Частина 1. Назва, береги, дно та клімат Чорного моря.
Частина 3. Рівень вод, течії, хвилі і водорості Чорного моря.
Частина 4 (початок). Тваринний світ Чорного моря.
Частина 4 (закінчення). Тваринний світ Чорного моря.
Перш ніж говорити про воду Чорного моря, нагадаємо дещо з того, що ми знаємо про воду. Зі шкільної лави ми знаємо, що більше двох третин поверхні землі вкриті водою. В основній своїй масі це вода солона. Втім, треба сказати, що абсолютно прісної, дистильованої води у природі немає, вона може бути отримана тільки штучно. Природні ж води містять ту чи іншу кількість солей. Наприклад, у дощовій воді міститься 1 грам солі на 30 кілограмів води. Звичайно, таку воду ми називаємо прісної.
Здавна існував у людей культ води. Їхня фантазія поселила у море багатьох богів, наймогутнішим з яких був Нептун у римлян, Посейдон у греків. Річковою і дощовою водою управляли інші боги. Цікаво, що ще сто років тому селяни на острові Сицилія після багатьох безплідних звернень до святого Андрія, покровителя води з проханням викликати дощ, втратили нарешті терпіння і вирішили повісити статую невдалого покровителя, оголосивши коротко: «Дощ або мотузка". Лише три відсотки води на земній кулі - прісні, або ті, що ми називаємо прісними водами. 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 тощо. Тим часом багато посушливих районів розташовані поблизу води, правда, солоної, морської. Наприклад, безводний степовий Крим оточений морем. Та й на південному березі Криму недостатньо води.
Відзначимо ще ряд спільних особливостей води, перш ніж переходити до розповіді про води Чорного моря. Відомо, наприклад, що вода має велику теплоємність. При нагріванні вона поглинає велику кількість тепла, а при охолодженні віддає його. Тому прибережні райони зазвичай тепліші районів, розташованих на тій же географічній широті, але віддалених від моря. Якщо ж по берегах моря стоять ще високі гори, які не дозволяють теплу поширюватися далеко, то клімат прибережних районів буде ще теплішим. Такі умови й існують у нас на Чорному морі, у районах радянських субтропіків. Це - найбільш північні субтропіки на земній кулі. Сочі, наприклад, розташовані на широті Владивостока і Нью-Йорка, де клімат, як відомо, більш суворий, ніж у Сочі.
Ще одна властивість води - на її випаровування потрібна велика кількість тепла. Яку роль відіграє ця властивість? Якби при випаровуванні вимагалося мало тепла, то багато річок і озер висихали би влітку до дна. Часто говорять, що вода - носій життя, океан - колиска життя. Дійсно, перші організми зародилися у воді і досі багато хто живе у цьому живильному середовищі. Переміщаючись з одного району в інший і зверху вниз, вода переносить органічні речовини і кисень для живлення тварин і рослин. Там, де послаблюються такі переміщення, наприклад, у глибинах Чорного моря, зникає життя.
Чорне море - найтепліше наше море. Температура води на його поверхні протягом півроку вища 16 градусів, а влітку більша 25 градусів. Взимку поверхня основної частини моря охолоджується до 6-8 градусів. Затоки в його північно-західній частині, як правило, замерзають, вітри неодноразово ламають лід, утворюючи тороси до 3 метрів висоти. В окремі роки у районі Одеси застосовують криголами для виведення суден у море. Різкі коливання температури виникають при згінно-нагінних вітрах. Згін води призводить до її охолодження, наганяння - до поширення тепла вглиб. У Криму одного разу при згону вітру за кілька годин температура води впала на 12 градусів (з 23 до 11).
Виключною постійністю відрізняється температура води у глибині моря: починаючи з 200 метрів до самого дна, і влітку і взимку тримається температура 8-9. градусів тепла
Чим морська вода відрізняється від річкової води? Всякий скаже: тим, що морська вода солона. Солоність води визначається кількістю грамів солі, що припадають на кілограм морської води. Цікаво порівняти солоність води різних морів і Світового океану.
