Физико-географическая и гидрологическая характеристика Чёрного моря
Своеобразие Чёрного моря (рис. 246) заключается прежде всего в рельефе дна. Угол падения дна обычно составляет 4–6°, но нередко достигает 12 и даже 14°. Крутые обрывистые берега спускаются к большим глубинам, и только северо-западная весьма мелководная часть имеет глубины меньше 200 м. Довольно плоское дно охвачено в средней части изобатой в 2 000 м. Наибольшая глубина 2 245 м.
Поверхность Чёрного моря 413 488 кв. км, а объём 529 954 куб. км, так что средняя глубина превышает 1 000 м (1 149 м).
Из рек ежегодно вливается в Чёрное море около 400 куб. км пресной воды, т. е. примерно 0,001 всего объёма моря. Больше половины этой воды даёт Дунай.
Через Керченский пролив поверхностным течением более пресные азовские воды вливаются в Чёрное море, опресняя северо-восточный угол его, а низовым течением более солёная черноморская вода (17,0—17,5‰) поступает на глубины прикерченского района Азовского моря.
Через Босфор поверхностная черноморская вода, имеющая солёность, близкую к 18‰, сливается поверхностным течением в Мраморное море (348 куб. км в год), а низовым компенсационным течением солёные воды Мраморного моря поступают в Чёрное море (202 куб. км в год) и тут же в прибосфорском районе опускаются, как более тяжёлые, по склону дна на большую глубину.
Основное течение Чёрного моря, как и в других морях в подавляющем числе случаев, имеет кольцевой характер и движется против часовой стрелки. От анатолийского побережья на север к берегам Крыма также движется течение, как бы разделяющее море, соответственно его общей конфигурации, на две части. Каждая из них имеет своё круговое (антициклоническое) течение, соединяясь по краю общим течением. Получается как бы форма восьмёрки, вписанной в овал. В центрах двух кольцевых течений помещаются две зоны спокойных вод (халистатические зоны) — западная и восточная. В северо-западной и юго-восточной частях моря образуются свои частные кольцевые течения. И на формировании донных отложений, и на температурном и солевом режиме моря, и на всех биологических явлениях система течений сказывается весьма существенно.
В Чёрном море, так же как и в Средиземном, приливо-отливные явления едва различимы (не более 8 см), но колебания уровня воды у берега, под воздействием сгонных или нагонных ветров, могут быть гораздо большими.
Поверхностные слои Чёрного моря, за исключением районов, прилежащих к устьям рек, и отдельных участков побережий, имеют солёность 15—18‰, глубинные же воды 22,5—22,6‰, и только в прибосфорском районе солёность выше за счёт вливающихся вод из Мраморного моря.
Температура поверхностной воды в летнее время достигает у побережий 27–28 и даже 29°, а в центральных частях моря до 22°С глубиной температура падает, а с 150–200 м до дна остаётся постоянной в течение круглого года (около 9°). В зимнее время поверхностные воды Чёрного моря сильно охлаждаются. В самой северной части моря, в северо-западном и северо-восточном участках, зимой температура может опускаться до 1°,4 ниже нуля и может образовываться лёд, во всём остальном море и особенно в его южных частях поверхностные слои сохраняют температуру 8–9°. Таким образом, глубинные воды Чёрного моря, так же как в Средиземном, Красном и Каспийском, имеют ту же температуру, что поверхностные воды большей части моря в самое холодное время года (табл. 73).
По своим гидрофизическим и гидрохимическим свойствам Чёрное море резко выделяется среди всех других водоёмов Земли, причём основным моментом, определяющим все остальные, является резкое различие в плотности воды верхнего слоя в 100–150 м и более глубокой водной массы. Это различие настолько велико, что перемешивание между двумя указанными слоями может совершаться лишь в малой степени и совершенно перекрывается процессами, приводящими к резко выраженной стратификации и стагнации, получающим особенно яркое отражение на газовом режиме.
Мы уже указывали выше, что кислород в глубокие слои моря поступает только из поверхностного слоя; таким образом, малое количество кислорода на глубине или даже полное его отсутствие также указывают на слабое вертикальное перемешивание толщи моря, что мы и имеем в очень резко выраженной форме в Чёрном море (табл. 74).
Обычно уже на глубине 150 м в Чёрном море кислород исчезает и появляется сероводород (H2S).
Сходная картина наблюдается и в распределении биогенных веществ (нитраты и фосфаты) — с глубиной их количество очень возрастает, в поверхностном же слое, слое фотосинтеза, довольно значительное их количество наблюдается только весной и в первую половину лета.
