Черное море проблема сероводорода

Проблема Черного моря. Сероводород

Это, пожалуй, самый известный факт о Черном море. В поверхностном, 100-метровом слое Черного моря сосредоточена почти вся его жизнь. Глубже – до глубин свыше 2-х километров, встречаются лишь несколько видов бактерий; ни животных, ни растений там нет, потому что в воде нет кислорода. Эти бактерии, живущие в толще воды и на дне, разлагая останки, падающие с поверхности (есть даже такой термин – трупный дождь), выделяют сероводород. Его источник – серосодержащие аминокислоты, входящие в состав белков.

Источником серы служат (в меньшей степени) и сульфаты морской воды, используемые некоторыми видами бактерий для окисления органики вместо кислорода. Сероводород является ядом для животных и растений – парализует клеточное дыхание в митохондриях.

Сероводород находят в мягких осадках на дне всех морей – туда очень медленно проникает кислород из воды, а процессы бактериального гниения и хемосинтеза с выделением сероводорода идут интенсивно, поэтому сероводород и накапливается в грунте. Нырните глубже, туда, где волны не ворошат грунт, копните дно ладонью, и вы увидите, что желтый песок, разноцветный ракушечник или серый ил уже в нескольких сантиметрах от поверхности имеют одинаковый черный цвет.

Мы наблюдали это, спустившись глубже 40 метров – там, где морской петух прошелся по дну своими «лапками» и обнажил черный ил под серой поверхностью (глава «Жизнь на подводных скалах»). Черный – цвет сульфидов – солей, которые сероводород, как слабая кислота, образует с металлами. Поэтому ракушки в сероводороде чернеют, чернеет и любой металлический предмет. С этим связана одна из легенд о происхождении названия «Черное море»: говорят, людям оно пришло в голову, когда они опустили в море металлический груз на веревке – для измерения глубины. Его под няли на поверхность – он стал совсем черным. Возможно, так все было. Но гипотеза о том, что название «Черное» отражает впечатление средиземноморских путешественников о нашем море во время зимнего шторма, кажется более правдоподобной.

Часто сероводород присутствует и в слабоперемешиваемом придонном слое воды в других морях, особенно в глубоких закрытых бухтах, но Черное море – единственное, где такая гигантская масса воды насыщена этим веществом. Причина здесь в том, что, при сравнительно небольшой площади, Черное море имеет большую глубину; подводные склоны берегов круты – в результате водообмен между глубинными и поверхностными водами недостаточен – кислород не проникает вглубь моря. Иными словами, Черное море плохо перемешивается.

Кислород проникает в воду через поверхность моря – из воздуха; и еще – образуется в верхнем освещенном слое воды (фотическая зона) при фотосинтезе водорослей планктона. Для того, чтобы кислород попал в глубины, море должно перемешиваться – за счет волн и вертикальных течений. А в Черном море – вода перемешивается очень слабо; нужны сотни лет, чтобы вода с поверхности достигла дна.

Поверхностный слой черноморской воды – до глубины примерно 100 метров – преимущественно речного происхождения. В то же время, в глубины моря поступает более соленая (а значит – и более тяжелая) вода из Мраморного моря – она притекает по дну Босфорского пролива (нижнебосфорское течение) и опускается вглубь. Поэтому соленость придонных слоев черноморской воды достигает 30‰ (грамм соли в литре воды).

Изменение свойств воды с глубиной – не плавное: с поверхности до 50-100 метров соленость меняется быстро – от 17 до 21‰, а уже далее – до дна – увеличивается равномерно. В соответствии с соленостью изменяется и плотность воды.

Температура на поверхности моря всегда определяется температурой воздуха. А температура глубоких вод Черного моря — круглый год 8-9 о С. От поверхности до глубины 50-100 метров температура, как и соленость, меняется быстро – а дальше остается постоянной до самого дна.

Это и есть две массы черноморской воды: поверхностная – опресненная, более легкая и близкая по температуре к воздуху (летом она теплее глубинных вод, а зимой – холоднее); и глубинная – более соленая и тяжелая, с постоянной температурой.

