Свечение моря. В Черном море наблюдается искрящееся свечение, обусловленное вспышками мелких и микроскопических морских организмов (ночесветки, перидинеи) и представляющее собой отдельные одинаковые по цвету искорки. Интенсивность его увеличивается при волнении, прохождении судна и т. п. Искрящееся свечение обычно наблюдается летом и осенью. Особенно интенсивным оно бывает в прибрежной полосе.
Цветение моря обусловлено массовым скоплением планктонных (обычно растительных, но иногда и животных) организмов в поверхностном слое воды. При цветении значительно уменьшается прозрачность воды и изменяется ее цвет; вода приобретает желтый, бурый или красноватый оттенок. В описываемом районе цветение воды наблюдается преимущественно в северо-западной части моря, а также в заливах и бухтах. Оно возможно в течение всего года, но наиболее вероятно с февраля по май.
Водоросли. В Черном море особенно распространена красная водоросль - филлофора, образующая в северо-западной части моря на глубинах 20-60 м огромные заросли. Из других водорослей следует отметить диатомовые, пирофитовые, сине-зеленые и бурые. В заливах, лиманах, лагунах и бухтах на глубинах обычно не более 10-12 м часто встречается зостера, или морская трава.
Древоточцы. В Черном море отмечается разрушительная деятельность морских древоточцев. Из двустворчатых моллюсков здесь встречается тередо, из ракообразных древоточцев - лимнория и хелюра.
Тередо обычно разрушает древесину изнутри; ходы его направлены вдоль волокон, но могут и изгибаться самым причудливым образом, переплетаясь друг с другом. При значительном поражении им древесина превращается в губчатую массу. Особенно активна деятельность тередо с июня по сентябрь. Наиболее часто он встречается у побережья Крымского полуострова и у восточного побережья моря.
Лимнория обычно поражает древесину с поверхности. Ходы ее неглубоки (не глубже 5 мм, изредка 15 мм от поверхности), но иногда она выедает в сваях как бы дупла, так называемые «котлы». Лимнория, как правило, не переносит мутной, застоявшейся, бедной кислородом воды.
Хелюра несколько крупнее лимнории; она обычно поселяется рядом с ней и сверлит дерево аналогичным образом. Ходы ее глубже, хотя «котлов» она не создает. Диаметр ходов около 2,5 мм.
Кроме дерева, лимнория и хелюра могут поражать изоляцию подводных кабелей.
Обрастание морскими организмами подводной части судов наблюдается круглый год, но наиболее интенсивно оно с мая по сентябрь. Здесь распространены балянусы, мидии, дрейсены, мшанки и др.
Опасные морские животные. Колючки спинного плавника и шипы жаберных крышек очень ядовиты, уколы их могут быть смертельными. Живет большой дракончик в основном в заливах и бухтах; обычно он зарывается в мягкий грунт так, что видна только голова.
Европейская скорпена чаще всего В Черном море водятся хищные и ядовитые морские животные; их следует остерегаться при купании, работах без водолазного костюма и высадке личного состава на берег. Здесь обитает колючая акула-катран, большой дракончик, европейская скорпена и европейский хвостокол.
Большой дракончик - наиболее опасная рыба встречается в бухтах вблизи скалистых берегов, укрывается она обычно в расселинах скал или в водорослях. Уколы этой рыбы очень болезненны.
Европейский хвостокол, или морской кот, обитает в защищенных бухтах, на мелководных участках моря и в устьях рек. Ударами хвоста он может наносить очень сильные и опасные раны.
Кроме того, в Черном море встречается небольшая зеленая, красная или коричневая медуза актиния. Соприкосновение с ней вызывает сильное раздражение кожи.
У берегов Черного моря расположено шесть государств: Российская Федерация (РФ), Украина, Грузия, Турция, Болгария, Румыния, что осложняет сохранение рыбных запасов и их использование.
Площадь Черного моря - 423 тыс. кв. км, объем - 587 тыс. куб. км, средняя глубина 1271 м (максимальная глубина 2245 м). Шельф развит слабо, хорошо только в северо-западной части, где составляет 26% общей площади шельфа, у берегов Крыма и Кавказа он узок. Соленость в среднем составляет 14-18‰, ТПО - 23-25°С - в августе и 6-7°С - в феврале.
Отличительными особенностями Черного моря от других морей являются: слабая связь его с Мировым океаном, зараженность нижних слоев воды сероводородом (ниже глубины 100-150м), высокая биопродуктивность шельфовых вод (242 т/км 2 фитопланктона в год) и высокое содержание органического вещества в донных осадках (в среднем 2,2%) Черного моря.
Существуют несколько теорий образования сероводородной зоны в Черном море:
На глубине 100-165 м - сероводородная зона, образованная пурпурными сероводородными бактериями, которые проявляют свою активную деятельность образования сероводорода и в настоящее время;
За счет вулканической деятельности подводных гор;
За счет катастрофы затопления пресноводной фауны Черного моря солеными водами Атлантического океана во время формирования морской фауны и флоры Черного моря в прежние века.
Поверхность дна выше зоны североводородного заражения занимает примерно 25 % всей площади дна, а слой воды насыщенный кислородом составляет 12% объема водной массы. В настоящее время в связи с сокращением стока рек верхняя граница сероводородной зоны поднялась в некоторых районах на глубину 70-80 м.
Через пролив Босфор, глубина которого 130 м из Черного моря (уровень его на 0,5-1,0 м выше уровня Мирового океана) вытекают опресненные воды - около 348 куб. км в год, а из Мраморного моря вливается в Черное море глубинная соленая вода (33‰) в объеме 202 куб. км в год.
Через Керченский пролив осуществляется водообмен между Черным и Азовским морями, оказывающим распресненное воздействие на Черное море.
Наибольшая длина Керченского пролива по прямой 43 км, наименьшая ширина около 4,5 км, средняя глубина в северной узости около 7 м, площадь пролива 0,8 тыс. кв. км, объем - 4,6 куб. км. Через Керченский пролив помимо ежегодного водообмена между Черным и Азовским морями проходят активные и пассивные миграции гидробионтов обоих морей.
Течения в Черном море направлены против часовой стрелки (циклонические). Вертикальная стратификация выражена хорошо - верхний слой воды - опресненный, нижний соленый, занятый сероводородными водами. Перемешивание слоев происходит уже на глубине 50 м.
В Черное море впадает несколько крупных рек: Дунай, Днепр, Днестр, Риони. Они до зарегулирования вносили в море около 400 куб. км пресной воды в год, сейчас значительно меньше (примерно на 10-15%) и эта тенденция увеличивается, что ведет к уменьшению поступления биогенов в море, осолонение вод, загрязнение и т. д. и в конечном итоге отрицательно сказывается на воспроизводстве промобъектов.
Отличительными особенностями Черного моря от других морей являются: слабая связь его с Мировым океаном, зараженностью нижних слоев воды сероводородом (ниже глубины 100-150 м), высокая биопродуктивность шельфовых вод (242 т/кв. км. Фитопланктона в год) и высокое содержание органического вещества в донных осадках (среднее значение 2,15%). Поверхность дна выше зоны сероводородного заражения занимает примерно 1/4 часть всей площади дна, а слой воды насыщенный кислородом составляет 12% объема водной массы.
В Черном море обитает: 292 вида водорослей - макрофитов, в том числе 134 вида пресных с широко известной филлофорой Броди, десятки видов двустворчатых моллюсков, среди которых многичисленны мидии, устрицы, мия (а из брюхоногих дальневосточная рапана), 3 вида дельфинов (афалина, белобочка, азовка).
Ихтиофауна Черного моря насчитывает 193 вида и подвида, из которых 153 являются исключительно морскими, 24 - проходными или частично проходными, 16 пресноводными. В последние годы ихтиофауна пополнилась дальневосточной кефалью - пиленгасом, успешно акклиматизированной в Азово-Черноморском бассейне.
Из общего количества морских рыб, обитающих в Черном море, 122 вида - пришельцы из Средиземного моря и 31 вид свойственны только Черному морю. Около 20% служат объектами промысла. Ихтиофауна Черного моря вследствие зараженности его глубин сероводородом характеризуется большей численностью пелагических рыб и ограниченной численностью донных рыб, поэтому основу промысла составляют пелагические рыбы. Наиболее важное промысловое значение имеют: черноморский шпрот и черноморский анчоус (хамса) - рыбы с коротким жизненным циклом, питающиеся зоопланктоном, обладающие высокой воспроизводительной способностью.
