Авг 26 2006

ПРИРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЧЕРНОГО МОРЯ, ОЦЕНКА МАСШТАБОВ ВЛИЯНИЯ. Михайлов В.И., Капочкина А.Б.

Опубликовано в 01:16 в категории Одесский регион

ПРИРОДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЧЕРНОГО МОРЯ, ОЦЕНКА МАСШТАБОВ ВЛИЯНИЯ.

Михайлов В.И., Капочкина А.Б.

Одесский государственный экологический университет, Одесса

Введение Изучение влияния субмаринной разгрузки флюидов имеет большую историю [1]. К основателям этого научного направления следует отнести К.К.Зеленова [2]. Наиболее масштабные изменения морской среды эпизодически происходят в районах субдукции при подводных вулканических извержений и в зонах спрединга, где типичны постоянно функционирующие «курильщики». Известны Красноморские море рассолоносные впадины. Влияние на окружающую среду субмаринных источников шельфовой зоны изучено в меньшей мере.

Состояние изученности проблемы. В работе [4] изучено формирование гидрохимического режима Мирового океана под влиянием субмаринной разгрузки флюидов. Приведены данные изменения гидрохимического режима субмаринных источников и подземных вод суши. Рассмотрены теоретические вопросы металогении и круговорота биогенных веществ в океане с учетом подземного водообмена. Впервые показан механизм формирования микро- и макроэлементного состава за счет ювенильных процессов и флюидов формируемых осадочным чехлом.

Рассмотрен механизм поступления растворенных веществ из осадочного чехла. Этот источник можно отнести ко вторичному загрязнению. Это высвобождение в водную среду элементов, ранее захороненных в донных осадках.

Наиболее изучен режим этой составляющей режима подземных вод в океанах и морях в связи с проблемой прогнозирования морских землетрясений. Известно, что в процессе подготовки землетрясений происходят изменения температурного режима и вещественного состава подземных вод как на суше, так и в море. Например перед Камчатским землетрясением 4 марта 1992 года с М=7,0 в скважине «Морозная»  концентрация иона натрия превысила фоновые концентрации на 23,6% (+4,5σ), концентрация бикарбонат иона оказалась ниже фоновых концентраций на 58% (-4,8σ), концентрация сульфат иона оказалась выше фоновых концентраций на 40,1% (+2,94σ).

Известно, что субмаринная разгрузка флюидов характерна только для определенных участков морского дна, местоположение и размеры которых важно знать для рационального использования ресурсов Мирового океана. В начале 70-х годов опубликована работа [3] по изучению пространственных размеров субмаринной разгрузки подземных вод на шельфе Южного Берега Крыма и Кавказа.

Исследованиями было охвачено 7 районов вдоль Крымского и Кавказского побережья Черного моря, которые выбраны на основании анализа результатов геологических, геофизических, гидрогеологических работ и натурных наблюдений по побережью и акватории и представляли наиболее характерные типы разгрузки подземных вод в пределах шельфа.

Разгрузка подземных вод наблюдалась в районе авандельты реки Натанеби. Станции, вскрывшие подрусловой поток, характеризуются понижениями концентраций хлор иона в грунтовых растворах, т.е. более, чем на 4‰. Наибольшее понижение концентрации на аномальных станциях соответствует прослоям песка и алевритовом илу. В придонной воде аномалий концентраций хлора не обнаружено.

Разгрузка подземных вод в зависимости от расположения источников, величин их дебитов и мощности отложений, перекрывающих сами очаги выходов, по-разному проявляется в донных отложениях и морских водах. Общеизвестны сосредоточенные выходы подземных в нескольких десятках метров от берега на дне моря в районе Гантиади. Примерные контуры этой зоны установлены по понижениям концентраций хлор иона в грунтовых растворах современных отложений. Кроме того, в этой зоне повышены концентрации Pb,Cu, Zn.

В районе Крымского полуострова были обнаружены зоны выхода подземных  вод на дне моря в районах Ласпинской бухты, Симеиза и Судака.

Зона субмаринной разгрузки подземных вод в районе бухты Ласпи отмечается по резким понижениям концентраций хлор иона в иловой воде до 4,59‰. Вместе с тем, отмечается повышение концентраций Co, Zn, Ba, повышено содержание Cr в поверхностном слое донных осадков.

В районе Симеиза, в зоне разгрузки карстовых вод концентрация хлор иона понижена до 7,78‰, и в то же время повышены концентрации Zn. В зоне субмаринной разгрузки карстовых вод Судакской бухты отмечается аналогичная закономерность: Cl понижен до 8,25‰, отмечается также повышение концентраций Zn, Cr в зонах субмаринной разгрузки подземных вод.