Слой воды от 50 до 100 метров называется пограничным – это граница между двумя массами черноморской воды, граница, препятствующая перемешиванию. Более точное его название – холодный пограничный слой: он всегда холоднее глубинных вод, так как, охлаждаясь зимой до 5-6 о С, не успевает прогреться за лето. Слой воды, в котором резко меняется ее температура, называется термоклином; слой быстрого изменения солености – галоклин, плотности воды – пикноклин. Все эти резкие изменения свойств воды в Черном море сосредоточены в области пограничного слоя.

Расслоение (стратификация) черноморской воды по солености, плотности и температуре – препятствует вертикальному перемешиванию моря и обогащению глубин кислородом. К тому же, вся бурно развивающаяся черноморская жизнь дышит – дышат планктонные ракообразные, медузы, крабы, рыбы, дельфины, даже сами водоросли дышат – потребляют кислород.

Когда живые организмы умирают, их останки становятся пищей для бактерий-сапротрофов. При бактериальном разложении мертвого органического вещества (гниении) используется кислород. С глубиной, разложение начинает преобладать над процессами создания живого вещества планктонными водорослями, а потребление кислорода при дыхании и гниении становится более интенсивным, чем его производство при фотосинтезе. Поэтому чем дальше от поверхности моря – тем меньше остается в воде кислорода. В афотической зоне море (там, куда не проникает солнечный свет), под холодным промежуточным слоем – ниже 100-метровой глубины, кислород уже не производится, а только потребляется; не проникает он сюда и за счет перемешивания – этому препятствует стратификация вод.

В результате, кислорода для жизни животных и растений достаточно только в верхних 150 метрах Черного моря. Его концентрация падает с глубиной, и основная масса живого в море – биомасса Черного моря – сосредоточена выше 100-метровой глубины. Вот так и получается, что 90% водной массы Черного моря – почти безжизненны. Но ведь и в любом другом море или океане почти вся жизнь сосредоточена в верхнем, 100-200-метровом слое воды. Правда, из-за недостатка кислорода и наличия сероводорода в воде, в Черном море отсутствует глубоководная фауна , это снижает его биоразнообразие еще больше, вдобавок к влиянию низкой солености. Например, нет хищных рыб глубин с огромными зубастыми пастями, перед которыми вывешены светящиеся приманки.

Иногда говорят о том, что сероводород появился в Черном море вследствие его загрязнения, о том, что сероводорода становится все больше, что море на – грани катастрофы. Действительно, переудобрение (эвтрофикация) Черного моря стоком с сельскохозяйственных полей в 1970-80-е годы вызвало бурный рост «сорной» морской растительности – некоторых видов фитопланктона, нитчатых водорослей – «тины», стало образовываться больше органических останков, из которых при гниении образуется сероводород. Но значительных изменений в сложившееся за тысячелетия равновесие этот «лишний» сероводород не внес. И уж точно нет никакой опасности взрыва сероводорода – чтобы образовался пузырь газа, концентрация молекул этого вещества в воде должна быть на порядки больше реальной (8-10 мг/л на глубинах 1000-2000 м, то есть, на 1 молекулу сероводорода там приходится не менее 200 000 молекул воды) – это легко проверить, используя формулы из школьных курсов химии и физики.

Основную долю органических останков в иле на дне Черного моря и сероводорода в воду моря внесли животные, водоросли и растения, погибшие при быстром повышении солености после открытия пролива Босфор; это происходило 6-3 000 лет назад. Умирала солоноватоводная понтийская флора и фауна, ее постепенно заменяла морская.

Источник

Чем опасны залежи сероводорода на дне Чёрного моря

Друзья, всех приветствую на канале.

Любимое многими россиянами черноморское побережье особенно популярно было в 2020 году. Отдыхающие, не имея возможности выехать за границу, довольствовались курортами Краснодарского края. Кроме того, десятки миллионов человек ежегодно едут к Чёрному морю .