Средняя рыбопродуктивность Черного моря 420 кг/км 2 . Промысел в Черном море имеет многовековую историю. Город Керчь назывался в античное время Пантикапей - рыбный путь. Засольные чаны, ямы здесь сохранились кое-где до сих пор. Хамса была важным экспортным продуктом в древнее время (за бочонок хамсы давали здорового раба). В древнем Риме очень высоко ценилась барабуля - султанка - за крупную рыбу давали столько серебра, сколько она весила.
Промысел в Черном море переживал периоды подъема и упадка (вспомните про «шаланды полные кефали», которые привозил в Одессе Костя рыбак; про скумбрию в произведении А. Куприна: «Листригоны»; про бычков в повести Катаева «Белеет парус одинокий» и др.).
Во второй половине ХХ века суммарный вылов рыб и других объектов морского промысла всех причерноморских стран достиг 600 тыс. т, из него на долю бывшего СССР приходилось 200-250 тыс. т, в том числе 100‑150 тыс. т на долю украинских рыбаков.
Пик добычи в Черном море пришелся на 1980 год, когда мировой вылов в этом водоеме составил 850 тыс. т, в том числе украинскими рыбаками - свыше 235 тыс. т. Затем происходило неуклонное снижение мировых уловов, которые к 1996 году составили 396 тыс. т (в том числе хамсы 281 тыс. т - 71% от общего улова). То есть снижение мировых уловов в Черном море за этот период произошел более чем в 2 раза. Изменился и видовой состав уловов. Так, если до 50-60 годов уловы состояли в основном из ценных видов: скумбрии, пеламиды, кефалей, ставриды, камбалы-калкана, сельдей и осетровых, то позднее до 90-х годов и поныне в основном за счет хамсы и шпрота.
Значительно изменился объем и состав уловов украинских судов. Так, в 1998 году вылов украинских судов составил в Черном море всего около 27 тыс. т (в том числе шпрота - 20 тыс. т - 74%, хамсы черноморской - 3,3 тыс. т - 12% и хамсы азовской - 1,7 тыс. т - 6%), а в 2000 г. - 41,2 тыс. т (в том числе шпрота 33 тыс. т - 80% и хамсы 7 тыс. т - 17%).
Основными причинами такого катастрофического снижения уловов были следующие:
Развитие высоко производительного кошелькового лова Турцией и бывшим СССР, который позволял к середине 80-х годов довести общий годовой вылов (в основном хамсы и ставриды) в водоеме до 600 тыс. т и более.
Ухудшение экологической ситуации в основной части репродуктивного ареала хамсы и ставриды.
Уменьшение стока речных вод в Черное море за счет повышенного водопотребления в реках промышленными предприятиями, на нужды сельского хозяйства и хозяйственно-бытового потребления.
Загрязнение сточными промышленными и бытовыми отходами, а также в результате применения химических средств защиты растений, что привело не только к повышенному содержанию в море вредных для организмов химических соединений и пестицидов, но и увеличению заморных явлений.
Загрязнение вод нефтепродуктами, сбрасываемых в море с судов, что приводит к гибели рыб (1 т нефти загрязняет 12 кв. км площади водной поверхности).
Загрязнение районов черноморского побережья свалками грунтов - дампингом, способствующего разрушению нерестилищ и развитию заморных явлений.
Вселение гребневика-мнемиопсиса, сильнейшего конкурента в питании пелагических рыб и питающегося также икрой и личинками рыб. Численность гребневика по некоторым данным в отдельные годы достигала 1 млрд. т. Гребневик нарушил традиционную пищевую цепь существующего до его вселения в Черное море: фитопланктон - фитофаги (в основном зоопланктон) - пелагические рыбы, так как он в значительной мере поедал зоопланктон (фитофагов).
Широкое применение донных тралов, что принесло непоправимый вред репродуктивному ареалу таких ценных видов как осетровые, мидии и др.
Слабо контролируемый браконьерский лов. Особенно это относится к таким ценным видам, как осетровые, камбала-калкан, запасы которых восстановить чрезвычайно трудно.
Вследствие вышеуказанных причин рыбопродуктивность Черного моря значительно снизилась и требует безоотлагательных мер по спасению Черного моря.
В настоящее время наметилась тенденция восстановления численности азовской хамсы за счет стабилизации численности грибневика мнимеопсиса и вселением в Азовское и Черное море грибневика берое, питающегося грибневиком мнимеопсисом, а также сокращением промысловых судов России и Украины, вызванной экономическими причинами, и в 2002 г. вылов Украиной в Черном море достиг 60 тыс. т, в основном за счет шпрота и черноморской хамсы.
9.2. Краткая промыслово-биологическая характеристика
наиболее важных видов в Черном море
Черноморский шпрот - наиболее массовый вид Черного моря. Его запас в разные годы колебался от 200 до 1600 тыс. т. До 70-х годов считалось, что шпрот не образует промскоплений, пригодных для тралового облова. Поэтому он облавливался ставными неводами в узкой прибрежной зоне и его вылов составлял 0,5-4 тыс. т в год. С середины 70-х годов эффективно облавливается тралом (пионер, Болгария, затем СССР).
Холодолюбивый вид, предпочитает температуру 7-8°С. Размерный состав нерестовой части популяции 6-12,5 см, масса 3-7 г. Предельный возраст 5 лет. Половозрелости достигает в возрасте неполного года. Нерест происходит в течение года с пиком с октября по март при температуре 6‑9°С. Икрометание многопорционное. Встречается на глубине 50-110 м. Наиболее эффективно облавливается в конце июля-августе в придонном слое северо-западного и северо-восточного районов Черного моря, под слоем температурного скачка в дневное время. Максимальная жирность 12‑18%, которой он достигает в июле. Питается зоопланктоном.
По данным ЮгНИРО на 2007 г. запас шпрота - 420 тыс. т, ОДУ - 113 тыс. т. Возможный лотом Украины не менее 45 тыс. т. Недоиспользуемый ресурс - 113 тыс. т.
Черноморская хамса - один из подвидов европейского анчоуса. Важнейший объект рыболовства в Черном море. По своему происхождению относится к группе средиземноморских вселенцев и, соответственно, к теплолюбивым видам. Размеры от 5,5 до 15,5 см, масса от 1,5 до 23,5 г. Средняя длина 12 см и масса 14 г. Максимальный возраст 5 лет, половой зрелости достигает на 2-м году жизни. Предпочитает температуру от 14 до 26°С, при которой и осуществляется нерест с середины мая до конца августа по всей акватории поверхностных вод Черного моря. Питается зоопланктоном. Отличается высокой жирностью - до 12-15%. Обычно в промысловом стаде преобладают годовики (50-80% всего стада), но наибольшую жирность имеют особи в возрасте 2-3 года.
В летнее время значительная часть популяции откармливается в мелководных высококормных районах, прилегающим к устьям крупных рек (Дунай, Днепр, Днестр) в северо-западной части моря и 5-мильной зоне прибрежных вод Грузии. С похолоданием вод хамса перемещается в южные районы Черного моря - обычно в прибрежные районы Турции и Грузии, где образует зимовальные скопления, на которых базируется промысел. В районе зимовки хамса опускается до глубин 120 м, где температура не опускается ниже 6°С. Установлено, что важнейшими факторами, определяющими скорость перехода хамсы от рассеянного распределения в поверхностном слое моря к зимовальным скоплениям является уровень жировых запасов в теле рыбы и интенсивность понижения температуры воды. Промысел хамсы в районе зимовки ведется кошельковыми неводами. Запас хамсы у берегов Грузии на 2006 год оценивался в 200 тыс. т. Отмечается хорошая для нее кормовая база вследствие увеличения численности гребневика берое питающимся гребневиком мнемиопсисом. Величина ОДУ на 2007 г. по данным ЮгНИРО - 80 тыс. т, ВДУ Украины - 20 тыс. т. Существующий вылов 10-15 тыс. т.
