Про морській воді Чорного моря

Перш ніж говорити про воду Чорного моря, згадаємо трохи з того, що ми знаємо про воду. Зі шкільної лави ми знаємо, що понад дві третини поверхні землі покриті водою. В основній своїй масі це вода солона. Втім, треба сказати, що абсолютно прісної, дистильованої води в природі немає, вона може бути отримана тільки штучно. Природні ж води містять ту чи іншу кількість солей. Наприклад, в дощовій воді міститься 1 грам солі на 30 кілограмів води. Звичайно, таку воду ми називаємо прісної.

Лише три відсотки води на земній кулі - прісні. І розподілені вони по території суші вкрай нерівномірно. Щоб зберегти воду, вдаються до різних методів: закачують в грунт глинисті розчини, щоб зменшити фільтрацію в грунт, покривають поверхню водойм спеціальними синтетичними плівками і т. П. Тим часом багато посушливі райони розташовані поблизу води, правда, солоної, морський. Наприклад, безводний степовий Крим оточений морем. Та й на південному березі Криму недостатньо води.

Установки, опріснювати морську воду, успішно працюють в різних районах Радянського Союзу і за кордоном. У місті Шевченко на березі Каспійського моря, наприклад, така установка дає 450 літрів прісної води на добу на кожну людину. Опріснюють тут воду в основному виправними, але застосовують і інші способи, наприклад, хімічний (поглинання солей іонообмінні смоли) і електрохімічний (збирання іонів солей електродами).

Відзначимо ще ряд загальних особливостей води, перш ніж переходити до розповіді про водах Чорного моря. Відомо, наприклад, що вода має велику теплоємність. При нагріванні вона поглинає велику кількість тепла, а при охолодженні випромінює його. Тому прибережні райони зазвичай тепліше районів, розташованих на тій же географічній широті, але віддалених від моря. Якщо ж по берегах моря стоять ще високі гори, які не дозволяють тепла поширюватися далеко, то клімат прибережних районів буде ще тепліше. Такі умови і існують у нас на Чорному морі в районах радянських субтропіків. Це самі північні субтропіки на земній кулі. Сочі, наприклад, розташований на широті Владивостока і Нью-Йорка, де клімат, як відомо, більш суворий, ніж в Сочі.

Ще одна властивість води - на її випаровування потрібна велика кількість тепла. Яку роль відіграє це властивість? Якби при випаровуванні потрібно мало тепла, то багато річок і озера висихали б влітку до дна.

Часто кажуть, що вода - носій життя, океан - колиска життя. Дійсно, перші організми зародилися у воді і до сих пір багато хто живе в цій живильному середовищі. Переміщаючись з одного району в інший і зверху вниз, вода переносить органічна речовина і кисень для харчування тварин і рослин. Там, де послаблюються такі переміщення, наприклад в глибинах Чорного моря, зникає життя.

Чорне море - найтепліше наше море. Температура води на його поверхні протягом півроку вище 16 ° С, а влітку більше 25 ° С. Взимку поверхня основної частини моря охолоджується до 6 - 8 ° С. Затоки в його північно-західній частині, як правило, замерзають, вітри неодноразово ламають лід, утворюючи тороси до 3 метрів висоти. В окремі роки в районі Одеси застосовують криголами для виведення суден у море.

Лід в цій частині моря утворюється з таких причин. Глибини тут порівняно невеликі - до 200 метрів. При охолодженні вода перемішується до дна. У тих районах моря, де глибини великі, глибинні води служать джерелом тепла взимку. Мала солоність води північно-західній частині моря, викликана припливом річкових вод, також має своє значення. Низинні берега в цьому районі дають вихід холодним масам повітря з півночі і північного сходу. Все це сприяє утворенню льоду.

Особливо суворі зими тут бувають тоді, коли над європейською частиною СРСР довго стоїть область високого тиску - антициклон, що викликає приплив повітря на море з півночі. М'які зими бувають через теплі вітрів, що викликають приплив повітря з Атлантики.

