Черное море манит нас своими теплыми водами и разнообразными пляжами. Но мало кто задумывается о том, почему это море такое особенное. Давайте разберемся, чем же Черное море отличается от других и как его соленость влияет на всю экосистему региона!
География Черного моря
Черное море расположено между Восточной Европой и Малой Азией. Оно вытянуто с севера на юг на 1150 км, а его наибольшая ширина 580 км. С запада Черное море соединяется с Мраморным морем через пролив Босфор длиной 30 км и глубиной до 110 м. На востоке оно связано с Азовским морем узким (до 8 км) и мелководным (глубина до 15 м) Керченским проливом.
Берега Черного моря сильно различаются по рельефу. На севере и востоке к морю подступают горные хребты, а западное побережье низменное с обширными лиманами. Дно моря также неоднородно – на северо-западе располагается обширная материковая отмель глубиной до 200 м. В центральной части моря глубины достигают 1200-2200 м.
Климат Черного моря умеренный, переходный от средиземноморского к континентальному. Летом поверхность воды прогревается до +24°С, зимой охлаждается до +8°С. Ветровой режим и волнение зависят от рельефа берегов.
Гидрология Черного моря
По температуре, солености и плотности воды Черного моря делят на поверхностные, промежуточные и глубинные. Поверхностные воды летом прогреваются до +24°С, а зимой охлаждаются до +8°С и перемешиваются на глубину до 100 м. Ниже располагаются холодные (+8°С) промежуточные воды. Еще ниже находятся глубинные воды, нагревающиеся за счет геотермального тепла до +9°С.
Общая циркуляция вод Черного моря циклоническая. Поверхностные течения образуют два больших круговорота – в западной и восточной частях моря. Скорость течений в открытом море достигает 25 см/с. Вблизи берегов наблюдаются локальные прибрежные течения.
Средняя соленость воды в Черном море составляет около 18 промилле. Это в 2 раза меньше, чем в Средиземном море. Такое отличие связано с большим речным стоком в Черное море (главным образом, через Дунай, Днепр, Дон) и ограниченным водообменом через Босфор.
Соленость черного моря в среднем составляет 18‰, но варьирует от 10‰ у устьев рек до 22‰ в открытом море.
Вертикальное распределение солености в Черном море характеризуется наличием галоклина – резкого увеличения солености с глубиной в интервале 50-150 м. В этом промежуточном слое соленость возрастает с 18 до 22%. Галоклин препятствует вертикальному перемешиванию воды и обеспечивает устойчивую стратификацию.
Ледовый покров в Черном море наблюдается редко, только в суровые зимы в северо-западной части. Приливы и сгоны малы, до 0,5 м.
Биология и экология Черного моря
Несмотря на низкую соленость, в Черном море обитает около 2000 видов животных и растений. Среди них:
- Рыбы – окунь, барабулька, хамса, камбала, скумбрия, кефаль, бычки, катран.
- Млекопитающие – дельфины.
- Растения – зостера, цистозира, филлофора, ульва.
- Беспозвоночные – медузы, крабы, мидии, рапаны.
Многие виды гидробионтов приспособились к опресненной воде Черного моря. Например, у черноморских моллюсков и ракообразных концентрация мочевины и аминокислот в тканях в 2-3 раза выше, чем у их средиземноморских собратьев. Это помогает регулировать осмотическое давление при низкой солености.
Однако резкие колебания солености могут иметь негативные последствия для экосистемы Черного моря. Например, в 1970-1980-е годы в результате увеличения стока Дуная произошло опреснение северо-западной части моря. Это привело к массовой гибели донных животных и изменению видового состава фитопланктона.
Кроме того, через Босфор и Керченский пролив периодически в Черное море проникают инвазивные виды – хищные медузы, рачки-вселенцы и другие организмы, нарушающие сложившиеся пищевые цепи. Таким образом, соленость играет важную роль в поддержании устойчивости уникальной экосистемы Черного моря.
Основные экологические проблемы Черного моря в настоящее время – это эвтрофикация прибрежных вод из-за загрязнения биогенными элементами и засорение пластиком. Для их решения требуются природоохранные меры во всех странах бассейна.
Хозяйственное значение Черного моря
Черное море имеет большое значение для экономики прибрежных стран. На его шельфе ведется добыча нефти и газа. Крупнейшее месторождение - Голицинское - расположено у побережья Крыма. Другие перспективные участки разрабатываются у берегов Болгарии и Румынии.
В Черном море работают многочисленные морские порты, через которые идут основные грузопотоки стран региона. Крупнейшие порты - Одесса, Новороссийск, Констанца. Через проливы Босфор и Дарданеллы осуществляется судоходство между Черным и Средиземным морями.
Благодаря теплому морю и живописным ландшафтам побережья Черное море является популярным рекреационным районом. Миллионы туристов ежегодно отдыхают в курортных городах Сочи, Анапа, Ялта, Варна, Батуми. Ряд прибрежных территорий имеет статус особо охраняемых природных территорий.
Исторические факты о солености
Первые измерения солености в Черном море относятся к XVIII веку. Русский академик С.Г. Гмелин в 1768-1774 годах определил, что соленость поверхностных вод в центральной части моря составляет 17-18%. Эти данные близки к современным.
