Черное море представляет собой глубоководный бассейн с относительно крутыми склонами. Профиль, то есть вертикальный разрез Черного моря, показан на рисунке. При рассмотрении этого профиля следует учесть, что для большей наглядности изображения вертикальный масштаб принят значительно крупнее горизонтального, поэтому профиль дна получился крутым, в действительности же дно наклонено не так сильно, как показано на рисунке.

Многие думают, что в Черном море сразу же от берега начинается резкое понижение дна, а там, где ходят хорошо видимые с пляжа глиссеры и катера (примерно в 500-1000 метрах от берега), глубины измеряются уже сотнями метров. Между тем это далеко не так. Линия 100-метровых глубин проходит на расстоянии 200 километров от берега в северозападной части моря, 10-15 километров - в основной части и только в отдельных районах (Крым) - на расстоянии одного километра. Ложе моря в основном ровное, но там имеются небольшие трещины и уступы, есть и возвышенности с очень пологими склонами.

Наибольшая глубина Черного моря 2211 метров. Район максимальных глубин расположен в центральной части моря, несколько ближе к турецким берегам.

На дне Черного моря, в одной из самых глубоких его впадин, так называемой Ялтинской, на глубине свыше 2 километров побывал человек, первое погружение еще прошлом веке (1971 г.) на специальном глубоководном аппарате «Север-2». Длина его - 4 метра, водоизмещение-15 тонн. Аппарат имел экипаж из 4 человек под руководством и при участии М. Н. Диомидова - известного советского конструктора глубоководных аппаратов.

Что же видят акванавты совершая погружения в глубины Черного моря? Только в поверхностном слое - до 100 метров существует жизнь. Глубже в полной темноте под лучами прожектора светятся только органические остатки, медленно опускавшиеся на дно и напоминавшие хлопья снега. Но здесь можно встреть и человеческие творения - затонувшие корабли различных эпох покоятся во мраке глубин.

Различают два типа структуры земной коры - океанический и материковый. В океане под слоем воды лежит слой осадков, которые там постепенно накапливаются, толщина этого слоя от 2 до 5 километров. Затем идет базальтовый слой такой же толщины и, наконец, магма, которая выходит на поверхность при извержениях вулканов. Под материками нет осадочного слоя, но зато базальтовый слой там толще, до 20 километров, и, кроме того, присутствует еще один слой - гранитный, толщиной 10-15 километров, расположенный выше базальтового.

Под Черным морем строение земной коры напоминает океанское, но слой осадочных пород там более 10 километров, то есть толще, чем в океане, а слой базальтов имеет толщину 10-20 километров (меньше, чем под материками, но больше, чем под океанами). Гранитный слой проходит только у берега.

Поскольку известно, что в геологическом отношении Черное море - молодое, то строение земной коры под ним позволяет подтвердить одно из противоположных друг другу предположений об образовании материков и океанов. Одни ученые считают, что океаны образовались прежде материков, что первичный тип земной коры был базальтовый, поэтому в океане эти породы залегают неглубоко. Затем по трещинам поступала гранитная магма, которая образовала материки. Другие ученые придерживаются противоположного взгляда. Они считают, что моря более современны, чем материки. Эта точка зрения подтверждается и океаническим строением дна «молодого» Черного моря. Если бы материки были моложе океанов, то под Черным морем, так же как и под другими внутриматериковыми морями, располагался бы большой слой гранитов.

Теперь, побывав под дном Черного моря, поднимемся выше и познакомимся с составом грунтов, покрывающих сверху его дно. Грунты Черного моря образовались в результате взаимодействия трех основных факторов: разрушения берегов, выносов рек и отложений органических остатков. Прибрежные грунты состоят из гальки, гравия, песка, алеврита (очень мелких частичек). Дно на глубине от 20 до 150 метров покрыто илами со створками раковин мидий и фазеолин. Глубоководные илы - глинистые и известковые. Дно на глубине от 200 до 1500 метров покрыто темными (серыми, бурыми, коричневыми) илами.

Побывав на дне моря, поднимемся еще выше и познакомимся с рельефом дна вблизи берегов моря. Прежде чем давать общую характеристику прибрежных участков дна Черного моря, необходимо остановиться на той огромной роли, которую в их изменении играют волны. На рисунке показано пунктиром, каким был первоначальный профиль берега. Морские волны срезали часть его, образовав крутой уступ, или клиф, грунт при этом опустился вниз по склону, создав здесь отложения, а часть грунта под воздействием волн передвинулась вдоль берега. Таким образом, разрушительная и созидательная деятельность волн в зоне прибоя существует одновременно.

Перейдем теперь к характеристике дна отдельных районов Черного моря.

