23563 (Порівняння Чорного та Червоного морів), страница 2

Розділ II. Порівняльна характеристика Червоного та Чорного морів

2.1 Відмінності в рельєфі дна і берегів Червоного та Чорного морів

У будові рельєфу дна Чорного моря виділяються: шельф, материковий схил і глибоководна улоговина. Шельф завглибшки 110—160 м досягає найбільшої ширини (понад 200 км) в північно-західній частині моря; у решті районів глибина його звичайно менше 110 м, ширина від 10—15 км до 2,5 км (біля берегів Туреччини). Материковий схил сильно розчленований підводними долинами і каньйонами; середні його ухили 5-8°; у північно-західній частині і у Керченської протоки 1-3°. Крутизна окремих ділянок досягає 20—30°. Між Синопом і Самсуном майже паралельно берегу протягується система підводних хребтів завдовжки більше 150 км. Дно улоговини — плоска акумулятивна рівнина, глибини якої поступово збільшуються до центру до 2000 м і більш (максимальна глибина моря 2211 м). Дно включає різнорідні і різновікові в геологічному відношенні частини. Б. ч. западини Чорне море розташоване в межах Альпійської геосинклінальної (складчастої) області.

Земна кора під улоговиною складається з двох шарів — осадового і «базальтового», потужність осадового шару 10-16 км, причому верхня його частина (не менше 3-4 км) залягає практично горизонтально. Потужність земної кори в центральних частинах улоговини складає 22-25 км, по периферії, де над «базальтовим» з'являється гранітний шар, - 30-35 км. Північно-західна шельфова частина Чорного моря охоплює південний край Східноєвропейської платформи і епіпалеозойську Скіфську платформу. Утворення западини пов'язують або з процесами «океанізації» материкової земної кори, або з реліктовою природою западини як залишкового басейну стародавнього океану Тетіс. Контури сучасної западини намітилися в олігоцені, коли підняття в Азії поступово відособляли її і Каспійське море від океану. У верхньому міоцені Чорне море входило в ланцюг опріснених морів-озер (Басейн, сармата). Після короткочасного зв'язку з Середземним морем в меотісі утворилося опріснене Понтичне озеро. В кінці понта Чорне море роз'єдналося з Каспійським морем. Протягом середнього і верхнього пліоцену це було, ймовірно, опріснене проточне озеро. У середині плейстоцена на короткий час Чорне море двічі з'єднувалося з Середземним морем і мало солоніші води. Під час останнього заледеніння утворилося сильно опріснене Новоевксинськоє озеро-море, яке 6-7 тис. років тому з'єдналося з Середземним морем через протоки, давши початок сучасному Чорному морю. Тектонічна активність виявляється в землетрусах, епіцентри яких розташовані по краях западини і в прилеглих районах [5].

Стосовно Червоного моря узбережжя більшою частиною низькі, на півночі прилягають до пустель, в південній частині західний берег примикає до гористої Абіссінії. Безліч коралових рифів, розсіяних по всьому узбережжю, особливо на Аравійському, і ще місцями тягнуться на велику відстань від берега, складають відмінну рису побережжя Червоного моря.

По центру моря проходить вузький жолоб – риф, з глибинами, 1000-1500 м, що перевищують, причому на півночі цей жолоб розпадається на серію западин, заповнених розсолами, що розрізняються по температурі і солоності. До теперішнього часу в найглибших районах виявлено 20 таких западин.

Температура розсолу знаходиться в межах 30-60 градусів і підвищується на 0,3-0,7 градусів в рік. Це означає, що западини підігріваються знизу внутрішнім теплом Землі. Розсоли не зливаються з навколишньою водою, а чітко відрізняються від неї і виглядають як мулистий грунт, покритий брижами, або як туман, що клубочиться. Хімічні аналізи показали, що вміст в розсолах багатьох металів, у тому числі і дорогоцінних, в сотні і тисячі разів вище, ніж в звичайній морській воді [23].

2.2 Кліматичні відмінні особливості Червоного та Чорного морів

Клімат Червоного моря тропічний. У північній частині Червоного моря переважають вітри північних напрямів. Річковий стік в морі відсутній. Невеликий обмін водами наголошується між Червоним морем і Індійським океаном (Аденською затокою). У морі поступає дещо більше води, ніж витікає з нього, із-за сильного перевищення випаровування над опадами. Взимку в північній частині моря (до 21º пн. ш.) існує система циклонних і антициклонних круговоротів. У центральних районах спостерігається зона конвергенції, в якій переважають потоки упоперек моря із швидкістю 40-50 см/с. На півдні добре виражені два обширні циклонні круговороти у Баб-ель-Мандебського протоки.

