мая 25 2003

ПРИРОДНІ УМОВИ АКВАТОРІЇ ЧОРНОГО МОРЯ ЯК ЧИННИКИ ФОРМУВАННЯ ЙОГО ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ

Опубликовано в 01:13 в категории Проблемы Черного моря

ПРИРОДНІ УМОВИ АКВАТОРІЇ ЧОРНОГО МОРЯ ЯК ЧИННИКИ ФОРМУВАННЯ ЙОГО ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ

Башкирцева О.В., Степаняк Ю.Д.

Південний відділ УкрДГРІ, м. Сімферополь

Природні гідрофізичні, гідрологічні, гідрохімічні, та геохімічні процеси, що формуються під дією щосезонних змін кліматичного та синоптичного масштабу, значно впливають на екологічний стан акваторії Чорного моря. Гідрофізичні процеси визначають енергетику компонентів аквальної системи в цілому та активність чинників мобілізації, міграції, і седиментації речовин. Вони впливають на процеси латеральної трансформації гідрохімічної структури водних мас, вертикальний розподіл гідролого - гідрохімічних показників, транспорт речовини та енергії в просторі і часі. Для супераквальних ландшафтів шельфових зон провідним механізмом міграції є перенос елементів і сполук системою течій водної товщі. Течії, як один з факторів седиментогенезу, визначають швидкість і напрям транспорту, а також осадження теригенної, завислої і розчиненої речовини по площі дна.

Не менш важливе значеня має рівень моря, у багаторічному ході якого з 20-х років минулого століття чітко помітна тенденція до підвищення з швидкістю 3 мм/рік. Рівень моря піднявся в останні десятиліття на величину близько 20 см. В зв\’язку з стійким підійманням рівня відбувається постійне переміщення берегової лінії моря убік суші, що супроводжується надходженням в акваторію нових мас продуктів руйнування берега, котрі втягуються в рух вздовжберегових потоків наносів і йдуть на утворення акумулятивних форм. Потужність потоків наносів залежить від режиму хвиль і об’єму привнесеного матеріалу, диференційованого на наноси хвильових і нехвильових полів.

До глибини 25 – 30 м акваторія моря знаходиться під впливом хвильового поля, що утримує у зваженому стані завис і виконує водно-гравітаційне сортування теригенного матеріалу. Значні розміри моря, великі глибини, слабка зрізаність берегової лінії сприяють, незважаючи на відносно невелику повторюваність штормових вітрів, розвитку великих хвиль, висоти яких, зокрема, у північно-західній частині можуть перевищувати 11 м. Зимою у західній частині моря раз у 15 років можуть спостерігатися хвилі більше 9 м, а раз у 30 років - біля 12 м.

З хвилюванням моря безпосередньо пов’язаний його оптичний режим. Протягом 20-го століття в межах шельфу Чорного моря спостерігається прогресуюча тенденція до зниження прозорості морської води. Оскільки прозорість безпосередньо пов\’язана з об\’ємом завису – тонкого теригенного та органічного седиментаційного матеріалу, що відіграє виключно важливу геохімічну роль – допустимо твердження, що протягом зазначеного часу така ж прогресуюча тенденція має місце і у відношенні об\’ємів осадконакопиченя збагачених мікроелементами завислих речовин. В сумі зі стрімким зростанням протягом останнього століття забрудненості річкового стоку мінеральними, органічними та органо-мінеральними сполуками, асоційованими з зависом, створюються передумови геохімічного забруднення як донних осадків так і всіх компонентів басейну седиментації.

За М.М.Страховим [   ] виділяється три групи елементів щодо їх хімічних властивостей та форм надходження в Чорноморські води. До першої відносяться найменш геохімічно рухливі елементи – Ti, Zr, Cr, V, що надходять в завислій формі в грубих фракціях суспензії. У надходженні елементів другої групи, до якої відносяться Fe, Mn, Ni, Co, Cu, Mo, W, As, Se, Au, U, P, CaCo3, Cорг основну роль відіграє міграція в розчині та у тонкопелітовій фракції. Форми міграції цих двох груп мікроелементів визначають їхній площинний розподіл в поверхневих осадках Чорного моря. Максимальні концентрації елементів першої групи в прибережних частинах акваторії, а мінімальні – в халістазах. Концентрація ж елементів другої групи зменшується від центра моря у бік берега. У третю групу М.М. Страхов виділив Pb і Zn, оскільки їхній розподіл в осадках характеризується плямистістю і не підлягає вище названим закономірностям.

Регіональні закономірності розподілу елементів в осадках Чорного моря є результатом гідродинаміки верхніх верств води і механічної диференціації речовини, що надходить у басейн. Елементи першої групи осідають разом із грубоуламковим матеріалом в прибережній області. Внаслідок значної геохімічної рухливості елементи другої групи виносяться в пелагіаль.

Морські осадки акумулюють забруднюючі речовини, що надходять в басейн, тим самим очищуючи воду і, в зв\’язку з цим, є надійним індикатором стану морського середовища. Закономірності локалізації металів в осадках неоднакові. Fe, Mn, Ni, Co, Cr концентруються в місцях поширення пелітових фракцій, в мулах, в зоні зовнішнього шельфу і континентального схилу. В певних типах і ділянках донних осадків у небезпечних концентраціях накопичуються свинець, цинк, кобальт, миш\’як, мідь, кадмій. Концентрація їх у різних фракціях осадового матеріалу не однакова. Аналіз середніх показників по Чорному морю свідчить, що накопичення багатьох забруднюючих речовин характерне для мулистих різновидів осадків. Зокрема вміст As, Zn, Pb, B, Мо, W в мулах перевищує їх в черепашниках і пісках 1,5 - 2,5 рази.

