Есть ли газ в черном море. Из черного моря уходит жизнь

В 1890 году русская океанографическая экспедиция доказала, что в глубинах Черного моря очень много растворенного сероводорода ядовитого газа с запахом тухлых яиц. Вскоре выяснилось, что сероводород присутствует во всей глубинной акватории Черного моря, приближаясь к поверхности примерно на 100 м в центре моря и до 300 м у берегов. Иногда верхняя граница сероводородной “зоны ненадолго поднимается и опускается из-за восходящих и нисходящих движений воды, вызванных, например, ветром.

Кислород довольно быстро реагирует с сероводородом, окисляя его в конечном счете до сульфатов. Поэтому растворенный кислород в водах Черного моря есть лишь в поверхностном слое. Ниже, в сероводородной зоне, обитают только анаэробные бактерии да некоторые виды морских червей.

Сероводород в морской воде - не уникальное свойство Черного моря. Довольно обширные зоны, зараженные этим газом, бывают в Индийском и Атлантическом океанах, временами появляются в Каспийском и других морях и даже в пресноводных озерах.

Сегодня известны три главных источника сероводородного загрязнения водоемов. Первый восстановление сульфатредуцирующими бактериями сульфатов при разложении мертвого органического вещества. Во-вторых, сероводород просто выделяется при гниении серосодержащих органических остатков. И наконец, в-третьих, он может поступать из глубин земной коры с гидротермальными водами и через расщелины морского дна. *

Будет сероводород накапливаться в воде или нет, зависит от скорости его окисления содержащимся здесь кислородом и от интенсивности микробиологических процессов. Приток же кислорода в сероводородную зону обусловлен скоростью обмена между нижними, более тяжелыми, и верхними слоями воды. Чем резче меняется плотность с глубиной, тем меньше приток кислорода.

В Черное море впадают пресные речные воды и - через Босфор - более тяжелая соленая вода Средиземного моря. В итоге в толще черноморских вод возникает резкий скачок плотности - галоклин. Он не стоит на месте - под влиянием течений колеблется, то поднимаясь в одних местах, то опускаясь в других. Как правило, сероводородная зона начинается сразу же под галоклином, препятствующим доступу кислорода из верхних слоев. Из-за этого в Черном море сероводорода расходуется гораздо меньше, чем образуется. За последние 6-7 тысяч лет здесь сформировалась сероводородная толща, занимающая 90 ° объема моря.

Из-за колебаний уровня Мирового океана связь со Средиземным морем через Босфор то исчезала, то появлялась вновь. При закрытии Босфора Черное море опреснялось, сероводород в нем исчезал. При очередном прорыве соленых средиземноморских вод они скапливались на дне черноморской котловины, и сероводородная зона росла.

Порой сероводород держится не только на глубине, но и у берегов. И здесь, на глубинах около 40 м, могут возникать заморные, бескислородные водные массы, всплывающие на поверхность, где они быстро насыщаются кислородом, сероводород в них окисляется и исчезает.

За верхнюю границу сероводородной зоны принято считать ту глубину, где концентрация газа близка к точности его аналитического измерения - примерно 0,1 мл/л. Ниже кислород соседствует с сероводородом в пределах так называемого слоя сосуществования. За последние сорок лет он поднялся из глубины примерно на 40-50 м, а пределы колебания его толщины увеличились в 5-6 раз.

Верхняя граница сероводорода может подниматься под влиянием двух обстоятельств - либо вертикальных перемещений водных масс, либо увеличения общего количества сероводорода в глубинных слоях. Впрочем, обе причины могут действовать и одновременно.

Выплески сероводорода в верхние, обогащенные кислородом воды чреваты массовой гибелью морских обитателей. Так, в начале 1950-х годов в заливе Уолфиш-Бей (Атлантическое побережье Юго-Западной Африки) течение вынесло из глубины к поверхности сероводородное “облако”. На побережье до сорока миль в глубь материка чувствовался запах сероводорода, потемнели стены домов. Сероводород ядовит и для людей, ощущение его запаха уже означает превышение ПДК - предельно допустимой концентрации.

В Черном море тоже есть восходящие течения (апвеллинги) у крымского и кавказского побережий. И они тоже могут вынести из глубин отравленные сероводородные воды, правда, при довольно редком сочетании метеорологических и океанологических факторов (как, например, при возникновении смерчей на суше). Такие губительные выплески нельзя прогнозировать лишь на основе средних показателей состояния моря, принятых ныне. Нужны специальные и постоянные наблюдения за сероводородной зоной.

