» — море сероводорода в Чёрном море . Между прочим, этот феномен делает Чёрное море двойным морем — одно внутри другого. Так сказать, вложенные моря 🙂 Подобные вложенные моря в природе встречаются редко. А вложенное море сероводорода — так вообще не встречается, кроме как в Чёрном море.
Море сероводорода в Чёрном море не просто так лежит и никого не трогает. Если бы было так, то о нём бы, вполне возможно, никто и никогда не узнал бы. Но море сероводорода периодически проявляет себя — и это проявление не всем нравится. Так, представьте себе картину — вы отдыхаете на куротре. И решаете подняться рано утром, посмотреть на морской рассвет. Вы одеваетесь, идёте к морю — и видите нечто невообразимое! Весь берег покрыт рыбой, медузами, какими-то вообще невиданными животными. Аж подойти страшно. Трупы, трупы… И запах гниения в воздухе.
Но если посидеть у берега, посмотреть на это чудо, можно заметить, что морские обитатели на берегу изредка шевелятся, дёргаются. А если посмотреть ещё дольше, можно заметить, что они постепенно смещаются обратно к морю. И часам к восьми-девяти, когда к морю выходит большинство отдыхающих, берег уже пуст и уже не напоминает всемирную катастрофу.
Что произошло? Произошла довольно редкая, но обычная для Чёрного моря вещь — небольшой выброс сероводорода. Запах которого вы, возможно, и почувствовали.
В связи с тем, что верхний слой воды Чёрного моря слабо перемешивается с нижним, к дну моря редко поступает кислород. А где нет кислорода — там начинается гниение. Один из результатов гниения — выделение сероводорода .
Ну а поскольку верхний, более пресный слой воды редко смешивается с нижним, более солёным, этот ядовитый газ накапливается на дне Чёрного моря в огромных количествах. И изредка, когда его количество превышает мыслимые пределы, выходит наружу в виде огромных пузырей.
По мере прохождения пузыря через верхний, обитаемый слой Чёрного моря, он отравляет рыб, медуз и прочую живность. А они в бессознательном состоянием выносятся на берег морем. Ну а потом, когда отходят на суше, рыбы и креветки сбегают обратно в море.
Измерения показали, что в центре Чёрного моря сероводородная зона приближается к поверхности примерно на 50 метров, ближе к берегам глубина, откуда начинается сероводородное море, увеличивается до 300 метров. Как мы уже говорили, в этом смысле Черное море уникально, оно единственное море в мире без твердого дна .
Любопытные читатели могут спросить: «Отчего газ, который легче воды, не всплывает сразу?» А вот это кто как раз и относится к разделу « «. Учёные полагают, что виновато давление верхних слоёв воды — 200 метров воды это не шутка. А если бы исчезла хотя бы часть этой воды, Чёрное море вскипело бы от выделяющегося в виде газа сероводорода.
Почему возникают выбросы сероводорода с глубин? По двум причинам — избыточный рост содержания этого яда и подводные землетрясения. Достаточно небольшого смещения земной коры, и ударная волна поднимает со дна моря громадный пузырь с газом. Так, во время Крымского землетрясения 1927 года в Ялте жители наблюдали, как горело море — сероводород, который поднимался снизу, взаимодействовал с воздухом и вспыхивал.
Хотя, по другим источникам, это был не сероводород, а метан. А концентрация сероводорода в воде настолько мала, что она не может образовывать пузыри газа, вскипать и отравлять животных. Так что вроде бы пузырей сероводорода и не бывает…
Но это уже дело учёных определять, что будет, если сероводород решит подняться на поверхность. Нам просто можно знать, что нет ни одного зафиксированного случая, когда сероводород со дна Чёрного моря привёл к гибели людей. Или даже простому отравлению.
Кстати, есть ещё один вопрос, который до сих пор не разгадан: «А почему это вдруг в Чёрном море море сероводорода есть, а в других морях и океанах моря сероводорода нет?» На самом деле до сих пор ведутся споры насчет источника сероводорода в глубинах Чёрного моря. Одни считают главным источником восстановление сульфатредуцирующими бактериями сульфатов при разложении мертвого органического вещества.
Хотя в этом случае возникает другой закономерный вопрос: «А откуда в Чёрном море столько органического вещества?» На который ответа пока нет. Но есть интересное предположение: так, одна из гипотез возникновения Чёрного моря гласит, что 7500 лет назад оно представляло собой самое глубокое на земле пресноводное озеро , уровень был ниже современного на сто с лишним метров. По окончании ледникового периода уровень Мирового океана поднялся и Босфорский перешеек был прорван. Были затоплены в общей сложности 100 тыс. км² (плодороднейшие земли, уже возделываемые людьми). Затопление этих обширных земель, возможно, стало прообразом мифа о всемирном потопе. Возникновение Чёрного моря согласно данной гипотезе предположительно сопровождалось массовой гибелью всего пресноводного живого мира озера (той самой органики), продукт разложения которых - сероводород - достигает высоких концентраций на дне моря
Другие учёные придерживаются гидротермальной гипотезы, то есть, поступления сероводорода из трещин на морском дне в результате вулканической деятельности. Но и этот вариант развития событий не обЪясняет, почему лишь Чёрное море удостоилось такой чести — быть двойным морем.
Частично такое распределение можно пояснить тем, что Чёрное море устроено так, что его водообмен со Средиземным морем идет через мелководный Босфорский порог. В Мраморное море и далее уходит опресненная речным стоком, а потому более легкая черноморская вода, а навстречу ей, точнее под ней, через Босфорский порог в глубину Чёрного моря скатывается более соленая и более тяжелая средиземноморская вода. Получается что-то вроде гигантского отстойника, в глубинах которого в течение последних шести-семи тысяч лет постепенно скапливался сероводород.
Так, средняя концентрация сероводорода в Чёрном море — 5,73 мг/л на глубине 1240 м, и приблизительное количество сероводорода в Чёрном море составляет 3,1 миллиардов тонн. Некоторые исследования последних лет позволяют говорить о Чёрном море как о гигантском резервуаре не только сероводорода, но и метана , выделяемого, скорее всего, также в процессе деятельности микроорганизмов, а также со дна моря
Кстати, этот сероводород может не только вредить или угрожать. Он может значительно помочь, улучшив энергетику стран Причерноморья. Так, поскольку сероводород — горючий газ, то его можно сжигать — и за счёт этого получать энергию. Возможно, экономически это не очень оправдано (хотя когда есть тысячи тонн дарового топлива…), но одновременно с экологическим результатом данная процедура вполне могла бы помочь той же Украине с её нехваткой газа.
Для того, чтобы внести ясность, нужно уточнить ещё одну деталь: при прочтении статьи может показаться, что на глубине Черного моря находиться не раствор сероводорода в воде, а огромный пузырь чистого газа сероводорода, который по непонятным причинам не может сам всплыть на поверхность и может взорваться… На самом же дела там просто раствор сероводородной кислоты , т.е. там просто минеральная вода. Такая же, как и во многих сероводородных минеральных источниках, которые бьют на поверхности и при этом ничего вокруг не взрывают.
Так что, как видите, мнений по этому поводу множество.
Но, тем не менее, море сероводорода в Чёрном море — это загадка, которая до сих пор не разгадана. Но периодически проявляет себя.
По материалам http://voda.blox.ua/2008/07/Zagadka-Chernogo-morya.html
Во всех лоциях и атласах указано, что средняя глубина Черного моря 1300 метров. От поверхности воды до дна котловины моря действительно в среднем почти полтора километра, но то, что мы привыкли считать морем, имеет глубину, в несколько раз меньшую, около 100 метров. Ниже притаилась безжизненная и смертельно опасная ядовитая бездна. Это открытие сделала русская океанографическая экспедиция в 1890 году. Промеры показали, что море практически целиком заполнено растворенным сероводородом, ядовитым газом с запахом тухлых яиц. В центре моря сероводородная зона приближается к поверхности примерно на 50 метров, ближе к берегам глубина, откуда начинается заморная зона, увеличивается до 300 метров. В этом смысле Черное море уникально, оно единственное в мире без твердого дна.