Харктеристика дна

Берега северо-западной части отмелые, на западном берегу Крыма также имеются обширные песчаные пляжи. У южного берега Крыма пляжи маленькие, так как там скалы сложены из очень прочных пород, которые не смогла разрушить даже тысячелетняя работа моря. Например, скала «Монах» стояла у Симеиза несколько столетий, и лишь в 1927 году ее разрушило землетрясение.

Интересной особенностью кавказского берега являются огромные выступы, например, у Пицундского и Сухумского мысов. Их основание лежит на глубине до 200 метров. Они образовались в процессе накопления грунта, который выносится реками в море, а затем движется под действием волн вдоль берега. Подходя к выступам, наносы сваливаются в море, постепенно наращивая мысы. Особенность Кавказского и Анатолийского берегов моря - наличие погруженных дельтовых выступов рек, образующих подводные отмели, таких ка Гудаутскуя.

Не менее интересной особенностью являются каньоны - глубокие долины с относительно крутыми склонами, идущие от берега в море и по его дну. Каньоны находятся против устьев рек Колхиды - Ингури, Хоби и Риони, Уклон их склонов достигает иногда 25 градусов (400 м/км), а продольный уклон 12 градусов (200 м/км). Каньоны простираются до глубины 1000 метров. Ученые многих стран работают над выяснением загадки происхождения каньонов (такие формы рельефа есть и вблизи Калифорнии и против устьев африканских рек).

Чёрное море. Казалось бы, такое знакомое и абсолютно безопасное. Ничего подобного. В его водах вас не только подстерегают ядовитые морские обитатели, но есть угроза и посерьёзнее – удушливые ядовитые испарения.

Мёртвая зона

Не все знают, что 90% вод Чёрного моря насыщены сероводородом. Это открытие ещё в 1890 году сделал русский геолог Николай Андрусов. В некоторых местах сероводородный слой находится на расстоянии 50 метров от поверхности моря, и он постоянно продолжает стремиться вверх. Периодически жидкая линза «мёртвой» воды приближается совсем близко к поверхностным слоям, что губительно сказывается на обитателях подводного мира.

Однако в сероводородном облаке всё же есть жизнь, хотя при отсутствии кислорода здесь могут существовать лишь некоторые виды морских червей и анаэробные бактерии, участвующие в разложении останков живых организмов.

Сероводород в воде – явление не уникальное, он содержится и в других морях и океанах. Но учитывая, что Чёрное море фактически изолировано от Мирового океана мелководным Босфором и нормальный водообмен практически отсутствует, концентрация сероводорода здесь зашкаливает.

Иногда в результате штормов пары сероводорода вырываются наружу, и тогда в зоне выхода газа стоит специфический запах тухлых яиц. Это таит в себе чрезвычайную опасность. При контакте большого количества сероводорода с воздухом может произойти взрыв. По мнению специалистов, взрыв всего содержащегося в Чёрном море сероводорода может быть сравним с последствиями от падения астероида весом в половину массы Луны.

А ведь нечто подобное уже было. Глубокой ночью 12 сентября 1927 года Крымский полуостров испытал всю мощь 8-бального землетрясения. Эпицентр залегал в 25 километрах южнее Ялты, были зафиксированы гигантские оползни, погиб почти весь урожай, множество зданий было разрушено.

Как свидетельствовали очевидцы, колебания земной поверхности сопровождалось отвратительным смрадом и вспышками, взмывавшими от поверхности моря к небу. Огненные столбы, окутанные дымом, достигали нескольких сотен метров в высоту. Так горело Чёрное море. Большинство учёных не сомневаются, что виной тому был сероводород.

Специалисты всерьёз озадачены проблемой накапливающегося сероводорода в поверхностных слоях Чёрного моря. Любой тектонический сдвиг может привести к выбросу огромного количества ядовитого вещества, и тогда последствия могут быть гораздо серьёзнее, чем во время крымского землетрясения.

Океанолог Александр Городницкий убеждён, что такая угроза вполне реальна: «Чёрное море – сейсмически активный регион, там бывают землетрясения, которые провоцируют выбросы газогидратов - спрессованных под высоким давлением скоплений метана и других горючих газов».

При неблагоприятном сценарии в атмосферу попадут тонны концентрированной серной кислоты: тысячи людей погибнут от удушья, миллионам придётся переселиться подальше от побережья, но и там их настигнет сероводород, пролившись кислотными дождями.

Несколько лет назад выброс сероводорода был зафиксирован на курорте Коблево в Николаевской области (Украина). На берегу тогда оказалось более 100 тонн мёртвой рыбы. Инженер Геннадий Бугрин, участвовавший в ликвидации последствий катастрофы предупреждает, что такое ЧП может повториться в любой момент и в большем масштабе.