Исследования Черного моря в наибольшем объеме, естественно, ведут океанологические учреждения, расположенные на его побережье: Морской гидрофизический институт и Институт биологии южных морей (Севастополь) с его Одесским отделением - в составе Академии наук УССР, Севастопольское отделение Государственного океанографического института, Азово-Черноморское отделение ВНИИ морского рыбного хозяйства и океанографии (Керчь), Южное отделение Института океанологии АН СССР (Геленджик).

По данным этих институтов, за последние полтора десятилетия экологическая обстановка на Черном море серьезно ухудшилась. Не только в прибрежных, но и в открытых водах моря был обнаружен избыток органических веществ. Произошли изменения в структуре биологических сообществ - практически исчезли рыбы-хищники, сократилось поголовье дельфинов, необычно размножилась медуза аурелия и водоросль ночесветка, исчезает придонное, ранее обширное поле водоросли филлофоры... В северо-западной мелководной зоне моря летом ежегодно появляются обширные заморные зоны. То есть экспансия сероводорода во все более высокие слои идет на фоне ухудшения общей экологической обстановки.

Ясно, что сероводородный баланс Черного моря находится под сильным прессом человеческой деятельности, но в какой мере негативное развитие сероводородной зоны вызвано природными, а в какой антропогенными факторами - пока неизвестно. Для того, чтобы разобраться в сложившейся ситуации и хотя бы предварительно оценить ее, в 1985-86 гг. под эгидой Академии наук УССР на Черном море работала межведомственная экспедиция, основной целью которой был прогноз эволюции сероводородной зоны.

Теоретическое моделирование на ЭВМ и полевые исследования указывают на восстановление сульфатов микроорганизмами как на основной источник пополнения сероводорода в Черном море. Очаги микробиологической сульфатредукции приурочены к местам поступления мертвого органического вещества с прибрежных акваторий.

В придонных пробах не было чересчур высоких концентраций сероводорода. Значит, вклад глубинных геологических источников в содержание H2S весьма скромный. Еще раз подтвердилось, что главные причины существования сероводородной зоны в Черном море - это устойчивое вертикальное расслоение вод и большой привнос реками биогенных веществ.

С одной стороны, зарегулирование стока рек уменьшает объем пресных вод, поступающих в верхний слой моря, улучшая вертикальный водообмен. С другой стороны, промышленные, бытовые и сельскохозяйственные стоки увеличивают количество мертвого органического вещества и, соответственно, сероводорода. Словом, главная причина расширения сероводородной зоны - эвтрофикация моря, повышение содержания в нем органических веществ. А поскольку львиная доля их образуется в сравнительно узкой прибрежной зоне, именно ее экосистема определяет содержание сероводорода в глубинах Черного моря.

Ежегодно в кислородную зону моря поступает примерно столько же загрязняющих веществ, сколько сероводорода здесь окисляется кислородом атмосферы (и та и другая величина в пересчете на H2S около 10 т/год). Много промышленных, бытовых, дренажных стоков полей орошения поступает в северо-западную мелководную часть моря. Из-за увеличения потребления вод Дуная и Днестра на орошение и дальнейшей урбанизации побережья поток загрязняющих веществ еще более возрастет.

Можно сказать, что фактически все Черное море “мелководно” - кислородная зона в среднем держится на глубине около 160 м. Если в настоящих мелководных морях здесь расположено твердое дно, то в Черном море вместо него - зыбкая граница сероводородной зоны, жадно поглощающей кислород. Именно поэтому наше главное курортное море так чувствительно к загрязнению.

Http://school316.spb.ru/chemistry/amp/page4.html

Некоторые знают, а для некоторых, может, это новость, но: в Чёрном Море, на уровне 50-100 метров от поверхности располагается гигантский слой сероводорода. В некоторых морях существует подобное, но не в таких масштабах. Да и слой увеличивается и при этом поднимается к поверхности.

Именно из-за этого слоя в море самая малая численность обитателей: под слоем мертвая зона. Откуда этот слой? На это есть несколько равноценных гипотез, но ни одна из них не дотягивает до полноценной теории. Что будет, когда сероводород выйдет на поверхность? Да массовая гибель будет.

Под катом - пара статей на эту тему, которые я сочла наиболее интересными.

Опасность притаилась на морском дне!

Черное море, сияющее под лучами теплого южного солнца – что может быть прекраснее? Огромное, манящее, чистое, прозрачное и невероятно красивое… Наверняка именно такие эпитеты приходят в голову каждому из нас при одной лишь мысли об этом море – источнике вдохновения поэтов и любимом месте отдыха многих современных граждан. Но мало кто знает, что на дне удивительного моря с гордым названием Черное притаилась смертельная опасность – безжизненная бездна, заполненная ядовитым, горючим, взрывоопасным газом с отвратительным запахом тухлых яиц.