Жидкая выпуклая линза мертвой воды подстилает тонкий верхний слой, где и сосредоточена вся морская жизнь. Подстилающая линза дышит, пучится, время от времени прорываясь на поверхность из-за сгонных ветров. Крупные прорывы случаются реже, последний произошел во время ялтинского землетрясения 1928 года, когда даже вдали от моря ощущался сильный запах тухлых яиц и на морском горизонте вспыхивали громовые зарницы, уходящие горящими столбами в небеса (Сероводород H2S это горючий и взрывоопасный ядовитый газ).
До сих пор ведутся споры насчет источника сероводорода в глубинах Черного моря. Одни считают главным источником восстановление сульфатредуцирующими бактериями сульфатов при разложении мертвого органического вещества. Другие придерживаются гидротермальной гипотезы, т.е. поступления сероводорода из трещин на морском дне. Впрочем, противоречий здесь нет, по-видимому, действуют обе причины. Черное море устроено так, что его водообмен со Средиземным морем идет через мелководный Босфорский порог. В Мраморное море и далее уходит опресненная речным стоком, а потому более легкая черноморская вода, а навстречу ей, точнее под ней, через Босфорский порог в глубину Черного моря скатывается более соленая и более тяжелая средиземноморская вода. Получается что-то вроде гигантского отстойника, в глубинах которого в течение последних шести-семи тысяч лет постепенно скапливался сероводород.
На сегодня эта мертвая толща составляет свыше 90 процентов объема моря. В XX веке в результате загрязнения моря органическим антропогенным веществом граница сероводородной зоны поднялась из глубины на 25 – 50 метров. Проще говоря, кислород из верхнего тонкого слоя моря не успевает окислять сероводород, подпирающий снизу. Еще десять лет назад эта проблема считалась одной из первоочередных в странах Причерноморья. Сероводород является сильнодействующим ядовитым и взрывоопасным веществом. Отравление наступает при концентрации от 0,05 до 0,07 мг/м3. Предельно допустимая концентрация сероводорода в воздухе населённых мест 0,008 мг/м3. По мнению ряда экспертов и учёных для детонации сероводорода в Чёрном море достаточно мощности заряда эквивалентной Хиросиме. При этом последствия катастрофы будут сопоставимы с тем, как если бы в нашу Землю врезался астероид с массой в 2 раза меньше массы Луны.
Всего сероводорода в Чёрном море более 20 тысяч кубических километров. Сейчас о проблеме забыли в силу непонятных обстоятельств. Правда, от этого проблема не исчезла. В начале 1950-х годов в заливе Уолфиш-Бей (Намибия) восходящее течение (апвеллинг) вынесло на поверхность сероводородное облако. До ста пятидесяти миль вглубь материка чувствовался запах сероводорода, потемнели стены домов. Ощущение запаха тухлых яиц уже означает превышение ПДК (предельно допустимой концентрации). По сути, жители Юго-Западной Африки пережили тогда «мягкую» газовую атаку. На Черном море газовая атака может быть гораздо жестче. Допустим, кому-нибудь придет в голову перемешать море или хотя бы его часть. Технически это, увы, осуществимо. В сравнительно мелководной северо-западной части моря, где-нибудь на полпути между Севастополем и Констанцей, можно провести подводный ядерный взрыв сравнительно небольшой мощности. На берегу его заметят разве что приборы. Но через несколько часов там же, на берегу, почувствуют запах тухлых яиц. При самом благополучном стечении обстоятельств через сутки две трети моря превратятся в братское кладбище морских организмов. При неблагополучном в братские кладбища превратятся и прибрежные населенные пункты, где обитают организмы уже не морские. В предыдущих двух фразах оценочные прилагательные «благополучное» и «неблагополучное» можно поменять местами, это с какой позиции посмотреть.
Ядовитое море
Если с позиции человека или группы людей, которые поставят себе целью парализовать ужасом народы сразу полудюжины стран, то надо поменять. Впрочем алчность нефтяных и газодобывающих компаний хуже любого Бена с его Ладаном. Чувствуя, что конец эры углеводородного сырья очень близок, и измеряется парой десятилетий, после чего наступит эра тотальной стагнации, и полного упадка сырьевой экономики, бизнесмены от государства в агонии и в отчаянии кинули на хрен трубы высокого давления для топливопровода прямо по дну Чёрного моря. Большего мракобесия трудно было и ожидать. Это такая одноразовая конструкция выходного дня, ремонтировать и профилактировать которую в условиях взрывоопасного сероводорода не представляется возможным. У всех ещё на памяти пассажирский поезд Адлер-Новосибирск, целиком сгоревший из-за аварии топливопровода. Не надо быть экспертом химиком или физиком, чтобы понять, что произойдёт в случае прорыва топливопровода в глубинных слоях сероводорода Чёрного моря. Без комментариев.
Тысячи бизнесменов, делающих курортные деньги на эксплуатации Чёрного моря, не подозревают о том, что скоро наступит конец их бизнесу, и черноморское побережье из курортной зоны превратится в зону экологического бедствия, опасного для проживания человека. Особенно это относится к черноморскому побережью Кавказа, где по мнению учёных наиболее вероятен выброс в атмосферу большого количества сероводорода. Ещё двадцать лет назад, ознакомившись с выкладками учёных по Чёрному морю, учёные построили график убывания поверхностного слоя воды с 1890 года по 2020 год. Продолжение кривой графика вышло на 15 метров толщины слоя к 2010 году. А оно уже такое отмечено возле Кавказа в 2007 году. Об этом даже сообщалось 30 мая 2007 года по радио в г. Сочи. Были сообщения и о массовой гибели дельфинов в Чёрном море. Да и сами местные люди почувствовали некий мёртвый дух от моря. В районе Нового Афона море уже иное, чем оно было 20-30 лет назад, во второй половине дня вода мутная, жёлтая, мёртвые рыбы и даже мёртвые животные.
Многие бизнесмены поняли всю бессмысленность своих идей участия в инвестировании курортного дела на Черноморском побережье Кавказа. Никто не задумывается о том, что грядёт катастрофа, и она уже не за горами, а совсем рядом. У многих местных жителей чувство, что Олимпиада 2014 пройдёт как прощание неразумного человека с Чёрным морем. Миллионы людей, проживающих на черноморском побережье будут вынуждены переселяться подальше от побережья из-за опасности погибнуть в результате удушья от сероводорода и нехватки кислорода воздуха. А до этого поголовного бегства жителей из городов-курортов могут начаться массовые заболевания жителей прибрежной зоны со смертельными исходами. Наступит конец курортам Чёрного моря! Это будет достойной расплатой людей за их преклонение перед властью Золотого Тельца, за их презрение к природе, за их игнорирование вопросов экологической безопасности. Ведь при разумном подходе к делу, можно обернуть грозящие неприятности на пользу экономике и энергетике.
В воде Чёрного моря содержится серебро и золото. Если извлечь всё серебро, находящееся в воде Чёрного моря, то это составило бы примерно 540 тысяч тонн. Если извлечь всё золото, то это составило бы примерно 270 тысяч тонн. Уже давно разработаны способы извлечения золота и серебра из воды Чёрного моря. Самые первые примитивные установки были основаны на ионитах, особых ионнообменных смолах которые способны присоединять к себе ионы растворённых в воде веществ. Но промышленным способом, по своим особым технологиям, серебро и золото добывают из воды Чёрного моря только Турция, Болгария и Румыния.
Известно, что на глубине ниже 50 метров глубинные слои Чёрного моря являются колоссальным складом сероводорода (около миллиарда тонн). Сероводород это горючий газ, который при сгорании даёт соответствующее количество тепла. Иначе говоря, это топливо, которое можно и нужно использовать. При сгорании сероводорода по реакции: 2Н2S + 3О2 = 2Н2О + 2SO2 выделяется тепло в количестве около 268 ккал (при избытке кислорода). Сравните с количеством тепла выделяющимся при сгорании водорода в кислороде по реакции: H2 + 1/2 O2 >H2O (выделяется около 68.4 ккал/моль). Так как по первой реакции образуется двуокись серы (вредный продукт), то конечно же лучше использовать в качестве топлива водород в составе сероводорода, который можно получить при нагреве сероводорода по реакции:
H2S H2+S3 Для разложения сероводорода требуется его незначительный нагрев. Реакция (3) позволит получать и серу из воды Чёрного моря. Если осуществить реакции по сжиганию сероводорода в кислороде воздуха:
2Н2S + 3О2 = 2Н2О + 2SO2,
Затем по сжиганию полученной двуокиси серы:
SO2 + ? O2 = SO3,
Затем по взаимодействию трёх окиси серы с водой:
SO3 + H2O = H2SO4
То как известно можем получить серную кислоту с попутным получением тепла в соответствующем количестве. При производстве серной кислоты выделяется около 194 ккал/моль. Таким образом из воды Чёрного моря можно получать либо водород и серу, либо серную кислоту при попутном получении тепла в соответствующем количестве. Остаётся лишь извлечь сероводород из глубинных слоёв моря. Это поначалу смущает.
