,
поступающего с интрузиями трансформированных
мраморноморских вод, создает буферный эффект для подъема границы его распространения, что является естественным
фактором сдерживания для развития
процесса увеличения объема анаэробной зоны. Тем не менее, наблюдаемое медленное
смещение границы распространения
сероводорода в слои с меньшими значениями условной плотности увеличение концентраций сероводорода в
анаэробной зоне подтверждает выводы данной
работы о возможности изменения и
структурной перестройки биогеохимической структуры бассейна,
уменьшения
толщины слоя кислородсодержащих вод моря, снижения репродукционного потенциала и экологической устойчивости Черного моря.
1.Филипов
Д.М. Циркуляция и структура вод Черного моря.-Л.:Гидрометиоиздат 1989.
2.
Скопинцев Б.А. Формирование современного химического состава Черного моря.-
Л.:Гидрометиоиздат
1992
3.Елецкий
Б.Д., Елецкий Ю.Б. природные океанографические условия российской части Черного
моря.- Просвещение – Юг 2009
4.Богданова
А.К. Водообмен через Босфор и его роль в перемешивании вод Черного Моря.- М.:
Просвещение 1999