В результате масштабной океанографической экспедиции, совершенной в далеком 1890 году, было выяснено, что около 90% объема моря заполнено сероводородом и лишь 10% - чистой водой, не зараженной ядовитым газом. В нижнем слое моря не способны выжить ни животные, ни растения, а могут существовать лишь отдельные виды бактерий. Смертельно опасный газ заполняет огромное пространство, убивая все живое на своем пути. Весь объем морской воды разделен на две части, поверхностная вода может достигать дна моря только спустя сотни лет. Такое свойство уникально, во всем мире нет ни одного моря без твердого дна.

Максимальная глубина Черного моря составляет чуть больше двух километров. Верхний слой воды, где сосредоточена жизнь морских обитателей, имеет глубину всего 100 метров, а некоторых местах толщина слоя чистой воды едва доходит до 50 метров. Под ним располагается жидкая линза «мертвой» воды, периодически вырывающаяся наружу и проявляющая свою губительную сущность. Крупные прорывы происходят достаточно редко, но каждый из них приносит немало вреда морским обитателям. По мнению специалистов, взрыв всего сероводорода может быть сравним со встречей Земли с астероидом, имеющим массу вдвое меньше Луны.

О причинах появления сероводорода

Споры по поводу причины появления сероводорода на дне Черного моря не утихают до сих пор. Ядовитый газ мог поступить из трещин в морском дне или же возникнуть вследствие специфических действий бактерий. Без кислорода в глубинных слоях Черного моря способны выжить лишь анаэробные бактерии, участвующие в разложении останков живых организмов. В результате такого разложения может образовываться сероводород. Согласно другой версии, ядовитый газ мог образоваться вследствие специфического сообщения моря с Мировым океаном через узкий пролив Босфор. Некоторое количество воды проникает из Средиземного моря в Черное, превращая его в своеобразный отстойник, за много лет накопивший большое количество сероводорода.

Еще 10 лет назад вопрос ядовитого газа считался одним из первоочередных в странах Причерноморья, но на сегодняшний день о сероводородной угрозе будто вовсе забыли. Однако от этого проблема не исчезла и исчезать не собирается. Но насколько реальна опасность? Быть может, все не так страшно и сероводород, скрытый в глубинах морского дна останется там навсегда, никому не мешая? И какие силы могут способствовать взрыву огромного количества ядовитого газа? Ответом на эти вопросы могут стать следующие рассуждения.

Первая причина возможного взрыва

Представим гипотетически, что на дне Черное моря произошел взрыв. Стоит ли уточнять, какие последствия испытают на себе морские организмы и жители прибрежных районов? Как минимум, погибнут первые, как максимум – увы, и те и другие… Звучит устрашающе, но кому потребуется взрывать Черное море? Веские причины для этого вряд ли найдутся даже у самых злостных террористов. Но здесь самое время вспомнить, от чего происходят все беды на нашей планете? Правильно - от человеческих деяний, часто бесконтрольных и безответственных. Стоит только дождаться момента, когда нефтяные и газодобывающие компании проложат трубопроводы по дну Черного моря. Сложность ремонта и обслуживания таких конструкций в условиях взрывоопасного окружения рано или поздно приведет к их поломке и, как следствие, к масштабнейшему взрыву в слое сероводорода. Что будет дальше – несложно догадаться. Причерноморье может стать зоной экологического бедствия, опасной для жизни людей. Невинные люди станут расплачиваться за чьи-то необдуманные действия и пренебрежение вопросами экологической безопасности.

Вторая причина возможного взрыва

Причиной взрыва сероводорода может стать не только человеческая безответственность, но и капризы природы. Последний такой взрыв произошел в 1927 году во время сильного землетрясения на территории Ялты. За два месяца до происшествия произошло явление, удивившее местных жителей - местные рыбаки заметили странное волнение воды и мелкую зыбь, словно закипающую по неведомым причинам. Спустя несколько минут очевидцев оглушил подводный грохот – это был «подготовительный» толчок, исходящий из морских глубин.
Глубокой ночью 12 сентября 1927 года полуостров Крым испытал на себе всю мощь восьмибального землетрясения. Эпицентр располагался вблизи Ялты, однако пострадали и многие другие крымские города, были зафиксированы серьезные повреждения зданий и коммуникаций, погиб урожай на полях, а в горах произошли обвалы и оползни.