Одна из научных разработок исходит из того, что для подъёма насыщенных сероводородом глубинных слоёв воды моря вовсе не надо затрачивать энергию на её перекачку. По данной научной разработке предлагается опустить на глубину до 80 метров трубу с прочными стенками и один раз поднять по ней воду с глубины, чтобы получить в трубе газоводяной фонтан за счет разности гидростатического давления воды в море на уровне нижнего среза канала и давления газоводяной смеси на том же уровне внутри канала (напомним, что каждые 10 метров давление в море повышается на одну атмосферу). При этом приводится аналогия с бутылкой шампанского. Открывая бутылку, мы понижаем давление в ней, из-за чего газ начинает выделяться в виде пузырьков, причём настолько интенсивно, что пузырьки, всплывая, толкают перед собой шампанское. Откачивание первый раз столба воды из трубы - это как раз и будет открывание пробки.
Сообщается, что группой ученых из Херсона ещё в 1990 году был проведен наземный эксперимент, подтверждающий работу такого фонтана, пока не кончится сероводород в море. Удачно закончился и натурный морской эксперимент. Очень показательный пример, когда под угрозой находится существование жизни, планету спасает кучка героев одиночек, которым вдобавок ещё и правительство мешает и вообще все вокруг. А где же спрашивается в это время весь государственный потенциал, с его научной мощью, компьютерами, программами.
Катастрофа Черного моря
Скептики могут легко на пальцах проверить данные, отплыв подальше в море и опустив в воду толстый шланг с грузом на конце. Не рекомендуется только курить в это время, дабы не вышло, как в стихах Чуковского. Многие, наверное, помнят слова стихотворения Корнея Чуковского: «А лисички взяли спички, к морю синему пошли, море синее зажгли». Но мало кто знает, что детские стихи Корнея Чуковского очень внимательно изучают астрологи: как и в катренах Мишеля Нострадамуса, эти стихи содержат массу интереснейших предсказаний. С географической привязкой «места поджога» помог Леонид Утёсов: «Самое синее в мире – Черное море моё!». Это море до недавних времён было практически единственным местом отдыха жителей целой страны – СССР. Даже великий комбинатор, Остап Бендер там отметился в поисках двенадцати стульев. И за малым не поплатился жизнью в Ялте в момент знаменитого крымского землетрясения 1928 года. По «случайному совпадению», в момент землетрясения была гроза. Молнии били куда попало. В том числе в море. И вдруг произошло нечто совсем неожиданное: из воды на высоту до 500-800 метров стали вырываться столбы пламени. Вот такие вот спички и лисички. Химикам известно два типа реакции окисления сероводорода: H2S + O = H2O + S;
H2S + 4O + to = H2SO4.
В результате первой реакции образуется свободная сера и вода. Второй тип реакции окисления H2S протекает взрывоподобно при изначальном термальном толчке. В результате образуется серная кислота. Именно второй ход реакции окисления H2S наблюдали жители Ялты во время землетрясения в 1928 году. Сейсмические толчки всколыхнули глубоководный сероводород к поверхности. Электропроводность водного раствора H2S выше, чем у чистой морской воды. Поэтому электрические грозовые разряды чаще всего попадали именно в участки поднятого с глубины сероводорода. Однако, значительный слой чистой поверхностной воды гасил цепной ход реакции. К началу XX века, верхний обитаемый слой воды в Черном море составлял 200 метров. Бездумная техногенная деятельность привела к резкому сокращению этого слоя. В настоящее время местами его толщина не превышает 10-15 метров. Во время сильного шторма сероводород поднимается на поверхность, и отдыхающие могут ощущать характерный запах.
В начале века река Дон давала в Азово-Черноморский бассейн до 36 км3 пресной воды. К началу 80-х годов этот объём сократился до 19 км3: металлургическая промышленность, ирригационные сооружения, орошение полей, городские водопроводы. Ввод Волгодонской атомной станции забрал ещё 4 км3 воды. Аналогичная ситуация произошла за годы индустриализации и на других реках бассейна. В результате утоньшения поверхностного обитаемого слоя воды, в Чёрном море произошло резкое сокращение биологических организмов. Так, например, в 50-е годы поголовье дельфинов достигало 8 миллионов особей. В наши дни встретить дельфинов в Черном море стало большой редкостью. Любители подводного спорта с грустью наблюдают лишь остатки жалкой растительности и редкие стайки рыб, исчезли рапаны. Мало кто задумывается например, что все продаваемые по побережью Чёрного моря морские сувениры (декоративные раковины, моллюски, морские звёзды, кораллы и прочее) не имеют к Чёрному морю никакого отношения. Эти товары торговцы привозят с других морей и океанов. А в Чёрном море почти исчезли даже мидии. Издревле добываемые осетровые, ставрида, скумбрия, пеламида, исчезли ещё в 1990-х годах как промысловый вид. (Т.е. уже нет шаланд, полных кефали, которые в Одессу приводил Костя, да и вообще уже давно никто никого не обожает).
Но это не самое страшное! Если бы Крымское землетрясение произошло в наши дни, то всё закончилось бы глобальной катастрофой: миллиарды тонн сероводорода прикрывает тончайшая водная плёнка. Каков же сценарий вероятного катаклизма? В результате первичного термального толчка произойдёт объемный взрыв H2S. Это может привести к мощнейшим тектоническим процессам и подвижкам литосферных плит, что, в свою очередь, вызовет разрушительные землетрясения по всему земному шару. Но это ещё не всё! В результате взрыва в атмосферу будут выброшены миллиарды тонн концентрированной серной кислоты. Это уже будут не современные слабые кислотные дождики после наших заводов и фабрик. Кислотные ливни после взрыва Чёрного моря выжгут всё живое и неживое на планете! Или почти всё. Природа мудра! Зарождение жизни на планете – чересчур дорогостоящее с энергоинформационной точки зрения мероприятие. Практически у всех биологических форм на земле – углеродная основа строения организма, и ДНК с левой поляризацией. Но есть, как известно современным микробиологам, 4 вида бактерий с правой поляризацией ДНК. Эти бактерии «проживают» на планете в совершенно изолированных от других форм условиях. Их обнаружили в кислом кипятке вулканов!
По всей видимости, именно эти бактерии дадут новый толчок для развития жизни на Земле в случае, если наша цивилизация не сумеет стать разумной и всё-таки закончит жизнь глобальным самоубийством!
P.S. Для того, чтобы внести ясность, нужно уточнить ещё одну деталь: при прочтении статьи может показаться, что на глубине Черного моря находиться не раствор сероводорода в воде, а огромный пузырь чистого газа сероводорода, который по непонятным причинам не может сам всплыть на поверхность и может взорваться… На самом же дела там просто раствор сероводородной кислоты, т.е. там просто минеральная вода. Такая же, как и во многих сероводородных минеральных источниках, которые бьют на поверхности и при этом ничего вокруг не взрывают.
Так что, как видите, мнений по этому поводу множество.
Некоторые знают, а для некоторых, может, это новость, но: в Чёрном Море, на уровне 50-100 метров от поверхности располагается гигантский слой сероводорода. В некоторых морях существует подобное, но не в таких масштабах. Да и слой увеличивается и при этом поднимается к поверхности.
Именно из-за этого слоя в море самая малая численность обитателей: под слоем мертвая зона. Откуда этот слой? На это есть несколько равноценных гипотез, но ни одна из них не дотягивает до полноценной теории. Что будет, когда сероводород выйдет на поверхность? Да массовая гибель будет.
Под катом - пара статей на эту тему, которые я сочла наиболее интересными.
Опасность притаилась на морском дне!
Черное море, сияющее под лучами теплого южного солнца – что может быть прекраснее? Огромное, манящее, чистое, прозрачное и невероятно красивое… Наверняка именно такие эпитеты приходят в голову каждому из нас при одной лишь мысли об этом море – источнике вдохновения поэтов и любимом месте отдыха многих современных граждан. Но мало кто знает, что на дне удивительного моря с гордым названием Черное притаилась смертельная опасность – безжизненная бездна, заполненная ядовитым, горючим, взрывоопасным газом с отвратительным запахом тухлых яиц.