Площа, зайнята льодами, досягає в північно-західній частині моря від 1 до 20 тисяч квадратних кілометрів. Лід тут буває товщиною 30 - 40 сантиметрів, тримається 3 - 4 тижні. У затоках і лиманах товщина сягає часом 50, а іноді навіть 70 сантиметрів, тривалість стояння від одного до трьох з половиною місяців.

Різкі коливання температури виникають при сгонно-нагінних вітрах. Зганяння води призводить до її охолодження, нагон - до поширення тепла вглиб. У Криму один раз при згону вітрі за кілька годин температура води впала на 12 ° С (з 23 до 11).

Виключним постійністю відрізняється температура води в глибині моря: починаючи з 200 метрів, до самого дна, і влітку і взимку тримається температура 8-9 ° тепла.

Чим морська вода відрізняється від річкової? Всякий скаже: тим, що морська вода солона. Солоність води визначається кількістю грамів солей, що припадають на кілограм морської води. Цікаво порівняти солоність води різних морів і Світового океану:

З цих даних видно, що солоність Чорного моря в два рази нижче, ніж океанських вод, але в два рази вище солоності Азовського моря і в півтора рази Каспійського моря.

Багато хто вважає Каспійське море дуже солоним. Таке уявлення неправильно, сильно осолонении є лише затоку Кара-Богаз-Гол і ряд дрібних заток. До речі, саме солоне з усіх морів земної кулі Мертве море, розташоване в Палестині, містить до 300 грамів солей на 1 кілограм морської води.

У це море впадає тільки річка Йордан, і жодна річка з нього не випливає.

Вода в цьому морі настільки щільна, що не можна потонути. Можна не тільки лежати, але і сидіти на поверхні води. Розповідають, що римський імператор Тит велів скувати і кинути в Мертве море непокірних рабів. Яке ж було його здивування, коли він побачив, що вони не тонуть.

Мертвим море названо за іншою ознакою. Справа в тому, що в воді такої солоності немає життя. У Чорному морі на глибинах теж немає життя, хоча солоність там невисока. Але про це ми поговоримо пізніше, а зараз зупинимося ще на одному важливому властивості морської води.

Зі зміною солоності змінюються властивості і смак води, але є щось спільне, що об'єднує і опріснене Чорне море, і осолонении Червоне, і Світовий океан. Справа в тому, що, не дивлячись на різницю в солоності, склад солей, розчинених у морській воді, виключно постійний. Чому? Склад солей в море регулюється тваринами і рослинами. Навіть маленька рибка вагою 100 грамів пропускає через себе 20 - 30 кубічних сантиметрів води в хвилину. А скільки води пропускають величезні мешканці океану!

Відомо, що, коли утворився первинний океан і не було ще тваринних організмів, склад солей цього океану був іншим. Зараз в морській воді основні солі містяться в наступних кількостях (у відсотках):

В окремих морях спостерігаються лише невеликі коливання складу солей, що не перевищують одного відсотка. Так, в Чорному морі в порівнянні зі Світовим океаном міститься дещо більше вуглекислого кальцію і хлористого калію, але менше сірчанокислого кальцію.

Незначна зміна сольового складу кілька наближає чорноморську воду до річкової (не по солоності, а за складом солей).

Цікаво порівняти склад солей (у відсотках) морської і річкової води.

Таким чином, в морській воді переважають хлориди, а в річковий - карбонати. Крім того, в морській воді набагато менше органічних сполук, ніж у річковій, так як ці сполуки поглинаються численними жителями моря.

Солоний смак надає морській воді хлористий натрій (кухонна сіль), а гіркий присмак - хлористий магній і сірчанокислий магній (або англійська сіль). В даний час в її складі відкрито 60 різних елементів, але припускають, що в ній містяться всі елементи, наявні на Землі, тільки деякі з них до цих пір не відкриті.

У вигляді заряджених частинок - іонів в морській воді є залізо, мідь, олово, цинк, свинець. Є тут і золото, і срібло, і радій, і радон, і бром, і йод, але багато хто з них є в дуже малих кількостях. Наприклад, на тонну морської води доводиться 1 міліграм срібла, а золота і того менше.