Токсичные воды

Не лучше обстоят дела и с экологической обстановкой в водах Чёрного моря, в первую очередь из-за постоянно поступающих в них отходов из Дуная, Прута и Днепра. Промышленные предприятия и коммунальные службы без зазрения совести тоннами сливают в реки отходы производства и жизнедеятельности человека, что приводит к постепенному вымиранию многих видов флоры и фауны черноморских прибрежных вод. В России наиболее загрязнённая морская зона находится в районе портов Новороссийска и Тамани.

Вместе с речной водой в Чёрное море поступают пестициды, тяжелые металлы, фосфор, азот, в результате чего бурно размножается фитопланктон и вода начинает цвести. А это приводит к уничтожению донных микроорганизмов, что в свою очередь вызывает гипоксию и последующую гибель многих обитателей морского дна – кальмаров, мидий, устриц, молодых осетровых, крабов. По словам экологов, площадь замора иногда превышает 40 тыс. кв. км.

Разумеется, всё это не проходит бесследно и для человека. Заведующий отделом экстремальных природных явлений и техногенных катастроф ЮНЦ кандидат биологических наук Олег Степаньян предостерегает и напоминает, что Чёрное море – это не бассейн с отфильтрованной водой и нужно правильно выбирать места для купания, ведь зачастую даже на городских пляжах можно увидеть, как сливают в море сточные воды из ближайших кафе и закусочных.

И хотя, по словам Степаньяна, специальные службы следят за чистотой пляжей, за бактериальной обстановкой на них, важно быть бдительными. Особенно опасны в таких случаях песчаные и галечные пляжи больших курортных городов, где процесс самоочищения воды замедлен.

Заместитель координатора общественной организации «Экологическая вахта по Северному Кавказу» Дмитрий Шевченко отмечает, что в Чёрном море есть настолько загрязнённые участки, например, в Геленджикской или Анапской бухтах, что заходить в воду просто рискованно для здоровья.

Сегодня постоянной проблемой для Чёрного моря стало массовое развитие зелёных нитчатых и пластинчатых водорослей, в том числе так называемого морского салата (Ulva). Употребление в пищу таких водорослей чревато серьёзнейшими отравлениями, поскольку они произрастают в местах, переполненных органическими веществами, поступающими через сточные воды.

Врачи также предостерегают, говоря о возможном вреде для организма мидий и рапанов, выловленных в крупных портовых акваториях Новороссийска, Туапсе, Севастополя. Мидии активно фильтруют отравленную морскую воду, а рапаны - хищники, которые их едят. Но если всё же кто-то решится полакомиться черноморскими деликатесами, то следует обратить внимание на цвет их мяса. Светло-жёлтый или розоватый говорит, скорее всего, о его пригодности для употребления в пищу, а вот синий, чёрный или просто очень яркий свидетельствует о том, что моллюски накопили в себе тяжёлые металлы, углеводороды нефти и другие токсиканты.

Опасные обитатели

В водах Чёрного моря, конечно, нет такого количества ядовитых обитателей, как в тропических морях, но всё же и здесь необходимо проявлять предельную осторожность. В первую очередь речь идёт о крупных медузах диаметром, превышающим 30 сантиметров. К ним ни в коем случае нельзя прикасаться, так как можно получить ожог от стрекательных клеток. «Поцелуй» такой медузы в районе горла или груди может вызвать паралич дыхания или сбой сердцебиения.

На песчаных мелководьях анапской банки, на участке от посёлка Волна до посёлка Благовещенский, часто встречается скат-хвостокол, ядовитый шип которого способен пробить даже толстое резиновое покрытие и нанести весьма чувствительное ранение с последующим отёком поврежденной части тела.

Серьёзную опасность представляет и небольшая рыба скорпена, или, как её ещё называют, морской ёрш. Она в основном охотится среди камней, и гипотетически на неё можно наступить ногой. Укол её ядовитых шипов будет очень болезненным и залечивать рану придётся несколько недель.

Морской дракончик, хоть и не выглядит устрашающе, несёт в себе не меньшую угрозу, чем скат или скорпена. На его первом спинном плавнике расположены ядовитые железы. Рыбаки или ныряльщики иногда по неосторожности хватаются за колючку, и как результат – мучительные острые боли в области ранки и лихорадочное состояние, сопровождаемое подъёмом температуры. Без врача в этом случае обойтись не удастся.

В массовой печати появились сообщения о возможности взрыва серо­ водорода в Черном море. Правомерны ли подобные утверждения и что надо предпринять для уменьшения количества сероводорода в глубинных и поверхностных слоях воды? Эти вопросы обсуждаются в публикуемой ниже статье.

В. И. БЕЛЯЕВ, Е. Е. СОВГА

СЕРОВОДОРОД В ЧЕРНОМ МОРЕ НЕ ВЗОРВЕТСЯ

В 1890 г. русская океанографическая экспедиция, работавшая под руко­водством академика, обнаружила в глубинах Черного моря заметную концентрацию растворенного сероводорода - ядовитого газа с запахом тухлых яиц. Как показали дальнейшие исследования, этот газ присутствует на всей глубинной акватории Черного моря, приближаясь к поверхности примерно на 100 м в центральной части моря и на 150-250 м у берегов. Такое различие в положении верхней границы сероводородной зоны обусловлено спецификой циркуляции водных масс, при которой на­блюдается подъем воды (апвеллинг) в центре моря и их опускание (за­глубление) на его периферии.