Середня температура січня 15,5° на півночі, 24° - на півдні. Середня температура липня на півночі 27° і 32° - на півдні. Опади випадають головним чином взимку (від 28 мм на півночі до 217 мм на півдні). Середня температура води на поверхні в лютому міняється від 18°С в північній частині до 26°С на півдні. У серпні середня температура води на поверхні досягає 27°С на півночі і 32°С на півдні. Солоність води моря поблизу Суецької затоки і затоки Акаба більш 41,5‰ (найбільша серед морів Землі). Солоність в північній частині моря 40,5-41‰, на півдні - 38-39‰ Температури глибинних вод не нижче за 21,5°, солоність 40-41‰. По глибинних температурах і солоності Червоне море є найтеплішим і найсолонішим морем Світового океану [13].

Клімат Чорного моря на протязі року знаходиться під дією головним чином континентальних полярних і морських полярних і тропічних повітряних мас. Переважає континентальне полярне повітря. Взимку його вторгнення супроводжується сильними північними і північно-східними вітрами, пониженням температури і частими опадами; особливо великої сили ці вітри досягають в районі м. Новоросійська, де називаються бору. При вторгненні морського полярного повітря з Атлантичного океану розвивається активна циклонна діяльність, що супроводжується шквалистими вітрами і опадами. Морське тропічне повітря приноситься південно-західними вітрами з басейну Середземного моря, він завжди теплий, з підвищеним вмістом вологи.

Основна частина Чорного моря має теплу вологу зиму і жарке сухе літо. Середня температура повітря в січні в центральній частині моря близько 8 °С, біля східних берегів 6°С, у північно-західних — 3°С, на Пд.-Сх. і Пд. 6—9°С. Найнищі температури в північній частині Чорного моря можуть досягати -30°С, у південній частині -10°С. Сніг випадає взимку у всіх районах моря (у Сочі і Хосте до 8 діб в році). Влітку над Чорним морем розповсюджується відріг, який визначає стійку ясну і теплу погоду. Середня температура повітря в липні 22-24°С; найвищі температури 30-35°С. Хмарність в середньому за рік рівна 60% з максимумом взимку і мінімумом влітку. Кількість опадів на З заходу складає 300—500 мм в рік, на півдні — 750—800 мм на сході – 1800-2500 мм. Восени бувають смерчі [7].

2.3 Основні властивості води Червоного та Чорного морів

В прибережній зоні Червоного моря води характеризуються високою температурою. З глибиною температура води дещо змінюється. Її поверхневі значення зберігаються до горизонтів 25-30 м, потім вона досить плавно знижується до горизонту 75 м, де стає близькою до 25-27°, звідси її величина ще знижується до горизонту 150 м і стає рівною 22- 23°, далі температура трохи убуває до горизонтів 200- 300 м, нижче за які вона залишається рівною 21,6-22,0° до дна.

Солоність на поверхні Червоного моря взимку зменшується від 42,0-40,20/00 на півночі до 39-38 0/00 в центральній і до 36,20/00 в південній частинах. У західного побережжя солоність дещо більше, ніж у східного. З глибиною солоність підвищується. У північних районах вона збільшується від 40 0/00 на поверхні і до 40,5-40,6 0/00 в придонних горизонтах. На півдні її поверхневі значення простежуються до горизонтів 25-30 м, звідки вона значно збільшується і на горизонтах 100-150 м рівна 40,0-40,5 0/00, глибше вона дещо збільшується до горизонту 300 м, де рівна 40,6 0/00. Ця або близька до неї величина простежується до дна. Влітку солоність на поверхні зменшується від 40 0/00 на півночі до 37,2 0/00 на півдні моря. Зберігається і деяке перевищення величин солоності біля західного берега в порівнянні з східним. У Червоному морі основні сезонні зміни термохалинних характеристик відбуваються у верхньому в 150-метровому шарі [16].

Головним гідрохімічним показником структури води Чорного моря є її солоність. Багато характеристик динамічної структури водних мас (щільність, питомий об'єм, стійкість шарів, розподіл динамічних висот і ін.) залежать від неї і від температури води. Солоність поверхневих вод в центральній частині Чорного моря складає в середньому 18 0/00, в деяких випадках вона перевищує 18,2 0/00 і навіть досягає 18,5 0/00. Сезонні коливання солоності в цій частині моря малі - у весняно-літній період, ближче до периферійних районів, мінімум її досягає 17,5 0/00. Поблизу берегів під впливом річкових вод солоність зменшується, сезонні коливання її тут значні.

Середня річна температура поверхневих чорноморських вод залежить в основному від географічного положення пункту спостереження і від переважаючих течій. З видаленням від берега середня річна температура змінюється порівняно мало.

Залежно від температури і солоності щільність води в Чорному морі значно змінюється як в часі, так і в просторі. У верхніх шарах весною і влітку вона зменшується. У центральних районах моря середня щільність води в поверхневому шарі близька до 1,0123 на максимальних глибинах вона досягає 1,0173.

Якщо випарувати 1 л поверхневої чорноморської води, вийде сухий залишок - приблизно 18 г солей. Як у всіх морях, головний компонент його - хлорид натрію (куховарська сіль), а також сульфат магнію, карбонат кальцію і ін. У глибинних водах Чорного моря під впливом анаеробних бактерій мікроспора сульфати відновлюються, при цьому утворюються сірководень і бікарбонати. В результаті вміст сульфатів в цих водах значно зменшений, а бікарбонатів - збільшено.