В результате масштабной океанографической экспедиции, совершенной в далеком 1890 году, было выяснено, что около 90% объема моря заполнено сероводородом и лишь 10% - чистой водой, не зараженной ядовитым газом. В нижнем слое моря не способны выжить ни животные, ни растения, а могут существовать лишь отдельные виды бактерий. Смертельно опасный газ заполняет огромное пространство, убивая все живое на своем пути. Весь объем морской воды разделен на две части, поверхностная вода может достигать дна моря только спустя сотни лет. Такое свойство уникально, во всем мире нет ни одного моря без твердого дна.
Максимальная глубина Черного моря составляет чуть больше двух километров. Верхний слой воды, где сосредоточена жизнь морских обитателей, имеет глубину всего 100 метров, а некоторых местах толщина слоя чистой воды едва доходит до 50 метров. Под ним располагается жидкая линза «мертвой» воды, периодически вырывающаяся наружу и проявляющая свою губительную сущность. Крупные прорывы происходят достаточно редко, но каждый из них приносит немало вреда морским обитателям. По мнению специалистов, взрыв всего сероводорода может быть сравним со встречей Земли с астероидом, имеющим массу вдвое меньше Луны.
О причинах появления сероводорода
Споры по поводу причины появления сероводорода на дне Черного моря не утихают до сих пор. Ядовитый газ мог поступить из трещин в морском дне или же возникнуть вследствие специфических действий бактерий. Без кислорода в глубинных слоях Черного моря способны выжить лишь анаэробные бактерии, участвующие в разложении останков живых организмов. В результате такого разложения может образовываться сероводород. Согласно другой версии, ядовитый газ мог образоваться вследствие специфического сообщения моря с Мировым океаном через узкий пролив Босфор. Некоторое количество воды проникает из Средиземного моря в Черное, превращая его в своеобразный отстойник, за много лет накопивший большое количество сероводорода.
Еще 10 лет назад вопрос ядовитого газа считался одним из первоочередных в странах Причерноморья, но на сегодняшний день о сероводородной угрозе будто вовсе забыли. Однако от этого проблема не исчезла и исчезать не собирается. Но насколько реальна опасность? Быть может, все не так страшно и сероводород, скрытый в глубинах морского дна останется там навсегда, никому не мешая? И какие силы могут способствовать взрыву огромного количества ядовитого газа? Ответом на эти вопросы могут стать следующие рассуждения.
Первая причина возможного взрыва
Представим гипотетически, что на дне Черное моря произошел взрыв. Стоит ли уточнять, какие последствия испытают на себе морские организмы и жители прибрежных районов? Как минимум, погибнут первые, как максимум – увы, и те и другие… Звучит устрашающе, но кому потребуется взрывать Черное море? Веские причины для этого вряд ли найдутся даже у самых злостных террористов. Но здесь самое время вспомнить, от чего происходят все беды на нашей планете? Правильно - от человеческих деяний, часто бесконтрольных и безответственных. Стоит только дождаться момента, когда нефтяные и газодобывающие компании проложат трубопроводы по дну Черного моря. Сложность ремонта и обслуживания таких конструкций в условиях взрывоопасного окружения рано или поздно приведет к их поломке и, как следствие, к масштабнейшему взрыву в слое сероводорода. Что будет дальше – несложно догадаться. Причерноморье может стать зоной экологического бедствия, опасной для жизни людей. Невинные люди станут расплачиваться за чьи-то необдуманные действия и пренебрежение вопросами экологической безопасности.
Вторая причина возможного взрыва
Причиной взрыва сероводорода может стать не только человеческая безответственность, но и капризы природы. Последний такой взрыв произошел в 1927 году во время сильного землетрясения на территории Ялты. За два месяца до происшествия произошло явление, удивившее местных жителей - местные рыбаки заметили странное волнение воды и мелкую зыбь, словно закипающую по неведомым причинам. Спустя несколько минут очевидцев оглушил подводный грохот – это был «подготовительный» толчок, исходящий из морских глубин.
Глубокой ночью 12 сентября 1927 года полуостров Крым испытал на себе всю мощь восьмибального землетрясения. Эпицентр располагался вблизи Ялты, однако пострадали и многие другие крымские города, были зафиксированы серьезные повреждения зданий и коммуникаций, погиб урожай на полях, а в горах произошли обвалы и оползни.
Но самые невероятные явления происходили в море. Очевидцы свидетельствовали, что возмущения земной коры сопровождались отвратительным смрадом и вспышками, направленными от поверхности морской глади к небесам. Огненные столбы, окутанные дымом, достигали несколько сот метров в высоту. Черное море горело, в воздухе стоял все тот же запах тухлых яиц. Грозовые разряды попадали именно в те места, где был сосредоточен сероводород. Версий по поводу причин подобного явления было множество, по одной из них источником взрыва стал именно ядовитый газ на морском дне.
Если бы Крымское землетрясение произошло в наше время, когда сероводород находится под тонкой пленкой воды, все обернулось бы глобальной катастрофой. Специалисты, всерьез озадаченные данной проблемой, рисуют печальную картину: взрыв сероводорода в Черном море может привести к сильным тектоническим сдвигам и выбросу в атмосферу большого количества серной кислоты. Кислотные дожди, отравленный воздух, череда землетрясений – вот что может ожидать население прибрежных районов.
Третья причина возможного взрыва
Сероводород способен взорваться и по другой причине. Со временем верхний слой может попросту стать тоньше, тем более что в последнее время наблюдается постоянная тенденция к медленному, но верному исхуданию слоя чистой воды. По подсчетам ученых, уже через несколько лет толщина защитного слоя будет составлять не более 15 метров. Всему виной будут антропогенные загрязнения морской воды, происходящие регулярно. Уже сейчас в некоторых местах фиксируются наличие сероводорода на такой глубине, но специалисты уверяют, что ядовитый газ попадает вовсе не со дна моря, а с поверхности земли. Сероводород, образованный из попавших в море удобрений, исчезает во время осенних штормов.
Пути решения проблемы
Специалисты утверждают, что трагедии можно избежать, достаточно лишь грамотно и скоординировано действовать на благо Черного моря. Ученые не сидят без дела – у них уже есть в запасе некоторые разработки, основная идея которых состоит в использовании черноморского сероводорода в качестве топлива, ведь ядовитый газ выделяет огромное количество тепла при сгорании. Звучит заманчиво, но как извлечь сероводород с морского дна? По утверждению группы ученых из Херсона, сделать это не сложно: достаточно опустить на глубину около 80 метров прочную трубу и единожды поднять по ней воду. Вследствие разности давления образуется фонтан, состоящий из газа и воды. Проще говоря, произойдет эффект, аналогичный открытию бутылки шампанского. В 1990 году авторы идеи производили эксперимент, доказывающий возможность работы такого фонтана в течение длительного периода, пока не выйдет сероводород.
Разработан и другой способ подъема сероводорода на поверхность моря. Ученые предложили пустить по трубам пресную воду с меньшей плотностью, чем у морской воды. Несколько таких труб, создающих эффект искусственной аэрации, позволили бы остановить процесс распространения сероводорода и постепенно полностью его устранить. Такие манипуляции уже сейчас эффективно проводятся для очистки аквариумов и небольших водоемов.
Подобные разработки, как и множество других в странах бывшего Союза, так и остались невостребованными. Люди, имеющие возможность решить проблему, закрывают на нее глаза. Хочется надеяться, что подобная самоуверенность не приведет к печальным последствиям, а Черное море останется для нас все таким же чистым, прозрачным и невероятно сказачно красивым.
Когда в далеком детстве я читала стихотворение К.И. Чуковского «Путаница», больше всего удивления у меня вызывали картины горящего моря. Это казалось чем-то действительно невероятным, абсурдным. Однако совсем недавно я узнала, что море действительно может загореться, и истории уже известны факты его возгорания.
Так, 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. Взрыв популярности этих статей был вызван не 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. Благодаря работе бактерий, растений и животных 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. Недостаточность поступления 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 морской травы (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?