Прочие промысловые объекты в Черном море имеют значительно меньшее значение для рыболовства.
Камбала-калкан - один из самых крупных камбал морей умеренной зоны Европы. В Черном море достигает длины 1 м и массы 15 кг, чаще длиной 40-45 см. Возраст до 17 и более лет. Оседлый хищник, питающийся рыбой (75%), ракообразными (24%) и моллюсками (1%). Встречается повсеместно до глубин 100 м, населяя преимущественно песчаные и илисто-песчаные грунты, где лежит на дне, зарывшись в грунт. Состояние запасов до середины 60-х годов оценивалось как благополучное. Затем произошло существенное сокращение запаса под действием интенсивного промысла на фоне ухудшения экологической ситуации. По данным ЮгНИРО запас калкана в Черном море на 2006 г. оценивался в 10 тыс. т, ОДУ - 0,9 тыс. т, ВДУ Украины 0,4 тыс. т.
Черноморская ставрида. В 1985-1989 годах вылов ставриды всеми странами составлял 100-112 тыс. т в год. В настоящее время, вследствие чрезмерного промысла и отсутствия международного регулирования запас ставриды находится на очень низком уровне. По данным ЮгНИРО на 2007 г. величина скоплений ставриды у берегов Крыма - 2 тыс. т, ВДУ и 0,4 тыс. т.
В промысловых уловах преобладают особи в возрасте 2-3 года (живет до 9 лет), длиной 10,5-13 см, массой 15-22 г. Теплолюбивый вид. Наиболее плотные скопления образует в зимний период у берегов Крыма и Кавказа. Промысед ставриды зимой ведется конусными сетями с привлечением на свет. Лов черноморской ставриды конусными сетями прекращается в марте-апреле. С прогревом воды и выходом рыбы на меньшие глубины промысел ведется кошельковыми неводами: обычно у побережья Грузии в апреле-мае. Осенью также можно ловить мигрирующую черноморскую ставриду кошельковыми неводами. Лов ведется в октябре-декабре у побережья Грузии и в значительно меньшей степени у берегов Крыма и Северного Кавказа.
С апреля по октябрь черноморская ставрида в небольшом количестве добывается также стадными неводами.
Акула-катран - запас на 2006 - 21 тыс. т, ВДУ Украины - 2,1 тыс. т.
В настоящее время Черное море является важной частью и занимает площадь, равную 420325 км 2 . В нем обитает более трех тысяч видов представителей флоры и фауны. Примечательной особенностью можно считать тот факт, что все вышеописанное многообразие встречается лишь на глубине не более 150 м. Далее, опускаясь ниже этой отметки, вплоть до самого дна можно наблюдать полное отсутствие жизненных форм за редким исключением в виде Это объясняется тем, что глубинные слои воды представляют собой насыщенный раствор сероводорода. Это губительная среда для всех существ, которым для нормальной жизнедеятельности необходим кислород.
Черное море: экологические проблемы
Как и любой другой современный море подвержено негативному влиянию Ежегодно сотни тонн вредных веществ сбрасываются в его бассейн. К подобным загрязнителям можно смело отнести все органические и минеральные удобрения, которыми щедро удобряют почвы для получения лучшего урожая. Именно они, попадая в море и накапливаясь в толщах воды, провоцируют активное размножение фитопланктона. Отмирая, подобные живые организмы потребляют кислород, содержащийся в водных массах, и тем самым создают определенные проблемы. Черное море устилает целый слой отмерших водорослей, который с каждым годом становится все больше и больше. Под действием этого фактора в придонных областях наблюдается дефицит кислорода.
Экологические проблемы Черного моря определяются также следующими негативными факторами:
1. Загрязнение рек, впадающих в него, сточными дождевыми водами. Это влечет за собой не только уменьшение прозрачности вод и цветение моря, но и разрушение многоклеточных водорослей.
2. Загрязнение нефтепродуктами. Подобные Черного моря наиболее часто встречаются в западной части акватории, где расположено множество портов и большое количество танкерных перевозок. В результате наблюдается гибель множества представителей флоры и фауны, нарушение их нормальной жизнедеятельности, а также ухудшение состояния атмосферы за счет испарения нефти и ее производных.
3. Загрязнение водных масс продуктами жизнедеятельности человека. Такие экологические проблемы Черного моря являются результатом сброса неочищенных и плохо очищенных сточных вод. Основная нагрузка приходится на северо-западную часть региона. Там же располагаются основные места нереста рыб и размножения различных видов животных и птиц. Еще одним значительным фактором является активная застройка береговой линии. В результате этого донная поверхность черноморского шельфа загрязняется цементной пылью и остатками химических веществ, используемых в строительстве.
4. К негативным факторам можно также отнести массовый отлов рыбы, что влечет за собой неизбежную и глобальную перестройку морских экосистем.
Это основные экологические проблемы Черного моря.
Минеральные богатства Черного моря
На нефтегазоносные ресурсы в настоящее время наиболее перспективно Чёрное море. А первые железомарганцевые конкреции в Чёрном море были открыты ещё в 1890 году Н.И. Андрусовым. Немного позднее их детальным изучением занимались такие учёные, как: Зернов С.А., Милашевич К.О., Титов А.Г., и Страхов Н.М. на данный момент в Чёрном море разведаны и открыты три разных пояса конкреций: западнее дельты реки Риони, южнее мыса Тартанхут, а также на материковом склоне восточнее Синопа и на турецкой части шельфа.
Кроме всего этого, побережье и дно Чёрного моря в последнее время рассматриваются как основные места, где можно добывать олово, алмазы, платину, рудные металлы и титан. Также Чёрное море является кладезем таких строительных материалов, как ракушечник, галька и пески.
Минеральные богатства Азовского моря
Самое мелкое море богато полезными ископаемыми, спрятанными не только под водой, на дне, но зачастую даже в недрах морского дна. Главнейшие среди его потаённых кладов - потенциальные нефтегазовые ресурсы акватории. Газовые месторождения (Керченско-Таманская область - на юге, в окрестностях села Стрелковое - на западе, Бейсугское - на востоке, Синявинское - на северо-востоке) как бы обрамляют всё Азовское море. На всей здешней акватории и вокруг основным перспективным нефтегазоносным горизонтом являются отложениями нижнего мела, в меньшей мере - палеоценовые, эоценовые, майкопские, миоценовые и даже плиоценовые породы. С точки зрения нефтеносности наиболее интересны майкопские.
Общая мощность осадочного чехла в южной части моря - в Индоло-Кубанской впадине - огромна и достигает 14 км. Значительная часть этого мощного разреза перспективна на нефть и газ.
По берегам западной его половины располагается Азово-Черноморская железорудная неогеновая провинция, представленная оолитовыми железными рудами киммерийского возраста. В северо-западной части моря, в пределах так называемого Молочанского грабена, вероятно наличие крупных залежей железных руд с запасами в несколько миллиардов тонн. Они, надо полагать, локализованы по северному склону Азовского вала и в пределах всей отрицательной структуры этого грабена.
Ещё один вид минерального сырья, поставляемого Азовским морем, - поваренная соль. Морскую соль добывают из Сиваша. И немало: около 60 тыс. тонн.
Основные полезные ископаемые со дна морей
Первое место среди них занимает нефть вместе с горючими газами, затем идут железные и марганцевые руды, бокситы, известняки, доломиты и фосфориты.
Нефть - это смесь различных углеводородов, т.е. соединений углерода с водородом. Она текуча, способна перемещаться под землёй на значительные расстояния. При этих перемещениях рассеянные в породах капельки нефти могут скопляться в крупные нефтяные залежи.
Согласно учению академика И.М. Губкина (1871-1939) нефть образовывалась в осадочных породах всех геологических эпох. «Она возникла в тех именно случаях, когда налицо имелись благоприятные условия к отложению лагунного, прибрежного или озёрного характера, содействовавшие накоплению органического материала, из которого впоследствии и образовалась нефть».
