Сероводород в черном море причины появления. Сероводород в черном море не взорвется
Не так давно на конференции в Сочи, посвященной вопросам изучения морской акватории, ученые заявили о том, что в Черном море содержание сероводорода выросло в 1,5 раза. При этом, по их наблюдениям, содержание кислорода в воде сокращается быстрыми темпами. Такая тенденция вызывает тревогу и беспокойство.
Известны случаи, когда скопившийся в толщах вод сероводород в результате внешних факторов (тектоническая активность, извержение вулканов) становился причиной возгораний, взрывов и массовых отравлений. Хотя есть способы, благодаря которым можно избежать катастрофы, заблаговременно устранять со дна морского сероводород и пускать его на службу людям. Во всем разбирался корреспондент НГС.
Серьезное предупреждение
Еще 10 лет назад вопрос ядовитого газа считался одним из первоочередных в странах Причерноморья, но на сегодняшний день о сероводородной угрозе как будто совсем 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?
Конференция, посвященная вопросам изучения акватории Черного моря при участии экспертов Государственного океанографического института им. Н.Н. Зубова, Морского гидрофизического института РАН, который является лидером мировой науки в части исследований океана, и других ведущих научных заведений, заставила насторожиться. Директор Морского гидрофизического института РАН в своем докладе сделал акцент на том, что последние десятилетия есть положительная динамика, с точки зрения загрязненности всего Черного моря. Наряду с этим на глубине растет содержание сероводорода, а содержание кислорода сокращается.
– В глубинных слоях воды (речь идет о глубине в тысячу метров) содержание сероводорода за последние 10-15 лет выросло в 1,5 раза, – рассказал директор Морского гидрофизического института РАН Сергей Коновалов , – постепенно, медленно, но верно сероводород поднимается в толще вод.
Одновременно с этим специалистами зафиксировано сокращение содержания кислорода в придонном слое Черного моря. На эти причины, по мнению ученых, влияют два фактора – потепление, приводящее к уменьшению растворимости кислорода, и антропогенный фактор, который связан с поступлением большего количества органического углерода (из-за стоков, которые необходимо качественно очищать).
– Завтра катастрофы не будет, в таких больших морских системах говорить о каких-то проблемах в масштабах одного года не приходится, – продолжил Сергей Коновалов , – но если об этом не задумываться, то, условно говоря, следующему поколению придется очень долго расхлебывать проблему.
На самом деле заявленная проблема является очень серьезной. В истории немало примеров, когда различные причины (в том числе и землетрясения, которые нередки в нашем регионе) способствовали выходу ядовитого газа с морского дна. Все сопровождалось взрывами, возгоранием и гибелью не только морских обитателей, но и местного населения.
Существенной проблемой ученые называют и недостаточное количество гидрометеостанций в Сочи, определяющих качество прибрежных вод. А это уже финансовая проблема. Специалисты уверены: нужно финансировать модернизацию.
Примеры из истории
Между тем все это может быть очень опасно. Сероводород в Черном море не зря стал предметом пристального внимания ученых по целому ряду причин. Экологическая ситуация действительно значительно ухудшилась в последние десятилетия. Ученые рассказали, что массовые сливы отходов различного происхождения привели к гибели множества видов водорослей, планктона. Они стали оседать на дне быстрее. Также ученые установили, что в 2003 году была полностью уничтожена колония красной водоросли. Этот представитель флоры вырабатывал около 2 млн куб/м кислорода в год. И это сдерживало рост сероводорода. Ныне главного конкурента ядовитого газа просто не существует. Поэтому экологов тревожит сложившаяся ситуация.
Пока она не угрожает нашей безопасности, но со временем возможен выход газового пузыря на поверхность. А как мы знаем из курса школьной химии, при контакте сероводорода с воздухом возникает взрыв, который уничтожает все живое в радиусе поражения. Известны факты, когда случались целые экологические катастрофы по вине взорвавшегося сероводорода, который скопился в толще вод. Достоверно зафиксирован масштабный случай, когда смертоносные газы вышли на поверхность. Это произошло в 1927 году во время Крымского землетрясения (его эпицентр находился в море всего в 25 км от Ялты), когда из-за колебаний земной поверхности было нарушено равновесие между слоями и газовое облако вырвалось наружу. Это землетрясение унесло множество жизней и практически уничтожило город. Но не только этим оно запомнилось пережившим трагедию жителям.