4. Ну и о сероводороде как источнике энергии еще вот что:
Преимущества водорода как топлива перед бензином вкратце таковы:
Неисчерпаемость. Суммарная масса атомов водорода составляет 1% общей массы Земли;
Экологичность. При сгорании водород превращается в воду и возвращается в круговорот Земли. Не усиливается парниковый эффект, нет выбросов вредных веществ при горении;
Весовая теплотворная способность водорода в 2,8 раз выше по сравнению с бензином;
Энергия воспламенения в 15 раз ниже, чем у бензина, излучение пламени при сгорании в 10 раз меньше.
Запасать полученный водород можно было бы с помощью энергоаккумулирующего вещества. Эта тема достаточно разработана в теории. Есть много разных ЭАВ. Такое вещество (например, древесина) создаётся (возникает) под воздействием энергии (солнечной), а потом в результате окисления (горения) отдаёт эту энергию (тепло). Ещё пример такого вещества – кремний. Только в отличие от древесины его можно восстанавливать из окисла (так называемый «цикл Варшавского-Чудакова»).
Итак, по мнению учёных, есть реальная возможность добывать и аккумулировать водород из сероводорода Чёрного моря с последующим его применением в энергетике. Правда, воспользоваться этой возможностью на нынешнем этапе энергосистема страны совершенно не готова. Тем временем ситуация с традиционными видами топлива становится всё более угрожающей. Водород мог бы стать альтернативой бензину.
И ещё немного цифр. В одной тонне сероводорода содержится 58 кг водорода. При сгорании 58 кг водорода выделяется столько же энергии, сколько и при сжигании 222 литров бензина. В Чёрном море содержится не менее миллиарда тонн сероводорода, что эквивалентно 222 миллиардам литров бензина.
5 . Ну и немного истории и, опятьже, некоторые теории,
Информация в статьях местами повторяется, я лишь выбрала наиболее интересные из них.
Чёрное море. Казалось бы, такое знакомое и абсолютно безопасное. Ничего подобного. В его водах вас не только подстерегают ядовитые морские обитатели, но есть угроза и посерьёзнее – удушливые ядовитые испарения.
Мёртвая зона
Не все знают, что 90% вод Чёрного моря насыщены сероводородом. Это открытие ещё в 1890 году сделал русский геолог Николай Андрусов. В некоторых местах сероводородный слой находится на расстоянии 50 метров от поверхности моря, и он постоянно продолжает стремиться вверх. Периодически жидкая линза «мёртвой» воды приближается совсем близко к поверхностным слоям, что губительно сказывается на обитателях подводного мира.
Однако в сероводородном облаке всё же есть жизнь, хотя при отсутствии кислорода здесь могут существовать лишь некоторые виды морских червей и анаэробные бактерии, участвующие в разложении останков живых организмов.
Сероводород в воде – явление не уникальное, он содержится и в других морях и океанах. Но учитывая, что Чёрное море фактически изолировано от Мирового океана мелководным Босфором и нормальный водообмен практически отсутствует, концентрация сероводорода здесь зашкаливает.
Иногда в результате штормов пары сероводорода вырываются наружу, и тогда в зоне выхода газа стоит специфический запах тухлых яиц. Это таит в себе чрезвычайную опасность. При контакте большого количества сероводорода с воздухом может произойти взрыв. По мнению специалистов, взрыв всего содержащегося в Чёрном море сероводорода может быть сравним с последствиями от падения астероида весом в половину массы Луны.
А ведь нечто подобное уже было. Глубокой ночью 12 сентября 1927 года Крымский полуостров испытал всю мощь 8-бального землетрясения. Эпицентр залегал в 25 километрах южнее Ялты, были зафиксированы гигантские оползни, погиб почти весь урожай, множество зданий было разрушено.
Как свидетельствовали очевидцы, колебания земной поверхности сопровождалось отвратительным смрадом и вспышками, взмывавшими от поверхности моря к небу. Огненные столбы, окутанные дымом, достигали нескольких сотен метров в высоту. Так горело Чёрное море. Большинство учёных не сомневаются, что виной тому был сероводород.
Специалисты всерьёз озадачены проблемой накапливающегося сероводорода в поверхностных слоях Чёрного моря. Любой тектонический сдвиг может привести к выбросу огромного количества ядовитого вещества, и тогда последствия могут быть гораздо серьёзнее, чем во время крымского землетрясения.
Океанолог Александр Городницкий убеждён, что такая угроза вполне реальна: «Чёрное море – сейсмически активный регион, там бывают землетрясения, которые провоцируют выбросы газогидратов - спрессованных под высоким давлением скоплений метана и других горючих газов».
При неблагоприятном сценарии в атмосферу попадут тонны концентрированной серной кислоты: тысячи людей погибнут от удушья, миллионам придётся переселиться подальше от побережья, но и там их настигнет сероводород, пролившись кислотными дождями.
Несколько лет назад выброс сероводорода был зафиксирован на курорте Коблево в Николаевской области (Украина). На берегу тогда оказалось более 100 тонн мёртвой рыбы. Инженер Геннадий Бугрин, участвовавший в ликвидации последствий катастрофы предупреждает, что такое ЧП может повториться в любой момент и в большем масштабе.
Токсичные воды
Не лучше обстоят дела и с экологической обстановкой в водах Чёрного моря, в первую очередь из-за постоянно поступающих в них отходов из Дуная, Прута и Днепра. Промышленные предприятия и коммунальные службы без зазрения совести тоннами сливают в реки отходы производства и жизнедеятельности человека, что приводит к постепенному вымиранию многих видов флоры и фауны черноморских прибрежных вод. В России наиболее загрязнённая морская зона находится в районе портов Новороссийска и Тамани.
Вместе с речной водой в Чёрное море поступают пестициды, тяжелые металлы, фосфор, азот, в результате чего бурно размножается фитопланктон и вода начинает цвести. А это приводит к уничтожению донных микроорганизмов, что в свою очередь вызывает гипоксию и последующую гибель многих обитателей морского дна – кальмаров, мидий, устриц, молодых осетровых, крабов. По словам экологов, площадь замора иногда превышает 40 тыс. кв. км.
Разумеется, всё это не проходит бесследно и для человека. Заведующий отделом экстремальных природных явлений и техногенных катастроф ЮНЦ кандидат биологических наук Олег Степаньян предостерегает и напоминает, что Чёрное море – это не бассейн с отфильтрованной водой и нужно правильно выбирать места для купания, ведь зачастую даже на городских пляжах можно увидеть, как сливают в море сточные воды из ближайших кафе и закусочных.
И хотя, по словам Степаньяна, специальные службы следят за чистотой пляжей, за бактериальной обстановкой на них, важно быть бдительными. Особенно опасны в таких случаях песчаные и галечные пляжи больших курортных городов, где процесс самоочищения воды замедлен.
Заместитель координатора общественной организации «Экологическая вахта по Северному Кавказу» Дмитрий Шевченко отмечает, что в Чёрном море есть настолько загрязнённые участки, например, в Геленджикской или Анапской бухтах, что заходить в воду просто рискованно для здоровья.
Сегодня постоянной проблемой для Чёрного моря стало массовое развитие зелёных нитчатых и пластинчатых водорослей, в том числе так называемого морского салата (Ulva). Употребление в пищу таких водорослей чревато серьёзнейшими отравлениями, поскольку они произрастают в местах, переполненных органическими веществами, поступающими через сточные воды.
Врачи также предостерегают, говоря о возможном вреде для организма мидий и рапанов, выловленных в крупных портовых акваториях Новороссийска, Туапсе, Севастополя. Мидии активно фильтруют отравленную морскую воду, а рапаны - хищники, которые их едят. Но если всё же кто-то решится полакомиться черноморскими деликатесами, то следует обратить внимание на цвет их мяса. Светло-жёлтый или розоватый говорит, скорее всего, о его пригодности для употребления в пищу, а вот синий, чёрный или просто очень яркий свидетельствует о том, что моллюски накопили в себе тяжёлые металлы, углеводороды нефти и другие токсиканты.
Опасные обитатели
В водах Чёрного моря, конечно, нет такого количества ядовитых обитателей, как в тропических морях, но всё же и здесь необходимо проявлять предельную осторожность. В первую очередь речь идёт о крупных медузах диаметром, превышающим 30 сантиметров. К ним ни в коем случае нельзя прикасаться, так как можно получить ожог от стрекательных клеток. «Поцелуй» такой медузы в районе горла или груди может вызвать паралич дыхания или сбой сердцебиения.