Люди с большим удовольствием плещутся в прибрежных волнах, даже не подозревая, что всего несколькими десятками метров ниже поверхности воды жизнь заканчивается . А что же там, внизу? Мало кто знает, что под морской толщей настоящая находятся залежи сероводорода, опасные для всего живого.

Трёхслойный «пирог»

Уникальность Чёрного моря заключается в том, что толщи воды в нём разделены на три части , никак не взаимодействующие между собой. Средняя глубина котлована составляет 2000 метров. Верхний слой полон жизни. Здесь обитает множество разнообразных животных. Вода хорошо прогревается под летним солнцем.

А вот на глубине примерно 50 метров уже совсем другой состав воды. Своеобразная прослойка делит верхний и нижний слои морской толщи.

Можете ли вы поверить в то, что начиная с глубины около 100 метров и до дна котлована Чёрное море заполнено сероводородом? Это масса ядовитого газа.

«А лисички взяли спички. ». Гипотезы

Учёные спорят по поводу происхождения сероводорода на дне моря. Единого мнения нет, но есть несколько предположений. Вот два из них.

1. Сероводородная масса является продуктом жизнедеятельности множества бактерий.

2. Раньше, очень давно, море было пресным озером со своей флорой и фауной. Но однажды в него попала солёная вода в огромных количествах. Всё живое погибло, образовав сероводородную толщу.

Если кто-нибудь помнит, в конце 1980-х годов на дне Чёрного моря обнаружили залежи метана. Он поднимался на поверхность. А ведь этот газ при взаимодействии с кислородом является взрывоопасным.

А ещё раньше, в 1920-х годах в водах Крымского побережья Чёрного моря произошло землетрясение. В результате горючий газ вырывался на поверхность воды. Некоторые участки моря даже полыхали огнём.

Порой газы вырываются из воды гораздо тише и спокойнее, но специфический тухлый запах яиц при этом ни с чем не перепутать. Сероводород убивает всё живое. А так же из-за него могут выпадать ядовитые дожди.

Источник

Сероводород на дне Черного моря: откуда взялся и чем опасен

Неужели такое ласковое и красивое Черное море, которое притягивает к себе, как магнит, любителей пляжного отдыха, может быть опасным? Да, представьте, это так. И опасность заключается не только в неосторожности во время купания.

И ученым, и тем, кто просто интересуется научно-популярными статьями, давным-давно известно, что в Черном море, начиная примерно с глубины 200 метров и до самого дна, находится толстый слой смертельно опасного для всего живого вещества, а именно сероводорода . Вся черноморская фауна обитает только в верхнем слое воды, а 90% моря практически полностью безжизненны, если не считать некоторых бактерий.

Сероводород — ядовитый газ, обладающий характерным резким запахом, напоминающим запах протухших яиц.

Впервые наличие в черноморских глубинах большого количества сероводорода было доказано в конце 18 века русской океанографической экспедицией. Дальнейшие исследования показали, что сероводород присутствует на всех глубинных территориях черноморского бассейна. Содержание сероводорода в воде увеличивается с глубиной и достигает максимума на глубине 2 км. Если верить специалистам в Черном море около 3 миллиардов тонн сероводорода, это намного больше, чем в любом другом море на планете. Известно, что скопления сероводорода встречаются и во впадинах Атлантического и Индийского океана, но там нет вблизи густозаселенного побережья.

Есть несколько гипотез, объясняющих происхождение скопления сероводорода в Черном море. Возможно, сероводород образуется на дне при гниении органических остатков и из-за плохой циркуляции воды накапливается. Возможно, сероводород выделяется из разломов земной коры на дне моря. Пока единого мнения на этот счет нет, возможно, что обе гипотезы верны.

Также доказано, что кроме сероводорода в Черном море содержится и большое количество метана.

Метан или болотный газ — бесцветный газ без запаха и вкуса, в смеси с воздухом становится взрывоопасен.

