Чем это грозит обитателям моря? Возможен ли сценарий, при котором в нём вообще не останется места для тех, кто дышит кислородом — и чего ждать людям, выяснили krym.aif.ru.
У самого пресного озера…
Случилось это совсем недавно, каких-то 7,6 тысяч лет назад. В Крыму давно уже вымерли последние неандертальцы и ушли мамонты. Люди освоили лук, приручили собаку, осваивали полуостров и подходили к порогу, отделявшему мезолит от неолита.
И жили они вовсе не рядом с морем, а рядом с огромным пресноводным озером, образовавшемся в котловине, похожей на вытянутую книзу чашу. По всей планете продолжалось таяние ледников.
«В районе Мраморного моря произошло то ли землетрясение, то ли иной катаклизм — и образовался огромный водопад, мощность его можно оценить примерно в 200 Ниагарских водопадов, — рассказал ведущий научный сотрудник отдела функционирования морских экосистем Федерального исследовательского центра “Институт биологии южных морей им. Ковалевского” РАН (ФИЦ ИнБЮМ) Виктор Мельников. — Её уровень поднимался каждый день на десять сантиметров! И в пресноводное озеро, которое находилось на современной глубине моря в сто метров, хлынул поток воды из Средиземного. Лился он около года, погибла вся пресноводная экосистема».
Было озеро — стал необычный водоём, куда залилась солёная океаническая вода. Всё что было в воде и на дне — сгнило и в глубинах водоёма образовался сероводород. При этом сверху туда продолжала литься вода из рек — а снизу сероводородная вода смешивалась с океанической. Так родилось самое необычное море — почти «мёртвое» на 90%, и с тонким слоем обогащённой кислородом «живой воды» вверху.
Хотя и на «нижних этажах» Чёрного моря всё-таки своя жизнь есть: там обитают бактерии и микроорганизмы, которые приспособились к такой среде.
Справка
Открыли сероводородный слой в Чёрном море русские учёные. В 1890—1891 годах экспедиции под руководством физика, географа и океанографа Иосифа Шпиндлера проделали огромную исследовательскую работу по определению глубин, солёности, плотности воды в Чёрном море. «Все образчики воды, добываемые в Чёрном море с глубины в 100 саженей и более содержат в себе примесь сероводорода», — отмечал он в своём труде по гидрологии.
Известный геолог Николай Андрусов, выросший в Керчи, тоже участвовал в экспедиции. И этому открытию посвятил не одну работу. Он придерживался как раз теории выделения сероводорода из гниющей органики. Его оппоненты — химики Лебединский, Зелинский и Брусиловский настаивали на «выделении свободного сероводорода». То есть, поступления его из земной коры в результате геологических процессов. По сей день это предположение окончательно не опровергнуто.
Кто виноват?
Структуру вод Чёрного моря долгое время видели так: сверху слой, насыщенный кислородом, ниже — зона смешения кислорода и сероводорода, и ещё ниже — сероводородные глубины. Такие представления, пояснил Виктор Мельников — результат тщательных исследований на протяжении ста лет. Поколения учёных проводили десятки тысяч измерений, и те убедительно говорили о том, что море двухслойное и с зоной смешения.
И вдруг в 1988 году в Чёрное море пришло американское судно. Исследовательскую миссию возглавлял Джеймс Мюррей, и по результатам этого похода он опубликовал сенсационную статью. Нет, оказывается, никакого смешанного слоя: кислородный и сероводородный разделяет прослойка, в которой нет ни того, ни другого газа.
Дальнейшие исследования, выполненные руководителем Морского гидрофизического института членом-корреспондентом РАН Сергеем Коноваловым, привели к новому сенсационному открытию: оказалось, что эта прослойка является отдельной водной массой, которую почти сто лет никто не замечал. Оказалось, что причиной этому были ошибки в методах измерениях сверхмалых концентраций кислорода. Дальше — больше! Исследования ученых МГИ показали, что эта новая водная масса, названая «субкислородным слоем» имеет тенденцию медленного подъёма к поверхности. В 1956—1976 годах этот слой начинался на глубине 100−120 метров, а в период 1987—2011 годов оказался на глубине 80−90 метров.
