Горящее Черное море

В 1927 году, когда произошло крупное землетрясение в Крыму, очаги возгорания в Черном море были зафиксированы возле Евпатории и Севастополя. Однако тогда пожар на море был вызван выбросом метана - природного газа, выход которого из недр был спровоцирован землетрясением. Зрелище было поразительное. Конечно, афишировать эту новость не стали, но когда в 90-х годах XX века журналистам попали в руки сведения о тех событиях, газеты разразились сенсациями. Взрывпопулярности этих статейбыл вызванне столько выбросом метана, сколько искажением фактов: в газетах писалось о возгорании не метана, а сероводорода, после чего делался вывод о возможности глобальной катастрофы.

Было от чего прийти в отчаяние. Сероводород, как известно, это довольно устойчивое соединение водорода с серой (разлагается только при температуре 500 градусов), бесцветный ядовитый газ, с резким запахом тухлых яиц. Сероводородная зона в Черном море была открыта 1890 Н.И. Андрусовым. Уже тогда догадывались о больших количествах залежей этого газа. Так, если опустить в глубину металлический груз на веревке, то обратно он вернется абсолютно черным из-за отложений на нем сульфитов - солей, которые сероводород образует с металлами. (Одна из гипотез гласит, что своим названием Черное море обязано именно этому феномену).

Однако в начале XX века выяснилось, что сероводорода в Черном море не просто много, а очень много - ниже глубины 150-200 м начинается сплошная сероводородная зона. Распределена она, правда, неравномерно: у берегов верхняя ее граница достигает отметки 300 м, в центре же сероводород подходит к глубине около 100 м. Общее количество растворенного в Черном море сероводорода достигает 90 %, так что вся жизнь сосредоточена в небольшом поверхностном слое, и глубоководной фауны в Черном море нет.

Сероводород не есть какое-то уникальное свойство только Черного моря, его находят в мягких остатках на дне всех морей. Скопление этого газа происходит из-за того, что кислород практически не проникает в толщи воды и процессы гниения органических остатков преобладают над окислительными процессами. Иногда зоны сероводорода могут образовывать довольно обширные скопления. Так, например, рифтовая зона, открытая в 1977 году в зоне подводного хребта Тихого океана, к югу от Галапагосских островов, также в большом количестве содержит сероводород; есть сероводородные зоны и в некоторых глубоких закрытых бухтах.

Одна из теорий зарождения сероводорода (так называемая, "геологическая теория") говорит о том, что сероводород выделяется в процессе подводной вулканической деятельности, и в моря он может поступать по тектоническим разломам земной коры . Доказательством этой теории могут служить сероводородные озера на Камчатке. Другая теория - биологическая - говорит о том, что производству сероводорода мы обязаны бактериям, которые, перерабатывая органические останки, упавшие на дно моря, образуют из солей грунта (сульфатов) вещество, которое при соединении с морской водой образует сероводород.

Однако не нужно думать, что сероводород в морях хранится как химическое вещество на складе, закупоренное в ящики. Море - это постоянно работающая биохимическая лаборатория. Благодаряработебактерий, растений иживотных одни элементы в море постоянно преобразуются в другие. Формируются экологические цепочки, в которых поддерживается равновесие, определяющее целостность всей структуры. Огромную роль в разложении органических останков до потребляемых растениями форм играют бактерии. Некоторые бактерии могут жить без кислорода и света (анаэробные бактерии), другим для жизни нужен солнечный свет, третьи перерабатывают органические соединения, используя и свет и кислород. Попадая в разные слои моря, органическое вещество попадает на соответствующий цикл его обработки и, в конечном итоге, цикл замыкается - система возвращается в первоначальное состояние.