Ответить однозначно на вопрос, насколько опасно присутствие в Черном море этих газов, сложно. Воды Черного моря делятся на слои, которые практически не перемешиваются между собой. В связи с замедленным водообменом в Черном море, ядовитые газы выходят на поверхность крайне редко. Однако случаи отравления обитателей моря бывают и в мелководных слоях.

Официально описан только один значительный случай, когда облако ядовитых газов вырвалось наружу. Это было почти сто лет назад, во время сильнейшего разрушительного Крымского землетрясения 1927 года, эпицентр которого был в море, всего в 25 км от берегов Ялты. Тогда из-за колебаний земной поверхности слои воды перемешались, газ вырвался на поверхность и вспыхнул. Очевидцы рассказывали о пламени над морем и сильном запахе сероводорода.

Т.е., можно говорить о том, что присутствие этих газов станет опасным для жителей побережья только во время стихийного бедствия, землетрясения или цунами. Однако специалисты говорят, что слой сероводорода с каждым годом увеличивается и все ближе подходит к поверхности. Во многом, виной этому деятельность человека. Промышленные, бытовые, дренажные стоки, а также воды рек, которые несут с собой органику, оказывают негативное влияние на экологию Черного моря.

И хотя, все мы привыкли надеяться на лучшее, не стоит забывать, что природа нуждается в бережном отношении человека.

Ставьте лайки и подписывайтесь на мой канал!

Источник

В Чёрном море сероводород: причины взрыва и последствия

Человек является неотъемлемой частью природы. Она может быть благоприятна, дружелюбна к нам. Мы пьем воду, дышим воздухом, получаем тепло и еду из окружающей среды. Это источник нашей жизни.

Но наша планета может не только давать свои богатства людям, но и приносить разрушение, беды и лишения. Землетрясения, пожары и наводнения, смерчи и извержения вулканов уносят жизни множества людей. Природной катастрофой может стать в Черном море сероводород. В этих водах его очень много.

Соседство с Черным морем может стать причиной трагедии для множества людей. Какие существуют варианты развития событий, а также как избежать их, выясняют ученые. Об их мнении интересно знать каждому жителю нашей страны и всего мира.

Что такое сероводород?

Не вдаваясь в химические формулы, следует рассмотреть, какими свойствами обладает сероводород. Это бесцветный газ, который характеризуется устойчивым соединением серы и водорода. Оно разрушается лишь при температуре свыше 500 ºС.

Он ядовит для всех живых организмов. В этой среде выживают лишь некоторые виды бактерий. Газ известен своим специфическим запахом яиц, которые протухли. Не присутствует никакой флоры и фауны в воде, в которой растворен сероводород. Воды Черного моря содержат его в огромных количествах. Зона сероводорода просто впечатляюще огромная.

Ее открыл еще в 1890 году Н. И. Андрусов. Правда, в те времена еще не было точно известно, в каких количествах он содержится этих водах. Исследователи опускали на разные глубины металлические предметы. В сероводородной воде индикаторы покрываются черным сульфидным слоем. Поэтому существует предположение, что это море получило свое название именно из-за этой особенности своих вод.

Особенности Черного моря

У некоторых людей возникает вопрос: откуда в Черном море сероводород? Но следует отметить, что это не эксклюзивная особенность представленного водоема. Этот газ исследователи находят в очень многих морях и озерах во всем мире. Он накапливается в природных слоях благодаря отсутствию на больших глубинах кислорода.

Органические останки, опускаясь на дно, не окисляются, а гниют. Это способствует образованию ядовитого газа. В Черном море он растворен в 90 % водной массы. Причем слой залегания неравномерный. У берегов он начинается на глубине 300 м, а в центре встречается уже на уровне 100 м. Но в некоторых районах Черного моря слой чистой воды еще меньше.

Существует еще одна теория происхождения сероводорода. Некоторые ученые утверждают, что он образуется из-за тектонической активности вулканов, действующих на дне. Но приверженцев биологической теории все же больше.

