Каспийское море
Температура и соленость. Вертикальное перемешивание вод
В условиях сухого и жаркого климата большое количество морской воды испаряется, молекулы воды переходят в воздух. Так, ежегодно с поверхности Каспийского моря уносится такое огромное количество водяных частиц, что все вместе они заполнили бы чашу объемом в несколько сот кубических километров. Этим количеством воды можно было бы наполнить десять таких водохранилищ, каким будет Куйбышевское.
Но может ли вода с поверхности моря попасть в придонные слои Каспия, на глубину 900—980 метров?
Это возможно при условии, если плотность поверхностных слоев воды будет больше плотности придонных слоев.
Известно, что плотность морской воды зависит от солености и температуры. Чем больше солей содержи вода, тем она плотнее, а значит и тяжелее. Вода с высокой температурой менее плотная, чем холодная вода. Только при низких температурах (около 0—4° тепла) дается обратное соотношение, когда вода, нагреваясь, становится более плотной.
Высокая соленость поверхностных слоев моря создается в жаркое время года, когда вода сильно испаряется, соль же остается в море. В это время соленость поверхностных вод оказывается не меньше, а даже несколько больше солености глубинных и придонных слоев.
Температура поверхностных вод в теплое время года всюду одинакова, около 25—28°, то есть раз в пять выше, чем на глубине 150—200 метров. С наступлением холодного сезона температура поверхностных слоев понижается и в известный период оказывается равной 5—6° выше нуля.
Такова же (5—6°) температура придонных и глубинных (глубже 150—200 м) слоев Каспия, практически неизменная в течение всего года.
При этих условиях и возможно опускание более плотной поверхностной холодной и высокосоленой воды в придонные слои.
Только в южных районах Каспия температура поверхностной воды, как правило, не снижается до 5—6° даже зимой. И, хотя непосредственно в этих районах опускание поверхностных вод в глубину произойти не может, сюда приносится глубинными течениями вода, опустившаяся с поверхности в более северных частях моря.
Подобное явление наблюдается в восточной части пограничной зоны между Средним и Южным Каспием, где охлажденные поверхностные воды опускаются по южному склону пограничного подводного порога и следуют затем глубинным течением в южные районы моря.
Такое повсеместное перемешивание поверхностных и глубинных вод подтверждается тем, что на всех глубинах Каспия обнаружен кислород.
Кислород может попасть на глубину только с поверхностными слоями воды, куда он поступает непосредственно из атмосферы или в результате фотосинтеза.
Если бы не было непрерывного поступления кислорода в придонные слои, он быстро был бы поглощен там животными организмами или затрачен на окисление органического вещества грунта. Вместо кислорода придонные слои были бы насыщены сероводородом, что и наблюдается в Черном море. В нем вертикальная циркуляция настолько слаба, что кислород в достаточном количестве не доходит до глубины, где и образуется сероводород.
Хотя кислород и обнаружен на всех глубинах Каспийского моря, но далеко не в одинаковом количестве в разные сезоны года.
Наиболее богата кислородом водная толща зимой. Чем суровее зима, то есть чем ниже температура на поверхности, тем интенсивнее идет процесс аэрации, который достигает самых глубоких участков моря. И наоборот, несколько теплых зим подряд могут обусловить появление сероводорода в придонных слоях и даже полное исчезновение кислорода. Но подобные явления носят временный характер и исчезают в первую же более или менее суровую зиму.
Особенно богата растворенным кислородом верхняя толща воды до глубины 100—150 метров. Здесь содержание кислорода колеблется от 5 до 10 куб. см в литре. На глубинах 150—450 м кислорода значительно меньше — от 5 до 2 куб. см в литре.
Глубже 450 м кислорода совсем мало и жизнь представлена очень скудно — несколькими видами червей и моллюсков, мельчайшими ракообразными.
Перемешивание водных масс вызывается также сгонно-нагонными явлениями и волнением.