Нефтяные и газовые месторождения встречаются в предгорных прогибах, в зонах погружения горных цепей и в обширных тектонических впадинах, в пределах платформ. Такие места благоприятны для накопления мощных толщ песчано-глинистых или карбонатных осадков. Вместе с этими осадками, вперемежку с ними, накапливаются и полуразложившиеся остатки различных организмов, преимущественно мелких, микроскопических. Часть этого органического материала с течением геологического времени постепенно превращается в нефть. Вода вытесняет нефть из глин и других нефтематеринских пород, где она зародилась, в грубопористые породы, или «коллекторы», - пески, песчаники, известняки и доломиты. Если над коллектором залегает непроницаемый для нефти пласт в виде плотной глины или другой породы, то нефть скапливается под такой покрышкой, образуя месторождение. Наиболее богатые месторождения нефти встречаются в сводовых частях поднятий слоёв. При этом верхнюю часть свода под непроницаемым пластом занимает горючий газ, ниже идёт нефть, а еще ниже - вода (рис. 1).
Рис. 1
Вот почему геологи-нефтяники прежде всего изучают изгибы или структуры слоёв, ищут подземные своды или другие аналогичные «ловушки» нефти, расставленные природой на путях её подземного перемещения.
В некоторых местах нефть выходит на поверхность земли в виде источника. У таких источников она образует на воде тончайшие разноцветные плёнки. Такого же вида плёнки встречаются и у железистых источников. При ударе железистая плёнка разламывается на остроугольные обломки, а нефтяная - на округлые или вытянутые пятна, которые затем могут снова сливаться.
Сравнительно быстрое накопление осадочных пород является одним из необходимых условий образования нефтематеринской толщи. Руды железа, марганца, алюминия и фосфора, напротив, накапливаются очень медленно, и если рудные минералы этих металлов даже и образуются в нефтематеринских толщах, то они оказываются в них рассеянными, не представляя какого-либо интереса для добычи.
Залежи морских руд железа, марганца, алюминия и фосфора имеют форму пластов, то коротких, то протягивающихся на большие расстояния. Пласты некоторых фосфоритов тянутся на десятки и даже на сотни километров. Так, например, пласт фосфорита «курского самородка» проходит от Минска через Курск до Сталинграда.
Все эти руды отложились в неглубоких местах морей и залегают среди морских мелководных песчано-глинистых или известковых пород. Для образования руд железа, марганца и алюминия характерна тесная связь с прилегающей сушей - с её составом, рельефом и климатом. В условиях влажного климата и при равнинном или холмистом рельефе суши течение рек спокойное и поэтому они несут мало песка и глины и сравнительно много растворённых соединений железа, а иногда алюминия и марганца. Густая растительность областей влажного климата даёт при своём разложении много кислот, разрушающих породы и способствующих освобождённым при этом соединениям железа, марганца и алюминия перемещаться в растворённом виде. Кроме того, густая растительность предохраняет сушу от размывания, что тоже уменьшает количество песчано-глинистой мути в реках.
Состав горных пород, слагающих сушу, а также климат определяют относительное количество выносимых с суши рудных элементов. Много железа и марганца дают основные горные породы, особенно базальты и диабазы. Алюминий в условиях влажных тропиков легче вымывается из базальтов и нефелиновых) пород, труднее из гранитов.
Реки уносят растворённые соединения железа, марганца и алюминия в море, где и происходит их осаждение. Если одновременно с ними осаждается мало загрязняющих примесей, то могут образоваться сравнительно чистые рудные залежи. Благоприятными местами для накопления этих руд являются спокойные заливы или лагуны.
Медленное накопление осадков может происходить не только на платформах, но иногда и в геосинклиналях. Так как основные горные породы (диабазы, базальты и другие) нередко на значительных площадях выходили на поверхность именно в геосинклинальных областях, то возможностей для накопления руд в них было не меньше, а больше, чем на платформах. Для накопления осадочных отложений имеет значение и то, что геосинклинальные области не на всей своей площади характеризуются неустойчивостью земной коры или быстрым накоплением осадков. В них встречаются участки, временами сравнительно устойчивые, что способствует медленному накоплению осадочных пород. Такие участки как раз и представляют наибольший интерес с точки зрения осадочного рудообразования.
В начале индустриализации наша Родина испытывала острую нужду в алюминиевых рудах - бокситах. В то время у нас и за рубежом господствовала теория, что бокситы образовались на суше в результате тропического выветривания. Академик А.Д. Архангельский на основе детального изучения бокситов пришёл к совершенно другому выводу. Он выяснил, что наиболее крупные и высококачественные бокситовые месторождения имеют не наземное, а морское происхождение и образовались в геосинклиналях. Геологические партии были направлены в районы распространения геосинклинальных морских отложений, благоприятных для образования бокситов. Эти геологические поиски увенчались открытием ряда новых богатых бокситовых залежей в девонских морских отложениях на Урале, что обеспечило наши алюминиевые за¬воды отечественным сырьём. Девонские бокситы Урала отлагались хотя и в геосинклинальной области, но в такие моменты её жизни, когда накопление осадков происходило медленно, с перерывами и временными отступлениями моря. Значительная часть этих бокситов отложилась на суше в углублениях среди известняков.
Интересно происхождение залежей фосфоритов. Они по условиям своего образования не имеют такой тесной связи с сушей, как руды металлов. Фосфаты, растворённые в морской воде, характерны тем, что они являются весьма важным и притом дефицитным питательным веществом для морских организмов. Фосфатами питаются растения, которые в свою очередь поедают животные. Отмершие организмы, опускаясь на дно, уносят с собой и фосфор. При своём разложении они освобождают его на пути ко дну и частью на дне. В результате этого верхние слои воды обедняются фосфором, а нижние им обогащаются. Начиная с глубины 150-200 м его концентрация в 5 или 10 раз больше, чем у поверхности воды, а наиболее высокие концентрации растворённых фосфатов образуются в иловых или грунтовых водах. В этих водах на дне моря и происходит осаждение фосфатов из раствора. Фосфориты имеют форму сплошных пластов, кавернозных плит или желваков разнообразного вида.
Происхождение почти всех фосфоритных слоёв связано с перерывами в накоплении осадочных толщ, что особенно отмечал А.Д. Архангельский. Этот факт объясняется, повидимому, тем, что фосфориты отлагались в сравнительно мелководных условиях, на глубинах примерно 50-200 м, так что достаточно было небольшого поднятия морского дна, чтобы они оказались в зоне размывающего действия волн.
Морское происхождение имеют также белый мел и известняк. Оба они состоят в основном из кальцита или углекислого кальция и различаются не по минералогическому и не по химическому составу, а по физическому состоянию - белый мел мягок, он сложен из мельчайших несцементированных частиц; известняк, напротив, крепок, слагающие его частицы более крупные, чем в мелу.
Слои белого мела выходят на поверхность во многих местах Украины, на Дону и на Волге. Мел больше чем наполовину состоит из остатков микроскопических известковых водорослей кокколитофорид (рис. 2). Современные кокколитофориды плавают у поверхности воды, передвигаясь при помощи своих жгутиков. Они населяют преимущественно тёплые моря.
Кроме остатков кокколитофорид, в мелу часто встречаются микроскопические кальцитовые раковинки корненожек, или фораминифер, а также раковины моллюсков и остатки морских ежей, морских лилий и кремнёвых губок.
Количество остатков кокколитофорид в мелу обычно равно 40-60 процентам, корненожек - 3-7 процентам, прочих известковых организмов - 2-6 процентам, а остальное составляет порошковатый кальцит, происхождение которого пока не выяснено.
Преобладание остатков известковых водорослей в составе мела было установлено ещё в прошлом столетии киевским профессором П. Тутковским и харьковским профессором А. Гуровым
Известняки тоже в значительной мере состоят из кальцитовых органических остатков - раковин моллюсков и плеченогих, остатков иглокожих, известковых водорослей и кораллов. Многие известняки изменились настолько, что по внешнему виду трудно определить, какого они происхождения. По поводу таких известняков до сих пор идут споры: одни говорят, что в них кальцит был химически осаждён из раствора морской воды, другие утверждают, что известняк сложен из органических остатков, к настойщему времени изменённых до неузнаваемости.
В своей недавно опубликованной работе профессор Н.М. Страхов доказал, что почти все морские известняки образовались за счёт остатков известковых организмов, а химическое осаждение карбоната кальция в море идёт в весьма ограниченных количествах. И действительно, белые известняки мелового периода, широко распространённые в Крыму и на Кавказе, на первый взгляд чрезвычайно бедны органическими остатками, но при внимательном изучении в них найдено большое количество остатков кокколитофорид и корненожек. Значит, что эти известняки раньше были мелом, а потом сильно уплотнились.