Морська вода являє собою складне хімічне з'єднання. Вона утворювалася протягом мільйонів років.

Морська вода має ряд цілющих властивостей. Виключно благотворний вплив вона робить на організм людини. При купанні ми відчуваємо прохолоду, особливо приємну в жаркий день. Вода зменшує вагу людини (пам'ятаєте закон Архімеда?). Найповніші люди відчувають себе в море легко і вільно. Перебуваючи в море, ми завжди робимо якісь рухи, це призводить до посилення дихання, обміну речовин, до поліпшення апетиту і травлення. Не дивуйтеся, якщо ви засмагнете при купанні, хоча зовсім не лежали на пляжі: це сталося через те, що поверхневий шар моря прекрасно пропускає ультрафіолетові промені, що викликають засмагу тіла. Виключно корисний для людини морське повітря, насичене киснем, солями хлористого натрію, кальцію, магнію, йоду, брому, найдрібнішими частками радіоактивних речовин. Медицина практикує в даний час навіть особливий спосіб лікування захворювань легеневих шляхів: хворих поміщають у спеціальних фонтанів, які розпилюють навколо вологу. Називається цей спосіб гідроаеронізаціей. Море - це природний гідроаеронізатор. Хворі на гіпертонію, бронхіальну астму відчувають у моря полегшення дихання, тому що у моря багато озону та іонів кисню. Присутністю озону пояснюють і те, що в морському повітрі немає мікробів, озон вбиває їх.

Благотворно вплив моря на нервову систему людини. Заспокійливо діє мірний плескіт хвиль і шелест гальки, прохолода води при купанні. Навіть колір моря і прибережної рослинності впливає на наше самопочуття.

Однак море і сонце, при надмірному вживанні цих сильнодіючих засобів, можуть перетворитися з ваших друзів на ворогів. Не можна купатися до появи ознобу, або «гусячої шкіри». Людям, що страждають задишкою, не можна швидко плавати. І, звичайно, тільки шкода може принести людині багатогодинне «чергування» на пляжі в гонитві за бронзовим кольором шкіри.

Цілющі властивості морської води здавна використовувалися людиною. У воді швидко затягуються дрібні ранки (звичайно, з великою кривавою раною входити в воду не слід, щоб уникнути інфекції).

В даний час морську воду вживають в якості однієї зі складових частин при виготовленні ряду ліків, наприклад, для лікування деяких очних і вушних хвороб.

Чи можна пити морську воду? На це питання довгий час відповідали негативно. Справа в тому, що організм людини не пристосований до виведення надлишку солей, які надходили б з морською водою. У морських риб і птахів є спеціальні залози, через які виділяються краплі розсолу. Між іншим, раніше, коли цього не знали, не могли містити в зоопарку, наприклад, альбатросів. Виявляється, воду для них треба солити, тому що спеціальні залози весь час працюють, а якщо альбатрос буде пити прісну воду, він загине від нестачі солей.

В інструкціях екіпажам морських суден здавна існував пункт про те, що в разі відсутності прісної води пити морську воду не можна. Однак за останній час думка про морській воді дещо змінилося. Стали відомі факти про людей, які пили морську воду слабкої концентрації і залишалися живі. Так, наприклад, під час Великої Вітчизняної війни одного солдата віднесло в шлюпці далеко від берега в Азовському морі. У нього не було ні продуктів, ні рації, ні прісної води. Більше місяця дрейфував він по морю, пив солону воду, їв сиру рибу і залишився живий.

У морях з невеликою солоністю її можна пити в разі потреби. На судах іноді навіть стали додавати її в їжу для профілактики захворювань в тропіках. Лікарі рекомендують вживати морську воду при деяких шлункових захворюваннях (звичайно, не всім і в певних дозах).

