Войти на сайт

 
 

Вышел из печати

Друзья и партнёры

Сегодня пятница, 29 марта 2024 года
Новости / Блог МОИП / Чёрное море
Дата публикации: 27.08.2014 | Просмотров: 2909

Чёрное море

К 90-летию кафедры гидробиологии МГУ

Чёрное море для наших граждан является нечто большим, чем просто море. Это здравница, это место, куда летом стремились все жители Советского Союза. Как можно было жить в стране и не побывать на Чёрном море, не искупаться в его водах, не поваляться на песке и не «поджариться» под жарким солнцем. Ведь все мы в то время других морей просто не знали, а кругом только и пели «Шаланды полные кефали в Одессу Костя приводил…» или «Самое синее в мире…». Все культовые  фильмы имели отношение к Чёрному морю и его городам. А Одесса – это же «рассадник» юмора. Все наши юмористы были выходцами из Одессы или «примазывались» к ней для большего апломба. Что бы мы ни говорили, в то время любой гражданин страны хоть раз в жизни должен был побывать на Чёрном море.

  








Самое синее в мире, Чёрное море мое! (
слова из песни)

Однако мало кто знает, что большая часть толщи вод этого замечательного моря безжизненная. Как ни прискорбно, увы, это так! Чёрное море, несмотря на то, что являются «самым синим», в основном безжизненное море. Это крупнейший в мире водоём, в котором жизнь существует только до глубины 150-200 метров. Воды, находящиеся ниже этой отметки, являются безжизненными из-за наличия сероводорода. Там живут одни только сульфатредуцирующие бактерии.

Это связано с тем, что Чёрное море, хотя и входит в бассейн Атлантического океана, в основном замкнутое. Оно соединятся со Средиземным морем через узкие и мелководные проливы – Босфор и Дарданеллы. Водам Средиземного моря, чтобы попасть в Чёрное море, необходимо вначале пройти через Эгейское в Мраморное море, а затем уже через узкий и мелководный Босфорский пролив (минимальная ширина его около 700 м, глубина от 30 до 80 м).

Чёрное море питается в основном речным стоком. В него приносят свои воды десятки рек, среди которых наиболее крупными являются Дунай, Днепр, Днестр. На их долю приходится более 80% речного стока. Из-за этого черноморские воды менее солёные, чем, к примеру, Средиземного моря. Кроме того, Азовское море (солёность которого около 10-11‰) также питает Чёрное море. В мелководной северо-западной части Чёрного моря из-за речного стока вода сильно опреснённая (5-10 промилли; количество солей в литре воды; обозначается значком ‰), тогда как в восточной и южной части – более солёная (17-18‰). Однако водам Чёрного моря далеко до настоящей морской воды, к примеру, Средиземного моря (37‰).

Эмоции в сторону, расскажем о Чёрном море всё по порядку. Начнём с географических понятий. Чёрное море – это внутреннее море Атлантического бассейна. Его площадь 422 тыс. кв. км, а объём вод – 555 тыс. куб. км. Наибольшая глубина 2210 м (средняя – 1240 м). Конечно, это не океан, и даже не Средиземное море (там максимальная глубина более пяти километров), но всё же впечатляет. Помню, будучи студентом, во время летней практики мы плавали по Чёрному морю на судне «Московский университет». Где-то в середине моря капитан корабля разрешил искупаться. Я отплыл от судна на 100-200 м, оно где-то маячило в стороне, а подо мной была глубина более двух километров. Испытывал при этом противоречивые ощущения – и страх, и эмоциональный экстаз от находящейся под тобой огромной глубины. Дух захватывает!

Водный баланс Чёрного моря складывается из следующих компонентов: атмосферные осадки (+230 куб. км в год), материковый сток (+310 куб. км), поступление воды из Азовского моря (+30 куб. км), испарение с поверхности моря (–360 куб. км). Остаток в объёме 210 куб. км вытекает из Чёрного моря через Босфор в Мраморное море. Черноморская вода, как менее солёная, вытекает поверху, а навстречу ей в Чёрное море впадает настоящей рекой солёная вода.