Кількість грамів солі, що припадають на 1 кг морської води: Світовий океан - 35-36; Середземне море - 37-39; Червоне море - 41-60; Чорне море: на поверхні в основній частині - 17-18, на поверхні в північно-західній частині - 8-13, у дна - 22-22,5; Каспійське море - 11-13, Азовське море - 9-10.
З наведеної таблиці видно, що солоність Чорного моря у два рази нижче, ніж океанських вод, але у два рази вище солоності Азовського моря і в півтора рази - Каспію. Багато хто вважає Каспійське море дуже солоним. Таке уявлення неправильне, сильно засолена є лише затока Кара-Богаз-Гол і низка більш дрібних заток. До речі, найсолоніше з усіх морів земної кулі Мертве море, розташоване у Палестині, містить до 300 грамів солі на 1 кілограм морської води. У це море впадає тільки річка Йордан, і жодна річка з нього не витікає. Вода у цьому морі настільки щільна, що не можна потонути. Можна не тільки лежати, але й сидіти на поверхні води. Розповідають, що римський імператор Тит наказав скувати і кинути у 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 у 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 одній важливій властивості морської води. Зі зміною солоності змінюються властивості і смак води, але є щось спільне, що об'єднує і опріснене Чорне море, і засолене Червоне, і Світовий океан. Справа в тому, що, незважаючи на різницю в солоності, склад солі, розчиненої у морській воді, виключно постійний. Чому? Склад солі у морі регулюється тваринами і рослинами. Навіть маленька рибка вагою 100 грамів пропускає через себе 20-30 кубічних сантиметрів води за хвилину. А скільки води пропускають величезні мешканцями океану! Відомо, що коли утворився первинний океан і не було ще тваринних організмів, склад солі цього океану був іншим.
Зараз у морській воді основні солі містяться в наступних кількостях (відсотків):
Хлористий натрій (кухонна сіль) - 77,8
Хлористий магній - 10,9
Сірчанокислий магній (англійська сіль) - 4,7
Сірчанокислий кальцій - 3,6
Сірчанокислий калій - 2,5
Вуглекислий калій - 0,3
Бромистий магній тощо - 0,2
В окремих морях спостерігаються лише невеликі коливання складу солі, що не перевищують одного відсотка. Так, у Чорному морі в порівнянні з Світовим океаном міститься дещо більше вуглекислого кальцію та хлористого калію, але менше сірчанокислого кальцію. Незначна зміна сольового складу дещо наближає чорноморську воду до річкової (не по солоності, а за складом солі).
Солоний смак додає морскій воді хлористий натрій (кухонна сіль), а гіркий присмак - хлористий магній і сірчанокислий магній (або англійська сіль). На даний час у її складі відкрито 60 різних елементів, але припускають, що в ній містяться усі елементи, наявні на Землі, тільки деякі з них до цих пір не відкриті. У вигляді заряджених частинок - іонів у морській воді є залізо, мідь, олово, цинк, свинець. Є тут і золото, і срібло, і радій, і радон, і бром, і йод, але багато з них є в дуже малих кількостях. Наприклад, на тонну морської води доводиться 1 міліграм срібла, а золота і того менше. Незважаючи на такий, здавалося б, незначний його вміст, якби вдалося витягти все золото з вод усіх морів і океанів земної кулі, то на кожного жителя Землі довелося б по півтора мільйона рублів золотом! Отримують золото із морської води за допомогою іонітів - іонообмінних смол, які здатні приєднувати до себе іони розчинених у воді речовин. На жаль, золото, здобуте таким шляхом, ще дуже дороге; вартість витраченої на його отримання енергії у п'ять разів більша, ніж вартість видобутого золота. Морська вода являє собою складну хімічну сполуку. Вона утворилася на протязі мільйонів років.