На песчаных мелководьях анапской банки, на участке от посёлка Волна до посёлка Благовещенский, часто встречается скат-хвостокол, ядовитый шип которого способен пробить даже толстое резиновое покрытие и нанести весьма чувствительное ранение с последующим отёком поврежденной части тела.
Серьёзную опасность представляет и небольшая рыба скорпена, или, как её ещё называют, морской ёрш. Она в основном охотится среди камней, и гипотетически на неё можно наступить ногой. Укол её ядовитых шипов будет очень болезненным и залечивать рану придётся несколько недель.
Морской дракончик, хоть и не выглядит устрашающе, несёт в себе не меньшую угрозу, чем скат или скорпена. На его первом спинном плавнике расположены ядовитые железы. Рыбаки или ныряльщики иногда по неосторожности хватаются за колючку, и как результат – мучительные острые боли в области ранки и лихорадочное состояние, сопровождаемое подъёмом температуры. Без врача в этом случае обойтись не удастся.
В массовой печати появились сообщения о возможности взрыва серо водорода в Черном море. Правомерны ли подобные утверждения и что надо предпринять для уменьшения количества сероводорода в глубинных и поверхностных слоях воды? Эти вопросы обсуждаются в публикуемой ниже статье.
В. И. БЕЛЯЕВ, Е. Е. СОВГА
СЕРОВОДОРОД В ЧЕРНОМ МОРЕ НЕ ВЗОРВЕТСЯ
В 1890 г. русская океанографическая экспедиция, работавшая под руководством академика, обнаружила в глубинах Черного моря заметную концентрацию растворенного сероводорода - ядовитого газа с запахом тухлых яиц. Как показали дальнейшие исследования, этот газ присутствует на всей глубинной акватории Черного моря, приближаясь к поверхности примерно на 100 м в центральной части моря и на 150-250 м у берегов. Такое различие в положении верхней границы сероводородной зоны обусловлено спецификой циркуляции водных масс, при которой наблюдается подъем воды (апвеллинг) в центре моря и их опускание (заглубление) на его периферии.
Черное море - единственное на земном шаре, в котором сероводородом постоянно заражены огромные массы воды. В морях и океанах имеются участки, где сероводородное заражение возникает периодически или даже сохраняется в течение года, например в норвежских фиордах и впадине Карьяко в Карибском море. В океанах временами появляются обширные глубинные анаэробные водные массы, зараженные сероводородом. Они мигрируют по акватории, иногда вторгаются в шельфовые области, что пагубно сказывается на состоянии прибрежных экологических систем. Так, в начале 50-х годов в заливе Уолфиш-Бей (Атлантическое побережье юго-западной Африки) апвеллинги вынесли к поверхности образовавшуюся в глубине водную массу, содержащую сероводород. Наблюдалась массовая гибель рыбы, на побережье до 40 миль в глубь материка отмечался запах
© БЕЛЯЕВ Валерий Иванович- академик АН УССР, председатель Комиссии АН УССР по проблемам Мирового океана. СОВГА Елена Евгеньевна - кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Морского гидрофизического института АН УССР.
В . И . Беляев , ЕЕ . Совга
сероводорода, что вызвало беспокойство населения. Водные массы, зараженные сероводородом, систематически вторгаются на шельф Аравийского моря - в северо-западной части Индийского океана. При этом также происходит массовая гибель рыбы. Локальные образования сероводорода регистрируются в Каспийском море и даже в мелководном Балтийском.
В геологической истории Черного моря образование сероводорода всегда связывалось с проникновением через пролив Босфор более соленых средиземноморских вод в глубинные слои Черного моря. Вместе с тем в море поступает и значительный объем речного стока, в результате чего между распресненными поверхностными и солеными глубинными водами возникает резкий скачок плотности - галоклин. Изменчивая циркуляция водных масс сдвигает галоклин: то поднимает его ближе к поверхности, то опускает в глубину. Как правило, верхняя граница сероводородной зоны начинается сразу же под галоклином, затрудняющим приток в эту зону кислорода из верхних слоев. В ходе климатических колебаний уровня океана связь Черного моря со Средиземным через пролив Босфор то нарушалась, то вновь возобновлялась. Последний раз она восстановилась примерно 6- 7 тыс. лет назад. За это время в Черном море сформировалась глубинная толща вод, содержащая сероводород. Она занимает около 90Х объема моря.
Известны три главных источника появления сероводорода в водоемах Земли. Во-первых, он образуется за счет восстановления присутствующих в воде сульфатов при бескислородном разложении органических веществ. Разложение осуществляется с участием анаэробных сульфатредуцирующих бактерий, которые используют кислород сульфатов в процессе своей жизнедеятельности, высвобождая сероводород. Во-вторых, этот газ возникает при гниении органических веществ, содержащих серу. И в-третьих, он может поступать из земной коры через расщелины морского дна и с гидротермальными водами.
Обобщение материалов исследований сероводородной зоны Черного моря выполнил известный океанолог . Он проанализировал весь имевшийся по данному вопросу материал вплоть до 1965 г., то есть до развития процесса эвтрофирования моря, распространившегося ныне на всю его акваторию. предположил, что если увеличится поступление органического вещества в Черное море (например, вследствие усиления его биологической продуктивности или большого притока малостойких органических соединений, попадающих в море с речными водами), то изменится химический состав моря. Следствием этих изменений будут возможные локальные поднятия верхней границы глубинной сероводородной зоны, то есть поднятие "границы жизни" в море.
Ныне эти предположения начинают оправдываться. По данным, полученным за последние полтора десятилетия, экологическая обстановка на Черном море ухудшилась. Не только в прибрежных, но и в открытых водах моря обнаружен избыток органического вещества. Изменилась и структура биологических сообществ: практически исчезли крупные рыбы-хищники, сократилось поголовье дельфинов, необычно размножились медуза-ауре-лия и микроводоросль ночесветка, уменьшились придонное поле водоросли филлофоры и колонии мидий в северо-западной мелководной части моря, где летом теперь часто появляются обширные заморные зоны. Ясно,
что подобная ситуация рано или поздно должна отразиться на балансе сероводорода в море. Но в какой мере этот баланс определяется влиянием природных, а в какой антропогенных факторов - пока достоверно неизвестно. Ответ на вопрос может быть получен только в результате длительных наблюдений за сероводородной зоной моря. Решение этой междисциплинарной проблемы потребовало привлечения специалистов различного профиля: гидрофизиков, гидрохимиков, гидробиологов , а также специалистов в области математического моделирования экологических систем.
В 1984 г. состоялся рейс научно-исследовательского судна "Витязь" Института океанологии им. АН СССР. Его участники исследовали область верхней границы сероводородной зоны с помощью подводного аппарата "Аргус". Изучались особенности распределения химических соединений в слое контакта кислородной и сероводородной зон, где происходит окисление сероводорода. Визуально -наблюдались рыбы и другие организмы, проникающие в эту зону .
В 1985-1986 гг. проводились работы по межведомственной программе Академии наук Украины "Исследование динамики сероводородной зоны Черного моря с целью разработки методов и средств предотвращения негативной перестройки его экологической системы". В рамках данной программы осуществлено шесть комплексных экспедиций на судах "Михаил Ломоносов", "Академик Вернадский", "Профессор Колесников" и др. В ходе экспедиций, работавших во все сезоны года, выполнено 430 глубоководных станций. Для обнаружения возможных геологических источников сероводорода в Черном море отбирались пробы глубинной воды на расстоянии 5-10 м от дна, а также пробы донных отложений. Измерялись не только концентрации сероводорода и кислорода, но и содержание серы в других формах (тиосульфаты, сульфаты), брались пробы фито-, зоопланктона, бактерий, хлорофилла, определялись оптические и гидрологические характеристики.
Исследование сероводородной зоны продолжалось и после завершения этой программы. Во всех экспедициях отбор проб глубинной воды осуществлялся с пространственным интервалом 30 миль батометрами зондирующего комплекса МГИ-4102 (Исток) с дискретностью измерений по вертикали 5-10 м в зоне взаимодействия кислорода и сероводорода. Измерение содержания сероводорода в пробах глубинной морской воды - непростая задача. Концентрации сероводорода в этих пробах малы, и он быстро окисляется при случайном контакте с кислородом воздуха. Поэтому при отборе проб глубинной воды, содержащей сероводород и другие восстановленные формы серы, обеспечивалась их полная изоляция от атмосферы.