Два года спустя международная группа учёных в работе о сокращении запасов кислорода в Чёрном море подтвердили этот вывод: по их наблюдениям, кислородная зона моря в глубоководных районах за 70 лет сократилась почти на 50 м. Вторым сенсационным результатом стал их вывод о том, что общее количество кислорода в Черном море уменьшилось на 44%.
На классический вопрос: «Кто виноват?», ответ есть.
С 80-х годов прошлого века страны, имеющие выход к Чёрному морю, активно занялись сельским хозяйством. Что тогда, что сейчас аграрная концепция была такой: получить максимальный урожай с минимальной площади. Это невозможно без удобрений, в том числе содержащих соединения фосфора и азота. Удобрения смывались с полей и реки уносили их в Чёрное море, вызывая бурное цветение фитопланктона — микроводорослей. И как показал Сергей Коновалов для окисления их остатков на глубине потребовался дополнительный кислород. И нижняя граница кислородной зоны начала двигаться к поверхности.
Рыбы и люди.
Так продолжалось почти до конца ХХ века. Затем поток органических загрязнителей уменьшился, но кислородная зона так не начала увеличиваться. Потому, что уже запущенный процесс не остановить: он уже от людей не зависит.
Теперь к уменьшению кислородного слоя стало причастно и глобальное потепление. Чем выше температура воды, тем меньше там может раствориться кислорода. Чем тоньше слой воды, тем лучше он прогревается.
Исследования научного сотрудника отдела биогеохимии моря Морского гидрофизического института РАН кандидата наук Анны Масевич показали, что в глубинах Чёрного моря и в наши дни продолжается масштабная потеря растворённого в воде кислорода, обусловленная потеплением поверхностных вод.
Виктор Мельников сообщил, что специалисты ИнБЮМ и МГИ рассчитали ситуацию на ближайшие 25 лет: нижняя граница кислородного слоя в центральных районах Чёрного моря может подняться ещё на 10 метров вверх.
И скажется это, в первую очередь, на морских обитателях, которые живут в нижних, самых холодных слоях кислородной зоны. Очень может быть, что жители Крыма увидят, как из списка промысловых рыб, которых и так немного, «выпадет» теперь уже и черноморский шпрот. Он как раз относятся к холодноводным рыбам, и уменьшение кислородного слоя для которых окажется очень чувствительным. Трудные времена наступят и для кормового зоопланктона, которым питается шпрот.
«Недавно мы с заместителем директора Морского гидрофизического института Еленой Васечкиной опубликовали статью, в которой представлены результаты математического моделирования этих процессов, — рассказал Виктор Мельников. — Основу кормового зоопланктона — основной пищи многих рыб, составляет рачок калянус. Он тоже живёт как раз на том же холодном “нижнем этаже” кислородной зоны. В рыбьем меню его никак не заменить. Моделирование показало, что дела у этих видов обстоят не очень хорошо: чем меньше запасы кислорода, тем больше аномальных изменений будет происходить в пищевых цепочках экосистемы».
Но катастрофы, при которой сероводород дойдёт до поверхности, ждать не стоит.
«Сейчас глубина, где заканчивается кислород в глубоководных районах — 90 метров, потом идёт субкислородный слой, что без кислорода и сероводорода, это примерно еще 30−50 метров, — объяснил Виктор Мельников. — Это достаточно большие глубины, и бояться каких-то “быстрых” глобальных изменений не надо. Кроме того, по данным исследователей из института Океанологии над континентальным склоном, где проходит основное черноморское течение и кислород проникает очень глубоко, его концентрация сейчас даже возрастает. Так что главные изменения экосистемы Черного моря, начнутся в его глубоководной зоне».