Морська вода володіє низкою цілющих властивостей. Виключно благотворний вплив вона наводить на організм людини. При купанні ми відчуваємо прохолоду, особливо приємну в спекотний день. Вода зменшує вагу людини (закон Архімеда). Найповніші люди відчувають себе у морі легко і вільно. Перебуваючи у морі, ми завжди чинимо 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 тому, що поверхневий шар моря чудово пропускає ультрафіолетові промені, що викликають засмагу тіла. Виключно корисне для людини морське повітря, насичене киснем, солями хлористого натрію, кальцію, магнію, йоду, брому, найдрібнішими частками радіоактивних речовин. Медицина практикує на даний час навіть особливий спосіб лікування деяких захворювань легеневих шляхів: хворих поміщають біля спеціальних фонтанів, які розпилюють навколо вологу. Називається цей спосіб гідроаеронізацією. Море - це природний гідроаеронізатор. Хворі на гіпертонію, бронхіальну астму відчувають біля моря полегшення дихання, тому що біля моря багато озону та іонів кисню. Присутністю озону пояснюють і те, що у морському повітрі немає мікробів, озон вбиває їх. Благотворний вплив моря на нервову систему людини. Заспокійливо діє мірний плескіт хвиль і шелест гальки, прохолода води при купанні. Навіть колір моря і прибережної рослинності впливають на наше самопочуття.
Однак море і сонце, при надмірному вживанні цих сильнодіючих засобів, можуть перетворитися із ваших друзів на ворогів. Не можна купатися до того, коли морозить або "гусячої шкіри". Людям, що страждають задишкою, не можна швидко плавати. І, звичайно, тільки шкоду може принести людині багатогодинне "Чергування" на пляжі у гонитві за бронзовим кольором шкіри. Цілющі властивості морської води здавна використовувалися людиною. Багатьом відомо як благотворно діє морська вода при полосканні горла у разі легкої простуди. У воді швидко затягуються дрібні ранки (звичайно, з великою кривавою раною входити в воду не слід щоб уникнути інфекції). на даний час морську воду вживають в якості однієї з складових частин при виготовленні ряду ліків, наприклад, для лікування деяких очних і вушних хвороб. Лікарі іноді вводять морську воду (дещо розбавлену і, зрозуміло, дезінфіковану) в м'яз людини, в якості фізіологічного розчину для підтримки життєдіяльності організму.
Чи можна пити морську, воду? На це питання довгий час відповідали негативно. Справа в тому, що організм людини не пристосований до виведенню надлишку солі, яка надходила б із 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 у зоопарку, наприклад, альбатросів. Виявляється, воду для них треба солити, тому що спеціальні залози весь час працюють, і якщо альбатрос буде пити прісну воду, він загине від нестачі солі. В інструкціях екіпажам морських суден здавна існував пункт про те, що в разі відсутності прісної води пити морську можна. Однак за останній час думка про морську воду дещо змінилася. Стали відомі факти про людей, які пили морську воду слабкої концентрації і залишалися живі. Так, наприклад, під час Великої Вітчизняної війни одного солдата віднесло у 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 у разі потреби. На суднах іноді навіть стали додавати її в їжу для профілактики захворювань у тропіках. Лікарі рекомендують приймати всередину морську воду при деяких шлункових захворюваннях (звичайно, не всім, і в певних дозах). Цікавою, хоча і, на перший погляд, дивною, обставиною є майже точний збіг відсоткового складу солі морської води зі складом крові людини. Однак якщо згадати, що первинні форми життя зародилися сотні мільйонів років тому в океані, а від них пішли згодом високоорганізовані істоти, то така схожість не буде здаватися дивною.
За своїм гідрологічним режимом 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 та опріснених вод із 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 у 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 у глибинних шарах. Такий випадок ми і спостерігаємо у Чорному морі.