Волнение, течения, зимняя вертикальная циркуляция, сгоны, нагоны действуют постоянно и являются важными факторами перемешивания вод. Неудивительно поэтому, что в какой бы точке Каспийского моря мы ни взяли пробу воды, всюду химический состав ее будет постоянен. Если бы не было перемешивания вод, все живые организмы больших глубин вымерли. Жизнь была бы возможна лишь в зоне фотосинтеза.
Там, где воды хорошо перемешиваются и процесс этот протекает быстро, например в мелководных участках морей и океанов, жизнь богаче.
Постоянство солевого состава воды Каспийского моря есть общее свойство вод Мирового океана. Но это не значит, что химический состав Каспия такой же, как в океане или в каком-либо море, соединенном с океаном Рассмотрим таблицу, показывающую содержание солей в водах океана, Каспия и Волги.
Содержание различных солей в водах окаена, Каспия и Волги (в % к общему количеству солей)
Источник
Какова соленость воды в Каспийском море и от чего она зависит?
Каспийское море будет вернее идентифицировать как озеро-гигант. Оно не имеет стока, не сообщается с Мировым океаном, оторвано от него на тысячи километров и залегает на 27 м ниже его уровня.
При этом имеет океаническое происхождение, и миллионы лет назад было частью Мирового океана. Но его габариты (площадь 386,4 тыс.км 2), химический анализ воды и особенности дна обязывают считать его морем, а не озером.
Какова соленость воды в Каспийском море и от чего она зависит, расскажем в статье.
Соленая ли?
Каспийское море относится к солоновато-водным бассейнам.
Оно совершенно обособлено от Мирового океана, поэтому безоговорочно считать его морем нельзя: это нечто среднее между озером и морским водоемом.
Его вода солоноватая на вкус, но, в силу особенных географических и гидрологических характеристик водоема, обогащенности солями и химическими элементами, она не идентична океаническим водам.
В ней растворено меньше солей натрия и хлоридов, но больше карбонатов и сульфатов кальция и магния. Такой «коктейль» получается благодаря речным и подземным вливаниям. Сернокислые соединения делают ее вкус горько-соленым, непохожим на воду настоящих морей.
В него вливается 130 рек, большинство из них текут в гигантское озеро с северной и западной стороны. Самая большая — Волга, она доставляет 78% всех речных вод. Другие значимые для него водные каналы — Кура, Терек, Урал (Жайык), Самур, Сулак. С восточного направления ни одна водная артерия не доходит до Каспия.
Средние значения концентрации солей в водоеме небольшие, их могло быть растворено в 20 раз больше чем есть.
На содержание соли в водоеме сильно влияет залив Кора-Богаз-Гол, в который вливаются воды моря, принося туда соль (1 км3 воды отдает ему 13-15 млн. тонн солей). При этом принесенная вода не имеет возможности возвратиться обратно (залив расположен ниже) и без остатка испаряется, водообмена с питающим водоемом не происходит.
Кора-Богаз-Гол является крупнейшей природной кладовой мирабилита (глауберовой соли), которая выстилает его дно и берега. В самом заливе соленасыщенность оказалась в 30 раз выше, чем в Каспийском море.
Каков показатель в процентах?
В Мировом океане плещется H2O в три раза солонее, чем в этом громадном озере:
Средние значения солености в океане 34,7‰ (3,47%), а в разных частях Каспия 0,3‰-14‰ (0,03%-1,4%).- Увеличение содержания соли происходит от севера к югу. Близ устья Волги вода почти пресная (0,3 промилле или 0,03%).
Средние значения солености в океане 34,7‰ (3,47%), а в разных частях Каспия 0,3‰-14‰ (0,03%-1,4%).Эта Северная мелководная зона сильно опресняется вливанием рек.
В средних и южных областях практически равная по распределению насыщенность солями:
| Область Каспийского моря | Величина солёности (промилле/%) |
| Северный Каспий | 0,3‰ или 0,03% в дельте Волги, до 11‰ (1,1%) на стыке со Средним Каспием |
| Средний Каспий | 13-14‰ (1,3-1,4%) |
| Южный Каспий | 13-14‰ (1,3-1,4%), 300‰ (30%) в Кара-Богаз-Голе |
Поверхностные воды
Для северной части водоема характерна непостоянная соленасыщенность:
- максимальные значения наблюдаются в зимнюю пору из-за ледообразования;
- сильное опреснение случается после весеннего разлива реки Волги с увеличением притока ее вод;
- в октябре каспийская вода вновь теряет соль из-за преобладания северо-западных сгонных ветров.