В то время, когда город сотрясался от чудовищных толчков, море полыхало ярким пламенем. Это не горели суда или портовые сооружения – это горела сама вода. Чудовищный феномен долгое время держали в секрете. Взрывался сероводород и в Камеруне, в поселке на берегу озера Ниос, при этом из-за поднятия газа на поверхность погибло все население (почти одновременно умерло 1746 человек). Менее кровавыми стали события в Перу и Мертвом море. В Перу в 1980 году корабли, выходящие в океан на промысел, возвращались назад черными и почти пустыми.
Вместо водорослей в прибрежных водах плавали тонны мертвой рыбы, отравленной сероводородом. В 1983 году воды Мертвого моря внезапно поменяли голубой цвет на черный. Море как будто перевернули, и насыщенные сероводородом воды вышли на поверхность. Это происшествие зафиксировал американский спутник, делавший виток вокруг Земли.
Как показывают эти примеры, с накопившимся сероводородом и, соответственно, повышением его концентрации шутить не надо. Все это рано или поздно может привести к экологической катастрофе. Однако, как говорится, лучше не ждать у моря погоды, когда ядовитый газ рванет на поверхность, а попытаться предотвратить трагедию. Ученые предлагают здесь комплекс мероприятий.
Черное море отличается очень интересной структурой. Дело в том, что толща воды в нем делится на несколько слоев, которые не перемешиваются между собой.
Тонкий поверхностный слой моря более пресный, он богат кислородом и органическими веществами. Именно здесь сосредоточено все разнообразие черноморской фауны.
Но со стометровой глубины происходит снижение количества растворенного кислорода, а уже с 200 метров Черное море представляет собой токсичную сероводородную среду.
Лучше предотвратить, чем лечить...
Конечно, завтра катастрофы не будет, успокаивают ученые. Но вести работу по сокращению сбросов неочищенных сточных вод в море, оптимизировать хозяйственную деятельность с оглядкой на состояние экосистемы края, активизировать научные исследования морского дна – это мы должны сделать уже сегодня, иначе следующему поколению придется долго расхлебывать проблемы.
А еще можно приступить непосредственно к внедрению технологии по переработке ядовитого газа. Есть научные разработки, которые предлагают применить газ как топливо. Для этого на глубину необходимо опустить трубу и периодически поднимать воду на поверхность. Это будет похоже на открытие бутылки с шампанским. Морская вода, смешиваясь с газом, будет бурлить. Из этого потока будет извлекаться сероводород и применяться в хозяйственных целях. При сгорании газ выделяет большое количество тепла.
Еще одной идеей является проведение аэрации. Для этого в глубоко проходящие трубы закачивают пресную воду. Она обладает меньшей плотностью и будет способствовать перемешиванию морских слоев. Этот способ успешно применяется в аквариумах. При использовании воды из скважин в частных домах иногда требуется очищать ее от сероводорода. В этом случае также успешно применяется аэрация. Какой способ выбрать – решать уже не нам. Главное – работать над решением экологической проблемы. Игнорировать возникающую проблему нельзя. Если не предпринимать правильные шаги сейчас, со временем может произойти глобальная катастрофа.
Ученые утверждают: если весь сероводород, покоящийся на дне, поднимется на поверхность, взрыв будет сопоставим с ударом астероида размером с половину луны. А это уже навсегда изменит облик нашей планеты.
- 17238Во 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.
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.
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.
Обычно ученые, объясняя наличие огромной массы сероводорода в Черном море (ЧМ) объясняют это уникальностью этого водоема. Приводятся следующие аргументы:
- Черное море - закрытый бассейн, оно соединено с мировым океаном узкими проливами.
- Крупные реки сбрасывают в ЧМ большое количество органики.
- ЧМ имеет большую глубину и резкий перепад от континентального шельфа к глубине.
- Высокая соленость глубинных слоев ЧМ не позволяет кислороду проникнуть вниз и это способствует образованию и накоплению сероводорода.
- В силу уникальности гидрологии ЧМ в нем не происходит перемешивания слоев.
Рис 1. Разрез Черного моря.
Взглянув на эту карту, мы быстро убеждаемся в том, что по своим характеристикам ЧМ не уникально.
Рис. 2 Рельефы морей.
Средиземное море (СМ) также имеет закрытый характер и соединяется с океаном сравнительно узким Гибралтаром. При этом максимальная глубина СМ 5121 м, что значительно превышает глубину ЧМ (2210 м). Средние глубины обоих морей имеют примерно одинаковое значение - 1240 и 1541 м. При этом на карте видно - перепады глубин в СМ едва ли не больше, чем в ЧМ.