Значний річний перегрів маси води сприяє накопиченню тепла на зиму. Великий теплозапас моря, як і будь-яке явище, слід розглядати багатосторонньо. Позитивне те, що море не замерзає в основній своїй частині і що воно обігріває берега (кліматоутворюючий фактор). Негативним наслідком є ??те, що поверхневі, сильно прогріті води не можуть у значній мірі охолодитися за період короткої чорноморської зими. Слабке зимове охолодження за умови відносно невеликої солоності призводить до дуже невеликого збільшення густин і, отже, до незначного опусканню поверхневих вод (не більше 200 метрів). У нижніх шарах утворюється застій води, туди не проникає кисень із поверхні моря, тому там відсутнє і життя. Правда, не можна сказати, що у Чорному морі абсолютно відсутній обмін поверхневих вод із глибинними. Гіпотеза про такий водообмін була висунута професором В.А.Водяницький і підтверджена іншими вченими. Непрямим доказом наявності вертикального водообміну є те, що з плином часу поверхневі шари моря не опріснюються, а глибина не осолонюється. 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 у глибину, а також термічне перемішування, що виникає внаслідок впливу тепла земної кори і в результаті гнильних процесів біля дна. Правда, вертикальні рухи в Чорному морі дуже слабкі. Підраховано, що частинці води потрібно від 80 до 130 років, щоб пройти шлях від найбільших його глибин до поверхні. Хоча це термін і не малий, але тут важливий сам факт наявності вертикального руху. Тому радянські вчені, звичайно, не могли погодитися з пропозицією ряду зарубіжних вчених скидати залишки атомних виробництв у Чорне море.
Крім солі у морській воді розчинена значна кількість газів: кисень, вуглекислота, сірководень, азот та інші. Чим нижча температура і солоність води, тим більше газів розчинено.
Про роль кисню, розчиненого у морській воді, ми вже говорили. Зазвичай у 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 у Чорному морі має біохімічне походження. Вчений показав, що особливі бактерії,які мешкають у великій кількості в глибинах моря живуть у безкисневому середовищі, розкладають трупи тварин і рослин на ряд більш простих хімічних сполук, які вступають у взаємодію із 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 складає мільярд тонн. Протягом останніх 1-2 тисяч років ця кількість зберігається приблизно постійною. Хоча весь час відбувається утворення сірководню в глибинах моря, але паралельно з ним йде процес окислення сірководню іншими бактеріями, що живуть на дні і в глибинах Чорного моря. Бактерій називають Beликими трудівниками. Їх багатовікова робота може створити цілі острови, наприклад, Багамські острови складаються із вуглекислого кальцію, якого облягають бактерії. Є бактерії що поїдають нафту. Нафта давно б покрила плівкою всі моря і океани, якби не ці бактерії. У Чорному морі залізобактерії, образно кажучи, створили Керченський півостровів. Протягом тисяч років річки виносили заксне 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.
Сіркобактерії, такі ж, як у Чорному морі, окислюють сірководень в древніх озерах і болотах, перетворювали його на чисту сірку. Згодом на місцях цих озер і утворилися поклади сірки. Зараз потреба у сірці все зростає. Хімія, що розвивається, вимагає все більше сірки для виготовлення пластмас, фарб, скла, добрив. З часом запаси сірки можуть виснажитися, тому вчені вже зараз працюють над заселенням такими бактеріями сучасних боліт, щоб у майбутньому тут утворилися запаси сірки. Буде розроблений також метод використання і чорноморського сірководню. Крім того, умови, існуючі на дні Чорного моря, дуже нагадують умови в давніх водоймах, де відбувалося утворення нафти при розкладанні решток тварин без доступу кисню. Тому, якщо на дні Чорного моря наразі йде процес утворення нафти, то в майбутньому можна буде її використовувати.