Применение известняков весьма разнообразно. Они идут на щебень для шоссейных и железных дорог, на бут для кладки фундаментов, а некоторые, наиболее плотные из них, употребляются для облицовки зданий как мрамор. В таких мраморах можно видеть раковины плеченогих и моллюсков, морские лилии, известковые водоросли и кораллы. Известняки широко используются также для производства извести и цемента, для известкования почв, в металлургии, при получении соды, стекла, очистке сахарного сиропа и изготовлении карбида кальция. Мел там, где от него не требуется высокой прочности, используется так же, как и известняк.
Геологическое прошлое Черного моря
Бурное геологическое прошлое выпало на долю того района, где ныне находится Черное море. Поэтому в современном облике водоема нет-нет, да проглядывают следы тех или иных отдаленных событий.
До начала третичного периода, то есть во времена, отдаленные от нас на 30-40 миллионов лет через Южную Европу и среднюю Азию с запада на восток тянулся обширный океанский бассейн, который на западе сообщался с Атлантическим океаном, а на востоке - с Тихим. Это было соленое море Тетис. К середине третичного периода в результате поднятия и опускания земной коры Тетис отделилось сначала от Тихого океана, а затем и от Атлантического.
В миоцене (от 3 до 7 миллионов лет тому назад) происходят значительные горообразовательные движения, возникают Альпы, Карпаты, Балканы, Кавказские горы. В результате море Тетис сокращается в размерах и делится на ряд солоноватых бассейнов. Один из них Сарматское море - протянулся от нынешней Вены до подножия Тянь-Шаня.
В конце миоцена и начале плиоцена (2-3 миллиона лет тому назад) Сарматский бассейн уменьшается до размеров Меотического моря (бассейна). В плиоцене (1,5-2 миллиона лет тому назад) на месте соленого Меотического моря возникает почти пресное Понтическое озеро-море. В конце плиоцена (менее 1 миллиона лет тому назад) Понтическое озеро-море уменьшалось в размерах до границ Чаудинского озера-моря.
В результате таяния льдов в конце миндельского оледенения (около 400-500 тысяч лет тому назад) Чаудинское море наполняется талыми водами и превращается в Древнеевксинский бассейн. По очертаниям он напоминал современные Черное и Азовское моря.
В период Рис-Вюрмского межледниковья (100-150 тысяч лет тому назад) образуется так называемый Карангатский бассейн, или Карангатское море. Его соленость выше, чем у современного Черного моря.18-20 тысяч лет тому назад на месте Карангатского моря уже находилось Новоевксинское озеро-море. Это совпало с концом последнего Вюрмского оледенения. Так продолжалось около 10 тысяч лет или немногим более, после чего началась новейшая фаза в жизни водоема - образовалось современное Черное море. Анализируя различные периоды истории Черного моря, можно сделать вывод, что и нынешняя фаза - лишь эпизод между совершившимся и грядущим преобразованиями. С этим следовало бы полностью согласиться, если бы не одно существенное обстоятельство: Человек. Эволюция человека была настолько стремительна, что отныне он может успешно противоборствовать стихии. Поэтому уже ныне Черное море находится под растущим влиянием хозяйственной деятельности человека и в соответствии с этим антропогенным фактором изменяет свои очертания, соленость, фауну, флору и другие показатели.
Размеры Черного моряЧерное море довольно крупный водоем площадью 420325 квадратных километров. Его средняя глубина составляет 1290 литров, а максимальная - достигает 2212 литров и находится к северу от мыса Инеболу на побережье Турции. Вычисленный объем воды 547015 кубических километров. Берега моря мало изрезаны, за исключением северо-западной части, где имеется ряд заливов и бухт. В Черном море немного островов. Один из них - Змеиный - расположен километрах в сорока восточнее Дунайской дельты, другой - остров Шмидта (Березань) - находится вблизи Очакова и третий, Кефкен - недалеко от пролива Босфор. Площадь самого крупного острова - Змеиного - не превышает полтора квадратных километра. Черное море обменивается водами с двумя другими морями: через Керченский пролив на северо-востоке с Азовским и через Босфорский пролив на юго-западе - с Мраморным.
Дно Черного моря напоминает своим рельефом тарелку - оно глубокое и ровное с мелководными краями по периферии. В Черном море содержится вся таблица Менделеева. Даже золота в количестве около 100 тысяч килограммов можно было бы добывать, если выпарить все Черное море и ухитриться извлечь металл из 10 940 000 000 тонн всевозможных солей, которые останутся в осадке. Черное море обладает и другими морскими свойствами. Оно прозрачно до глубины 30 метров, отливает настоящей океанической синевой, взрывается штормами. Волны поднимаются до высоты 6-8 метров.
В летнее время вода у берегов прогревается до температуры 25-28 градусов, а в центре моря у поверхности до 23-24 градусов. На глубине 150 метров сохраняется температура 6,7,8 градусов в течение круглого года. Глубже она несколько повышается - до 9 градусов. В зимние месяцы температура поверхностной воды колеблется в пределах 12-13 градусов.
Существенное отличие Черного моря в том, что черноморская вода, по морским понятиям сильно недосолена. В каждом килограмме воды едва набирается 18 граммов соли (а должно быть 35-36 граммов), а в северо-западном и северо-восточном районах - и того меньше. Даже на самом дне соленость не превышает 22,4%. А объясняется это тем, что Черное море очень стеснено узким Босфором, вливаются пресные воды множества рек: Дуная, Днепра, Днестра, полноводных рек Кавказа. Общий объем речного стока в Черное море превышает 300 кубических километров в год.
Сокровища Черного моряМногие особенности Черного моря составляют, по сути, его основное богатство. Это такие разные категории, как запасы биологического, химического, минерального и другого сырья, ценного для природного хозяйства, благоприятные климатические условия, превратившие берега фактически в сплошную здравницу, красота морских и приморских пейзажей - источник отдыха и вдохновения.
В Черном море обитают растения и животные, представляющие все ступени "лестницы" живых существ нашей планеты: от наиболее примитивных - бактерий, до наиболее совершенных - млекопитающих. Число видов, которые встречаются в Черном море, относительно невелико. Ученые насчитывают здесь до 2000 видов животных, в том числе полтораста видов рыб. И все же видовая бедность Черного моря не означает бедности его биологических ресурсов или биомассы. По массе живого вещества на единицу поверхности и по биологической продуктивности, то есть по темпам воспроизводства этой биомассы, Черное море хотя и уступает тем же Северному или Баренцеву морям, вполне может соперничать со Средиземным, а то и превосходит его. Здесь уже называются преимущества Черного моря как водоема и, в частности, то обстоятельство, что оно обильно удобряется водами крупных равнинных рек - Дуная, Днестра, Днепра и тех, которые впадают в Азовское море, - Кубани и Дона. Питательные вещества, поставляемые этими реками, компенсируют замедленное вертикальное перемешивание водных масс, которое в других морях служит главным механизмом, обеспечивающим их высокое плодородие.
Все животные и растения, обитающие в море, по своему строению и образу жизни делятся на несколько жизненных форм. Основные из них - бентос, планктон, нектон и нейстон.
Бентос (древнегреческое "бентос" - глубина) - это все животные и растения, обитающий на дне моря. Они могут прикрепляться к камням и другим твердым предметам, как водоросли и мидии, зарываться в песок и ил, как различные черви, или ползать по дну, как крабы.
Планктон (от древнегреческого "планктос" - парящий), в отличие от бентоса, населяет не морское дно, а водную толщу. Это в основном, микроскопические животные и растения, которых объединяет то, что они парят в воде на разных глубинах и перемещаются вместе с водой по воле течений. Они не в состоянии плыть против течения и выбирать пути в морских просторах. Из планктона только медузы имеют солидные размеры и некоторую автономность в перемещении.
Нектон (от древнегреческого "нектос" - плавающий) - объединяет активно плавающих существ, таких как рыбы, дельфины, киты и другие крупные организмы. Они тоже населяют водную толщу, но, в отличие от планктона, могут по своему желанию перемещаться на большие расстояния по горизонтам, в том числе и против течения.