Движение водных масс

В процессе перемешивания водных масс перерабатывается, изменяет свою форму сероводород в Черном море. Причины, по которым он тем не менее накапливается, заключаются в разном уровне солености воды. Слои очень слабо перемешиваются, так как море не имеет достаточного сообщения с океаном.

Всего два узких пролива содействуют процессу водообмена. Босфорский пролив соединяет Черное море с Мраморным, а пролив Дарданеллы – со Средиземным. Замкнутость водоема приводит к тому, что Черное море обладает соленостью всего 16-18 промилле. Океанические массы характеризуются этим показателем на уровне 34-38 промилле.

Мраморное море выступает как бы посредником между этими двумя системами. Его соленость равна 26 промилле. Вода Мраморного поступает в Черное море и опускается на дно (так как она тяжелее). Разница температуры, плотности и солености слоев приводит к тому, что они перемешиваются очень медленно. Поэтому в природных массах накапливается сероводород.

Экологическая катастрофа

Сероводород в Черном море стал предметом пристального внимания ученых по целому ряду причин. Экологическая ситуация здесь значительно ухудшилась в последние десятилетия. Массовые сливы отходов различного происхождения привели к гибели множества видов водорослей, планктона. Они стали оседать на дне быстрее. Также учеными было установлено, что в 2003 году была полностью уничтожена колония красной водоросли. Этот представитель флоры вырабатывал около 2 млн куб. м кислорода в год. Это сдерживало рост сероводорода.

Ныне главного конкурента ядовитого газа просто не существует. Поэтому экологов тревожит сложившаяся ситуация. Пока она не угрожает нашей безопасности, но со временем возможен выход газового пузыря на поверхность.

При контакте сероводорода с воздухом возникает взрыв. Он уничтожает все живое в радиусе поражения. Ни одна экосистема не может противостоять деятельности человека. Это приближает возможную катастрофу.

Взрыв на море

В истории известны печальные инциденты, когда воды моря полыхали огнем. Первый зафиксированный случай произошел в 1927 году в 25 километрах от Ялты. В это время город был разрушен мощнейшим землетрясением в восемь баллов.

Но оно запомнилось пострадавшим жителям еще и ужасным пожаром, охватившим водные просторы. Люди тогда понятия не имели, почему пылает Черное море. Сероводород, взрыв которого был вызван тектонической активностью, вышел на поверхность. Но подобные случаи могут повториться.

Сероводород, выходя на поверхность, контактирует с воздухом. Это приводит к взрыву. Он может разрушить целые города.

Первый фактор возможного взрыва

Взрыв, который способен унести жизни тысяч, миллионов людей и всех живых организмов в зоне поражения, может произойти с большой долей вероятности. И вот почему. В Черном море сероводород не перерабатывается, накапливаясь под все уменьшающейся толщей чистой воды. Человечество относится к этой проблеме безответственно. Вместо того чтобы применять технологии по переработке ядовитого газа, мы сливаем в воды отходы. Процесс гниения усугубляется.

Телефонные, нефтяные и газовые трубопроводы проходят по дну Черного моря. Они повреждаются, происходят возгорания. Это может привести к взрыву. Поэтому деятельность человека может считаться первым фактором возможной катастрофы.

Вторая причина взрыва

Природные катаклизмы также могут спровоцировать взрыв. Тектоническая активность в этом районе не редкость. Сероводород на дне Черного моря может быть потревожен землетрясением или извержением вулканов. Ученые утверждают: если бы сегодня произошло такое же бедствие, как в сентябре 1927 года, взрыв был бы столь сильным, что погибло бы огромное количество людей. Далее в атмосферу бы попало огромное количество серы. Кислотные дожди принесли бы немало вреда.

Тонкий слой чистой воды становится все меньше. Особенно близко сероводород подходит к поверхности на юго-востоке Черного моря. При сдвигах тектонических пород в этом районе возможна ужасная катастрофа. Но на сегодняшний день взрыв возможен в любом районе.