Разгрузка глубинных подземных вод по тектоническим нарушениям Исследовалась в районах Ялты и Мацесты. Здесь поступление с глубин высокоминерализованных вод вызывает повышение концентраций хлор иона в иловых водах донных осадков до 12,44‰ в районе Ялты и до 19,87‰ в районе Мацесты. Аномальные зоны имеют вытянутую форму. Концентрация хлор иона с глубиной в них увеличивается. Геохимические проявления разгрузки сходны для обоих районов.

Помимо хлора в зонах разгрузки глубинных подземных вод отмечается повышение концентрации Co; Ba, повышены концентрации Ni и Cu .

Таким образом, установлено, что при разных типах разгрузки происходят геохимические изменения в донных осадках. В частности, изменяются концентрации хлор иона в иловых водах. При разгрузке пресных вод в осадках отмечается повышение концентрации Zn, Cr. При разгрузке глубинных подземных вод (минерализованных) отмечается накопление геохимически более подвижных элементов, что может быть связано с контрастностью геохимических условий в очагах разгрузки и вблизи него.

Материалы исследований. В соответствии с государственной программой «Геологическая съёмка шельфа» в 1986г. –1991г. были выполнены работы на шельфе ЮБК от Алупки до Алушты, на Кавказском шельфе от Архипо-Осиповки до Новой Азеевки. Комплексная геологическая съёмка шельфа выполнялась в Масштабе 1:200 000. Работы выполнялись с НИС «Антарес» (1986г. Черное море Южный Берег Крыма ), НИС «Севморгеология» (1990 г. Черное море Кавказский шельф). В донных осадках и морской воде анализировались жидкие и газообразные углеводороды, углекислый газ, кислород, азот. Кроме этого в морской воде выполнялся анализ хлоридов, силикатов, температуры и стандартного комплекса тяжелых металлов.

Картирование зон, подверженных влиянию субмаринной разгрузки флюидов выполнялось по данным интегрального показателя характеризующего аномальность точки пробоотбора измеряемоq в стандартных отклонениях от нормы. Расчеты выполнялись путем последовательного суммирования рассчитанных данных аномальности по каждому параметру. В каждой точке были рассчитаны отклонения измеренного значения от оценки среднего значения по площади. Полученные отклонения нормировались на оценку стандартного отклонения для площади.

Рассмотрим пространственные масштабы влияния субмаринной разгрузки полученные для шельфа ЮБК по углекислому газу, ртути, отношению предельных углеводородных газов к непредельным в донных осадках, азоту, углекислому газу в придонной воде рис.1. Установлено что точки пробоотбора с положительными значениями оценки аномальности (σ>0) занимают 49,5%. На 7,5% площади уровень аномальности влияния субмариной разгрузки достигает (σ>3). На 3% площади уровень аномальности достигает (σ>5), и на 1% площади достигает (σ>7).

По результатам работ, выполненных на Кавказском шельфе Черного моря была построена соответствующая карта рис.2. Значения аномальности донных осадков и водной толщи показаны в стандартных отклонениях от нормы. Съемка шельфа представлена 97 точками пробоотбора донных осадков, придонных вод и поверхности моряя (рис.2). На станциях пробоотбора выполнялось зондирование водной толщи комплексом Нил-Браун.

Выводы. Установлено, что 33-50% площади морского дна находится в условиях влияния субмаринной разгрузки флюидов, а на 7,5-11% влияние субмаринной разгрузки флюидов на экологическое состояние морской среды является определяющим. Приведенные материалы показывают, что уровень природного загрязнения морской среды является существенным.

Литература

1. Зекцер И.С., Джамалов Р.Г., Месхетели А.В. Подземный водообмен суши и моря  Л. Гидрометеоиздат, 1984,  207 с.

2. Зеленов К.К., Иваненко В.Н. Влияние современного подводного вулканизма на химию вод океана Известия высших учебных заведений, геология и разведка № 11 1982 г. Москва  с.3-26

3. Батоян В.В. О проявлениях субмаринной разгрузки подземных вод в пределах Черноморского шельфа. ВИНИТИ №247-76.-  Деп с2-6

4. В.И.Михайлов, А.Б.Капочкина Цикличность гидрохимических условий Мирового океана.- Материалы 4 международной конференции «Динаміка наукових досліджень - 2005», Дніпропетровск, Наука і освіта, 2005, с 56-60.

Рис.1 Карта-схема природного загрязнения морской среды шельфа ЮБК Черного моря  в стандартных отклонениях (интегральная оценка).

Рис.2 Карта-схема природного загрязнения морской среды Кавказского шельфа Черного моря в стандартных отклонениях (интегральная оценка).

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.