Черное море - единственное на земном шаре, в котором сероводородом постоянно заражены огромные массы воды. В морях и океанах имеются участки, где сероводородное заражение возникает периодически или даже сохраняется в течение года, например в норвежских фиордах и впадине Карьяко в Карибском море. В океанах временами появляются обширные глубинные анаэробные водные массы, зараженные сероводородом. Они ми­грируют по акватории, иногда вторгаются в шельфовые области, что па­губно сказывается на состоянии прибрежных экологических систем. Так, в начале 50-х годов в заливе Уолфиш-Бей (Атлантическое побережье юго-западной Африки) апвеллинги вынесли к поверхности образовавшуюся в глубине водную массу, содержащую сероводород. Наблюдалась массовая гибель рыбы, на побережье до 40 миль в глубь материка отмечался запах

© БЕЛЯЕВ Валерий Иванович- академик АН УССР, председатель Комиссии АН УССР по проблемам Мирового океана. СОВГА Елена Евгеньевна - кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Морского гидрофизического института АН УССР.

В . И . Беляев , ЕЕ . Совга

сероводорода, что вызвало беспокойство населения. Водные массы, зараженные сероводородом, систематически вторгаются на шельф Аравий­ского моря - в северо-западной части Индийского океана. При этом также происходит массовая гибель рыбы. Локальные образования сероводорода регистрируются в Каспийском море и даже в мелководном Балтийском.

В геологической истории Черного моря образование сероводорода всегда связывалось с проникновением через пролив Босфор более соленых средиземноморских вод в глубинные слои Черного моря. Вместе с тем в море поступает и значительный объем речного стока, в результате чего между распресненными поверхностными и солеными глубинными водами возникает резкий скачок плотности - галоклин. Изменчивая циркуляция водных масс сдвигает галоклин: то поднимает его ближе к поверхности, то опускает в глубину. Как правило, верхняя граница сероводородной зоны начинается сразу же под галоклином, затрудняющим приток в эту зону кислорода из верхних слоев. В ходе климатических колебаний уровня океана связь Черного моря со Средиземным через пролив Босфор то нарушалась, то вновь возобновлялась. Последний раз она восстановилась примерно 6- 7 тыс. лет назад. За это время в Черном море сформировалась глубинная толща вод, содержащая сероводород. Она занимает около 90Х объема моря.

Известны три главных источника появления сероводорода в водоемах Земли. Во-первых, он образуется за счет восстановления присутствующих в воде сульфатов при бескислородном разложении органических веществ. Разложение осуществляется с участием анаэробных сульфатредуцирующих бактерий, которые используют кислород сульфатов в процессе своей жизнедеятельности, высвобождая сероводород. Во-вторых, этот газ возни­кает при гниении органических веществ, содержащих серу. И в-третьих, он может поступать из земной коры через расщелины морского дна и с гидро­термальными водами.

Обобщение материалов исследований сероводородной зоны Черного моря выполнил известный океанолог . Он проанализиро­вал весь имевшийся по данному вопросу материал вплоть до 1965 г., то есть до развития процесса эвтрофирования моря, распространившегося ныне на всю его акваторию. предположил, что если увеличится поступление органического вещества в Черное море (например, вследствие усиления его биологической продуктивности или большого притока мало­стойких органических соединений, попадающих в море с речными водами), то изменится химический состав моря. Следствием этих изменений будут возможные локальные поднятия верхней границы глубинной сероводород­ной зоны, то есть поднятие "границы жизни" в море.

Ныне эти предположения начинают оправдываться. По данным, полу­ченным за последние полтора десятилетия, экологическая обстановка на Черном море ухудшилась. Не только в прибрежных, но и в открытых водах моря обнаружен избыток органического вещества. Изменилась и структура биологических сообществ: практически исчезли крупные рыбы-хищники, сократилось поголовье дельфинов, необычно размножились медуза-ауре-лия и микроводоросль ночесветка, уменьшились придонное поле водо­росли филлофоры и колонии мидий в северо-западной мелководной части моря, где летом теперь часто появляются обширные заморные зоны. Ясно,

что подобная ситуация рано или поздно должна отразиться на балансе сероводорода в море. Но в какой мере этот баланс определяется влиянием природных, а в какой антропогенных факторов - пока достоверно неиз­вестно. Ответ на вопрос может быть получен только в результате длительных наблюдений за сероводородной зоной моря. Решение этой междисциплинарной проблемы потребовало привлечения специалистов различного профиля: гидрофизиков, гидрохимиков, гидробиологов , а так­же специалистов в области математического моделирования экологических систем.