Но самые невероятные явления происходили в море. Очевидцы свидетельствовали, что возмущения земной коры сопровождались отвратительным смрадом и вспышками, направленными от поверхности морской глади к небесам. Огненные столбы, окутанные дымом, достигали несколько сот метров в высоту. Черное море горело, в воздухе стоял все тот же запах тухлых яиц. Грозовые разряды попадали именно в те места, где был сосредоточен сероводород. Версий по поводу причин подобного явления было множество, по одной из них источником взрыва стал именно ядовитый газ на морском дне.
Если бы Крымское землетрясение произошло в наше время, когда сероводород находится под тонкой пленкой воды, все обернулось бы глобальной катастрофой. Специалисты, всерьез озадаченные данной проблемой, рисуют печальную картину: взрыв сероводорода в Черном море может привести к сильным тектоническим сдвигам и выбросу в атмосферу большого количества серной кислоты. Кислотные дожди, отравленный воздух, череда землетрясений – вот что может ожидать население прибрежных районов.

Третья причина возможного взрыва

Сероводород способен взорваться и по другой причине. Со временем верхний слой может попросту стать тоньше, тем более что в последнее время наблюдается постоянная тенденция к медленному, но верному исхуданию слоя чистой воды. По подсчетам ученых, уже через несколько лет толщина защитного слоя будет составлять не более 15 метров. Всему виной будут антропогенные загрязнения морской воды, происходящие регулярно. Уже сейчас в некоторых местах фиксируются наличие сероводорода на такой глубине, но специалисты уверяют, что ядовитый газ попадает вовсе не со дна моря, а с поверхности земли. Сероводород, образованный из попавших в море удобрений, исчезает во время осенних штормов.

Пути решения проблемы

Специалисты утверждают, что трагедии можно избежать, достаточно лишь грамотно и скоординировано действовать на благо Черного моря. Ученые не сидят без дела – у них уже есть в запасе некоторые разработки, основная идея которых состоит в использовании черноморского сероводорода в качестве топлива, ведь ядовитый газ выделяет огромное количество тепла при сгорании. Звучит заманчиво, но как извлечь сероводород с морского дна? По утверждению группы ученых из Херсона, сделать это не сложно: достаточно опустить на глубину около 80 метров прочную трубу и единожды поднять по ней воду. Вследствие разности давления образуется фонтан, состоящий из газа и воды. Проще говоря, произойдет эффект, аналогичный открытию бутылки шампанского. В 1990 году авторы идеи производили эксперимент, доказывающий возможность работы такого фонтана в течение длительного периода, пока не выйдет сероводород.
Разработан и другой способ подъема сероводорода на поверхность моря. Ученые предложили пустить по трубам пресную воду с меньшей плотностью, чем у морской воды. Несколько таких труб, создающих эффект искусственной аэрации, позволили бы остановить процесс распространения сероводорода и постепенно полностью его устранить. Такие манипуляции уже сейчас эффективно проводятся для очистки аквариумов и небольших водоемов.

Подобные разработки, как и множество других в странах бывшего Союза, так и остались невостребованными. Люди, имеющие возможность решить проблему, закрывают на нее глаза. Хочется надеяться, что подобная самоуверенность не приведет к печальным последствиям, а Черное море останется для нас все таким же чистым, прозрачным и невероятно сказачно красивым.

Когда в далеком детстве я читала стихотворение К.И. Чуковского «Путаница», больше всего удивления у меня вызывали картины горящего моря. Это казалось чем-то действительно невероятным, абсурдным. Однако совсем недавно я узнала, что море действительно может загореться, и истории уже известны факты его возгорания.

Так, в 1927 году, когда произошло крупное землетрясение в Крыму, очаги возгорания в Черном море были зафиксированы возле Евпатории и Севастополя. Однако тогда пожар на море был вызван выбросом метана – природного газа, выход которого из недр был спровоцирован землетрясением. Зрелище было поразительное. Конечно, афишировать эту новость не стали, но когда в 90-х годах XX века журналистам попали в руки сведения о тех событиях, газеты разразились сенсациями. Взрыв популярности этих статей был вызван не столько выбросом метана, сколько искажением фактов: в газетах писалось о возгорании не метана, а сероводорода, после чего делался вывод о возможности глобальной катастрофы.