В Чорному морі виділено ряд природних горизонтальних і вертикальних геохімічних бар\’єрів, що обумовлюють кількісну диференціацію і склад надходячого осадового матеріалу, а отже і властивості геологічного середовища акваторії (донних осадків) [  ]. Найбільш ємними є наступні бар’єри.

Бар\’єр ріка-море відноситься до категорії комплексних, де відбувається зміна біохімічних, адсорбційних, механічних та кислотно-лужних властивостей середовища, спостерігається зниження інтенсивності міграції більшості елементів, значна кількість яких (F, Mn, Ti, Cu, Ni, V, Zn) осаджується з органічними і неорганічними частками суспензії. Рухливими залишаються U, Mo і Cd.

Бар\’єр підводних осередків розвантаження підземних вод являє собою зону змішування прісних підземних вод з морськими. В мулових водах спостерігається зниження вмісту хлор-іону до 4,6 г/л. Для поверхневої верстви донних осадків характерні підвищені концентрації Co, Zr, V, Ba, випадання гідроксидів заліза та марганцю. Крім того, існує розвантаження підруслових вод під рівень моря на авандельтових ділянках рік, де воно також приводить до зниження солоності придонних вод. Тут відбувається зміна температури, окисно-відновного потенціалу, рН, хімічного складу донних осадків.

Бар\’єр море - берег (літораль) – перша механічна зона. Тут переважають процеси механічного руйнування пород суші. В результаті розвитку бентоносної флори і фауни відбуваються біохімічні процеси і хімічне вилуговування пород. За рахунок інтенсивного процесу механічної диференціації у цій зоні накопичується грубоуламковий та піщаний матеріал, алевритовий і пелітовий активно виноситься течіями. Осадки збагачуються кварцом та елементами, пов\’язаними з рудними й акцесорними мінералами, відбувається утворення розсипів і збагачення осадків Fe, Ti, Zr, Sn.

Бар\’єр межа зміни уламкових осадків глинистими відноситься до другої механічної зони, знаходячись в Чорному морі на глибині від 20 до 200 м. Тут відбувається механічна і біогеохімічна диференціація макро- і мікроелементів. На бар\’єрі різко зменшується вміст теригенного кварцу, олова, цирконію, зростає концентрація Fe, Mn, Ti, Al, V, Cr, Ni, Co, Cu, Zn.

Вертикальні бар\’єри впливають на діагенетичні зміни донних осадків.

Бар\’єр вода – ґрунт відноситься до біогеохімічної і фізико-хімічної мікрозон, де відбувається інтенсивний дифузійний обмін в системі вода - ґрунт. Осадова речовина змінюється біофільтраторами та мулоїдами, розвивається мікробентос, формується генерація біогенних елементів, виділяється з осадку в придонні води Si, C, P, Ni, Fe, Mn і ін. В осадках зменшується кількість Сорг, аморфного Si, карбонатів Ca і Mg, збільшується вміст Al, Fe, K, Mn, Ti, Ni, Co, V, Cu, Zn.

Бар\’єр верхньої активної верстви осідання охоплює товщу від 10 см до 5,0 м, в якій протікають процеси раннього діагенезу. Це біогеохімічна і фізико-хімічна мезозони, в яких спостерігається різка зміна Eh і рН осадків, складу мулових вод в порівнянні з морськими, дифузійний обмін елементами між муловою та морською водою, протікання найбільш інтенсивного сульфатредукційного процесу, що характеризує початкову стадію діагенезу і початок утворення хемогенних діагенетичних мікроелементів – сульфідів, гідроксидів, сульфатів, карбонатів.

Бар\’єр верстви різкої зміни Eh в осадках це зміна Еh від –100 до +200 - +500 мв в мулових водах. Відбувається інтенсивний підтік мікроелементів убік верств з високими Eh, накопичення тут оксидів Mn, Fe, елементів Ni, Co, Cu, Mo та ін. У цій зоні відзначається утворення залізо-марганцевих конкрецій.

Бар’єрні зони, де відбувається зміна фізико-хімічних властивостей геологічного середовища в найбільшій мірі можуть забруднюватися полютантами.

Регіональні закономірності розвитку природних екосферних процесів необхідно враховувати як при народногосподарському освоєні акваторії Чорного моря, так і при дослідженні змін його екологічного стану та причин їх виникнення.

Література

1. Митропольский А.Ю., Безбородов А.А., Овсяный Е.И. Геохимия Черного моря // под ред. Е.Ф. Шнюкова. -К.: Наук. думка, 1982.- 143 с.

2. Митропольский А.Ю., Еремеева Л.В. Роль геохимических барьерных зон в процессах современного осадкообразования в Черном море // Изучение геологической истории и процессов современного осадкообразования Черного и Балтийского морей. Ч. 2. -К.: Наук. думка. -1984. -с. 64-69.

3. Страхов Н.М. Проблемы геохимии современного океанского литогенеза. -М.: Наука, 1976.-300 с.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.