В 1984 г. состоялся рейс научно-исследовательского судна "Витязь" Института океанологии им. АН СССР. Его участники иссле­довали область верхней границы сероводородной зоны с помощью под­водного аппарата "Аргус". Изучались особенности распределения хими­ческих соединений в слое контакта кислородной и сероводородной зон, где происходит окисление сероводорода. Визуально -наблюдались рыбы и другие организмы, проникающие в эту зону .

В 1985-1986 гг. проводились работы по межведомственной программе Академии наук Украины "Исследование динамики сероводородной зоны Черного моря с целью разработки методов и средств предотвращения негативной перестройки его экологической системы". В рамках данной программы осуществлено шесть комплексных экспедиций на судах "Михаил Ломоносов", "Академик Вернадский", "Профессор Колесников" и др. В ходе экспедиций, работавших во все сезоны года, выполнено 430 глубоководных станций. Для обнаружения возможных геологических источников серово­дорода в Черном море отбирались пробы глубинной воды на расстоянии 5-10 м от дна, а также пробы донных отложений. Измерялись не только концентрации сероводорода и кислорода, но и содержание серы в других формах (тиосульфаты, сульфаты), брались пробы фито-, зоопланктона, бак­терий, хлорофилла, определялись оптические и гидрологические ха­рактеристики.

Исследование сероводородной зоны продолжалось и после завершения этой программы. Во всех экспедициях отбор проб глубинной воды осу­ществлялся с пространственным интервалом 30 миль батометрами зон­дирующего комплекса МГИ-4102 (Исток) с дискретностью измерений по вертикали 5-10 м в зоне взаимодействия кислорода и сероводорода. Из­мерение содержания сероводорода в пробах глубинной морской воды - непростая задача. Концентрации сероводорода в этих пробах малы, и он быстро окисляется при случайном контакте с кислородом воздуха. Поэтому при отборе проб глубинной воды, содержащей сероводород и другие восстановленные формы серы, обеспечивалась их полная изоляция от атмосферы.

В результате экспедиционных исследований определена межсезонная и внутрисезонная изменчивость границы сероводородной зоны на протя­жении года. Ближе всего к поверхности (70-90 м) верхняя граница зоны находится весной в районе единого циклонического круговорота в центре моря. Летом и осенью при наличии двух стационарных циклонических круговоротов в их центре глубина границы сероводорода составляет 95- ПО м. На периферии круговоротов во все сезоны отмечено заглубление границы до 150-190 м. Данные о межгодовой изменчивости границы серо-

водородной зоны сильно зависят от длительности временного интервала. Так, судя по оценкам изменения положения этой границы за довольно длительный период (около 60 лет), ее средняя глубина мало изменялась . Но внутри этого отрезка времени были периоды как поднятий, так и за­глублений верхней границы сероводородной зоны. В 1984-1986 гг. отме­чена тенденция ее поднятия, а затем, вплоть до 1990 г. - незначительное заглубление. Академик Т считает, что на фоне регистри­руемых межгодовых вариаций не наблюдается постоянное однонаправлен­ное изменение положения границы сероводородной зоны . Этот вывод совпадает с мнением большинства специалистов, изучающих данную про­блему. Самое высокое положение границы сероводородной зоны за всю историю изучения Черного моря отмечалось весной 1988 г., когда серо­водород был зафиксирован на глубине 70 м в центре единого цикло­нического круговорота . Но такое поднятие оказалось кратковременным. Когда спустя 20 дней в этот район вернулось научно-исследовательское судно, глубина отбора проб воды, соответствовавшая появлению серо­водорода, составила уже 90-95 м. Такие локальные поднятия не стабильны во времени и пространстве и, как правило, вызваны кратковременными активными синоптическими возмущениями.

Следует подчеркнуть, что самое понятие "верхняя граница серово­дородной зоны" довольно условно, оно определяется множеством трудно контролируемых факторов. Верхняя граница - это глубина, на которой в соответствии с принятой методикой обнаруживается присутствие в пробах воды сероводорода (концентрация порядка 0,1 мл/л). Кстати, более чувствительная методика измерений выявляет следы сероводорода в Чер­ном море и на более высоких горизонтах, вплоть до поверхности. Положение верхней границы зависит от скорости реакции окисления сероводорода, скорости доставки (благодаря вертикальному водообмену) кислорода из верхних и сероводорода из нижних слоев в промежуточный слой, где происходит окисление. Наконец, верхняя граница серово­дородной зоны может перемещаться вместе с водой при возникновении вертикальных течений. Помимо медленных, климатических изменений вертикальной циркуляции в море, как уже отмечалось, наблюдаются быстрые вертикальные подъемы и опускания вод, связанные с вихревыми движениями. Интенсивность этих движений обусловлена активностью атмосферных процессов. Поэтому весьма трудно, не располагая данными достаточно длительных наблюдений, определить, чем обусловлены каждый раз аномальные вертикальные подъемы границы сероводородной зоны: интенсификацией атмосферных процессов, усилением образования или ослаблением окисления сероводорода. Процессы образования серово­дорода связаны с деятельностью бактерий, которая также зависит от климатологических факторов, включая солнечную активность.

