Некоторые особенности гидрологического режима
Все наши южные моря имеют пониженную солёность по сравнению с океаном. Солёность Чёрного моря 18—22,5‰, Азовского 10‰, Каспийского 12—13‰, Аральского 10—11‰. Средиземное же море имеет против океана несколько повышенную солёность 37—38‰. Для полузамкнутых и замкнутых морей, к которым принадлежат все южноевропейские моря, начиная от Средиземного и кончая Аральским, общая солёность зависит от баланса пресных вод, поступающих в тот или иной водоём с речными водами и осадками, силы испарения с поверхности и притока более солёных вод через проливы из соседних морей. Если приток пресных вод больше, чем потеря пресной воды, водоём будет опресняться, если меньше — осолоняться.
Все рассматриваемые моря располагаются в жаркой и сухой климатической зоне, частично в зоне полупустынь и пустынь.
Средиземное море принимает в себя мало речных вод, осадки тоже невелики, а с испарением водоём отдаёт влаги больше, чем получает, и в результате его вода имеет повышенную против океана солёность. Солёность расположенного среди пустынь Красного моря ещё выше и составляет 38—52‰. Чёрное, Азовское, Каспийское и Аральское моря принимают в себя большое количество пресных вод, вносимых мощными реками, и, как ни велико испарение, всё же приток пресной воды больше, и вода опресняется. Однако если какая-нибудь часть этих морей более или менее изолирована и принимает в себя небольшое количество пресной воды, вода его претерпевает повышение солёности, иногда вплоть до полного насыщения воды солями. Таковы восточные заливы Каспийского моря и особенно знаменитый Кара-Богаз-Гол, таковы азовские Сиваши и очень многие лиманы Азовского и Чёрного морей.
Но не только в этом особенность солевого режима наших южных морей. Другая их характерная особенность — изменение солевого состава. Выше мы уже говорили о том, что морская вода имеет замечательное свойство постоянства солевого состава. Соотношение отдельных солей в морской воде обычно настолько точно и постоянно, что, определив содержание в воде какой-нибудь одной составной части (обычно хлора), с очень большой точностью можно установить и общую солёность. Для этого имеется общеупотребительная формула г. Но вот оказывается, что эта формула уже не очень применима даже к воде Чёрного моря, ещё более грешит в применении к воде Каспийского моря и совсем неприменима к воде Аральского моря, так как в этих морях соотношение отдельных составных солей в воде изменено по сравнению с водой более открытых морей.
Зависит это от того, что связь этих морей с океаном или очень затруднена, или совсем отсутствует, а приток речных вод очень велик, в речной же воде соотношение солей совсем другое, чем в морской. В результате нахождения длительного времени под воздействием речных вод может изменяться и солевой состав воды моря (табл. 66 и 67).
В речной воде преобладают карбонаты и сульфаты, а в морской хлориды, и это находит большее или меньшее отражение в солевом составе наших южных морей. В отдельных случаях превышение сульфатов над карбонатами может достигать очень высокой степени, как, например, в Кара-Богаз-Голе, где пересыщение сернокислым натрием настолько велико, что он (так называемый мирабилит) свободно выпадает из воды при её охлаждении.
Другая характерная особенность гидрологического режима всей системы южноевропейских водоёмов заключается в сравнительно затруднённой вертикальной циркуляции. Все эти моря характеризуются слабыми или даже очень слабыми показателями перемешивания вод. Это обусловливается следующими причинами. Во-первых, рельеф дна наших южных морей характеризуется наличием более или менее значительных изолированных от других морей котловин. Наличие глубоких изолированных впадин всегда неблагоприятно отражается на вертикальном перемешивании, а в данном случае его затрудняют и некоторые другие особенности режима и прежде всего особенности распределения температуры и солёности. Если в водоёме солёность одинакова от поверхности до дна, но верхние слои моря нагреты значительно более, чем вся остальная толща, вертикальное перемешивание будет затруднено, так как ему будет препятствовать малый удельный вес воды верхнего слоя. В таком случае вертикальная циркуляция станет возможна только тогда, когда поверхностные воды приобретут температуру глубинных, что и имеет место в короткий наиболее холодный зимний период. Именно таково положение в Средиземном и Красном морях (табл. 68).