То же самое можно видеть на распределении и характере донных отложений Чёрного моря — они чрезвычайно богаты органическим веществом, т. е. опять-таки выступает момент накопления, представляющего собой в морском водоёме результат слабой вертикальной циркуляции. О том же говорит очень большой процент в грунтах «мелкой фракции» (частиц с диаметром менее 0,01 мм) и кальцитов. Большое количество карбонатов кальция на мелководных илах (мидиевый и фазеолиновый) объясняется примесью раковин моллюсков, обитающих здесь во множестве. Карбонаты кальция глубоководных илов по характеру образования отличаются от CaCO3 мелководной зоны. В главной своей массе они представляют собой продукт жизнедеятельности бактерий, обусловливающих также и накопление сероводорода (десульфурирующие и денитрифицирующие).
Органическое вещество глубоководных отложений Чёрного моря в основном формируется за счёт отмирающего и опускающегося на глубину планктона, и насколько процесс этот велик, показывает расчёт, произведённый А. Архангельским.
Подсчитывая количество тонких слоёв в пробах — колонках, полученных трубками из серой глины, и принимая, что эти слои имеют годичный характер, А. Архангельский определяет, что для отложения толщи серой глины в 1 м необходимо 5 000 лет. Исходя из содержащегося в серой глине органического вещества, можно высчитать, что в течение одного года, в период её отложения, накапливалось на площади 1 кв. км около 6 т органического углерода. Подобным же образом Архангельский вычислил, что в период отложения так называемых майкопских олигоценовых глин 1 кв. км поверхности дна за один год собирал 4,2 т органического вещества. Сколь велики могут быть накопляющиеся на дне Чёрного моря общие запасы органического вещества, можно видеть из того, что количество органического углерода, содержащегося в толще олигоценовых и миоценовых отложений в районе Сулака и Ярыксу (близ Каспия), на площади около 500 кв. км, примерно соответствуют общему запасу угля в Донецком бассейне (67 170×106 т).
Рисунок 246. Чёрное море.
Поверхность Чёрного моря 413 488 кв. км, а объём 529 954 куб. км, так что средняя глубина превышает 1 000 м (1 149 м).
Из рек ежегодно вливается в Чёрное море около 400 куб. км пресной воды, т. е. примерно 0,001 всего объёма моря. Больше половины этой воды даёт Дунай.
Через Керченский пролив поверхностным течением более пресные азовские воды вливаются в Чёрное море, опресняя северо-восточный угол его, а низовым течением более солёная черноморская вода (17,0—17,5‰) поступает на глубины прикерченского района Азовского моря.
Через Босфор поверхностная черноморская вода, имеющая солёность, близкую к 18‰, сливается поверхностным течением в Мраморное море (348 куб. км в год), а низовым компенсационным течением солёные воды Мраморного моря поступают в Чёрное море (202 куб. км в год) и тут же в прибосфорском районе опускаются, как более тяжёлые, по склону дна на большую глубину.
Основное течение Чёрного моря, как и в других морях в подавляющем числе случаев, имеет кольцевой характер и движется против часовой стрелки. От анатолийского побережья на север к берегам Крыма также движется течение, как бы разделяющее море, соответственно его общей конфигурации, на две части. Каждая из них имеет своё круговое (антициклоническое) течение, соединяясь по краю общим течением. Получается как бы форма восьмёрки, вписанной в овал. В центрах двух кольцевых течений помещаются две зоны спокойных вод (халистатические зоны) — западная и восточная. В северо-западной и юго-восточной частях моря образуются свои частные кольцевые течения. И на формировании донных отложений, и на температурном и солевом режиме моря, и на всех биологических явлениях система течений сказывается весьма существенно.
В Чёрном море, так же как и в Средиземном, приливо-отливные явления едва различимы (не более 8 см), но колебания уровня воды у берега, под воздействием сгонных или нагонных ветров, могут быть гораздо большими.
Поверхностные слои Чёрного моря, за исключением районов, прилежащих к устьям рек, и отдельных участков побережий, имеют солёность 15—18‰, глубинные же воды 22,5—22,6‰, и только в прибосфорском районе солёность выше за счёт вливающихся вод из Мраморного моря.