С точки зрения математической статистики, чтобы получить вывод о тенденции изменения положений верхней границы сероводородной зоны, необходимо определить средние значения характеристик нестационарных случайных полей по относительно малой выборке наблюдений. Это обсто­ятельство сводит задачу по динамике верхней границы лишь к оценке тенденций ее вертикальных смещений.

Специалисты, изучающие сероводородную зону в Черном море, судят о ее

Сероводород в Черном море не взорвется 51

поведении по данным независимых наблюдений многих процессов в море (физических, химических, биологических), причем натурные наблюдения сочетаются с численными экспериментами на математических моделях. Для правильного понимания поведения сероводородной зоны требуются на­дежные представления о ее происхождении. Экспедиционные исследования указывают на сульфатредукцию как основной процесс восполнения серо­водорода в Черном море. При этом главными причинами существования здесь сероводородной зоны считаются плотностная стратификация, за­трудняющая вертикальный обмен, и большой биогенный сток с побережья в расчете на единицу площади моря. Оба эти фактора обеспечивают интен­сивную сульфатредукцию, приводящую к образованию сероводорода в глубинной анаэробной зоне. Экспедиционные данные подтверждают оча­говый характер сульфатредукции, причем расположение этих очагов приурочено к местам поступления мертвого органического вещества с шельфа.

Вместе с тем оба упомянутых фактора находятся под сильным антро­погенным прессом. Так, зарегулирование стока рек уменьшает объем пресных вод, поступающих в верхний слой моря, выравнивает страти­фикацию и может улучшить вертикальный водообмен. Усиление биогенного стока в результате промышленных, бытовых и сельскохозяйственных загрязнений вызывает увеличение продукции мертвого органического вещества, стимулирующего процесс сульфатредукции и восполнение в море сероводорода. Одновременно в аэробной зоне тратится кислород на разложение дополнительных количеств органического вещества, что снижает возможность быстрого окисления сероводорода в случае его локальных подъемов. Поскольку большая часть органического вещества образуется в Черном море на шельфе, экосистема последнего в зна­чительной степени определяет состояние сероводородной зоны в глу­боководной части моря.

По приближенным оценкам, за счет антропогенных загрязнений в Черном море уже сегодня может возникнуть дополнительное количество серо­водорода, сравнимое с тем, которое образуется естественным путем. Уве­личение запаса сероводорода в глубинных водах повышает вероятность его вторжения в кислородную зону, сопровождающегося губительным воздействием на обитающих в ней рыб, водоросли и моллюсков. Повышается опасность выхода сероводорода и непосредственно на поверхность моря в прибрежных зонах курортного водопользования. Хотя эти явления могут быть кратковременными, достаточно редкими (как ураганы в атмосфере) и происходить при определенных гидрологических и метеорологических условиях, они достаточно неприятны. Как ни мала концентрация серово­дорода в глубинной черноморской воде, в контакте с воздухом он издает вполне заметный запах. Ощущение его уже означает превышение концен­трации сероводорода в воздухе выше порога безопасности для людей. Пока такие явления в курортных зонах Черного моря не отмечались. Однако назрела необходимость в создании постоянной службы наблюдений за концентрацией сероводорода в Черном море, чтобы вовремя предупреж­дать население об аномальном подъеме сероводородных вод, информи­ровать о правилах поведения в таких ситуациях.

Опасения специалистов о негативных последствиях развития сероводо-

родной зоны в условиях антропогенного загрязнения, по всей вероятности, спровоцировали появление в массовой печати статей о возможности взрыва сероводорода в Черном море. Чтобы предотвратить катастрофу, предла­галось "просто" извлекать сероводород из откачиваемой глубинной воды. Высказана идея о том, что при сжигании сероводорода можно получать энергию и товарную серу, построив для этой цели на берегу Черного моря химический комбинат.

Следует отметить, что растворенная газообразная фаза сероводорода в Черном море составляет в расчете на одну тонну морской воды всего 0,24 г-на глубине 300 м, 1,2 г - на глубине 1000 м и до 2,2 г - у дна. на глубинах около 2000 м. Сероводород обладает большой растворимостью: даже при атмосферном давлении можно растворить до 12 кг в 1 т воды, а в глубинных водах, находящихся под давлением порядка 200 атм, - во много раз больше. Таким образом, концентрация поднятого на поверхность глу­бинного сероводорода составляет менее 0,0001 доли насыщающего зна­чения. При таких малых концентрациях газа говорить о возможности вы­хода его в пузырьках из раствора в результате встряхивания не при­ходится.