Третья причина катастрофы

Истончение чистого слоя морской воды может привести к самопроизвольному выходу пузыря ядовитого газа из недр. Откуда в Черном море столько сероводорода, удивляться не приходится. Основные факторы ухудшения экологической ситуации были рассмотрены ранее.

Ученые утверждают: если весь сероводород, покоящийся на дне, поднимется на поверхность, взрыв будет сопоставим с ударом астероида размером с половину луны. Это стало бы глобальной катастрофой, навсегда изменившей облик нашей планеты.

В некоторых районах ядовитый газ подходит к поверхности на расстоянии 15 м. Ученые утверждают, что на таком уровне сероводород исчезает сам в процессе осенних штормов. Но такая тенденция все равно является настораживающей. Со временем ситуация, к сожалению, только ухудшается. Время от времени к берегам прибивает огромное количество мертвой рыбы, попавшей в сероводородное облако. Также гибнет планктон, водоросли. Это грозное предупреждение для человечества о надвигающейся катастрофе.

Подобные катастрофы

Ядовитый газ встречается во многих водоемах мира. Это далеко не уникальное явление, которым характеризуется дно Черного моря. Сероводород уже показывал свою разрушительную силу людям. Из истории можно почерпнуть информацию о подобных несчастьях.

Например, в Камеруне, в поселке на берегу озера Ниос, погибло все население из-за поднятия газа на поверхность. Людей, которых застало бедствие, нашли через время гости селения. Это несчастье унесло в 1986 году жизни 1746 людей.

Шестью годами ранее этих событий в Перу рыбаки, выходящие в море, возвращались без улова. Их корабли были черными из-за оксидной пленки. Люди голодали, так как погибла большая популяция рыбы.

В 1983 году по неизвестным причинам вода Мертвого моря потемнела. Его будто перевернули, и сероводород со дна поднялся на поверхность. Если бы такой процесс произошел на Черном море, все живое в окрестных районах умерло бы в результате взрыва или отравления ядовитыми испарениями.

Реальная ситуация сегодня

В Черном море сероводород постоянно дает о себе знать. Апвеллинги (восходящие течения) поднимают газы к поверхности. Они нередки в крымском, кавказском районах. Возле Одессы нередки случаи массовой гибели рыбы, которая попала в сероводородное облако.

Очень опасна ситуация, когда подобные выбросы происходят в грозу. Молния, попавшая в большой очаг, провоцирует возгорание. Запах тухлых яиц, который ощущают люди, свидетельствует о превышении допустимой концентрации ядовитого вещества в воздухе.

Это может привести к отравлению и даже смерти. Поэтому ухудшение экологической ситуации должно быть замечено нами. Необходимо принимать меры по снижению концентрации сероводорода в водах Черного моря.

Пути решения проблемы

Специалисты разрабатывают несколько способов, позволяющих устранить в Черном море сероводород. Группа херсонских ученых предлагает применить газ как топливо. Для этого на глубину опускают трубу и один раз поднимают воду на поверхность. Это будет похоже на открытие бутылки с шампанским. Морская вода, смешиваясь с газом, будет бурлить. Из этого потока будет извлекаться сероводород и применяться в хозяйственных целях. При сгорании газ выделяет большое количество теплоты.

Еще одной идеей является проведение аэрации. Для этого в глубоко проходящие трубы закачивают пресную воду. Она обладает меньшей плотностью и будет способствовать перемешиванию морских слоев. Этот способ успешно применяется в аквариумах. При использовании воды из скважин в частных домах иногда требуется очищать ее от сероводорода. В этом случае также успешно применяется аэрация.

Какой способ выбрать, уже не столь важно. Главное — работать над решением экологической проблемы. В Черном море сероводород может использоваться во благо человечеству. Игнорировать возникающую проблему нельзя. Комплексность в ее решении станет самым разумным действием. Если не предпринимать правильные шаги сейчас, со временем может случиться большая катастрофа. В наших силах ее предотвратить и уберечь себя и других живых организмов от гибели.

Источник