В результате экспедиционных исследований определена межсезонная и внутрисезонная изменчивость границы сероводородной зоны на протяжении года. Ближе всего к поверхности (70-90 м) верхняя граница зоны находится весной в районе единого циклонического круговорота в центре моря. Летом и осенью при наличии двух стационарных циклонических круговоротов в их центре глубина границы сероводорода составляет 95- ПО м. На периферии круговоротов во все сезоны отмечено заглубление границы до 150-190 м. Данные о межгодовой изменчивости границы серо-
водородной зоны сильно зависят от длительности временного интервала. Так, судя по оценкам изменения положения этой границы за довольно длительный период (около 60 лет), ее средняя глубина мало изменялась . Но внутри этого отрезка времени были периоды как поднятий, так и заглублений верхней границы сероводородной зоны. В 1984-1986 гг. отмечена тенденция ее поднятия, а затем, вплоть до 1990 г. - незначительное заглубление. Академик Т считает, что на фоне регистрируемых межгодовых вариаций не наблюдается постоянное однонаправленное изменение положения границы сероводородной зоны . Этот вывод совпадает с мнением большинства специалистов, изучающих данную проблему. Самое высокое положение границы сероводородной зоны за всю историю изучения Черного моря отмечалось весной 1988 г., когда сероводород был зафиксирован на глубине 70 м в центре единого циклонического круговорота . Но такое поднятие оказалось кратковременным. Когда спустя 20 дней в этот район вернулось научно-исследовательское судно, глубина отбора проб воды, соответствовавшая появлению сероводорода, составила уже 90-95 м. Такие локальные поднятия не стабильны во времени и пространстве и, как правило, вызваны кратковременными активными синоптическими возмущениями.
Следует подчеркнуть, что самое понятие "верхняя граница сероводородной зоны" довольно условно, оно определяется множеством трудно контролируемых факторов. Верхняя граница - это глубина, на которой в соответствии с принятой методикой обнаруживается присутствие в пробах воды сероводорода (концентрация порядка 0,1 мл/л). Кстати, более чувствительная методика измерений выявляет следы сероводорода в Черном море и на более высоких горизонтах, вплоть до поверхности. Положение верхней границы зависит от скорости реакции окисления сероводорода, скорости доставки (благодаря вертикальному водообмену) кислорода из верхних и сероводорода из нижних слоев в промежуточный слой, где происходит окисление. Наконец, верхняя граница сероводородной зоны может перемещаться вместе с водой при возникновении вертикальных течений. Помимо медленных, климатических изменений вертикальной циркуляции в море, как уже отмечалось, наблюдаются быстрые вертикальные подъемы и опускания вод, связанные с вихревыми движениями. Интенсивность этих движений обусловлена активностью атмосферных процессов. Поэтому весьма трудно, не располагая данными достаточно длительных наблюдений, определить, чем обусловлены каждый раз аномальные вертикальные подъемы границы сероводородной зоны: интенсификацией атмосферных процессов, усилением образования или ослаблением окисления сероводорода. Процессы образования сероводорода связаны с деятельностью бактерий, которая также зависит от климатологических факторов, включая солнечную активность.
С точки зрения математической статистики, чтобы получить вывод о тенденции изменения положений верхней границы сероводородной зоны, необходимо определить средние значения характеристик нестационарных случайных полей по относительно малой выборке наблюдений. Это обстоятельство сводит задачу по динамике верхней границы лишь к оценке тенденций ее вертикальных смещений.
Специалисты, изучающие сероводородную зону в Черном море, судят о ее
Сероводород в Черном море не взорвется 51
поведении по данным независимых наблюдений многих процессов в море (физических, химических, биологических), причем натурные наблюдения сочетаются с численными экспериментами на математических моделях. Для правильного понимания поведения сероводородной зоны требуются надежные представления о ее происхождении. Экспедиционные исследования указывают на сульфатредукцию как основной процесс восполнения сероводорода в Черном море. При этом главными причинами существования здесь сероводородной зоны считаются плотностная стратификация, затрудняющая вертикальный обмен, и большой биогенный сток с побережья в расчете на единицу площади моря. Оба эти фактора обеспечивают интенсивную сульфатредукцию, приводящую к образованию сероводорода в глубинной анаэробной зоне. Экспедиционные данные подтверждают очаговый характер сульфатредукции, причем расположение этих очагов приурочено к местам поступления мертвого органического вещества с шельфа.
Вместе с тем оба упомянутых фактора находятся под сильным антропогенным прессом. Так, зарегулирование стока рек уменьшает объем пресных вод, поступающих в верхний слой моря, выравнивает стратификацию и может улучшить вертикальный водообмен. Усиление биогенного стока в результате промышленных, бытовых и сельскохозяйственных загрязнений вызывает увеличение продукции мертвого органического вещества, стимулирующего процесс сульфатредукции и восполнение в море сероводорода. Одновременно в аэробной зоне тратится кислород на разложение дополнительных количеств органического вещества, что снижает возможность быстрого окисления сероводорода в случае его локальных подъемов. Поскольку большая часть органического вещества образуется в Черном море на шельфе, экосистема последнего в значительной степени определяет состояние сероводородной зоны в глубоководной части моря.
По приближенным оценкам, за счет антропогенных загрязнений в Черном море уже сегодня может возникнуть дополнительное количество сероводорода, сравнимое с тем, которое образуется естественным путем. Увеличение запаса сероводорода в глубинных водах повышает вероятность его вторжения в кислородную зону, сопровождающегося губительным воздействием на обитающих в ней рыб, водоросли и моллюсков. Повышается опасность выхода сероводорода и непосредственно на поверхность моря в прибрежных зонах курортного водопользования. Хотя эти явления могут быть кратковременными, достаточно редкими (как ураганы в атмосфере) и происходить при определенных гидрологических и метеорологических условиях, они достаточно неприятны. Как ни мала концентрация сероводорода в глубинной черноморской воде, в контакте с воздухом он издает вполне заметный запах. Ощущение его уже означает превышение концентрации сероводорода в воздухе выше порога безопасности для людей. Пока такие явления в курортных зонах Черного моря не отмечались. Однако назрела необходимость в создании постоянной службы наблюдений за концентрацией сероводорода в Черном море, чтобы вовремя предупреждать население об аномальном подъеме сероводородных вод, информировать о правилах поведения в таких ситуациях.
Опасения специалистов о негативных последствиях развития сероводо-
родной зоны в условиях антропогенного загрязнения, по всей вероятности, спровоцировали появление в массовой печати статей о возможности взрыва сероводорода в Черном море. Чтобы предотвратить катастрофу, предлагалось "просто" извлекать сероводород из откачиваемой глубинной воды. Высказана идея о том, что при сжигании сероводорода можно получать энергию и товарную серу, построив для этой цели на берегу Черного моря химический комбинат.
Следует отметить, что растворенная газообразная фаза сероводорода в Черном море составляет в расчете на одну тонну морской воды всего 0,24 г-на глубине 300 м, 1,2 г - на глубине 1000 м и до 2,2 г - у дна. на глубинах около 2000 м. Сероводород обладает большой растворимостью: даже при атмосферном давлении можно растворить до 12 кг в 1 т воды, а в глубинных водах, находящихся под давлением порядка 200 атм, - во много раз больше. Таким образом, концентрация поднятого на поверхность глубинного сероводорода составляет менее 0,0001 доли насыщающего значения. При таких малых концентрациях газа говорить о возможности выхода его в пузырьках из раствора в результате встряхивания не приходится.
Тем не менее при незначительной концентрации сероводорода общее его количество, ежегодно образуемое в черноморском бассейне естественным путем, порядка 107- 10е т, а может быть и более. Точной величины мы не знаем, но есть все основания считать, что она переменная, изменяющаяся в широких пределах вместе с изменением положения верхней границы сероводородной зоны. Чтобы окислять такое количество сероводорода, нужно создать гигантскую промышленную установку, через трубы которой одновременно прокачивать глубинную воду в количестве, равном нескольким стокам таких рек, как Волга или Дунай. Даже при идеальной экологической чистоте основного производства серы, строительство столь масштабного промышленного комплекса в курортной зоне Черноморского побережья не обойдется без негативных последствий для окружающей среды. Не случайно здесь запрещено возводить промышленные предприятия. В то же время мы не можем надежно рассчитать воздействие этой установки на сероводородную зону моря, гарантировать успех ее работы и оценить отдаленные экологические последствия.