Нейстон (от древнегреческого "неин" - плавать) населяет поверхностную пленку морей и океанов. Это мелкие существа, в основном, личинки многих морских животных, которых поверхность раздела море - атмосфера привлекает своими благоприятными кормовыми и другими условиями, особенно полезными для молодых организмов. Нейстон делится на гипонейстон и эпинейстон. Первый состоит из животных и растений, которые обитают под пленкой поверхностного натяжения воды. Таких организмов - большинство. Эпинейстон объединяет те виды, которые обитают на воздушной верхней стороне поверхностной пленки. Это некоторые насекомые, а также микроскопическое население хлопьев пены: бактерии, простейшие, водоросли и другие.
Другая часть морских растений более знакома всем, кто бывал у моря. Это водоросли, растущие на скалах, камнях и других подводных предметах и образующие растительный бентос, или фитобентос. Ими питаются многие животные, в них они находят укрытие от врагов, место для откладывания икры.
В Черном море обитает 277 видов водорослей, которые делятся на три большие группы, - зеленые, бурые и красные.
Основная часть водорослей растет на глубинах до 5-10 метров, но изредка они встречаются и на глубине 125 метров. Кроме водорослей, которые относятся к низким растениям, в Черном море произрастает также несколько видов высших растений. Среди них первое место по распространению и разведанным запасам принадлежит зостере или морской траве. Зостерой питаются как морские существа, так и водоплавающие птицы.
Очень обилен и разнообразен в Черном море мир бактерий. Это единственная группа живых существ, которые обитают здесь от поверхности до самых глубин. Правда, глубже 200 метров, где кислород отсутствует, встречаются только так называемые анаэробные бактерии, способные развиваться при полном отсутствии свободного кислорода в воде. Анаэробные бактерии черноморских глубин, восстанавливая сернокислые соединения (сульфаты), производят сероводород. Он насыщает почти 87% водной массы всего Черного моря.
Выше 200 метров обитают другие группы бактерий, которые нуждаются в кислороде. В северо-западной части Черного моря летом на один кубический сантиметр морской воды приходится 60-110 тысяч бактерий, а если взять воду у самой поверхности пленки, в нейстоне, в том же объеме их будет от 1 до 75 миллионов экземпляров!
Благодаря, в основном, бактериям, море не загнивает, а органические остатки подвергаются биологическому окислению и минерализации до состояния, которое делает возможным их потребление растениями.
Выше уровня моря, довольствуясь прибоем, периодически смачивающим их, тесно прижавшись к поверхности камней и скал, обитают моллюски - морское блюдечко или пателла и литторина. Эти моллюски особенно широко распространяются у берегов Крыма и Кавказа.
Чрезвычайно многочисленны на твердых подводных грунтах морские желуди или балянусы.
Важную группу животных, прикрепленных к камням и скалам, образуют губки. В Черном море обитают 26 видов губок. Губки - активные биофильтраторы. Одна особь объемом около 10 кубических сантиметров может профильтровать за сутки от 100 до 200 литров морской воды.
Очень эффективны актинии, или морские цветы.
К числу животных, прикрепленных к твердому субстрату, относятся также гимании, асцидии, моллюски калиптрея или китайская лампочка, и знаменитая устрица.
Среди прикрепленных животных и водорослей твердых грунтов всегда обитает множество подвижных видов, ползающих и плавающих в этих "дебрях". Очень распространены равноногие раки, или морские тараканы. В Черном море их насчитывается до 30 видов.
Среди организмов, облепивших подводные скалы и камни, обычные грациозные креветки. В наши дни насчитываются более десятка видов креветок, но большинство из них - мелкие, с длиною тела до 3-4 сантиметров.
Каждого, кто бывает у моря, привлекают крабы. Почти два десятка видов крабов насчитывают в Черном море. Конечно, мидия промысловый объект и вкусный "морепродукт", но в местах массового купания ее главное назначение - биофильтрация.
Сообщества, или биоценозы, песчаного грунта встречаются в основном на мелководье, вблизи рек и равнинных берегов. Они наиболее распространены в северо-западной части моря, отличающейся бедностью водорослей и обилием зарывающихся в песок видов. Постоянные "бродяги" этого биоценоза раки-отшельники (рак диоген и клибанарий).
На песчаных грунтах с примесью ила можно встретить множество брюхоногих моллюсков насса. Их называют в разных местах черноморского побережья еще "бараном", "навадией". На крупнозернистом песке, на глубинах 10-30 и более метров живет очень интересный для науки организм - ланцетник. По своей внутренней организации он занимает промежуточное положение между беспозвоночными и рыбами и может служить классической иллюстрацией к истории развития и происхождения типа позвоночных животных. Черное море единственное из наших морей, где встречается ланцетник.
Завершить перечень обитателей песчаных грунтов можно песчаной ракушкой или мией. Подобно рапане она каким-то образом независимо от воли человека поселилась в Черном море, в конце пятидесятых годов.
Главную часть нектона образуют рыбы. Их в Черном море встречается до 180 видов.
По своему происхождению они хорошо отражают геологическое прошлое и современные связи водоема. В научной литературе принято делить виды рыб Черного моря на четыре группы.
Первая группа представлена выходцами из пресных вод. Они, как правило, попадают в море не по своей воле, в чужую стихию их выносит течение. Вблизи устьев рек, чаще всего весной попадаются сазан, лещ, судак, тарань, чехонь.
Вторая группа состоит из видов, которые обитали в некогда опресненных водоемах, бывших на месте нынешнего Черного моря и дожили до наших дней. Их называют реликтовыми видами, или понтическими реликтами. Эти рыбы сохраняют свою привязанность к опресненным районам, к солоноватым лиманам, а на нерест большинство из них заходят в реки. Это осетровые, большинство видов сельдей, бычков - всего более двух десятков видов. Среди осетровых в Черном море наиболее известны белуга - самая крупная рыба нашего моря (масса не превышает 200-300 килограммов). Эти рыбы растут медленно, созревают для нереста поздно. Поэтому все изменения в водном режиме рек, связанные со строительством плотин, расходом воды на орошение, загрязнением ее различными отходами и т.д. отражаются на естественном воспроизводстве рыб Черного моря.
Для поддерживания и увеличения их численности в России строятся и функционируют специальные заводы, где проводят искусственное оплодотворение икры, ее инкубацию и выращивание личинок.
Третья группа черноморских рыб (восемь видов) тоже состоит из реликтов былых времен. В подтверждение своего северного происхождения эти рыбы сохранили привязанность к холодной воде, поэтому держатся в основном в придонных слоях. В качестве их представителей можно назвать шпрота, мерлана, глоссу и катрана.
Четвертую основную по численности группу рыб составляют средиземноморские переселенцы. Их насчитывают свыше ста видов. Это рыбы, проникшие сюда на протяжении последних 5-6 тысячелетий через Дарданеллы и Босфор. Они довольствуются на всех этапах жизни глубинами не более 150-180 метров.
К средиземноморским вселенцам относятся такие известные рыбы, как хамса, сарган, кефаль, луфарь, ставрида, султанка, скумбрия, камбала и другие.
Итак, рыбы образуют третью ступень черноморской экологической пирамиды, ибо они питаются беспозвоночными, составляющими вторую ее ступень. Последняя же ступень представлена потребителями рыб - дельфинами и некоторыми птицами.
В действительности в Черном море существует как минимум три основных экологических пирамиды - для дна, для водной толщи, и для поверхностной пленки. Одна их важных задач науки состоит в том, чтобы определить четкие качественные и числовые характеристики этих пирамид, ибо охрана живых ресурсов моря и их увеличение сводится в значительной степени к "ремонту" или надстройке ступени пирамид. Причем любое ухудшение условий жизни в водоеме отражается, прежде всего, на верхних ступенях пирамиды, так как высокоорганизованные существа, в общем, более уязвимы, чем низкоорганизованные, если же какой-то фактор поражает основание пирамиды, то большие изменения настигают всю пирамиду.