Цікавим, хоча і на перший погляд дивним, обставиною є майже точний збіг відсоткового складу солей морської води зі складом крові людини. Однак якщо згадати, що первинні форми життя зародилися сотні мільйонів років тому в океані, а від них відбулися згодом високоорганізовані істоти, то така схожість не здаватиметься дивним.

За своїм гідрологічного режиму Чорне море різко відрізняється від інших морів. У нього сильно опріснений і, отже, більш легкий поверхневий шар (влітку він теплий) лежить на більш щільному, солоному нижньому шарі. Наявність двох шарів постійно підтримується виносом прісних вод з річок і опріснених вод з Азовського моря, а також глибинних (щільних) - з Мармурового. Обмін вод між цими шарами дуже слабкий. Для чого ж потрібен цей водообмін? Перш за все і в основному для поширення кисню в глибину, для так званої аерації глибин. Кисень утворюється в поверхневих шарах моря. Вглиб він поширюється шляхом вертикального водообміну. Там, де немає вертикального руху вод, немає і кисню в глибинних шарах. Такий випадок ми і спостерігаємо в Чорному морі.

Значний річний перегрів маси води сприяє накопиченню тепла на зиму. Великий теплозапасов моря, як і будь-яке явище, слід розглядати багатогранно. Позитивним є те, що море не замерзає в основній своїй частині і що воно обігріває взимку берега (кліматотвірних чинників). Негативним наслідком є ​​те, що поверхневі, сильно прогріті води не можуть в значній мірі охолоджуватися за період короткої чорноморської зими. Слабке зимовий охолодження за умови відносно невеликий солоності призводить до дуже невеликого збільшення щільності і, отже, до незначного опускання поверхневих вод (не більше 200 метрів). У нижніх шарах утворюється застій води, туди не проникає кисень з поверхні моря, тому там відсутня життя.

Правда, не можна сказати, що в Чорному морі абсолютно відсутній обмін поверхневих вод з глибинними. Гіпотеза про таке водообмене була висунута професором В. А. Водяницький і підтверджена іншими вченими. Непрямим доказом наявності вертикального водообменаявляется те, що з плином часу поверхневі шари моря не опріснюються, а, глибинні, що не осолоняются. Радянськими вченими були знайдені також і прямі докази наявності водообміну між шарами. Основні причини його - так звані поперечні глибинні течії, захоплюючі шари до 1000 метрів в глибину, а також термічне перемішування, що виникає внаслідок впливу тепла земної кори і в результаті гнильних процесів у дна. Правда, вертикальні руху в Чорному морі дуже слабкі. Підраховано, що частинки води потрібно від 80 до 130 років, щоб пройти шлях від найбільших глибин до поверхні. Хоча це термін і чималий, але тут важливий сам факт наявності вертикального руху. Тому радянські вчені, звичайно, не могли погодитися з пропозицією ряду зарубіжних вчених скидати залишки атомних виробництв в Чорне море.

Крім солей, в морській воді розчинена значна кількість газів: кисень, вуглекислота, сірководень, азот та інші. Чим нижче температура і солоність води, тим більше газів розчинено.

Про роль кисню, розчиненого в морській воді, ми вже говорили. Зазвичай в поверхневих шарах моря міститься 5-10 кубічних сантиметрів кисню на літр води.

Джерелом сірководню є розкладання залишків водних організмів. Як було встановлено півстоліття тому видатним російським хіміком Н. Д. Зелінським, сірководень в Чорному морі має біохімічне походження. Вчений показав, що мешкають у великій кількості в глибинах моря особливі бактерії, що живуть в безкисневому середовищі, розкладають трупи тварин і рослин на ряд більш простих хімічних сполук, які вступають у взаємодію з солями морської води. В результаті цієї реакції і утворюється вільний сірководень.