Сірководень у Чорному морі не є єдиним винятком на земній кулі. Сірководень міститься у 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-зимове охолодження води, або льодоутворення, або літнє випаровування в солоних водах. Там, де немає великих вертикальних рухів води, відбувається її застій, а розкладання органічних залишків приводить 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 морі піднімається до центру у вигляді купола і опускається біля берегів. Таке положення поверхні сірководневого шару - наслідок більшого перемішування вод у прибережній частині.
Часто від відпочиваючих у Сочі можна чути запитання: чи пов'язані мацестінські води з сірководнем Чорного моря? На жаль, на даний час це ще не з'ясовано. Є серед дослідників прихильники як позитивної, так і негативної відповіді на це питання. Щодо походження мацестінських вод є декілька 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, що мацестінські води надходять у свердловини з надр землі і не пов'язані з водами Чорного моря; третій пояснюють походження мацестінських джерел проникненням по тріщинах звичайних дощових вод, які при русі в гірських породах наситилися солями і газами; нарешті, четверті вважають, що мацестінські води - це поховані в надра Землі стародавні морські води.
Встановлено, що вік вод Чорного моря приблизно 8 тисяч років, а мацестінських вод - набагато більший: 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 у морській воді і азот, це інертний газ, він зберігається у вільному стані, не вступаючи в реакцію з іншими речовинами.
Тепер поговоримо про колір води і поширення світла у глибину. Чому море синє? До речі, Чорне море - не "найбільш синє у світі". Як це не парадоксально звучить, але колір води в Червоному морі набагато більш синій, ніж у Чорному, а найбільш синіми є Саргасове море і деякі райони Індійського океану, хоча Чорне море теж синє.
Від чого залежить колір води у морі? Деякі думають, що від кольору неба. Це не зовсім так. Над Азовським морем влітку виблискує яскраве південне сонце, а колір води в морі - зеленувато-бурий. Значить, справа не в кольорі неба.
Колір води залежить від розсіювання променів сонячного спектра частками 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 там 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, у Чорному - зеленувато-синя, а біля берегів - зелена і жовтувато-зелена.
Око людини із задоволенням зупиняється на безбережній яскраво-синій гладі. Однак із 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 втрачається із зору, і називається прозорістю води. Найбільша прозорість у Чорному морі спостерігається в східній частині влітку (27 метрів), найменша прозорість в північно-західній частині навесні (2-3 метри).
Кількість світла, що проникає у воду, швидко зменшується із глибиною. Освітленість на глибині 25 метрів складає всього 1-4 відсотка від освітленості на поверхні. Відомо, що чим вище ми знаходимося над поверхнею Землі, тим довше бачимо Сонце протягом дня. У долині день коротший, ніж на сусідній горі. Чим глибше ми опускаємося в море, тим коротшим 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 організми. якімешкають там мають яскраво-червоний колір. Наприклад, навіть у 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, мають червоний колір (додатковий до синього}, виглядають сірими і тому малопомітні для ворогів. Ймовірно, враховуючи ці промені, тварини і набувають переважно червоне забарвлення.
На закінчення скажімо декілька слів про щільність чорноморських вод. Щільність прісної води, як відомо, приймається за одиницю. Щільність морської води відрізняється від щільності прісної на соті і тисячні частки. В залежності від солоності і температури вод вони мають різну щільність, хоча ці відмінності і лежать у незначних межах. Наприклад, різниця в щільності поверхневих та глибинних вод протоки Босфор становить 0,007. У давнину думали, що щільність морської води настільки збільшується з глибиною, що затонулі судна не опускаються на дно, а висять у товщі води. Насправді щільність морської води не настільки велика, щоб витримати вагу судна.
Автор - Г. Г. Кузьмінська, кандидат географічних наук; Краснодарське книжкове видавництво, 1977,
Книга викладена на сайт www.poezdnik.kiev.ua - «Водний туризм України» у 2004 році; редакция Поєздника С., переклад українською - Заставського С.
Частина 1. Назва, береги, дно та клімат Чорного моря.
Частина 3. Рівень вод, течії, хвилі та водорості Чорного моря.