Главные богатства Черного моря - его климатические факторы, принесшие самому теплому из морей нашей страны заслуженную известность всесоюзной здравницы, а запасы биологического сырья должны эксплуатироваться в такой степени, чтобы не ставить под угрозу нормальное существование водоема. В этом собственно и заключается основная сущность принципа рационального использования природных ресурсов, которому уделяется большое внимание в народнохозяйственных планах России.
Черное море - и богатейшая кладовая всевозможных минералов и металлов. В морской воде они находятся, в основном, в виде солей.
Основные компоненты солевого состава воды Черного моря можно изобразить следующим образом:
Все остальные компоненты, вместе взятые, составляют менее полутора процентов от общей массы.
На северо-западном шельфе Черного моря ведется разведка газа и нефти. Эксплуатация этих даров недр сопряжена, обычно, со значительным загрязнением воды и соответствующим ущербом для биологических ресурсов моря и курортного использования. Поэтому в интересах соблюдения принципа рационального природопользования необходимость добычи в Черном море таких видов сырья, как нефть, должна быть строго и всесторонне обдумана.
Особенности современного состояния слоя существования кислорода с сероводородом в Черном мореОкисление сероводорода происходит в основном в слое его существования с кислородом (С-слое), который является верхней границей анаэробной зоны Черного моря. Хотя скорости окисления сероводорода тионовыми бактериями в придонном слое и в зоне хемосинтеза на глубине 150-500 метров не оценены, по-видимому, они составляют лишь незначительную часть от скорости окисления сероводорода в С-слое. Толщина С-слоя, глубина залегания его границ, форма их рельефа, характер распределения в нем кислорода и скорости окисления последнего зависят от тонкостной стратификации вод, гидродинамических условий интенсивности массопереноса, скорости сульфатредукции и, могут быть использованы в качестве показателей состояния и тенденций кислородного режима анаэробной зоны изменение концентрации кислорода на стандартном горизонте 50 м - верхней границе основного пикноклина. Обобщение материалов наблюдений за кислородным режимом открытой части моря, показало, что диапазон годовых изменений концентрации кислорода на горизонте 50 м составляет 1,79 мл. л -1 , среднее содержание его по месяцам года колебалось от минимального в апреле (4,73 мл. л -1) до максимального в сентябре (6,98 мл л -1), глубины с относительным содержанием кислорода в воде 10% (менее 1мл. л -1) составляли 70-150 м и сохранялись практически постоянными в течение года. Исследования по моделированию окислительной трансформации соединений серы и сероводорода в Черном море связывались в первую очередь с изучением актуального вопроса подъема верхней границы сероводородной зоны и влияние многих факторов среды обитания на положение этой границы в море. На ранних этапах исследования проблемы внимание уделялось:
Изучению механизма окисления форм серы и сероводорода в морской воде и разработке математической модели окислительной трансформации соединений серы.
Моделированию тонкой химической структуры и распределения форм серы и кислорода в слое существования кислорода и сероводорода (С-слое).
Решению обратной задачи и расчету по вертикальному распределению реагентов скоростей реакции и массопереноса, а также изменчивости концентрации веществ в с-слое в мелководной части морской экосистемы.
Формализации зависимости скорости окисления сероводорода от соотношения кислорода: сероводород для корректного расчета динамики С-слоя и положения верхней границы анаэробной зоны.
Выявлению воздействия основных факторов (интенсивность потребления кислорода, мощность источников сероводорода и вертикального обмена) на динамику верхней границы анаэробной зоны и исследованию возможности ее выхода на поверхность.
Анализу социально-экологических аспектов проблемы динамики сероводородной зоны в Черном море.
Анализу факторов, определяющих положение С-слоя по вертикали на мелководных участках моря.
Основная цель текущих исследований связывается с формализацией существующих теоретических представлений об условиях формирования анаэробной зоны и имитацией с помощью математического моделирования ретроспективной картины ее развития и эволюции. Решение этого вопроса позволит на качественно новом уровне рассматривать многие дискуссионные вопросы (временной масштаб формирования анаэробной зоны в Черном море; выраженность и значимость основных гидрологических и гидрохимических процессов при образовании анаэробной зоны; основные потоки реагентов и их баланс), а также прогнозировать кратко - и долгосрочную динамику верхней границы анаэробной зоны при меняющихся естественных условиях среды и сложившихся антропогенных воздействиях.
Полученные результаты по исследованной проблеме: построена математическая модель для изучения ретроспективной картины образования анаэробной зоны Черного моря на основе всей известной информации о формировании соленостной структуры моря, скоростях процессов сульфатредукции и окисления сероводорода в глубинных водах. Рассчитываемые в модели изменения солености морской воды, происходящие в море со времен образования Нижнебосфорского течения, меняют вертикальное распределение коэффициента турбулентной диффузии, который определяет распределение по вертикали кислорода и сероводорода. Получены и анализируются расчетные профили изменчивости концентраций кислорода и сероводорода, отражающие динамику процессов формирования в геологическом прошлом (за последние 10 тыс. лет) на разных этапах формирования анаэробной зоны Черного моря. По результатам этих расчетов анализируются основные потоки.
Человек и Черное мореПриродные богатства Черного моря люди используют по разному. Одни ресурсы эксплуатируются издавна и настолько основательно, что нужно срочно сбавить темпы и помочь природе восстановить потерянное. Другие, наоборот, добываются в масштабах гораздо более скромных, чем это допустимо. А третью еще ждут своей очереди.
Курортные возможности черноморского побережья используются еще далеко не полностью.
Если обратиться к эксплуатации биологических ресурсов, то из водорослей промышляется, в основном, филлофлора, из которой получают агароид, широко применяемый в пищевой, медицинской промышленности и для других целей.
Добыча филлофлоры превышает сегодня 20 тысяч тонн в год, а это меньше того, что позволяют запасы. Мало используются запасы бурой водоросли, цитозиры и морской травы - зостеры.
Мидий добывается 1500-2000 тонн в год. Это очень незначительное изъятие. Креветки добываются 1000 тонн в год. В Черном море всеми странами сегодня вылавливается около 250000 тонн рыбы. Это не так уж мало, иметь в виду, что к 1940 году улов черноморских стран, включающий и дельфинов, находился на уровне 86000 тонн в год.
В сентябре 1972 года Постановление Верховного Совета СССР "О мерах по дальнейшему улучшению охраны природы и рациональному использованию природных ресурсов" предусматривает также и охрану морей. В ходе исполнения этого Постановления власти ведут большие работы, направленные на ослабление и ликвидацию вредных воздействий на Черное море, на улучшение и оздоровление морской среды, увеличение биологических ресурсов водоема. Большое внимание вопросам охраны окружающей среды уделили XXV съезд КПСС и XXV съезд Компартии Украины. Очень многое уже делается для претворения в жизнь этих мудрых и позитивных решений.
С целью очистки моря от таких распространенных веществ - загрязнителей, как нефть и нефтепродукты, а также от всевозможного мусора у нас в стране сконструированы и используются в Черноморских портах суда - нефтемусоросборщики (нмс). Одни из НМС действуют по принципу адгезии - прилипания и впитывания нефти другие по принципу отстоя. Все они довольно надежно очищают поверхность моря. В портах введены в эксплуатацию станции очистки балластных вод судов. Поэтому наш флот практически уже не загрязняет Черное море нефтепродуктами.
У нас также ведется большая работа по очистке и разбавлению производственных, коммунальных стоков, а также дождевых и талых вод, поступающих в море.
Введены и постоянно совершенствуются научно обоснованные Правила рыболовства. В крайних случаях добыча или вылов полностью прекращаются, как это было с черноморскими дельфинами. Утверждено Положение о спортивной подводной охоте, обязывающее подводных стрелков знать и строго соблюдать установленные для данного района Правила рыболовства. Все международные усилия, направленные на улучшение экологической обстановки на бассейне, чрезвычайно разнообразны. В Черном море активно вселяют новые виды рыб для пополнения ихтиофауны и промысловых ресурсов. Так, недавно начаты и успешно продолжаются работы по акклиматизации американского полосатого окуня, стальноголового лосося и других видов. Некоторые полезные организмы, как, например, моллюск мия, вселились в Черное море хотя и с помощью человека, но помимо его воли.