У Чорному морі, де водообмін практично відбувається до глибини 150 - 200 метрів, а на дно постійно йде «дощ трупів» рослинних і тваринних організмів, вміст сірководню досягає 7,5 кубічного сантиметра на літр води, а загальна кількість сірководню в Чорному морі становить мільярд тонн. Протягом останніх 1 - 2 тисяч років ця кількість зберігається приблизно постійним. Хоча весь час відбувається утворення сірководню в глибинах моря, але паралельно з ним йде процес окислення сірководню іншими бактеріями, що мешкають на дні і в глибинах Чорного моря. Бактерії називають великими трудівниками. Їх багатовікова робота може створити цілі острови, наприклад, Багамські острови складаються з вуглекислого кальцію, що осідає бактеріями. Є бактерії, які їдять нафту. Нафта давно б покрила плівкою все моря і океани, якби не ці бактерії. У Чорному морі железобактерии, образно кажучи, створили Керченський півострів. Протягом тисячі років річки виносили закисное залізо, бактерії перетворювали його в окис заліза, яке тепер лежить 20-метровою товщею руд на Керченському півострові. Є навіть бактерії, які поїдають асфальт. Це вже не трудівники, а руйнівники.

Серобактерии, Такі ж, як у Чорному морі, окисляли сірководень в древніх озерах и болотах, перетворювалі его в чисту сірку. Згідно на місцях ціх озер и утворіліся поклади сірки. Зараз потреба в сірці все зростає. Розвивається хімія вимагає все більше сірки для виготовлення пластмас, фарб, скла, добрив. Згодом запаси сірки можуть виснажитися, тому вчені вже зараз працюють над заселенням такими бактеріями сучасних боліт, щоб тут з часом утворилися запаси сірки.

Буде розроблений також метод використання і чорноморського сірководню. Крім того, умови, існуючі на дні Чорного моря, дуже нагадують умови в древніх водоймах, де відбувалося утворення нафти при розкладанні решток тварин без доступу кисню. Тому якщо на дні Чорного моря в даний час йде процес утворення нафти, то в майбутньому можна буде її використовувати.

Сірководень в Чорному морі не є єдиним винятком на земній кулі. Сірководень міститься в значних кількостях в деяких норвезьких фіордах, в глибоководних частинах Каспійського моря і в інших районах, де утруднений вертикальний водообмін. В інших морях по тій або іншій причині перемішування вод відбувається набагато глибше, часто до дна. Такими причинами можуть бути або осінньо-зимовий охолодження води, або льодоутворення, або літній випаровування в солоних водах. Там, де немає великих вертикальних рухів води, відбувається її застій, а розкладання органічних залишків призводить до утворення сірководню.

Глибина залягання сірководневого шару в Чорному морі не скрізь однакова. Біля берегів Криму верхня межа цього шару лежить на глибині 150 метрів, біля берегів Кавказу - 200 метрів, а в центральній частині моря - 80-100 метрів. Поверхня сірководневого шару в море піднімається до центру у вигляді купола і опускається біля берегів. Такий стан поверхні сірководневого шару - наслідок великого перемішування вод в прибережній частині.

Нерідко від відпочиваючих в Сочі можна чути питання: чи пов'язані мацестінскіе води з сірководнем Чорного моря? На жаль, в даний час це ще не з'ясовано. Є серед дослідників прихильники як позитивного, так і негативного відповіді на це питання. Щодо походження Мацестінскіе вод є кілька гіпотез: одні вчені припускають, що води з глибинних шарів Чорного моря надходять по тріщинах під Кавказькі гори, при зіткненні з гірськими породами склад вод дещо змінюється; інші вважають, чтомацестінскіе води надходять в свердловини з надр землі і не пов'язані з водами Чорного моря; треті пояснюють походження Мацестінскіе джерел проникненням по тріщинах звичайних дощових вод, які при русі в гірських породах наситилися солями і газами; нарешті, четверті вважають, що мацестінскіе води - це поховані в надра Землі стародавні морські води.

Встановлено, що вік вод Чорного моря приблизно 8 тисяч років, а Мацестінскіе вод - набагато більше: від 10 до 30 мільйонів років.

Крім сірководню, в морській воді міститься вуглекислота, яка проникає туди з повітря і при диханні організмів. Витрачається вуглекислота рослинами в процесі фотосинтезу.