По вертикали показатель солености распределяется более равномерно. В осеннее и зимнее время происходит достаточное конвективное перемешивание в результате понижения температуры верхних водных слоев и их осолонения при образовании льда.
Глубина конвекции доходит до 200 м в Среднем Каспии и до 80-100 м — в Южном. Колебания уровня солёности по вертикали не превышают 0,3‰ благодаря хорошему смешиванию вод.
Зимой наружный водный пласт остывает до температуры глубинных и придонных (5—6ОС). Это способствует оседанию холодной и высокосоленой, а, следовательно, более плотной, воды в нижние слои.
Какие факторы влияют на содержание соли?
На данный параметр влияют следующие условия:
- масса атмосферных осадков, прилив речных вод, таяние льдов в северной части (падение солёности);
- испаряемость и замерзание воды (возрастание соленасыщения).
Меняется ли уровень?
На разброс солёности по водному пространству действуют переменные массы речного стока.
Наивысшие ее цифры наблюдаются в центральной части водоема (13‰). В продолжении лета в разных зонах солёность варьируется по разным направлениям.
Пресная вода доставляется реками большими массами в северные и северо-западные области, она разряжает солёность поверхностных пластов. Одновременно на юго-востоке из-за высокого испарения наружные водные пласты осолоняются.
Благодаря горизонтальной циркуляции идет переброс опресненных вод на юг вдоль западного берега Среднего Каспия, а более соленые воды из южной оконечности несутся мимо восточного берега в Средний Каспий.
Сезонные скачки соленасыщенности привычны для северной зоны и варьируются в пределах 2‰. Для средней и южной зон вариабельность этого показателя при смене сезонов не превышают 0,2‰. Зимой солёность больше, чем летом.
Около устьев рек на солёность влияют сгонно-нагонные ветры. В зависимости от их направления этот показатель может на небольшое время увеличиваться или уменьшаться в пределах 5-8‰.
Заключение
Итак, воду Каспийского моря-озера относят не к соленой, а к солоноватой. Значительная доля растворенных в ней солей принесено реками, их почти нет в океанической воде.
И, напротив, в Каспии совсем мало хлоридов, которыми изобилуют истинные моря. Северная часть моря мелкая и почти пресноводная, с большими разбросами солёности по временам года.
Источник
Про Каспийское море
Уникальное Каспийское море – крупнейший замкнутый водоём на Земле. Ученые до сих пор спорят считать ли его морем или соленым озером. В пользу первого свидетельствует внушительная площадь в почти 400 кв. км, соленость и океанический тип земной коры, на котором располагается Каспий. Географический объект такого масштаба постоянно привлекает исследователей со всего мира, которые стремятся разгадать его многочисленные тайны и загадки.
ИСТОРИЯ, ГЕОГРАФИЯ, КЛИМАТ
Каспийское море, расположенное на границе Европы и Азии, образовалось в результате подъема Кавказских гор, которые отделили его от древнего океана Тетиc, и за свою долгую историю сменило около 70 названий. Современное имя оно получило от греков вместе с исторической областью Каспианой, названной в честь древних каспиев. Эти племена, по античным источникам, жили вблизи южных и юго-западных берегов в I тысячелетии до нашей эры. В Азербайджане и Иране до сих пор Каспий называют Хазарским морем.
Этот удивительный водный объект условно делят на три части, которые разнятся по глубине, температуре воды и климатическим характеристикам: Северный, Средний и Южный Каспий. В северной части глубина не превышает 25 м, средняя часть значительно глубже – Дербентская впадина 788 м, а максимальная глубина 1025 м достигается в Южно-Каспийской впадине. Протяженность моря с севера на юг составляет более 1000 км, оно проходит через несколько климатических зон. На Северном Каспии преобладает континентальный тип климата, в средней части — умеренный и на юге влажный субтропический. Сезонные температуры также сильно разнятся. Зимой в северной части воздух остывает до -10°C. Вода там замерзает. В центре зимние температуры снижаются только до -5°C, и море остается свободно ото льда. На юге зимы мягкие, как правило, с положительными температурами. Летом температура воды на курортах Каспийского моря достигает 28°C.