В абсурдности предложений об откачке глубинного сероводорода проглядывает порочная, практиковавшаяся в нашей стране, концепция использования водных ресурсов. В ней практически игнорировался тот факт, что водоемы - это не просто водные массы, а сформировавшиеся в результате длительной эволюции экологические системы - своеобразные природные фабрики, на которых трудятся живые организмы, преобразуя энергию Солнца в продукты, непосредственно потребляемые человеком - рыбу, моллюсков, ракообразных. Осуществление этой концепции природопользования привело к гибели экосистемы рек, озер, внутренних морей. В нашей стране потеряны огромные ресурсы ценнейшей рыбы, которую раньше получали из рек и озер, Черного и Азовского морей. Вместе с тем существовала возможность путем осторожного, тщательно обоснованного поэтапного гидротехнического и гидромелиоративного обустройства этих водоемов многократно усилить их природную способность производства рыбы и других "даров природы". К сожалению, у рек энергия взята таким
Сероводород в Черном море не взорвется 53
способом, при котором были разрушены их экосистемы. С помощью этой энергии получены металлы, из них построены суда, которые отправились "за хеком" в дальние моря...
Реальнее воздействовать на сероводородную зону Черного моря, предотвращая загрязнение вод, которые поступают с береговым стоком. Важно не смешивать отходы разного происхождения, тогда их можно непосредственно на каждом производстве пропускать через специализированные установки утилизации. Ведь в принципе не существует отходов, не являющихся сырьем для какого-нибудь производства. Все это стоит дополнительных затрат, но только так можно обеспечить чистоту рек, озер, воздуха, при этом и море станет чистым и само справится со своими проблемами, как оно справлялось с ними свыше 7 тыс. лет.
Безусловно, нельзя категорически возражать против предложений о добыче тех или иных веществ из морской воды, в том числе и серы. В морской воде сероводород присутствует не только в свободном, но и в связанном состоянии, в составе гидросульфидов (солей). С учетом последних 1 т глубинной воды содержит 9-12 г сероводорода и его соединений. Отметим для сравнения, что в 1 т каменного угля может быть от двух до 80 кг серы. При сжигании такого угля образуются ядовитые оксиды серы, отравляющие окружающую среду. Поэтому прежде всего нужно решить задачу извлечения серы из каменного угля. Тем не менее ее добыча из черноморской воды, возможно, когда-нибудь окажется целесообразной. Но поскольку Черноморское побережье - всесоюзная здравница, планы создания здесь очередных промышленных гигантов затрагивают общенародные интересы и должны уже на уровне идей подвергаться тщательной экологической экспертизе и широкому общественному обсуждению Разумеется, при нынешнем состоянии культуры производства такие проекты вредны.
Свое утверждение о возможности взрыва сероводорода в Черном море авторы статей, опубликованных в массовой печати, основывают на сведениях о пламени, появлявшемся во время землетрясения 1927 г. над поверхностью моря, напротив юго-западной части Крыма. Приводятся свидетельства очевидцев этого явления. Однако полностью игнорируется тот факт, что оно изучено и результаты исследований опубликованы в научной печати. В Крыму в то время работала экспедиция под руководством. Ее участники немедленно вышли на катере в море, взяли пробы воды, обследовали дно и установили, что произошел выброс газообразных углеводородов с примесью сероводорода из земных недр. Иными словами, "сработали" грязевые вулканы на дне моря. Таким образом, растворенный в глубинных водах сероводород никакого отношения к пламени, вспыхнувшему над морем в 1927 г., не имел.
Итак, естественная сероводородная зона, вероятнее всего, сама по себе никому не угрожает. В то же время это не мертвая вода, а насыщенная жизнью бактериальная экологическая система, хорошо сбалансированная по своим функциям с аэробными экосистемами моря. Ее бактериальное население обеспечивает круговорот углерода и биогенных веществ ничуть не хуже, а возможно, даже лучше, чем глубинные экосистемы морей без сероводорода.
Всем известна роль почвы: не будь ее, поверхность Земли быстро по-
Биосфера" href="/text/category/biosfera/" rel="bookmark">биосфере и прекратилась бы сама жизнь. В морях роль почвы выполняют глубинные экосистемы, а в Черном море - экосистема сероводородной зоны, обеспечивая весьма высокую потенциальную биологическую продуктивность черноморского шельфа. К сожалению, этот природный потенциал сейчас слабо реализуется, так как экосистемам бухт, лиманов, прибрежных акваторий, где рыба нерестилась или зимовала, нанесен тягчайший удар хозяйственной деятельностью человека. Предложение уничтожить сероводородную зону, разрушить ее экосистему, выглядит так же, как предложение сжигать украинский чернозем для получения электроэнергии.
Сероводородная зона имеет сложную вертикальную структуру. На каждом "этаже" обитает свой вид бактерий, выполняющие определенную функцию, в том числе создающих биомассу за счет энергии сероводорода. Разрушение этой зоны путем грубого вмешательства довершит разрушение экосистемы Черного моря и в конечном счете приведет к экологической катастрофе. Это соображение высказывается на тот случай, если кому-нибудь в будущем придет идея построить на берегу Черного моря несколько атомных станций и с их помощью добывать серу из черноморского сероводорода.
Загрязнения, поступающие в море, производят массированное комбинированное действие. Смываемые с полей ядохимикаты убивают зоопланктон и рыбу, а удобрения способствуют массовому размножению одноклеточных водорослей. Из-за гибели зоопланктона и рыб водоросли некому поедать, они отмирают и гниют, поглощая кислород. Это приводит к гибели оставшегося зоопланктона, рыб и других водных животных. На шельфе Черного моря образуются обширные бескислородные "заморные" зоны. Иногда они охватывают почти всю северо-западную акваторию. В их бескислородной среде образуется сероводород, поднимающийся к поверхности моря. Этот сероводород, обусловленный загрязнениями, не имеет никакого отношения к глубинному. Однако уничтожение человеком кислорода в поверхностных слоях моря создает условия и для локального поднятия глубинного сероводорода с вертикальными струями в центрах вихревых движений. По мнению, возникновение заморных зон связано с состоянием вертикального водообмена, который, в свою очередь, обусловлен общей погодной ситуацией. Подобные ситуации повторяются с периодичностью солнечной активности - примерно через 11 лет. Последний раз сильные заморы в Черном море наблюдались в 1983 г. В связи с тем, что загрязнение моря за истекшие годы резко возросло, становятся еще более вероятными сильные заморы, образование сероводорода и выходы его на поверхность в прибрежных водах в летние месяцы (июль-август) 1991 - 1995 гг., при очередном возникновении погодной ситуации, способствующей заморам. Наибольшая их вероятность приходится на 1994 г.
Борьба с загрязнением моря способствует не только восстановлению его рыбных запасов, целебных рекреационных свойств вод, выводу прибрежных территорий из состояния экологического бедствия, но и предотвращению локальных катастроф, связанных с образованием сероводорода в прибрежных морских водах. Подчеркнем еще раз; загрязнение моря создало вполне реальную опасность локальных выходов сероводорода на по-
Сероводород в Черном море не взорвется 55
верхность моря и в атмосферу у его берегов. Места выходов определяются погодной ситуацией и заранее не предсказуемы. Подобные катастрофы непосредственно не связаны с глубинной сероводородной зоной, поэтому откачка из нее сероводорода не сможет их предотвратить.
В настоящее время проводятся теоретические исследования взаимодействия кислорода и сероводорода в водах Черного моря с целью установления механизмов, обусловливающих динамику верхней границы сероводородной зоны . На моделях установлены основные закономерности поведения этой границы в зависимости от характеристик вертикального обмена и мощности источников кислорода и сероводорода. Анализ процессов формирования вертикального распределения кислорода и сероводорода в Черном море, выполненный разными авторами, показал, что основное влияние на концентрацию кислорода и сероводорода на различных глубинах оказывает зависимость коэффициента турбулентной диффузии от глубины. Уменьшение этого коэффициента практически до нуля в области галоклина вызывает снижение потока кислорода в сероводородную зону. Увеличение мощности источников на порядок и даже два порядка приводит к незначительному поднятию ее верхней границы. Эти закономерности качественно хорошо согласуются с данными экспедиционных наблюдений.
В Академии наук Украины разработана модель бактериальной экосистемы сероводородной зоны Черного моря }