Относительно солености - так соленость СМ значительно выше солености ЧМ (36-39,5 ‰ против 15-18 ‰), что несомненно будет еще в большей степени препятствовать проникновению кислорода на глубину. При этом внос органики реками Средиземноморского бассейна, несомненно, больше, даже не из-за того, что в него впадает больше рек, а потому, что на берегах этого бассейна находятся промышленно развитые страны ЕС. Они густо населены, ведут интенсивные сельскохозяйственные работы, а крупные города сбрасывают колоссальное количество отходов. При этом в странах ЕС не было такого падения всех экономических показателей, как в странах бывшего СССР и Восточной Европы.
Несмотря на все это в СМ запасы сероводорода не образуются.
Но возьмем Каспийско море (КМ). Оно вообще является соленым озером.
Рис.3 Каспийское море.
Глубина КМ вполне приличная - 1025 м. При этом, мы наблюдаем значительный перепад глубин, практически обрыв в районе впадения р.Куры. Да и в средней части бассейна тоже. Относительно органики сомневаться не приходится - в стоки могучей Волги, Куры и Урала добавляются загрязнения от нефтедобычи. Но и в КМ нет глубинных слоев сероводорода! Хотя соленость в южной части моря достигает 28 ‰.
Остался один и последний аргумент уникальности ЧМ - отсутствие перемешивания слоев. Почему в других морях они перемешиваются, а в Черном нет? Стоит заметить, что сама методика определения параметров морской воды, глубинных течений и соленостей весьма сложна. Дело в том, что подобные работы требуют значительных затрат. Эксплуатация океанографических судов баснословно дорога. Куда лучше потратить средства на постройку круизных лайнеров, этаких плавучих парадизов, чтобы потом их топить и жечь в расчете на получение страховки.
Рис. 4 Океанографические суда.
К тому же, и объем таких исследований чрезвычайно велик. Мы с большим трудом поимели некоторое представление лишь о поверхности океанов и морей, а если еще и взять их толщу….это колоссальный объем информации. Зачастую даже подводные лодки гибнут из-за отсутствия подобных знаний. Они проваливаются в глубинные слои с меньшей плотностью, будто проломив лед более плотного слоя. Как эти слои образуются, где они расположены и почему - все это - еще загадки для океанологии.
Поэтому, с уверенностью утверждать, что в ЧМ отсутствует вертикальное перемешивание слоев по такой-то причине - преждевременно. Но оно отсутствует, и это - факт.
Однако, сероводород с успехом образуется и в других морях и бассейнах. Замечено ускоренное образование сероводорода, например, в Норвежских фьордах. Проезжая на машине в Одессу мимо лиманов, мы вынуждены затыкать нос и закрывать стекла автомобиля - нестерпимо воняет сероводородом. Образуется этот газ и в других морях и даже в озерах.
Недалеко от курорта Плайя-дель-Кармен расположена заполненная пресной водой пещера Сенота Ангелита. Затерянная в непроходимых джунглях Мексики, пещера таит в себе множество сюрпризов, один из которых - удивительное подводное озеро! На дне этого озера тоже имеется сероводородный слой.
Рис. 5 Подводное озеро в Мексике.
Отсюда можно сделать вывод, что ЧМ абсолютно не уникальный в этом отношении бассейн и наличие в нем 3,1 млрд т. сероводорода обусловлено иными причинами.
Здесь хочется упомянуть еще одно странное событие. Недавно американский спутник «Ландстат» сделал очередной снимок Мертвого моря (ММ), который потряс ученых. Всего за один орбитальный виток цвет этого водоема изменился на абсолютно черный. Океанологи пришли к выводу, что море мгновенно «перевернулось». Поверхностные слои ушли вниз, а насыщенные сероводородом всплыли.
Рис. 6 Мертвое море.
Такое может произойти при достижении критического градиента плотности и вполне возможно с нашим ЧМ. Насыщенная сероводородом вода имеет черный цвет. Вот вам и объяснение - почему ЧМ называется черным. А ведь раньше оно называлось Русским, греки его звали гостеприимным. Лишь потом оно вдруг почернело. Не случилось ли в древности «переворачивание» слоев?
Стоит заметить, и на это всегда указывают ученые, что дно ЧМ не имеет сплошной гранитной плиты. То есть, ЧМ лежит прямо на базальтах мантии и является остатком древнего океана. Истинная глубина ЧМ при этом достигает 16 км., впадина заполнена осадками.