Из учебника гидрологии известно, течения во многом зависят от плотности вод. А плотность воды в свою очередь связана с тремя основными факторами: солёностью, температурой и давлением. С повышением солёности плотность воды увеличивается, т.е. чем выше её солёность, тем она тяжелее. В Чёрном море за счёт мощного речного стока (Дунай, Днепр, Днестр и др.) поверхностные воды в среднем имеют солёность около 17-18‰, а глубже 200 метров – 22-24‰. Опреснённые, более лёгкие воды лежат на более плотных, тяжёлых водах. Чёрное море замкнутое, и перемешивание в нём за счёт течений осуществляется слабо. В результате, воды ниже 150-200 м насыщены сероводородом, и жизнь в них отсутствует (за исключением, разве что, бактерий).

В Чёрное море могучие реки в течение многих веков и тысячелетий приносили и приносят воды, богатые органическим веществом и минеральными солями. Это способствует развитию водорослей и других организмов. Как всякие живые существа, они развиваются, отмирают и оседают на дно. Там они разлагаются бактериями в анаэробных (бескислородных) условиях с образованием сероводорода. Существует несколько гипотез, объясняющих образование сероводорода, но основная причина связана с резко выраженным расслоением вод и слабым вертикальным обменом.

То есть, в Чёрном море существуют две массы вод: тёплая поверхностная, богатая кислородом – опреснённая (18‰), в которой развивается жизнь. Другая – глубинная – более солёная и плотная, с низкой постоянной температурой (около 8-9°C) и отсутствием кислорода (анаэробная зона). Расслоению вод способствует не только разная солёность, но и резкий перепад температуры в слое 30-100 м, а также высокое давление глубинных вод. Такое вертикальное расслоение препятствует перемешиванию моря и обогащению глубин кислородом. Концентрация сероводорода на глубине 150 м составляет 0,19 мг на 1 л воды. На глубине 2000 м она уже достигает максимальной концентрации  9,6 мг/л воды (т.е., в 50 раз больше). В Чёрном море количество сероводорода составляет около 3 млрд тонн, который там находится под большим давлением. Наличие сероводорода в Чёрном море было обнаружено только в  конце XIX века,  а известный русский химик Н.Д. Зелинский дал научное объяснение этому явлению.

Чтобы было более понятно, как это так разные водные массы не перемешивается между собой (вернее, слабо перемешиваются), приведём в качестве примера подводное течение солёной воды из Мраморного моря через Босфор в Чёрное море, о котором говорилось выше. Эта река течёт по наклонной плоскости, имеет глубину 35 м, ширину 1 км и длину 60 км. Вот такой путь проходит подводная солёная река, прежде чем она окончательно рассеется в Чёрном море. Скорость воды доходит до 6,5 км/ч. Такая подводная река имеет элементы, свойственные поверхностным рекам, – берега, пороги, водопады и др. Она течёт уже многие тысячи и тысячи лет, хотя была открыта только в 2010 году.

Давайте приведём ещё один пример. Положим в стаканы с холодной и тёплой водой сахар или соль. Если не перемешивать воду ложкой, пройдёт достаточно много времени, пока сахар или соль полностью растворятся, и концентрация станет однородной. В холодной воде этот процесс будет проходить медленнее, чем в тёплой. Так происходит в небольшом объёме воды (стакане), а в огромном море эти процессы осуществляются ещё медленнее. Конечно, если воду в стакане перемешать ложкой, а в море течениями, то, соответственно, процесс перемешивания пройдёт значительно быстрее.

Мы уже отмечали, Чёрное море – это внутреннее замкнутое  море, могучие реки в течение многих веков, а может быть и тысячелетий, приносили и приносят воды, богатые органическим веществом и минеральными солями. Минеральные соли способствуют развитию морских водорослей, в первую очередь планктонных. Последние являются кормом для зоопланктона. Во-первых, они снижают прозрачность воды и не дают развиваться донным водорослям.

 

 

 

 



Вот такая она, подводная река!


Несмотря на, казалось бы, неблагоприятные условия, Чёрное море богато жизнью. Растительный мир моря включает в себя 270 видов многоклеточных зелёных, бурых, красных донных водорослей. В северо-западной части моря российский учёный С.А. Зернов в 1908 году открыл огромные заросли красной донной водоросли филлофоры. Филлофора растёт там на глубине 30-60 м (вернее, когда-то росла). Площадь скопления этих водорослей составляла около 10 тыс. кв. км. Эта часть Чёрного моря получила название «филлофоровое поле Зернова». Массовые скопления филлофоры объясняются круговым течением, ограничивающим этот район, а также обилием питательных веществ в иле. Это почти как в Саргассовом море, где  в толще его вод в больших количествах развиваются бурые водоросли. Масса филлофоры исчисляется примерно 10 млн т. Как и другие красные водоросли, филлофора не переносит загрязнения воды. 

