Чёрное море по праву можно назвать одним из самых загадочных на планете. Под его спокойной поверхностью скрывается настоящий ад - зона с токсичным газом и характерным запахом тухлых яиц. Сероводородная зона занимает 90% объёма. Это более 3 миллиардов тонн газа, способного отравить всё вокруг. Почему вода в Чёрном море не смешиваются даже во время штормов, откуда взялся опасный газ и может ли он взорваться — разбираемся вместе с учёными.
Море с «трёхэтажной» структурой
Структура Чёрного моря уникальна, почти как настоящий слоёный пирог. Это природная стратификация: расслоение по плотности, температуре и солёности.
Верхний, холодный пограничный слой (до 120 метров) — это почти пресная речная вода, насыщенная кислородом. Здесь кипит жизнь. Следующие 150 метров — переходная, так называемая «серая зона», где кислород уже исчез, а сероводород ещё не накопился, там соли больше.
Ниже 200 метров анаэробная зона - царство сероводорода, он занимает около 87% объема Черного моря, что делает его ещё и крупнейшим анаэробным бассейном на планете. Фактически, это «мини-океан» с ускоренными и наглядными процессами. Сюда попадает тяжёлая солёная вода, поступающая через Босфор и по подводным рекам. Кислорода здесь нет, а вертикальный водообмен практически отсутствует. Поверхностная вода, говорят учёные, достигает дна только через сотни лет.
«Безжизненный резервуар с максимальной концентрацией сероводорода покоится в недрах Черного моря. Граница между кислородной и бескислородной зонами не является стабильной — она колеблется в зависимости от сезона, погодных условий и региона моря. Сама концентрация сероводорода возрастает с глубиной и может достигать 13 мг/л у дна, что примерно в 25 раз превышает смертельную для человека дозу при вдыхании», - рассказала корреспонденту Крымского информационного агентства заведующая отделом биогеохимии моря МГИ РАН и лабораторией мониторинга и исследования потоков парниковых газов и кислорода в морской среде Наталья Орехова.
По её словам, кислород поступает только в верхнюю часть моря и благодаря фотосинтезу. Ниже он постепенно расходуется на окисление органических веществ. В результате формируется зона, где жизнь в привычном смысле невозможна: все организмы, которым нужен кислород, там существовать не могут. Это мёртвая зона. Там живут только бактерии, перерабатывающие сероводород.
Главный вопрос — почему это «расслоение» сохраняется? Ответ учёные нашли в физике и химии вод Черного моря.
«Во-первых, плотность воды действительно различается: чем глубже, тем она солонее и, соответственно, тяжелее — это естественный процесс. Во-вторых, штормы затрагивают в основном только верхний слой и практически не доходят даже до промежуточного. Поэтому перемешивания не происходит. Если на поверхности средняя солёность составляет около 17–18‰ — это типичная черноморская вода, — то на глубине она выше: туда поступают более солёные воды из Мраморного моря (до ~22‰), и они, будучи плотнее, остаются внизу», - поясняет Орехова.
Откуда берется сероводород?
Учёные до сих пор спорят о происхождении этого ядовитого запаса. Есть две основные версии. По одной из них, примерно 7-8 тысяч лет назад, после ледникового периода, уровень Мирового океана поднялся, и соленые средиземноморские воды через пролив Босфор хлынули солёные воды, богатые кислородом, и началось окисление огромного количества накопленной органики. В итоге в глубине стал формироваться сероводород в пресноводное озеро, которым тогда было Черное море.
Но всё-таки большинство исследователей считают, что главные «производители» ядовитого газа специальные анаэробные бактерии-сапротрофы, которые разлагают мёртвую органику, оседающую на дно, перерабатывают сульфаты из морского грунта — и в результате химической реакции получается сероводород.
«В нижнем, анаэробном слое Черного моря на глубинах более двух километров сероводород образуется в результате деятельности сульфатредуцирующих бактерий. Они разлагают органическое вещество, фактически “перерабатывая” его и преобразуя в продукты распада, среди которых — сероводород. То есть именно эти микроорганизмы выступают своего рода посредниками: потребляют органику и трансформируют её в химические соединения, формируя эту токсичную среду», - уточнила специалист.
Кстати, Чёрное море сравнительно молодое и слабосоленое по сравнению с большинством других морей планеты, но сероводородные недра, например, не дают рыбам, дельфинам и прочим обитателям Черноморо-Азовского бассейна опускаться ниже отметки 200 метров. И изучение моря это тоже затрудняет, однако несмотря на глубину, такие исследования в Крыму проводятся. Вода из таких глубин, по словам Ореховой, по цвету практически не отличается от той, что на поверхности. Но она действительно источает очень сильный сероводородный запах.
«Сначала он резкий, едкий, но в течение суток выветривается. При этом концентрация не такая, чтобы быть смертельно опасной. Мы работаем как с донными отложениями на глубине, так и с придонными слоями вод, чтобы определить содержание сероводорода, оценить его устойчивость и возможные изменения со временем. В целом считается, что глубокий слой достаточно стабилен по своим гидрохимическим характеристикам», - отмечает специалист.
Параллельно анализируются и другие компоненты — например, ионы аммония, которые являются продуктами восстановительных процессов. Это помогает учёным понять, как протекает разложение органического вещества в мёртвой среде.
«В глубоких районах процессы обновления происходят очень медленно — условно раз в десятки лет. Ближе к берегу они могут идти быстрее. Это зависит, в том числе, от поступления органического вещества — например, из рек, которые приносят дополнительный материал для разложения», - добавила Орехова.
Тикающая бомба: что будет, если море «взорвётся»
Некоторые ученые называют Чёрное море «биологической бомбой» и обосновывает это тем, что наш регион сейсмически активен и мощное землетрясение может спровоцировать выброс огромных масс сероводорода. Как только газ воспламенится случится катастрофа, которая сравнима с ядерным взрывом.
«Прежде всего важно понимать: в Чёрном море сероводород находится не в виде газа или пузырей, а в растворённом состоянии. Если условно поднести горящую спичку к воде с растворённым веществом, она просто погаснет. Да, концентрации там высокие, но даже если сероводородный слой по каким-то причинам поднимется, это будет опасно только для организмов, которым нужен кислород, но никакого взрыва не произойдёт», - успокоила учёный.
Читайте новости Крыма первыми в нашем Telegram-канале и даже когда не работает мобильный интернет в национальном мессенджере MAX.