Тем не менее при незначительной концентрации сероводорода общее его количество, ежегодно образуемое в черноморском бассейне естественным путем, порядка 107- 10е т, а может быть и более. Точной величины мы не знаем, но есть все основания считать, что она переменная, изменяющаяся в широких пределах вместе с изменением положения верхней границы серо­водородной зоны. Чтобы окислять такое количество сероводорода, нужно создать гигантскую промышленную установку, через трубы которой одно­временно прокачивать глубинную воду в количестве, равном нескольким стокам таких рек, как Волга или Дунай. Даже при идеальной экологической чистоте основного производства серы, строительство столь масштабного промышленного комплекса в курортной зоне Черноморского побережья не обойдется без негативных последствий для окружающей среды. Не слу­чайно здесь запрещено возводить промышленные предприятия. В то же время мы не можем надежно рассчитать воздействие этой установки на сероводородную зону моря, гарантировать успех ее работы и оценить отда­ленные экологические последствия.

В абсурдности предложений об откачке глубинного сероводорода про­глядывает порочная, практиковавшаяся в нашей стране, концепция исполь­зования водных ресурсов. В ней практически игнорировался тот факт, что водоемы - это не просто водные массы, а сформировавшиеся в результате длительной эволюции экологические системы - своеобразные природные фабрики, на которых трудятся живые организмы, преобразуя энергию Солнца в продукты, непосредственно потребляемые человеком - рыбу, моллюсков, ракообразных. Осуществление этой концепции природополь­зования привело к гибели экосистемы рек, озер, внутренних морей. В нашей стране потеряны огромные ресурсы ценнейшей рыбы, которую раньше получали из рек и озер, Черного и Азовского морей. Вместе с тем су­ществовала возможность путем осторожного, тщательно обоснованного поэтапного гидротехнического и гидромелиоративного обустройства этих водоемов многократно усилить их природную способность производства рыбы и других "даров природы". К сожалению, у рек энергия взята таким

Сероводород в Черном море не взорвется 53

способом, при котором были разрушены их экосистемы. С помощью этой энергии получены металлы, из них построены суда, которые отправились "за хеком" в дальние моря...

Реальнее воздействовать на сероводородную зону Черного моря, предотвращая загрязнение вод, которые поступают с береговым стоком. Важно не смешивать отходы разного происхождения, тогда их можно непосредственно на каждом производстве пропускать через специали­зированные установки утилизации. Ведь в принципе не существует отходов, не являющихся сырьем для какого-нибудь производства. Все это стоит дополнительных затрат, но только так можно обеспечить чистоту рек, озер, воздуха, при этом и море станет чистым и само справится со своими проблемами, как оно справлялось с ними свыше 7 тыс. лет.

Безусловно, нельзя категорически возражать против предложений о добыче тех или иных веществ из морской воды, в том числе и серы. В морской воде сероводород присутствует не только в свободном, но и в связанном состоянии, в составе гидросульфидов (солей). С учетом по­следних 1 т глубинной воды содержит 9-12 г сероводорода и его со­единений. Отметим для сравнения, что в 1 т каменного угля может быть от двух до 80 кг серы. При сжигании такого угля образуются ядовитые оксиды серы, отравляющие окружающую среду. Поэтому прежде всего нужно решить задачу извлечения серы из каменного угля. Тем не менее ее добыча из черноморской воды, возможно, когда-нибудь окажется целесообразной. Но поскольку Черноморское побережье - всесоюзная здравница, планы со­здания здесь очередных промышленных гигантов затрагивают общенарод­ные интересы и должны уже на уровне идей подвергаться тщательной эко­логической экспертизе и широкому общественному обсуждению Разу­меется, при нынешнем состоянии культуры производства такие проекты вредны.

Свое утверждение о возможности взрыва сероводорода в Черном море авторы статей, опубликованных в массовой печати, основывают на све­дениях о пламени, появлявшемся во время землетрясения 1927 г. над по­верхностью моря, напротив юго-западной части Крыма. Приводятся сви­детельства очевидцев этого явления. Однако полностью игнорируется тот факт, что оно изучено и результаты исследований опубликованы в научной печати. В Крыму в то время работала экспедиция под руководством. Ее участники немедленно вышли на катере в море, взяли пробы воды, обследовали дно и установили, что произошел выброс газо­образных углеводородов с примесью сероводорода из земных недр. Иными словами, "сработали" грязевые вулканы на дне моря. Таким образом, растворенный в глубинных водах сероводород никакого отношения к пламени, вспыхнувшему над морем в 1927 г., не имел.