Несложный расчет показывает, что объем осадочных веществ составляет:
Площадь глубоководной части - 211 000 кв.км. * толщину осадочного слоя 16 км. = 3 млн. 376 тыс. куб. км.
Что превышает объем всего ЧМ более чем в 6 раз.
При этом исследования экспедиции Дж. Меррея в 1910 г., частью экспедицией Метеора, исследования на кабельном пароходе Лорд Кельвин, экспедицией В. Снеллиуса и многих других показали, что слой осадочных веществ на дне мирового океана составляет 23-35 см. То есть, осадки накапливаются крайне долго и медленно.
Как же мог в ЧМ накопиться слой осадков толщиной 16 км?
При этом следует заметить, что еще в начале 20 в сероводород располагался значительно глубже. В 1891 году профессор А.Лебединцев поднял из глубин Черного моря первую пробу воды. Проба показала, что вода ниже 183 метров насыщена сероводородом. В наше время ядовитый и взрывоопасный газ располагается на глубинах от 18 м, и порой даже прорывается на поверхность, как это случилось во время Крымского землетрясения 1927 г. Тогда в пламени на поверхности моря сгорела целая флотилия рыбаков.
Рис. 7 ЧМ.
Значит, процесс образования сероводорода продолжается и идет довольно быстро. И это не обусловлено увеличением сброса в ЧМ органических веществ - он даже уменьшился. Это результат гниения без доступа кислорода громадного количества осадков, оказавшихся в ЧМ неизвестно, как и в недавнем прошлом.
Мы знаем, что прорыв Босфора и Дарданелл произошел в исторический период, это отмечено в летописях. Также известно, что на древних картах ЧМ изображено округлым бассейном, без полуостровов, а Крым - ровным берегом.
Не нужно делать из наших предков идиотов, будто они, рисуя Крым не увидели, что это полуостров, выдающийся на 300 км в море. Просто на старинных картах изображено ЧМ в том виде, как оно было. А это было озеро в глубоководной части современного ЧМ. Я уже писала (http://alexandrafl.livejournal.com/5078.html) , что предположительно, в результате громадного цунами, а еще более вероятно - гипер-осадков, супермощных дождей вся биомасса со Среднерусской возвышености, южной части Украины была смыта в Черноморский бассейн. В результате мы имеем отсутствие мощных слоев плодородных почв в Нечерноземье, широкие поймы рек, не соответствующие их геологической истории, скопления чернозема в местах, куда он был намыт, отсутствие деревьев в степной зоне Украины, мощный пласт наносов в степной части Крыма.
На дне ЧМ лежат останки нашей древней цивилизации. Там растительность, почвы, погибшие животные и люди, затопленные города и русла рек. Некогда лесистый, полный живности, плодородный юг Украины превратился в сухую степь. Это произошло не так давно, как хотели бы нам внушить ученые. В исторических документах еще можно найти упоминания об этом благодатном крае. Наши предки пытались защититься от стихии, они построили вдоль крупных рек колоссальные гидротехнические сооружения - Змиевы Валы, которые сейчас пытаются выдать за оборонительные сооружения против малочисленных кочевников, способных собраться разве что только а банду, но не в войско.
Рис. 8 Змиевы валы.
Был также перекопан Крымский перешеек, сделан вал, отделяющий Керченский полуостров. Все для защиты от могучих селей и наводнений.
Остатки нашей цивилизации продолжают «газовать» на дне ЧМ. Именно это и является той уникальностью, которая присуща бывшему Русскому, а ныне Черному морю.
- Все права защищены Александра Лоренц
Человек является неотъемлемой частью природы. Она может быть благоприятна, дружелюбна к нам. Мы пьем воду, дышим воздухом, получаем тепло и еду из окружающей среды. Это источник нашей жизни.
Но наша планета может не только давать свои богатства людям, но и приносить разрушение, беды и лишения. Землетрясения, пожары и наводнения, смерчи и извержения вулканов уносят жизни множества людей. Природной катастрофой может стать в Черном море сероводород. В этих водах его очень много.
Соседство с Черным морем может стать причиной трагедии для множества людей. Какие существуют варианты развития событий, а также как избежать их, выясняют ученые. Об их мнении интересно знать каждому жителю нашей страны и всего мира.
Что такое сероводород?