Филлофора интенсивно используется в промышленных целях. Из неё добывают ценное вещество агар-агар, широко применяемое в микробиологии и пищевой промышленности.  Интенсивная эксплуатация и загрязнение среды привели к тому, что запасы филлофоры снизились в 30 раз (до 0,3 млн тонн). Из-за развития фитопланктона уменьшалась прозрачность воды, в результате меньше стало света для донных водорослей. Филлофоровое поле «сжалось», как шагреневая кожа. Сейчас филлофора произрастает только в прибрежной зоне на глубинах 3-5 м (из-за низкой прозрачности воды). Наконец-то люди опомнились, в 2008 году на шельфе Северо-Западного региона в морской экономической зоне Украины создан ботанический заказник «Филлофоровое поле Зернова».

В Чёрном море обитает 2500 видов животных (из них 500 видов одноклеточных, 160 видов позвоночных – рыб и млекопитающих, 500 видов ракообразных, 200 видов моллюсков, остальное – беспозвоночные разных видов). Для сравнения, в Средиземном – около 9000 видов. Фауна Чёрного моря заметно беднее Средиземного, что во многом связано  с низкой солёностью воды и постоянным присутствием сероводорода на глубинах более 200 м.

В связи с этим Чёрное море подходит только для обитания мелководных и прибрежных видов животных. На дне моря обитают мидии, устрицы, морской гребешок, а также брюхоногий моллюск рапана (Rapana venosa). Он прибыл в Черноморье из дальневосточных морей с балластными водами кораблей. Моллюск впервые был обнаружен в Чёрном море в 1947 году и за 50 лет уничтожил почти всех устриц, мидий и морского гребешка, подорвал искусственные плантации по разведению этих моллюсков. Сильно расплодиться рапана смогла только потому, что из-за невысокой солёности в Чёрном море отсутствуют её естественные враги – морские звёзды. Хорошие пищевые условия способствовали её росту, в результате раковина стала крупная, и каждый отдыхающий счёл своим долгом привезти её домой в качестве сувенира. Кроме того, её мясо оказалось съедобным. Толпы отдыхающих способствовали снижению численности этого моллюска. Сейчас можно купить в качестве сувенира совсем небольшую раковинку. Так что недаром в начале статьи мы говорили, что каждый гражданин страны побывал на Чёрном море и, соответственно, снизил численность этого хищника. У меня дома, к примеру, имеются две крупные раковины размером с кулак (привёз в 1960-х годах) и одна маленькая (в 1990-х годах). Природные и искусственные популяции жертв рапаны (в первую очередь устрицы и мидии) начали постепенно восстанавливаться.

Среди рыб, обитающих в Чёрном море, можно отметить несколько видов, многие из которых являются промысловыми: бычки, хамса (анчоус), кефали, камбала, мерлуза (хек), скумбрия, ставрида, тюлька, сельдь и другие. Т.е. обитают как крупные, так и мелкие рыбы. Млекопитающие представлены в Чёрном море двумя видами дельфинов, обыкновенной морской свиньёй (нередко называемой азовским дельфином), а также белобрюхим тюленем.

Впадающие в море реки приносят воды с высоким содержанием минеральных удобрений, в том числе нитраты и фосфаты. Один только Дунай протекает через территории двадцати стран. Его воды содержат не только минеральные удобрения, но и бытовые отходы, детергенты, нефтепродукты и пр. Сильное загрязнение впадающих в море рек, особенно стоками с полей, содержащими минеральные удобрения, приводит к эвтрофированию вод северо-западной части Чёрного моря. За счёт этого развиваются синезелёные водоросли (цианобактерии), которые уменьшают прозрачность вод и нарушают кислородный баланс. Скорее всего, с этим связано уменьшение «плантаций» филлофоры в западной части Чёрного моря. Необходимо иметь в виду, что в этой части моря находятся нерестилища многих видов рыб, происходит зарождение 2/3 всех организмов Чёрного моря. Интенсивные грузо- и нефтеперевозки также приводят к загрязнению акватории моря.