Температура поверхностного слоя и в этих морях, и в соседних океанах одинаковая, а глубинных слоёв совершенно различная. Она высока и соответствует той температуре, которая имеется на поверхности в зимнее время. Глубинные же воды океанов, как мы видели, приходят из высоких широт и несут с собой низкую температуру. Вентиляция глубинных частей тёплых океанов совершается в горизонтальном направлении, во внутренних морях это невозможно, там возможна только вертикальная циркуляция, а она совершается только в зимнее время, когда весь столб воды имеет одинаковую солёность и температуру. Так обстоит дело в Средиземном и Красном морях, и совершенно понятно, что оба эти моря должны характеризоваться низкими показателями биологической и промысловой продуктивности, так как привнос питательных солей реками очень невелик, а те питательные соли, которые накопляются в глубинных слоях моря вследствие слабой вертикальной циркуляции, лишь в малой степени выносятся наверх. Поэтому так слабо количественное развитие в Средиземном и Красном морях фито- и зоопланктона и питающихся ими животных организмов, в том числе и рыб.
Летний прогрев поверхностных слоёв воды препятствует вертикальной циркуляции и в наших южных морях; препятствует ей также и значительное опреснение поверхностных вод вследствие большого притока речных вод. Особенно яркого выражения достигает явление стагнации водоёма, т. е. очень слабых показателей вертикальной циркуляции, в нашем Чёрном море.
В гораздо более слабой степени это явление выражено в Каспийском и Аральском морях, однако тенденция к нему имеется и в них, и даже в мелком, как блюдце, Азовском море.
Очень характерно в связи с затруднённостью вертикального перемешивания накопление в донных отложениях органического вещества. Этот процесс с исключительной яркостью находит своё выражение в Чёрном море, где в некоторых донных отложениях количество органического вещества достигает 35%. Такие илы подобны сапропелям и в высушенном виде почти могут гореть. Это органическое вещество уже не возвратится в органический круговорот водоёма, оно погребено на многие десятки миллионов лет.
В Чёрном море эти процессы накопления органического вещества в донных отложениях получают особо яркое выражение, а в Каспийском море выражены в неизмеримо более слабой степени, однако имеют место и здесь. По мнению А. Архангельского, резко стагнирующие водоёмы с развитием сероводородной глубинной зоны, подобно современному Чёрному морю, с соответственным накоплением в донных отложениях громадных масс органического вещества свойственны не только современной эпохе, но представляют собой характерное явление вообще для водоёмов Южно-русской геосинклинали неогена. Генезис апшеронских нефтей считают связанным с накоплением колоссальных масс органического вещества в Каспийском море в послепонтическое время.
Таким образом, с историей наших южных морей связаны и в прошлом, и в настоящем мощные процессы накопления горючих ископаемых.
Характерна для наших южных морей и относительно высокая температура глубинных слоёв, в чём наблюдается сходство с Средиземным и Красным морями, хотя она и не достигает такого сильного выражения, как в этих последних (табл. 69).
Все рассматриваемые моря располагаются в жаркой и сухой климатической зоне, частично в зоне полупустынь и пустынь.