Не вдаваясь в химические формулы, следует рассмотреть, какими свойствами обладает сероводород. Это бесцветный газ, который характеризуется устойчивым и водорода. Оно разрушается лишь при температуре свыше 500 ºС.
Он ядовит для всех живых организмов. В этой среде выживают лишь некоторые виды бактерий. Газ известен своим специфическим запахом яиц, которые протухли. Не присутствует никакой флоры и фауны в воде, в которой растворен сероводород. Воды Черного моря содержат его в огромных количествах. Зона сероводорода просто впечатляюще огромная.
Ее открыл еще в 1890 году Н. И. Андрусов. Правда, в те времена еще не было точно известно, в каких количествах он содержится этих водах. Исследователи опускали на разные глубины металлические предметы. В сероводородной воде индикаторы покрываются черным сульфидным слоем. Поэтому существует предположение, что это море получило свое название именно из-за этой особенности своих вод.
Особенности Черного моря
У некоторых людей возникает вопрос: откуда в Черном море сероводород? Но следует отметить, что это не эксклюзивная особенность представленного водоема. Этот газ исследователи находят в очень многих морях и озерах во всем мире. Он накапливается в природных слоях благодаря отсутствию на больших глубинах кислорода.
Органические останки, опускаясь на дно, не окисляются, а гниют. Это способствует образованию ядовитого газа. В Черном море он растворен в 90 % водной массы. Причем слой залегания неравномерный. У берегов он начинается на глубине 300 м, а в центре встречается уже на уровне 100 м. Но в некоторых районах Черного моря слой чистой воды еще меньше.
Существует еще одна теория происхождения сероводорода. Некоторые ученые утверждают, что он образуется из-за тектонической активности вулканов, действующих на дне. Но приверженцев биологической теории все же больше.
Движение водных масс
В процессе перемешивания перерабатывается, изменяет свою форму сероводород в Черном море. Причины, по которым он тем не менее накапливается, заключаются в разном уровне солености воды. Слои очень слабо перемешиваются, так как море не имеет достаточного сообщения с океаном.
Всего два узких пролива содействуют процессу водообмена. Босфорский пролив соединяет Черное море с Мраморным, а пролив Дарданеллы - со Средиземным. Замкнутость водоема приводит к тому, что Черное море обладает соленостью всего 16-18 промилле. Океанические массы характеризуются этим показателем на уровне 34-38 промилле.
Мраморное море выступает как бы посредником между этими двумя системами. Его соленость равна 26 промилле. Вода Мраморного поступает в Черное море и опускается на дно (так как она тяжелее). Разница температуры, плотности и солености слоев приводит к тому, что они перемешиваются очень медленно. Поэтому в природных массах накапливается сероводород.
Экологическая катастрофа
Сероводород в Черном море стал предметом пристального внимания ученых по целому ряду причин. Экологическая ситуация здесь значительно ухудшилась в последние десятилетия. Массовые сливы отходов различного происхождения привели к гибели множества видов водорослей, планктона. Они стали оседать на дне быстрее. Также учеными было установлено, что в 2003 году была полностью уничтожена колония красной водоросли. Этот представитель флоры вырабатывал около 2 млн куб. м кислорода в год. Это сдерживало рост сероводорода.
Ныне главного конкурента ядовитого газа просто не существует. Поэтому экологов тревожит сложившаяся ситуация. Пока она не угрожает нашей безопасности, но со временем возможен выход газового пузыря на поверхность.
При контакте сероводорода с воздухом возникает взрыв. Он уничтожает все живое в радиусе поражения. Ни одна экосистема не может противостоять деятельности человека. Это приближает возможную катастрофу.
Взрыв на море
В истории известны печальные инциденты, когда воды моря полыхали огнем. Первый зафиксированный случай произошел в 1927 году в 25 километрах от Ялты. В это время город был разрушен мощнейшим землетрясением в восемь баллов.
Но оно запомнилось пострадавшим жителям еще и ужасным пожаром, охватившим водные просторы. Люди тогда понятия не имели, почему пылает Черное море. Сероводород, взрыв которого был вызван тектонической активностью, вышел на поверхность. Но подобные случаи могут повториться.
Сероводород, выходя на поверхность, контактирует с воздухом. Это приводит к взрыву. Он может разрушить целые города.
Первый фактор возможного взрыва
Взрыв, который способен унести жизни тысяч, миллионов людей и всех живых организмов в зоне поражения, может произойти с большой долей вероятности. И вот почему. В Черном море сероводород не перерабатывается, накапливаясь под все уменьшающейся толщей чистой воды. Человечество относится к этой проблеме безответственно. Вместо того чтобы применять технологии по переработке ядовитого газа, мы сливаем в воды отходы. Процесс гниения усугубляется.