Міститься в морській воді і азот, це інертний газ, але зберігається у вільному стані, не вступаючи в реакцію з іншими речовинами.

Тепер поговоримо про колір води і поширенні світла в глибину. Чому море синє? До речі, Чорне море - не "саме синє у світі». Як це не парадоксально звучить, але колір води в Червоному морі більше синій, ніж в Чорній, а самими синіми є Саргасове море і деякі райони Індійського океану, хоча Чорне море теж синє.

Від чого Залежить колір води в море?

Деякі думають, что від кольору неба. Це не зовсім так. Над Азовським морем влітку виблискує яскраве південне сонце, а колір води в море - зеленувато-бурий. Значить, справа не в кольорі неба.

Колір води залежить від розсіювання променів сонячного спектра частинками води і домішок. Промені різних кольорів мають різну довжину хвиль. Червоні промені - довгохвильові, сині - короткохвильові. Довгі світлові хвилі більше поглинаються в поверхневому шарі води, ніж короткі. Навпаки, короткохвильові, сині промені, багаторазово відбиваються в поверхневому шарі і потрапляють в око людини. Поблизу берега, де багато домішок більших, ніж молекули води, відбувається відображення не тільки блакитних, але і зелених, і жовтих променів. Тому вода так змінює колір.

Крім того, колір води визначається ще й кількістю зважених часток. У Чорному морі цих частинок менше, ніж, наприклад, в Азовському, тому в Азовському морі вода зеленувато-бура, в Чорному - зеленувато-синя, а біля берегів - зелена і жовтувато-зелена.

Око людини із задоволенням зупиняється на безмежній яскраво-синій гладі. Однак з точки зору рибальства кращими є аж ніяк не сині води. Рибалки знають, що синій колір - це колір водної пустелі, там мало органічних речовин, мало їжі для риб. Тому рідко зустрічаються і самі риби.

Прозорість води визначається шляхом опускання на глибину стандартного білого диска діаметром 30 сантиметрів; глибина, на якій цей диск ховається з уваги, і називається прозорістю води. Найбільша прозорість в Чорному морі спостерігається в східній частині влітку (27 метрів), найменша - в північно-західній частині навесні (2 - 3 метри).

Кількість світла, що проникає в воду, швидко убуває з глибиною. Освітленість на глибині 25 метрів становить всього 1-4 відсотки від освітленості на поверхні.

Відомо, що чим вище ми знаходимося над поверхнею землі, тим більше бачимо сонце протягом дня. У долині день коротше, ніж на сусідній горі. Чим глибше ми опускаємося в море, тим коротше для нас стає день. Якщо на землі тривалість дня дорівнює 15 годинам, то на глибині 40 метрів вона може бути всього 15 хвилин.

У глибинах моря панує вічний морок. Однак якщо включити там прожектор, то виявляється, що мешкають організми мають яскраво-червоний колір. Наприклад, навіть в Чорному морі, де немає вищих форм життя на глибинах, мешканці глибин 40 і більше метрів (омари, креветки) мають червоний колір. Навіщо тваринам яскраві фарби, якщо там нічого не видно? На глибинах, куди проникають тільки сині промені світла, тварини, які мають червоний колір (додатковий до синього), виглядають сірими і тому малопомітні для ворогів. Ймовірно, з огляду на ці промені, тварини і набувають зверхньо червоне забарвлення.

Ми познайомилися з багатьма властивостями чорноморських вод - їх температурою, солоністю, кольором, з газами, розчиненими в морській воді. На закінчення скажемо кілька слів про її щільності. Щільність прісної води, як відомо, приймається за одиницю. Щільність морської води відрізняється від щільності прісної на соті і тисячні частки. Залежно від солоності і температури води мають різну щільність, хоча ці відмінності і лежать в незначних межах. Наприклад, різниця в щільності поверхневої і глибинної вод протоки Босфор становить 0,007. За старих часів думали, що щільність морської води настільки збільшується з глибиною, що затонулі судна не опускаються на дно, а висять в товщі води. Насправді щільність морської води не настільки велика, щоб витримати вагу судна.