Средиземное море принимает в себя мало речных вод, осадки тоже невелики, а с испарением водоём отдаёт влаги больше, чем получает, и в результате его вода имеет повышенную против океана солёность. Солёность расположенного среди пустынь Красного моря ещё выше и составляет 38—52‰. Чёрное, Азовское, Каспийское и Аральское моря принимают в себя большое количество пресных вод, вносимых мощными реками, и, как ни велико испарение, всё же приток пресной воды больше, и вода опресняется. Однако если какая-нибудь часть этих морей более или менее изолирована и принимает в себя небольшое количество пресной воды, вода его претерпевает повышение солёности, иногда вплоть до полного насыщения воды солями. Таковы восточные заливы Каспийского моря и особенно знаменитый Кара-Богаз-Гол, таковы азовские Сиваши и очень многие лиманы Азовского и Чёрного морей.
Но не только в этом особенность солевого режима наших южных морей. Другая их характерная особенность — изменение солевого состава. Выше мы уже говорили о том, что морская вода имеет замечательное свойство постоянства солевого состава. Соотношение отдельных солей в морской воде обычно настолько точно и постоянно, что, определив содержание в воде какой-нибудь одной составной части (обычно хлора), с очень большой точностью можно установить и общую солёность. Для этого имеется общеупотребительная формула г. Но вот оказывается, что эта формула уже не очень применима даже к воде Чёрного моря, ещё более грешит в применении к воде Каспийского моря и совсем неприменима к воде Аральского моря, так как в этих морях соотношение отдельных составных солей в воде изменено по сравнению с водой более открытых морей.
Зависит это от того, что связь этих морей с океаном или очень затруднена, или совсем отсутствует, а приток речных вод очень велик, в речной же воде соотношение солей совсем другое, чем в морской. В результате нахождения длительного времени под воздействием речных вод может изменяться и солевой состав воды моря (табл. 66 и 67).
| Карбонаты | Сульфаты | Хлориды | |
|---|---|---|---|
| Вода океана | 0,4 | 10,8 | 88,8 |
| Вода рек | 79,9 | 13,2 | 6,9 |
| Водоём | Сульфаты | Хлориды | Карбонаты | Общая солёность |
|---|---|---|---|---|
| Океан | 10,34 | 80,01 | 0,21 | 34,3 |
| Чёрное море | 9,69 | 80,71 | 1,59 | 18,6 |
| Каспийское море | 30,50 | 63,36 | 1,24 | 12,86 |
| Аральское море | 38,71 | 58,59 | 0,93 | 11,28 |
В речной воде преобладают карбонаты и сульфаты, а в морской хлориды, и это находит большее или меньшее отражение в солевом составе наших южных морей. В отдельных случаях превышение сульфатов над карбонатами может достигать очень высокой степени, как, например, в Кара-Богаз-Голе, где пересыщение сернокислым натрием настолько велико, что он (так называемый мирабилит) свободно выпадает из воды при её охлаждении.
Другая характерная особенность гидрологического режима всей системы южноевропейских водоёмов заключается в сравнительно затруднённой вертикальной циркуляции. Все эти моря характеризуются слабыми или даже очень слабыми показателями перемешивания вод. Это обусловливается следующими причинами. Во-первых, рельеф дна наших южных морей характеризуется наличием более или менее значительных изолированных от других морей котловин. Наличие глубоких изолированных впадин всегда неблагоприятно отражается на вертикальном перемешивании, а в данном случае его затрудняют и некоторые другие особенности режима и прежде всего особенности распределения температуры и солёности. Если в водоёме солёность одинакова от поверхности до дна, но верхние слои моря нагреты значительно более, чем вся остальная толща, вертикальное перемешивание будет затруднено, так как ему будет препятствовать малый удельный вес воды верхнего слоя. В таком случае вертикальная циркуляция станет возможна только тогда, когда поверхностные воды приобретут температуру глубинных, что и имеет место в короткий наиболее холодный зимний период. Именно таково положение в Средиземном и Красном морях (табл. 68).