Телефонные, нефтяные и газовые трубопроводы проходят по дну Черного моря. Они повреждаются, происходят возгорания. Это может привести к взрыву. Поэтому деятельность человека может считаться первым фактором возможной катастрофы.
Вторая причина взрыва
Природные катаклизмы также могут спровоцировать взрыв. Тектоническая активность в этом районе не редкость. Сероводород на дне Черного моря может быть потревожен землетрясением или извержением вулканов. Ученые утверждают: если бы сегодня произошло такое же бедствие, как в сентябре 1927 года, взрыв был бы столь сильным, что погибло бы огромное количество людей. Далее в атмосферу бы попало огромное количество серы. принесли бы немало вреда.
Тонкий слой чистой воды становится все меньше. Особенно близко сероводород подходит к поверхности на юго-востоке Черного моря. При пород в этом районе возможна ужасная катастрофа. Но на сегодняшний день взрыв возможен в любом районе.
Третья причина катастрофы
Истончение чистого слоя морской воды может привести к самопроизвольному выходу пузыря ядовитого газа из недр. Откуда в Черном море столько сероводорода, удивляться не приходится. Основные факторы ухудшения экологической ситуации были рассмотрены ранее.
Ученые утверждают: если весь сероводород, покоящийся на дне, поднимется на поверхность, взрыв будет сопоставим с ударом астероида размером с половину луны. Это стало бы навсегда изменившей облик нашей планеты.
В некоторых районах подходит к поверхности на расстоянии 15 м. Ученые утверждают, что на таком уровне сероводород исчезает сам в процессе осенних штормов. Но такая тенденция все равно является настораживающей. Со временем ситуация, к сожалению, только ухудшается. Время от времени к берегам прибивает огромное количество мертвой рыбы, попавшей в сероводородное облако. Также гибнет планктон, водоросли. Это грозное предупреждение для человечества о надвигающейся катастрофе.
Подобные катастрофы
Ядовитый газ встречается во многих водоемах мира. Это далеко не уникальное явление, которым характеризуется дно Черного моря. Сероводород уже показывал свою разрушительную силу людям. Из истории можно почерпнуть информацию о подобных несчастьях.
Например, в Камеруне, в поселке на берегу озера Ниос, погибло все население из-за поднятия газа на поверхность. Людей, которых застало бедствие, нашли через время гости селения. Это несчастье унесло в 1986 году жизни 1746 людей.
Шестью годами ранее этих событий в Перу рыбаки, выходящие в море, возвращались без улова. Их корабли были черными из-за оксидной пленки. Люди голодали, так как погибла большая популяция рыбы.
В 1983 году по неизвестным причинам вода Мертвого моря потемнела. Его будто перевернули, и сероводород со дна поднялся на поверхность. Если бы такой процесс произошел на Черном море, все живое в окрестных районах умерло бы в результате взрыва или отравления ядовитыми испарениями.
Реальная ситуация сегодня
В Черном море сероводород постоянно дает о себе знать. Апвеллинги (восходящие течения) поднимают газы к поверхности. Они нередки в крымском, кавказском районах. Возле Одессы нередки случаи массовой гибели рыбы, которая попала в сероводородное облако.
Очень когда подобные выбросы происходят в грозу. Молния, попавшая в большой очаг, провоцирует возгорание. Запах тухлых яиц, который ощущают люди, свидетельствует о превышении допустимой концентрации ядовитого вещества в воздухе.
Это может привести к отравлению и даже смерти. Поэтому ухудшение экологической ситуации должно быть замечено нами. Необходимо принимать меры по снижению концентрации сероводорода в водах Черного моря.
Пути решения проблемы
Специалисты разрабатывают несколько способов, позволяющих устранить в Черном море сероводород. Группа херсонских ученых предлагает применить газ как топливо. Для этого на глубину опускают трубу и один раз поднимают воду на поверхность. Это будет похоже на открытие бутылки с шампанским. Морская вода, смешиваясь с газом, будет бурлить. Из этого потока будет извлекаться сероводород и применяться в хозяйственных целях. При сгорании газ выделяет большое количество теплоты.
