Черное море: почему на самом деле оно гниёт

Ученые, изучающие акваторию Черного моря, сходятся во мнении, что экологическое состояние данного водоема можно определить как неблагоприятное. Большое опасение исследователей вызывает огромное количество сероводорода, сконцентрированного в зоне, расположенной ниже отметки 150—200 м.

Сероводород

Впервые о залежах сероводорода в Черном море высказался русский геолог Николай Андрусов, организовавший в 1890 году экспедицию по изучению этого водоема. Данное химическое соединение представляет собой огнеопасный бесцветный токсичный газ с характерным запахом протухших яиц, образующийся при гниении белков и отсутствии кислорода.

По последним оценкам экспертов, общее количество сероводорода, растворенного в черноморских водах, превышает 3 млрд т и занимает 90% их объема, а это значит, что вся биосфера моря сконцентрирована всего в 10% его поверхностного слоя.

Это не предел, поскольку, по оценкам океанографа Анатолия Рябинина, за последние десятилетия не раз наблюдались периоды повышения уровня сероводорода до угрожающей отметки 75 м.

Убивающий все живое сероводород содержится не только в Черном море, но только здесь его объем настолько велик, что, по мнению керченского океанографа Владислава Шляхова, глубже 100—150 м практически жизнь полностью отсутствует.

Согласно данным директора Морского гидрофизического института РАН Сергея Коновалова, в глубинных слоях Черного моря медленно, но верно происходит повышение уровня сероводорода, который, постепенно поднимаясь, подбирается к поверхности воды.

Слои Черного моря

Такая экологическая ситуация обусловлена необычной структурой Черного моря — при относительно небольшой площади оно имеет довольно большую глубину, разделенную на несколько слоев, вода из которых практически не перемешивается.

Мизерный поверхностный слой данной акватории (100 м глубины), который называется холодным пограничным, составляет насыщенная кислородом и питательными веществами практически пресная вода речного происхождения. Следующим 100 м присуще понижение содержания уровня кислорода и повышение концентрации соли, а ниже 200 м наблюдается полное отсутствие кислорода и наличие тяжелой соленой воды, поступающей в Черное море через Босфорский пролив и недавно обнаруженную подводную реку.

Стратификация, или расслоение акватории Черного моря по плотности, температуре и солености, создает препятствие для вертикального водообмена и быстрого попадания кислорода на глубину водоема. Некоторые ученые заверяют, что поверхностная вода достигает черноморского дна в течение сотен лет, и именно поэтому ниже отметки 200 м море представляет собой безжизненный резервуар, наполненный сероводородом, наибольшее скопление которого наблюдается на глубине 2 км — 9,6 мг/л воды.

Куда уходит кислород?

Большая часть кислорода попадает в поверхностный слой Черного моря из воздуха, а некоторая доля образуется в фотической зоне (освещаемая толща воды) при фотосинтезе планктонных водорослей.

Весь оказавшийся в воде кислород идет на обеспечение жизнедеятельности черноморской фауны, представленной дельфинами, разнообразными планктонными ракообразными, рыбами, медузами, крабами, которые не обитают глубже 100 м.

Откуда сероводород?

По геологической версии, скоплению сероводорода в Черном море способствует незначительная подводная вулканическая активность, в процессе которой в воду попадают газы из тектонических разломов земной коры.

Однако большинство ученых, в том числе американец Ли Кампа, считают, что сероводород в Черном море образуется благодаря деятельности бактерий сапротрофов, которые, принадлежа к числу анаэробных организмов, населяют глубинные слои и дно водоема.

Участвуя в разложении мертвого органического вещества, то есть являясь катализаторами процесса гниения, они формируют из сульфатов, содержащихся в морском грунте, вещество, которое, соединяясь с морской водой, преобразуется в сероводород.

Антропогенные факторы

Значительный вклад в уничтожение чистой воды Черного моря вносят люди, которые своей бурной деятельностью оказывают негативное воздействие на экологическое состояние акватории.

Углубление морского дна, строительство волнорезов, прокладка нефтепроводов, добыча полезных ископаемых, уничтожают хрупкую экосистему этого водоема, страдающего от переизбытка сбрасываемых в его воды загрязняющих веществ.

Неочищенные бытовые и промышленные канализационные стоки, также как и устремляющиеся в море потоки сельскохозяйственных удобрений, уменьшают прозрачность воды и повышают питательность среды.

Мутная поверхность снижает пропускную способность, и значит, поверхностный слой воды ощущает недостаточное поступление необходимой для фотосинтеза солнечной энергии. По этой причине в 2003 году в Черном море полностью погибло уникальное поле Зернова, состоявшее из скопления красной водоросли филлофоры, произраставшей на площади 11 тыс. км².

Бельгийские исследователи из Льежского университета видят причину ухудшения качества воды и уменьшения глубины проникновения кислорода в Черном море в выбросе огромного количества соединений азота и фосфора.

Перенасыщенная удобрениями водная среда способствует активному росту сорного фитопланктона и распространению зарослей примитивных нитчатых водорослей, органические останки которых в огромном количестве оседают на дне, где за дело берутся генерирующие сероводород бактерии.

Последствия

По мнению океанолога Александра Городницкого, не стоит недооценивать угрозу, исходящую от вод Черного моря. Даже если человечество вдруг одумается и перестанет загрязнять водоем отходами своей жизнедеятельности, преподнести неприятный сюрприз может природа. Все дело в том, что эта акватория находится в сейсмически активном регионе, и любое мощное землетрясение может спровоцировать взрыв ядовитого сероводорода и выброс в атмосферу концентрированной серной кислоты, которая уничтожит жизнь в прибрежном регионе и прольется кислотными дождями в иных районах.

Решение проблемы

Чтобы предотвратить негативный сценарий развития событий, ученые выдвигают разные варианты решения проблемы.

Исследователи из Херсона призывают использовать сероводород в качестве альтернативного топлива: для этого они предлагают опустить вертикально в море 80-метровую трубу и, выкачав из нее воздух, создать разность давления, из-за чего из воды забьет фонтан из требуемого газа.

Другие ученые предполагают уменьшить концентрацию сероводорода в Черном море посредством искусственной аэрации, то есть опустить трубы в нижние слои акватории и пустить по ним пресную воду, плотность которой меньше, чем у морской.

Метан

Помимо сероводорода, в «недрах» Черного моря залегает взрывоопасный газ метан, который в 1927 году спровоцировал удивительное явление — горение воды.

Вырвавшийся наружу из-за колебаний, вызванных Крымским землетрясением, метан воспламенился от удара молнии и наполнил воздух отвратительным запахом тухлой капусты и яиц.