| Глубина в м | Средняя годовая температура | Летняя температура | ||
|---|---|---|---|---|
| в Атлантическом океане | в Средиземном море | в Красном море | в Индийском океане | |
| 0 | 19–20 | 19–20 | 25–29 | 28–29 |
| 200 | 14–16 | 14–14,7 | 21–25 | 13–15 |
| 400 | 12–14 | 14–14,5 | 21–22 | 10,2–11 |
| 600 | 10,5–11 | 13,5–14,0 | 21,4–21,8 | 9 |
| 800 | 8,5 | 14 | 21,5 | 7,5–8 |
| 1 000 | 8,0 | 13,8 | 21,5 | 6–7 |
| 2 000 | 3,8 | 13,5–13,7 | 21,5 | 2,5–3 |
| 3 000 | 2,7 | 13,6–13,7 | — | — |
| 4 000 | 2,5 | 13,5 | — | — |
Температура поверхностного слоя и в этих морях, и в соседних океанах одинаковая, а глубинных слоёв совершенно различная. Она высока и соответствует той температуре, которая имеется на поверхности в зимнее время. Глубинные же воды океанов, как мы видели, приходят из высоких широт и несут с собой низкую температуру. Вентиляция глубинных частей тёплых океанов совершается в горизонтальном направлении, во внутренних морях это невозможно, там возможна только вертикальная циркуляция, а она совершается только в зимнее время, когда весь столб воды имеет одинаковую солёность и температуру. Так обстоит дело в Средиземном и Красном морях, и совершенно понятно, что оба эти моря должны характеризоваться низкими показателями биологической и промысловой продуктивности, так как привнос питательных солей реками очень невелик, а те питательные соли, которые накопляются в глубинных слоях моря вследствие слабой вертикальной циркуляции, лишь в малой степени выносятся наверх. Поэтому так слабо количественное развитие в Средиземном и Красном морях фито- и зоопланктона и питающихся ими животных организмов, в том числе и рыб.
Летний прогрев поверхностных слоёв воды препятствует вертикальной циркуляции и в наших южных морях; препятствует ей также и значительное опреснение поверхностных вод вследствие большого притока речных вод. Особенно яркого выражения достигает явление стагнации водоёма, т. е. очень слабых показателей вертикальной циркуляции, в нашем Чёрном море.
В гораздо более слабой степени это явление выражено в Каспийском и Аральском морях, однако тенденция к нему имеется и в них, и даже в мелком, как блюдце, Азовском море.
Очень характерно в связи с затруднённостью вертикального перемешивания накопление в донных отложениях органического вещества. Этот процесс с исключительной яркостью находит своё выражение в Чёрном море, где в некоторых донных отложениях количество органического вещества достигает 35%. Такие илы подобны сапропелям и в высушенном виде почти могут гореть. Это органическое вещество уже не возвратится в органический круговорот водоёма, оно погребено на многие десятки миллионов лет.
В Чёрном море эти процессы накопления органического вещества в донных отложениях получают особо яркое выражение, а в Каспийском море выражены в неизмеримо более слабой степени, однако имеют место и здесь. По мнению А. Архангельского, резко стагнирующие водоёмы с развитием сероводородной глубинной зоны, подобно современному Чёрному морю, с соответственным накоплением в донных отложениях громадных масс органического вещества свойственны не только современной эпохе, но представляют собой характерное явление вообще для водоёмов Южно-русской геосинклинали неогена. Генезис апшеронских нефтей считают связанным с накоплением колоссальных масс органического вещества в Каспийском море в послепонтическое время.
Таким образом, с историей наших южных морей связаны и в прошлом, и в настоящем мощные процессы накопления горючих ископаемых.
Характерна для наших южных морей и относительно высокая температура глубинных слоёв, в чём наблюдается сходство с Средиземным и Красным морями, хотя она и не достигает такого сильного выражения, как в этих последних (табл. 69).
| Водоём | Температура |
|---|---|
| Открытые океаны | −1,8 — +2° |
| Средиземное море | 13,5 |
| Красное море | 21,5 |
| Чёрное море | 8,9 |
| Каспийское море | 4,8–5,9 |