Під лужністю природних вод розуміється сумарний вміст слабких кислот в них, виражений в еквівалентах міліграма на 1 л води. Середня лужність поверхневих вод в Чорному морі складає 3,33 мг-экв/л, мінімальна лужність (близько 3,29 мг-экв/л) наголошується на глибині 100-150 м. Водневий показник (рН) в поверхневих чорноморських водах міняється від 8,1 до 8,5. Мінімум рН наголошується звичайно взимку, а максимум влітку [12].

З газів, розчинених у воді, найбільш поширений азот. У 1 л води поверхневого шару міститься в середньому 12,7 мл вільного азоту, що складає 15,9 мг/л. Вільного кисню в Чорному морі менше, проте від нього залежить життя. Він поступає у воду з повітря, коли температура води знижується - в цьому випадку розчинність газів збільшується, і виділяється в атмосферу, коли температура води підвищується сірководень, наявність якого у великій кількості ставить Чорне море в унікальне положення, з'являється на глибинах 150-200 м. Концентрація його спочатку складає біля 0,04- 0,16 мл на 1 л, на глибині 300 м вона наближається до 1 мл/л, на глибині 500 м - перевищує 3 мл/л, а нижче 1000 м-достигает 6 мл/л. Ці цифри відносяться до вільного і гідросульфидному сірководню.

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. Учений показав, що мешкають у великій кількості в глибинах моря особливі бактерії, що живуть в безкисневому середовищі, розкладають залишки 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 залишків" рослинних і тваринних організмів, зміст сірководня досягає 7,5 кубічного сантиметра на літр води, а загальна кількість сірководня в Чорному морі складає мільярд тонн. Протягом останніх 1-2 тисяч років ця кількість зберігається приблизно постійною. Хоча весь час відбувається утворення сірководня в глибинах моря, але паралельно з ним йде процес окислення сірководня іншими бактеріями, що мешкають на дні і в глибинах Чорного моря.

Глибина залягання сірчановодневого 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 сірчановодневого шару в море піднімається до центру у вигляді куполу і опускається біля берегів. Таке положення поверхні сірчановодневого шару - слідство більшого перемішування вод в прибережній частині.

У морській воді органічні речовини знаходяться в розчиненому і колоїдному або в зваженому стані. У поверхневому шарі Чорного моря міститься в середньому 3-4 міліграми сухої речовини на 1 л води. Зміна кількості органічної речовини протягом року залежить від температури води і інтенсивності фотосинтезу. З глибиною кількість розчинених органічних речовин звичайно зменшується, але в шарах, де щільність різко підвищується, кількість їх часто збільшується [6].

2.4 Біота Червоного та Чорного морів

Складна геологічна історія Червоного моря, географічне положення на стику між Середземним морем і Аденською затокою Індійського океану, специфічні гідрологічні умови обумовлюють своєрідність його рослинного і тваринного світу, особливо в північній частині, для якої характерна значна кількість ендемічних видів.

Фітопланктон Червоного моря по якісному складу мало відрізняється від фітопланктону Індійського океану. Хоча флора Червоного моря дещо бідніше і в ній інше співвідношення домінуючих видів, в ній зустрічаються практично всі види основного тропічного комплексу. Як і у всіх тропічних морях, в Червоному морі великою видовою різноманітністю відрізняється бентос. У прибережній зоні біля рифів і островів дно до глибини 90-100 м на 40-60 % покрито чагарниками водоростей. Червономорська альгофлора сформувалася в основному за рахунок водоростей Індійського океану, хоча істотний вплив зробили і мігранти з Середземного моря і Атлантичного океану [18].

На підводних скелях, валунах, старих коралах обширні чагарники утворюють бурі водорості, такі, як саргаси, цистозіра, турбинарії та інші, що займають найбільш відкриті і освітлені ділянки дна. Саргасси і турбинарії досягають дуже великих розмірів (до 2 м і більш), особливо в південній частині моря. Під запоною бурих водоростей-саргассів в міжгір'ях скель добре розвинені червоні водорості - основне ядро червономорської флори, їх в середньому в 2 рази більше, ніж бурих. У морі у великій кількості зустрічаються різні види багрянок, що мають яскраве, казкове забарвлення.

Біомаса зоопланктону на 50% створюється веслоногими рачками (копеподами). Кількісний розподіл зоопланктону по акваторії моря відповідає розподілу фітопланктону. Найбільш висока його чисельність і біомаса характерні для південної частини моря, на північ кількість зоопланктону зменшується. За чисельністю в Червоному морі на першому місці-поліхети, потім губки, молюски, голкошкірі, кишковопорожнинні. По біомасі переважають губки, на долю яких в різних районах моря доводиться від 70 до 99 %. Як і всі тропічні райони Світового океану Червоне море відрізняється великою видовою різноманітністю іхтіофауни. У його водах налічується більше 50 видів риб, зустрічаються також дельфіни, морські черепахи, дюгони.