Дунай протекает через двадцать стран, и каждая из них сбрасывает неочищенные или слабо очищенные сточные воды. Всё это поступает в Чёрное море, догадайся потом, кто это сделал и чьи это воды. Почти как в песне О. Фельцмана и Е. Долматовского:

Вышла мадьярка на берег Дуная,
Бросила в воду цветок,
Утренней Венгрии дар принимая,
Дальше понёсся поток.
Припев: Дунай, Дунай,
А ну узнай,
Где чей подарок!

 


 









Гребневик мнемиопсис











Медуза аурелия

Чёрное море своими водами омывает территории семи государств, а, как известно, «у семи нянек дитя без глазу». Из-за этого его природные ресурсы нещадно эксплуатируются, а воды подвергаются сильнейшему загрязнению. Отсутствие договорённостей между странами о квотах вылова рыбы привело к тому, что в последние годы XX – начале XXI века рыбный промысел в Чёрном море сильно сократился вследствие перелова. Это привело к каскаду негативных экологических последствий. 

В 1970-е годы из-за перелова сократилась популяция крупных хищников: дельфинов, скумбрии и тунца, которые питались мелкой рыбой. Как следствие этого, размножились в больших количествах килька и анчоусы. Рыбаки переориентировались на мелкую рыбу, и к началу 1990-х не осталось и её. Кормовая база мелкой рыбы – зоопланктон - увеличил свою численность, тем более, из-за минеральных удобрений в массе стали развиваться микроскопические водоросли.

Освободившуюся экологическую нишу заняли медузы, в основном аурелия. В конечном счёте, они составили до 90% массы всех живых существ Чёрного моря.

Но этим дело не кончилось. С балластными водами в Чёрное море из Атлантического побережья Северной Америки был завезён гребневик (Mnemiopsis leidyi), нанёсший большой урон экосистеме моря. Впервые он был обнаружен в 1982 году. Он чем-то напоминает медузу (но не родственный ей) размером 5-7 мм (без щупальцев), имеет такое же студнеобразное тело. Поедает не только зоопланктон, но и икринки рыб, личинок и мальков рыб, личинок донных животных. Он стал конкурентом медузы аурелии. Прожорливый и быстро размножающийся, он уничтожил кормовую базу хамсы, тюльки, за счёт этого сократил их численность.

Причиной массового развития этого вселенца стало отсутствие хищников, способных контролировать их численность: мнемиопсиса никто не ел.

Положение исправилось в 1997 году – в Чёрном море появился другой aтлантический гребневик – берое (Beroe ovate). Берое питается одним только мнемиопсисом – проглатывает его целиком (рот у него сильно растягивается). Специалисты возлагают на нового вселенца большие надежды, утверждают, что экосистема после его вселения начала постепенно восстанавливаться (хотя мнение других – достаточно скептическое). Мы опять на кого-то надеемся! Хотя на самом деле первопричиной является перелов рыбы и переудобрение (эвтрофикация) морских вод.













Гребневик берое (Beroe ovata) – предполагаемый спаситель черноморской экосистемы

Экосистема Чёрного моря очень чувствительна к внешним воздействиям. Поэтому изменения биологической структуры Чёрного моря будет продолжаться ещё долго, пока человек не научится бережно относиться к среде и не перестанет на кого-то надеяться.

При реализации проекта использованы средства государственной поддержки, выделенные в качестве гранта в соответствии c распоряжением Президента Российской Федерации от 29.03.2013 № 115-рп») и на основании конкурса, проведённого Обществом «Знание» России.

 

Анатолий Садчиков,
вице-президент МОИП,
профессор МГУ имени М.В. Ломоносова
 
aquaecotox@yandex.ru

 

Иллюстрации:
Kontinent Media Group, Белый город на Днестре, Яндекс. Словари,
Главные новости УрФо, Watermap - Карта воды России, Википедия,
Российский Государственный архив научно-технической документации,
Garden Star, Ferrate Treatment Technologies

Наверх

Календарь
виртуальных мероприятий


Материалы конференций,
семинаров, вебинаров


Сейчас на портале

Система Orphus
Top