Каспий питает 130 крупных и малых рек, 9 из которых в своем устье образуют дельты. При этом ни одна река не берет свое начало в этом море. Поэтому многие ученые относят Каспий к бестоковым озерам, уровень воды которых напрямую зависит от впадающих водных артерий и сильно меняется не только по сезонам года, но и по более долгим периодам. Так в IV веке н.э. наблюдался самый низкий уровень в -34 м, который постепенно повышался и в XIV века достиг уже -19 м. В настоящее время уровень Каспия снова снижается и составляет -27 м от поверхности мирового океана.
Крупные реки, впадающие в Каспий, такие как Волга, Урал, Терек оказывают существенное влияние. В результате активного развития сельского хозяйства и забора большого объема воды на орошение угодий сток в Каспий уменьшается. Это одна из причин снижения уровня воды.
Кроме этого реки определяют характер течений и концентрацию солей. Основной приток речной воды происходит на Северном Каспии, поэтому северные стоковые течения могут изменять направление преобладающих в море ветровых течений. Соленость Южного Каспия превышает этот показатель в северной части более чем в 40 раз. Самая высокая концентрация соли отмечается в обособленном заливе Кара-Богаз-Гол в восточной части Среднего Каспия — 300 %.
Для Каспийского моря, как и других внутренних водоёмов характерно появление сейшей. Этим термином, введенным в XIIV веке швейцарским физиком Форелем, обозначают стоячие волны с затухающими колебаниями, которые образуются на поверхности замкнутых водных объектов больших площадей. В районе Баку и Махачкалы высота сейшей достигает 70 см.
Штормы достаточно частое явление, особенно в зимний период. Высота волны во время бурь на Каспии достигает 11 метров. При этом длина волн совсем небольшая, что увеличивает их крутизну и представляет особую опасность для небольших судов.
КТО ЖИВЕТ В КАСПИЙСКОМ МОРЕ
Каспий широко известен богатством животного мира. Видовое разнообразие здесь обусловлено, прежде всего, обособленностью этого водного объекта от остального океана. Так, к эндемикам, встречающимся только в акватории Каспия, относятся 46% всех обитателей. Это потомки древнейших животных, населявших доисторический океан Тетис. К таким видам относятся каспийские бычки и сельди, моллюски и ракообразные. Большая часть до 60% видов это вселенцы из Черного и Азовского морей, которые попали сюда через устья впадающих рек или были занесены человеком. Почти 5% это арктические виды, о появлении которых на Каспии ученые до сих пор спорят.
Каспийский тюлень или каспийская нерпа – единственное морское млекопитающее, обитающее здесь, считается эндемиком Каспия. Эти животные распространены по всему морю, но зимой в период линьки и размножения основная популяция находится на замерзающих территориях Северного Каспия. С наступлением тепла и таянием льдов тюлени мигрируют на юг. Каспийская нерпа – некрупный вид длинной не более 150 см и весом около 60 кг. Новорожденные детеныши, бельки, появляются в январе-феврале. Их тело в отличие от взрослых особей покрыто пушистым желтовато-белым мехом. Смена покрова на взрослый пепельно-серый происходит через две недели после рождения. Самка в течение трех недель выкармливает детеныша молоком. Все это время она постоянно находится в воде и выходит на лед только для кормления. Уже в марте детеныши становятся полностью самостоятельными. Каспийские тюлени питаются различными видами мелкой рыбы, креветками и ракообразными.
Естественных врагов у каспийской нерпы фактически нет. Основной урон популяции наносит человек. С конца XVIII века этот вид стал объектом зверобойного промысла. Особенно ценился нежный пушистый мех бельков. Численность этого вида с начала XX века сократилась почти в 10 раз. Браконьерство и загрязнение моря в результате нефтедобычи поставили каспийскую нерпу под угрозу вымирания.