Еще одной идеей является проведение аэрации. Для этого в глубоко проходящие трубы закачивают пресную воду. Она обладает меньшей плотностью и будет способствовать перемешиванию морских слоев. Этот способ успешно применяется в аквариумах. При использовании воды из скважин в частных домах иногда требуется очищать ее от сероводорода. В этом случае также успешно применяется аэрация.
Какой способ выбрать, уже не столь важно. Главное - работать над решением экологической проблемы. В Черном море сероводород может использоваться во благо человечеству. Игнорировать возникающую проблему нельзя. Комплексность в ее решении станет самым разумным действием. Если не предпринимать правильные шаги сейчас, со временем может случиться большая катастрофа. В наших силах ее предотвратить и уберечь себя и других живых организмов от гибели.
За последние 60 лет почти 40% акватории Черного моря оказались непригодными для жизни. Таков вывод сделали бельгийские ученые из Льежского университета. Как подсчитали специалисты, с 1955 по 2015 годы глубина проникновения кислорода снизилась со 140 до 90 метров. Одновременно ученые обнаружили ухудшение качества воды, связанное с большим поступлением в море соединений фосфора и азота.
Что вода стала хуже, видно невооруженным глазом. Многие отдыхающие жалуются, что не только в Сочи, где вода всегда была не очень, но и в Абхазии она ныне грязная. Даже на пляжах предупреждают, что купаться пока можно, но упаси бог глотнуть морской водички — можешь подхватить инфекцию. Это, конечно, огорчает туристов: какой же отдых на море без ныряний?
Рыбаки отмечают существенное снижение улова. Причем жалуются рыбаки не только из Одессы и Крыма, но также Болгарии и Грузии.
Впрочем, теперь выясняется, что Черному морю грозит гораздо более серьезная опасность, чем кишечная палочка или сокращение популяции рыб.
«Люди с ужасом наблюдали, как пепельное море забурлило, закипело, превратилось в подлинно черное, как назвали его Бог знает с какого переляку, и стало исчезать в какую-то воронку. Омерзительно пахло сероводородом. Черное море перестало существовать… Позже, комментируя невероятный случай, ученые пришли к выводу, что предупреждение о роковой роли сероводорода, залегающего слоем на глубине сорока метров, мало кого волновало всегда, теперь он вырвался на поверхность и „съел“ воду». Так экологическую катастрофу в политическом романе «Набат» обрисовал писатель Александр Гера .
А как может быть на самом деле?
Известно, что Черное море имеет глубину до двух тысяч метров. Но на глубине свыше 200 метров живут только бактерии, выделяющие сероводород. Рыбы и другие организмы жить не могут, так как кислорода там нет, есть только «мертвая вода», то есть соединение водорода с серой. Поверхностный слой преимущественно речного происхождения, уровень соли там для моря довольно низкий. На глубине от 50 до 100 метров содержание соли резко возрастает. Верхние слои намного легче нижних, поэтому они почти не перемешиваются.
Таким образом, Черное море представляет собой глубокий резервуар с сероводородом и тонким слоем практически пресной воды, где и обитают все живые организмы. Если этому тонкому слою грозит исчезновение, то всё море может стать не просто безжизненным, но и взрывоопасным.
С этими оценками согласен и старший научный сотрудник Севастопольского отделения Государственного океанографического института имени Н.Н. Зубова Анатолий Рябинин. Он считает, что Черному морю может грозить большая катастрофа:
— Согласно нашим исследованиям, за последние десятилетия прошлого века слой сероводородной воды действительно поднимался, иногда до уровня 75 метров. В 1986 году работала специальная комиссия, она установила, что опасность подъема сероводородных вод сохраняется.
«СП»: — Эти исследования проводились давно. А какая картина сейчас?
— К сожалению, вся информация у нас только по прошлому веку. В этом столетии мы ничего не измеряли, денег на исследования нам не выделяли. В советское время я руководил лабораторией химии моря, так меня наказывали, если к концу года я не успевал истратить все средства, которые выделялись лаборатории.
Наши исследования показывали, что уровень сероводорода повышается и можно ожидать выбросов сероводорода в атмосферу при каких-то катаклизмах.
О важности исследования Черного моря может свидетельствовать один простой факт. Однажды ко мне приходил майор госбезопасности и консультировался. Как он мне сказал, у КГБ были сведения, что американцы могут на дно моря заложить ядерный заряд и в случае войны взорвать его. Нас тогда просили оценить последствия взрыва.
«СП»: — И ничего нельзя сделать с этой сероводородной напастью?