Считается, что низкая соленость Черного моря связана с его геологической историей. Примерно 9-7 тысяч лет назад уровень Мирового океана поднялся после таяния ледников и Черное море соединилось со Средиземным. Однако приток соленых средиземноморских вод через Босфор ограничен небольшой глубиной пролива, а речной сток в Черное море велик. Это и определило сложившийся баланс солености.
Современные исследования
В настоящее время соленость Черного моря изучается с помощью сети станций, где регулярно отбираются пробы воды на разных горизонтах. Данные обобщаются в ежегодных отчетах Комиссии по защите Черного моря от загрязнения.
Кроме того, используются методы дистанционного зондирования - спутниковые измерения температуры поверхности и окраски воды. Это позволяет отслеживать масштабные процессы в море, такие как распространение речных вод и формирование фронтов.
Для изучения долговременных изменений солености проводятся палеоокеанологические реконструкции по донным отложениям. Они дают информацию о колебаниях гидрологического режима Черного моря в прошлом в связи с глобальными климатическими событиями.
Влияние на экосистему и климат
Соленость Черного моря является важным фактором, контролирующим состав и распределение его биоты. Многие виды морских организмов могут обитать только в определенном диапазоне солености, поэтому ее изменения приводят к серьезным экологическим последствиям.
Кроме того, низкая соленость влияет на интенсивность конвекции и глубинной вентиляции вод Черного моря. Это сказывается на поступлении кислорода в глубинные слои и на особенностях круговорота веществ. Таким образом, соленость связана с газовым и химическим режимами моря.
Испарение с поверхности Черного моря также зависит от солености. Этот процесс влияет на влажность и осадки в прибрежной зоне. Следовательно, соленость косвенно воздействует на климат всего черноморского региона.
Моделирование изменения солености
Для прогнозирования возможных изменений солености Черного моря в будущем используется математическое моделирование. Разработаны трехмерные модели, учитывающие перенос и перемешивание водных масс, термохалинную циркуляцию, взаимодействие с атмосферой.
С помощью таких моделей можно оценить влияние различных факторов на соленость моря - колебаний речного стока, изменения уровня океана, потепления климата. Это важно для принятия управленческих решений и разработки стратегий адаптации в прибрежных регионах Черноморья.
Международное сотрудничество
Для комплексного изучения и охраны морской среды Черного моря ведется международное сотрудничество в рамках Конвенции по защите Черного моря от загрязнения. В ней участвуют все прибрежные страны.
Научные учреждения этих стран проводят совместный мониторинг загрязнения и эвтрофикации вод Черного моря. Осуществляется обмен информацией и гармонизация методов наблюдений за состоянием морской среды, в том числе за соленостью.
Соленость других морей
По сравнению с другими крупными морями соленость Черного моря действительно относительно невысока. Например, в Средиземном море она составляет 38-39%, в Красном море - 40-41%. Еще выше соленость в Мировом океане - в среднем 35%.
Однако есть и опресненные моря с соленостью ниже, чем в Черном. Это, например, Балтийское море, где соленость поверхностных вод 5-8%. В Каспийском море соленость лишь 1% в северной части и до 13% на юге.
Перспективы дальнейших исследований
Несмотря на многолетние исследования, изучение солености и ее роли в Черном море продолжается. Например, нуждается в уточнении влияние речного стока на пространственное распределение солености. Дискуссионным остается вопрос о скорости и механизмах распространения опресненных вод.
Перспективно применение автономных необитаемых подводных аппаратов для изучения мезомасштабных процессов в распределении солености. Важная задача - разработка надежных сценариев изменения гидрологического режима Черного моря в условиях меняющегося климата.
Роль солености в формировании глубинных вод
Низкая соленость поверхностных вод Черного моря препятствует образованию глубинных вод за счет конвекции. Однако в последние десятилетия отмечается утяжеление промежуточных вод и их частичное опускание вглубь по континентальному склону.
Предполагается, что этот процесс связан с изменением гидрологических условий в море. Увеличение солености промежуточных вод может привести к активизации глубинной конвекции. Дальнейшие исследования позволят уточнить роль солености в формировании холодного промежуточного и глубинного слоев.
Соленость донных отложений
Информация о солености вод Черного моря в прошлом может быть получена при изучении донных осадков. Их химический и минералогический состав отражает условия осадконакопления, в том числе соленость.
Например, раковины диатомовых водорослей сохраняют изотопный состав кислорода, связанный с соленостью. Другие показатели - соотношение Sr/Ca, содержание сульфатов. Такие палеоокеанологические реконструкции позволяют оценить колебания солености Черного моря на разных этапах его истории.
Соленость и биогеохимические процессы
Соленость влияет на скорость химических и биологических процессов в морской среде. В частности, она важна для активности микроорганизмов, участвующих в круговороте азота, фосфора, серы и других элементов.
При опреснении вод может замедляться денитрификация, нарушаться связывание фосфатов в осадках. Это приводит к эвтрофикации вод. Необходимы дальнейшие исследования роли солености в биогеохимических процессах Черного моря.
Антропогенное влияние на соленость
Помимо природных факторов, на соленость Черного моря могут влиять антропогенные. Строительство плотин и водохранилищ приводит к изменению речного стока. Забор воды для орошения и промышленности также сказывается на водном балансе.
Необходим контроль за этими видами деятельности, чтобы предотвратить резкие колебания солености и негативные экологические последствия. Требуются меры по рациональному использованию речных вод в регионе с учетом их влияния на Черное море.