Значительное снижение солености вблизи дельт крупных рек, впадающих в Каспий, сделало возможным обитание многих видов пресноводных рыб. Здесь встречаются щуки, сазаны, судаки, лещи, сом. Каспийский лосось считается самым крупным представителем этого вида в Европе. Также широко распространены и имеют большое промысловое значение вселенные с Дальнего Востока толстолобик и белый амур.
Самыми известными представителями ихтеофауны Каспия бесспорно являются осетровые – белуга, севрюга и осетр. Эти пресноводные рыбы в течение года откармливаются в море, а на нерест выходят в дельты рек. Осетры – хищники, которые стараются держаться у дна, питаются мелкой рыбой, червями и моллюсками. В Каспийском море обитает более 90% мировой популяции осетровых. Это 6 видов из 24 известных на Земле. Рыбы этого семейства одни из самых ценных в мире в промысловом отношении. Мясо и легендарная черная икра – изысканные деликатесы. Из-за варварских действий браконьеров в 90-е годы XX века, уничтожавших рыб ради икры, популяция осетровых на Каспии стала стремительно сокращаться. Для сохранения вида в России с 2000 года запрещен коммерческий вылов этой ценной породы рыб, а в 2014 году все страны прикаспийского региона ввели мораторий на промысел осетровых.
Главные богатства Каспия – обширные месторождения нефти и природного газа. Первая нефтяная скважина была пробурена на Апшеронском шельфе недалеко от Баку еще в 1820 г. В течение всего XX века продолжается геологическая разведка, и открываются все новые и новые месторождения на дне и шельфе. В настоящее время запас разведанных месторождений каспийского шельфа составляет почти 3 миллиарда тонн нефти и 3 триллиона кубометров природного газа. Есть предположения, что недра прикаспийского региона могут содержать до трети всех запасов нефти на планете.
Активная добыча ценнейших полезных ископаемых ставит под угрозу экологию Каспия. Помимо загрязнений, связанных с добычей нефти и газа на морских платформах – выбросов токсичных фенолов, в воде во много раз превышены предельно допустимые нормы ртути, мышьяка, свинца и тяжелых металлов. Разливы нефти и выбросы сероводородов влекут за собой исчезновение фитопланктона и водорослей, что вместе с увеличивавшимся сбросом сточных вод прибрежных городов, может привести к появлению так называемых бескислородных зон – участков моря, где ничего не растет, и не могут обитать живые организмы.
В прикаспийском регионе расположены пять государств – Россия, Казахстан, Азербайджан, Туркменистан и Иран. После распада СССР более 20 лет этим странам не удавалось договориться о разделе сфер влияния в прикаспийском регионе и на море. Наконец, в конце лета 2018 г. в Актау произошло подписание Конвенции о правовом статусе, которую стали называть Конституцией Каспия. В документе описаны правила взаимодействия государств региона в вопросах экономического сотрудничества, безопасности, защиты экологии и т.п. При этом водоёму присвоен особый статус, так как до конца не установлено море это или озеро, и, следовательно, нет возможности выбрать, какое из существовавших ранее международных соглашений определяет порядок взаимодействия в этом регионе.
Акватория Каспия разделена на внутренние, территориальные и рыболовные воды. Согласно новой Конвенции на территории региона не могут находиться военные объекты других стран, кроме «каспийской пятерки», а также судам под иными флагами запрещено плавать по Каспийскому морю. Кроме того, был приостановлен проект прокладки газопровода по дну моря из Туркмении в Европу.
В результате подписания наиболее выгодные условия по добыче природных ресурсов получили Азербайджан и Казахстан. У последнего разведанные запасы нефти составляют более 2 млрд. тонн и газа около 1 млрд. тонн. Азербайджан располагает 928 млн. тонн нефти и чуть более 1 млрд. тонн газа. Россия находится на третьем месте.
Статью проверил и отредактировал эксперт Papa Vlada.
Первоисточник статьи опубликован на сайте про Моря и воду .
Источник