Температура поверхностной воды в летнее время достигает у побережий 27–28 и даже 29°, а в центральных частях моря до 22°С глубиной температура падает, а с 150–200 м до дна остаётся постоянной в течение круглого года (около 9°). В зимнее время поверхностные воды Чёрного моря сильно охлаждаются. В самой северной части моря, в северо-западном и северо-восточном участках, зимой температура может опускаться до 1°,4 ниже нуля и может образовываться лёд, во всём остальном море и особенно в его южных частях поверхностные слои сохраняют температуру 8–9°. Таким образом, глубинные воды Чёрного моря, так же как в Средиземном, Красном и Каспийском, имеют ту же температуру, что поверхностные воды большей части моря в самое холодное время года (табл. 73).
| Глубина в м | Температура | Солёность | |||
|---|---|---|---|---|---|
| летом | зимой | амплитуда | летом | зимой | |
| 1 | 22,11 | 7,15 | 20,1 | 18,24 | 17,44 |
| 25 | 14,07 | 6,76 | 16,25 | — | 17,97 |
| 50 | 8,40 | 7,70 | 5,04 | 19,80 | 18,40 |
| 100 | 8,55 | 8,14 | 1,14 | 20,63 | 20,28 |
| 150 | 8,67 | 0,48 | 22,01 | ||
| 500 | 8,90 | 0,21 | 22,01 | ||
| 2 000 | 8,94 | 0,25 | 22,23 | ||
По своим гидрофизическим и гидрохимическим свойствам Чёрное море резко выделяется среди всех других водоёмов Земли, причём основным моментом, определяющим все остальные, является резкое различие в плотности воды верхнего слоя в 100–150 м и более глубокой водной массы. Это различие настолько велико, что перемешивание между двумя указанными слоями может совершаться лишь в малой степени и совершенно перекрывается процессами, приводящими к резко выраженной стратификации и стагнации, получающим особенно яркое отражение на газовом режиме.
Мы уже указывали выше, что кислород в глубокие слои моря поступает только из поверхностного слоя; таким образом, малое количество кислорода на глубине или даже полное его отсутствие также указывают на слабое вертикальное перемешивание толщи моря, что мы и имеем в очень резко выраженной форме в Чёрном море (табл. 74).
| Глубина в м | Содержание кислорода в куб. см на литр с отмеченными колебаниями | Среднее содержание сероводорода в куб. см на литр |
|---|---|---|
| 0 | 4,57–7,62 | — |
| 25 | 2,51–8,64 | — |
| 50 | 1,05–7,76 | — |
| 100 | 0,12–7,16 | — |
| 125 | 0,00–3,16 | — |
| 150 | 0,00–2,71 | 0,088 |
| 200 | 0,00–1,88 | 0,470 |
| 300 | 0,00–1,93 | 1,480 |
| 500 | 0,00 | 3,779 |
| 1 000 | 0,00 | 5,637 |
| 2 000 | 0,00 | 5,796 |
Обычно уже на глубине 150 м в Чёрном море кислород исчезает и появляется сероводород (H2S).
Сходная картина наблюдается и в распределении биогенных веществ (нитраты и фосфаты) — с глубиной их количество очень возрастает, в поверхностном же слое, слое фотосинтеза, довольно значительное их количество наблюдается только весной и в первую половину лета.
То же самое можно видеть на распределении и характере донных отложений Чёрного моря — они чрезвычайно богаты органическим веществом, т. е. опять-таки выступает момент накопления, представляющего собой в морском водоёме результат слабой вертикальной циркуляции. О том же говорит очень большой процент в грунтах «мелкой фракции» (частиц с диаметром менее 0,01 мм) и кальцитов. Большое количество карбонатов кальция на мелководных илах (мидиевый и фазеолиновый) объясняется примесью раковин моллюсков, обитающих здесь во множестве. Карбонаты кальция глубоководных илов по характеру образования отличаются от CaCO3 мелководной зоны. В главной своей массе они представляют собой продукт жизнедеятельности бактерий, обусловливающих также и накопление сероводорода (десульфурирующие и денитрифицирующие).
Органическое вещество глубоководных отложений Чёрного моря в основном формируется за счёт отмирающего и опускающегося на глубину планктона, и насколько процесс этот велик, показывает расчёт, произведённый А. Архангельским.
Подсчитывая количество тонких слоёв в пробах — колонках, полученных трубками из серой глины, и принимая, что эти слои имеют годичный характер, А. Архангельский определяет, что для отложения толщи серой глины в 1 м необходимо 5 000 лет. Исходя из содержащегося в серой глине органического вещества, можно высчитать, что в течение одного года, в период её отложения, накапливалось на площади 1 кв. км около 6 т органического углерода. Подобным же образом Архангельский вычислил, что в период отложения так называемых майкопских олигоценовых глин 1 кв. км поверхности дна за один год собирал 4,2 т органического вещества. Сколь велики могут быть накопляющиеся на дне Чёрного моря общие запасы органического вещества, можно видеть из того, что количество органического углерода, содержащегося в толще олигоценовых и миоценовых отложений в районе Сулака и Ярыксу (близ Каспия), на площади около 500 кв. км, примерно соответствуют общему запасу угля в Донецком бассейне (67 170×106 т).