Поэтому при перемещении слоев моря (перемешивании) сероводород постепенно преобразуется в другие соединения. В Черном море вода перемешивается очень слабо. Причиной тому служат резкие перепады солености, разделяющие морскую воду, как в бокале с коктейлем, на отдельные слои. Главная причина появления таких слоев - недостаточная связь моря с океаном. Черное море соединяется с ним двумя узкими проливами - Босфорским, ведущим в Мраморное море, и проливом Дарданеллы, поддерживающим связь с достаточно соленым Средиземным морем. Такая замкнутость приводит к тому, что соленость Черного моря не превышает 16-18 промилле (величина, равная содержанию соли в крови человека), тогда как соленость нормальной океанической воды должна быть в пределах 33-38 промилле (Мраморное море, имея промежуточную соленость около 26 промилле, выступает своеобразным буфером, который не дает сильно соленым водам Средиземного моря вливаться напрямую в Черное море). Соленая вода из Мраморного моря, как более тяжелая, при встрече с водами Черного моря опускается на дно и в виде подводного течения поступает в его нижние слои. В области пограничного слоя происходит не только резкое изменение солености - «галоклин», но и резкое изменение плотности воды - «пиноклин» и температуры - «термоклин» (глубокие, более плотные слои воды всегда имеют постоянную температуру - 8-9 градусов выше нуля). Такие разнородные слои делают из нашего морского коктейля настоящий слоеный пирог, и, конечно, «перемешать» его становится очень трудно. Так, для того, чтобы вода с поверхности воды достигла дна моря, нужны сотни лет. Все эти факторы приводят тому, что сероводород, постоянно накапливаясь в толщах Черного моря, постепенно образовал обширную безжизненную зону.

К сожалению, в последнее время в море было выброшено огромное количество удобрений и неочищенных стоков канализационных вод, которые вызвали перенасыщение питательной среды Черного моря. Это стало причиной бурного цветения фитопланктона и снижения прозрачности воды. Недостаточностьпоступления солнечной энергии, необходимой для дыхания растений, привело к массовой гибели водорослей, а, вместе с ними, и многих живых существ. Подводные леса сменились зарослями примитивной, быстрорастущей морскойтравы (нитчатки и пластинчатых водорослей). Органические останки, не переработанные бактериями, в бесчисленных количествах попадают на морское дно. Происходит массовый замор флоры и фауны.

В 2003 году было полностью уничтожено уникальное скопление красной водоросли филлофоры (филлофорного поля Зернова), площадью 11 тыс. кв. км., которое занимало практически всю часть северо-западного шельфа Черного моря. Этот «зеленый пояс» моря вырабатывал около 2 млн. куб. м кислорода в день и, конечно, с его уничтожением, царство сероводорода потеряло одного из главных конкурентов в борьбе за природные ресурсы,- окисляющего его кислорода.

Большая скорость отмирания водорослей и морской травы, массовая гибель живых существ, снижение уровня кислорода в воде, - все эти факторы неумолимо приводят к скапливанию огромного количества гниющих остатков в толщах Черного моря и к повышению количества сероводорода в воде.

Пока сероводород нам не страшен, так как для того, чтобы пузырь газа вышел на поверхность, необходима его концентрация, в 1000 раз превышающая существующий уровень. Однако расслабляться не стоит. Слишком много факторов ускоряют этот процесс. Среди них: строительство волноломов, снижающих скорость циркуляции воды, работы по углублению морского дна, прокладка нефтепроводов, сброс в море удобрений и канализационных вод, добыча полезных ископаемых. Человеческая деятельность имеет такие масштабы, что никакая экосистема ей противостоять не может. Что же нам грозит?

Изучая археологические слои, ученые обнаружили поразительный факт почти мгновенного исчезновения подавляющего большинства форм жизни в Пермском периоде. Одна из теорий, объясняющих подобную катастрофу, заявляет, что массовый замор фауны и флоры был обусловлен взрывом ядовитого газа, предположительно сероводорода, который мог образоваться как благодаря многочисленным извержениям подводных вулканов, так и в результате деятельности производящих сероводород бактерий. Исследования Ли Кампа из Пенсильванского университета США показали, что снижение концентрации кислорода в море провоцирует усиленное размножение бактерий, производящих сероводород. При достижении критической концентрации этот процесс может привести к выделению ядовитого газа в атмосферу. Конечно, говорить о каких-то конкретных выводах рано, динамика изменения уровней сероводорода пока точно не ясна (на проведение всестороннего анализа может уйти около 10 лет), но в приведенных фактах нельзя не почувствовать скрытой угрозы. Природа всегда была слишком терпелива к нам. Можно ли ждать от нее спасения и в этот раз?