Итак, естественная сероводородная зона, вероятнее всего, сама по себе никому не угрожает. В то же время это не мертвая вода, а насыщенная жизнью бактериальная экологическая система, хорошо сбалансированная по своим функциям с аэробными экосистемами моря. Ее бактериальное население обеспечивает круговорот углерода и биогенных веществ ничуть не хуже, а возможно, даже лучше, чем глубинные экосистемы морей без сероводорода.

Всем известна роль почвы: не будь ее, поверхность Земли быстро по-

Биосфера" href="/text/category/biosfera/" rel="bookmark">биосфере и прекратилась бы сама жизнь. В морях роль почвы выполняют глубинные экосистемы, а в Черном море - экосистема серо­водородной зоны, обеспечивая весьма высокую потенциальную био­логическую продуктивность черноморского шельфа. К сожалению, этот природный потенциал сейчас слабо реализуется, так как экосистемам бухт, лиманов, прибрежных акваторий, где рыба нерестилась или зимовала, нанесен тягчайший удар хозяйственной деятельностью человека. Пред­ложение уничтожить сероводородную зону, разрушить ее экосистему, выглядит так же, как предложение сжигать украинский чернозем для получения электроэнергии.

Сероводородная зона имеет сложную вертикальную структуру. На каждом "этаже" обитает свой вид бактерий, выполняющие определенную функцию, в том числе создающих биомассу за счет энергии сероводорода. Разрушение этой зоны путем грубого вмешательства довершит разрушение экосистемы Черного моря и в конечном счете приведет к экологической катастрофе. Это соображение высказывается на тот случай, если кому-нибудь в будущем придет идея построить на берегу Черного моря несколько атомных станций и с их помощью добывать серу из черно­морского сероводорода.

Загрязнения, поступающие в море, производят массированное комбини­рованное действие. Смываемые с полей ядохимикаты убивают зоопланктон и рыбу, а удобрения способствуют массовому размножению одноклеточных водорослей. Из-за гибели зоопланктона и рыб водоросли некому поедать, они отмирают и гниют, поглощая кислород. Это приводит к гибели остав­шегося зоопланктона, рыб и других водных животных. На шельфе Черного моря образуются обширные бескислородные "заморные" зоны. Иногда они охватывают почти всю северо-западную акваторию. В их бескислородной среде образуется сероводород, поднимающийся к поверхности моря. Этот сероводород, обусловленный загрязнениями, не имеет никакого отношения к глубинному. Однако уничтожение человеком кислорода в поверхностных слоях моря создает условия и для локального поднятия глубинного сероводорода с вертикальными струями в центрах вихревых движений. По мнению, возникновение заморных зон связано с со­стоянием вертикального водообмена, который, в свою очередь, обусловлен общей погодной ситуацией. Подобные ситуации повторяются с перио­дичностью солнечной активности - примерно через 11 лет. Последний раз сильные заморы в Черном море наблюдались в 1983 г. В связи с тем, что загрязнение моря за истекшие годы резко возросло, становятся еще более вероятными сильные заморы, образование сероводорода и выходы его на поверхность в прибрежных водах в летние месяцы (июль-август) 1991 - 1995 гг., при очередном возникновении погодной ситуации, способствую­щей заморам. Наибольшая их вероятность приходится на 1994 г.

Борьба с загрязнением моря способствует не только восстановлению его рыбных запасов, целебных рекреационных свойств вод, выводу прибрежных территорий из состояния экологического бедствия, но и предотвращению локальных катастроф, связанных с образованием сероводорода в при­брежных морских водах. Подчеркнем еще раз; загрязнение моря создало вполне реальную опасность локальных выходов сероводорода на по-

Сероводород в Черном море не взорвется 55

верхность моря и в атмосферу у его берегов. Места выходов определяются погодной ситуацией и заранее не предсказуемы. Подобные катастрофы непосредственно не связаны с глубинной сероводородной зоной, поэтому откачка из нее сероводорода не сможет их предотвратить.

В настоящее время проводятся теоретические исследования взаимодей­ствия кислорода и сероводорода в водах Черного моря с целью установ­ления механизмов, обусловливающих динамику верхней границы серо­водородной зоны . На моделях установлены основные зако­номерности поведения этой границы в зависимости от характеристик вертикального обмена и мощности источников кислорода и сероводорода. Анализ процессов формирования вертикального распределения кислорода и сероводорода в Черном море, выполненный разными авторами, показал, что основное влияние на концентрацию кислорода и сероводорода на различных глубинах оказывает зависимость коэффициента турбулентной диффузии от глубины. Уменьшение этого коэффициента практически до нуля в области галоклина вызывает снижение потока кислорода в сероводородную зону. Увеличение мощности источников на порядок и даже два порядка приводит к незначительному поднятию ее верхней границы. Эти закономерности качественно хорошо согласуются с данными экспедиционных наблюдений.

В Академии наук Украины разработана модель бактериальной эко­системы сероводородной зоны Черного моря }