Различными научными организациями причерноморских стран реализуется широкая программа исследований с тем, чтобы получить объективную картину современного состояния Черного моря, изменяющуюся в последние годы намного быстрее, чем прежде, разработать действенные методы рационального использования, охраны и воспроизводства его живых богатств. Ведется большая и разносторонняя пропаганда природоохранных знаний среды населения с помощью прессы, радио, телевидения, кино, научно-популярной литературы.
Вся эта деятельность человека по отношению к морю будет развиваться и совершенствоваться. Таково веяние времени. Однако у очень разносторонней и все более интенсивной хозяйственной активности людей на Земле бывают непредусмотренные и нежелательные биологические последствия. Они отражаются на состоянии окружающей среды, в том числе морей и океанов, еще недавно считавшихся необъятными и неисчерпаемыми.
В особенно сложное положение попали полуизолированные моря, принимающие значительный сток рек, но не имеющие свободного водообмена с другими морями. Таково положение Черного моря. Только бассейн рек Дуная, Днепра, Днестра занимают водосборную площадь около 1400 тысяч квадратных километров, что более чем в три раза превышает площадь самого Черного моря. Тесная зависимость от рек - одна из важнейших особенностей Черного моря, играющая сегодня едва ли не главную роль в формировании новых условий существования его пелагических и донных сообществ. Кроме того, имеются и другие, хотя и не столь специфические, формы отрицательного воздействия человека на Черное море и другие моря. Это поступающие в море "самотеком" неочищенные стоки населенных пунктов, промышленных предприятий и сельскохозяйственных угодий, жидкие и твердые вещества из атмосферных осадков. Да и само движение судов по морю, даже если они не выпускают за борт никаких загрязняющих веществ, наносит вред, разрушая нейстон. Укрепление морских берегов, если оно ведется без учета биологии прибрежных сообществ водных организмов, тоже может оказать отрицательное воздействие. Скопление купающихся на ограниченном участке побережья и многие другие формы связей "человек-море", на первый взгляд совершенно безобидных для обеих сторон, не так уж безобидны, если подойти к ним с высокими мерками современных требований охраны природы. Рассмотрим в чем суть вольных и невольных случаев воздействия человека на "благополучие" Черного моря.
Начнем с рек, ибо при недостаточно активном перемешивании вод сверху донизу, главным источником удобрений, поступающих в Черное море, всегда были реки, особенно равнинные - Дунай, Днестр, и Днепр, впадающие в его северо-западную часть. Не случайно этот район издавна называли черноморской житницей, хранящей большие запасы водорослей, мидий, рыб и других богатств. Понятно, что любые количественные и качественные изменения речного стока оказывают существенное влияние на биологию Черного моря. Между тем для данного этапа научно-технической революции характерно серьезное воздействие на речные системы. С одной стороны, резко возросло потребление речной воды для нужд народного хозяйства. Большое количество ее расходуется на орошение засушливых земель, для снабжения животноводческих ферм, промышленных предприятий, населенных пунктов, энергетических объектов и т.д. Таким образом, затрагивается один из устоев, на которые опиралась жизнь Черного моря, формируясь в течение последних тысячелетий.
Есть в речных водах и нефть, и ртуть, и пестициды. Казалось бы, положительное явление - изобилие органических веществ, столь необходимых для жизни Черного моря. Но это изобилие наносит вред. В чем же суть такого парадокса? Дело в том, что весь "механизм" использования и преобразования речных даров плодородия морскими животными и растениями был "запрограммирован" природой в расчете на те же количества органических веществ, которые приемлемы для нормальных условий существования самих рек. А одних только азотосодержащих веществ в дунайской воде за последние 10 лет стало в несколько раз больше. Этот процесс "переудобрения" водоемов (эвтрофирования) происходит сегодня во всем мире и больше всего затрагивает внутренние водоемы (реки, озера, водохранилища), а также изолированные и полуизолированные моря или отдельные их районы.
Избыточное органическое вещество продолжает разлагаться в море, потребляя при этом растворенный в воде кислород и вызывая, в зависимости от степени эвтрофирования, дефицит этого жизненно важного газа, а то и полное его исчезновение.
Серьезное вмешательство в жизнь прибрежных сообществ морских организмов, происходит в результате осуществления берегоукрепительных сооружений.
Эти мероприятия необходимы для приостановления оползней и обуздания разрушительной силы волн. Они включают в себя намыв песчаных пляжей, возведение бетонных стен траверсов и волноломов, и другие работы.
Очистка и обезвреживание стоков, поступающих в море не через речные системы.
Случается, что в море поступают загрязняющие его стоки и вовсе не из рек. Приходилось видеть, как на то или иное расстояние от берега выдвинуты в море трубы, по которым постоянно или время от времени выливаются канализационные воды либо стоки какого-нибудь предприятия. Сегодня ясно, что эти источники загрязнения недопустимы, прежде всего, вблизи населенных пунктов и курортных зон. Конечно, есть еще производства, не все отходы которых удается нейтрализовать. В большинстве же случаев можно найти приемлемые формы сосуществования природы и промышленности. У специалистов Одесского отделения ИнБЮМ имеется положительный опыт "примирения" предприятий химической промышленности и обитателей моря. На основании большого объема опытов, расчетов и экспедиционных исследований определяется степень необходимости очистки и разбавления стоков предприятия, и условия их выпуска в море, при которых они не оказывают вредного влияния на обитателей толщи воды и дна.
Что касается коммунальных сточных вод - источника бактериального, органического и иных видов загрязнений, то они должны проходить полную (включая биологическую) очистку перед выпуском в море.
Реальные успехи уже достигнуты в уменьшении загрязнения моря нефтепродуктами, и есть основания надеяться, что этот вид отрицательного воздействия на жизнь морей и океанов будет максимально нейтрализован.
Сохранение и восстановление экологического равновесия Черного моряЗамкнутость бассейна Черного моря делает его особенно уязвимым. Развитие промышленности причерноморских государств, увеличение городских поселений, разрастание курортных комплексов все более увеличивают промышленно-бытовое загрязнение. Увеличение объемов перевозок нефти морем, рост судоходства, подводная добыча нефти не могут не отражаться на чистоте вод, дна, прибрежной зоны Черного моря и приморских водоемов. Наиболее опасным является нефтяное загрязнение черноморских вод.
Известно, что одна капля нефти может образовать пленку на поверхности площадью 0,25 м 2.7 5 и 100 л нефти, вылитой в воду создают пленку площадью 1 км 2 . Нефть обладает сильным токсичным действием. Рыбы, живущие в воде, которая содержит 0,6 мг нефтепродуктов на 1 л, приобретают запах нефти в течение одних суток. Предельно допустимо для рыб считается содержание нефти в воде в пропорции 1: 10000. Под влиянием углеводородов, содержащихся в нефти, поражаются некоторые органы. Наступают изменения в нервной системе, печени, в крови, изменяется количество витаминов В и С. Промышленно-бытовое загрязнение Черного моря постоянно увеличивается. Реки и сточные воды вносят значительное количество различных химических и органических веществ. Основной причиной загрязнения рек являются сточные промышленные воды, бытовые отходы, пестициды и минеральные удобрения, используемые в сельском хозяйстве. Из ядовитых веществ, которые попадают в море, наиболее токсичными являются соединения некоторых тяжелых металлов (свинец, ртуть, цинк, никель), цианиды, соединения мышьяка.
Основные проблемы, требующие решения, Черного моря это:
Предотвращение загрязнения морской среды.
Сохранение биологических ресурсов.
Изучение и освоение методов искусственного разведения рыб в море.
Повышение биологической продуктивности морской среды.
Регулирование промысла традиционно эксплуатируемых ресурсов.
Изучение и освоение районов промысла, которые пока используются недостаточно.
Разработка согласованного, международного подхода к вопросам использования биологических ресурсов.
Борьба с загрязнением вод Черного моря имеет национальный, региональный и международный аспекты. Рациональный подход обусловлен стремлением сохранить и рационально использовать природные условия и ресурсы шельфа и покрывающих вод, в той или иной мере подчиненных юрисдикции прибрежного государства. Вместе с тем, проблема охраны морской среды от загрязнений по своей сути - международная, что определяется единым, общим для всех народов предметом труда. Проблема эта сложная, комплексная, включает политические, экономические, правовые, социальные, технические и другие вопросы.