— В свое время изучалась возможность добычи сероводорода, чтобы использовать его в качестве топлива. Сотрудники московского НИИ океанологии им. ПП. Ширшова РАН выступали всегда за то, чтобы не добывать сероводорода больше, чем его образуется, так как это может нарушить природный баланс. Я всегда придерживался иной точки зрения. По моему мнению, сероводород надо добывать в больших количествах, чтобы со временем очистить море, скажем, лет через сто. На сегодняшний день Черное море — самое опасное на планете.
«СП»: — К каким последствиям может привести поднятие уровня сероводорода?
— К самым катастрофическим. В 1927 году около Ялты произошло землетрясение. Тогда море буквально горело. Некоторые ученые считают, что это горел сероводород.
Если говорить о факторах, которые влияют на уровень опасности, можно отнести природное и человеческое воздействие. Сегодня объективно море загрязняется, это факт. В глобальное потепление я не очень верю, но трудно с полной уверенностью сказать, каких последствий ждать.
Вообще, согласно некоторым научным данным, примерно 6000 лет назад Черное море было чистым, никакого сероводорода в нем не было. Для геологии это совсем небольшое время. То есть, накопление сероводорода идет стремительно.
Иной точки зрения придерживается заведующий отделом Азово-Черноморского бассейна и Мирового океана Южного научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (город Керчь) Владислав Шляхов :
— В Черном море действительно существует обширный слой сероводородной воды, которая расположена на разных глубинах в разных частях моря, от 90 до 150 метров. Уровень сероводородного слоя постоянно пульсирует, то поднимается, то снижается. Пока неясно, на какие данные опираются бельгийские ученые. Я лично ничего катастрофичного в изменении уровня сероводорода не вижу.
Большой шум был еще в 1980-х годах, когда наш институт, потом сотрудники НИИ океанологии им. Ширшова обнаружили поднятие уровня сероводорода. Но дальнейшие наблюдения показали, что это природное явление. Вслед за поднятием наступает спад.
Есть среди некоторых специалистов мнение, что рано или поздно произойдет катастрофа. Но на мой взгляд, происходят обычные колебания.
Последние несколько лет количество осадков уменьшилось, соответственно, пресноводный сток снизился. Как результат — повысился уровень сероводорода. Все эти процессы имеют большую амплитуду. Скажем, в следующие годы осадков будет больше, и пресноводный слой увеличится, сероводород понизится.
«СП»: — Как влияет на процесс изменения уровня сероводорода глобальное изменение климата?
— Климат действительно меняется, отрицать это нет никакого резона. В Черном море это проявляется в том, что более теплые зимы приводят к изменению продуктивности рыбы и других живых организмов. Но это не имеет отношения к сероводороду. Пресных стоков станет больше, и уровень сероводорода снизится. Существует «запирающий слой», который мешает проникновению сероводорода на поверхность.
«СП»: — Как влияет хозяйственная деятельность на уровень сероводорода?
— Хозяйственная деятельность будет влиять в одном случае. Если отъем пресноводного стока увеличится. Скажем, раньше вода к нам поступала по Северо-Крымскому каналу с Украины. Поток пресной воды, идущий в Черное море, уменьшался. Потому что много водных ресурсов использовалось для орошения полей и хозяйственных нужд. Сейчас же около Каховской ГЭС на Украине началось подтопление, и украинцы вынуждены сбрасывать избытки воды. Нам больше воду они не поставляют. Как говорится, ни себе ни людям. Так вот, излишки воды они скидывают в море. Таким образом, поток пресной воды в море увеличился. В северо-западной части моря наблюдается даже опреснение.
«СП»: — Вода в море стала грязнее, появились всякие инфекции.
— Это связано с аномально теплым летом. Море начало прогреваться раньше, дольше сохраняется высокая температура воды. Плюс бытовые и промышленные стоки. Кстати, стоков стало меньше по сравнению с советским временем.
«СП»: — А изменение климата как-то влияет на экологию Черного моря?
— Этот фактор, конечно, влияет. И не только на Черное море — на все моря. При глобальном потеплении мы можем столкнуться с куда большими проблемами, чем повышение уровня сероводорода. Мы видим, что идет таяние ледников в Антарктиде, близ Гренландии. Поднятие уровня Мирового океана намного опаснее, поскольку имеющееся в природе равновесие может нарушиться.
Но если же говорить о перспективе, соизмеримой с жизнью наших детей, то до катастроф не должно дойти. Впрочем, мое мнение — одно из многих.