Было от чего прийти в отчаяние. Сероводород, как известно, это довольно устойчивое соединение водорода с серой (разлагается только при температуре 500 градусов), бесцветный ядовитый газ, с резким запахом тухлых яиц. Сероводородная зона в Черном море была открыта 1890 Н.И. Андрусовым. Уже тогда догадывались о больших количествах залежей этого газа. Так, если опустить в глубину металлический груз на веревке, то обратно он вернется абсолютно черным из-за отложений на нем сульфитов - солей, которые сероводород образует с металлами. (Одна из гипотез гласит, что своим названием Черное море обязано именно этому феномену).

Однако в начале XX века выяснилось, что сероводорода в Черном море не просто много, а очень много - ниже глубины 150-200 м начинается сплошная сероводородная зона. Распределена она, правда, неравномерно: у берегов верхняя ее граница достигает отметки 300 м, в центре же сероводород подходит к глубине около 100 м. Общее количество растворенного в Черном море сероводорода достигает 90 %, так что вся жизнь сосредоточена в небольшом поверхностном слое, и глубоководной фауны в Черном море нет.

Сероводород не есть какое-то уникальное свойство только Черного моря, его находят в мягких остатках на дне всех морей. Скопление этого газа происходит из-за того, что кислород практически не проникает в толщи воды и процессы гниения органических остатков преобладают над окислительными процессами. Иногда зоны сероводорода могут образовывать довольно обширные скопления. Так, например, рифтовая зона, открытая в 1977 году в зоне подводного хребта Тихого океана, к югу от Галапагосских островов, также в большом количестве содержит сероводород; есть сероводородные зоны и в некоторых глубоких закрытых бухтах.

Одна из теорий зарождения сероводорода (так называемая, "геологическая теория") говорит о том, что сероводород выделяется в процессе подводной вулканической деятельности, и в моря он может поступать по тектоническим разломам земной коры. Доказательством этой теории могут служить сероводородные озера на Камчатке. Другая теория – биологическая – говорит о том, что производству сероводорода мы обязаны бактериям, которые, перерабатывая органические останки, упавшие на дно моря, образуют из солей грунта (сульфатов) вещество, которое при соединении с морской водой образует сероводород.

Однако не нужно думать, что сероводород в морях хранится как химическое вещество на складе, закупоренное в ящики. Море – это постоянно работающая биохимическая лаборатория. Благодаря работе бактерий, растений и животных одни элементы в море постоянно преобразуются в другие. Формируются экологические цепочки, в которых поддерживается равновесие, определяющее целостность всей структуры. Огромную роль в разложении органических останков до потребляемых растениями форм играют бактерии. Некоторые бактерии могут жить без кислорода и света (анаэробные бактерии), другим для жизни нужен солнечный свет, третьи перерабатывают органические соединения, используя и свет и кислород. Попадая в разные слои моря, органическое вещество попадает на соответствующий цикл его обработки и, в конечном итоге, цикл замыкается – система возвращается в первоначальное состояние.

Поэтому при перемещении слоев моря (перемешивании) сероводород постепенно преобразуется в другие соединения. В Черном море вода перемешивается очень слабо. Причиной тому служат резкие перепады солености, разделяющие морскую воду, как в бокале с коктейлем, на отдельные слои. Главная причина появления таких слоев – недостаточная связь моря с океаном. Черное море соединяется с ним двумя узкими проливами – Босфорским, ведущим в Мраморное море, и проливом Дарданеллы, поддерживающим связь с достаточно соленым Средиземным морем. Такая замкнутость приводит к тому, что соленость Черного моря не превышает 16-18 промилле (величина, равная содержанию соли в крови человека), тогда как соленость нормальной океанической воды должна быть в пределах 33-38 промилле (Мраморное море, имея промежуточную соленость около 26 промилле, выступает своеобразным буфером, который не дает сильно соленым водам Средиземного моря вливаться напрямую в Черное море). Соленая вода из Мраморного моря, как более тяжелая, при встрече с водами Черного моря опускается на дно и в виде подводного течения поступает в его нижние слои. В области пограничного слоя происходит не только резкое изменение солености – «галоклин», но и резкое изменение плотности воды – «пиноклин» и температуры – «термоклин» (глубокие, более плотные слои воды всегда имеют постоянную температуру – 8-9 градусов выше нуля). Такие разнородные слои делают из нашего морского коктейля настоящий слоеный пирог, и, конечно, «перемешать» его становится очень трудно. Так, для того, чтобы вода с поверхности воды достигла дна моря, нужны сотни лет. Все эти факторы приводят тому, что сероводород, постоянно накапливаясь в толщах Черного моря, постепенно образовал обширную безжизненную зону.

К сожалению, в последнее время в море было выброшено огромное количество удобрений и неочищенных стоков канализационных вод, которые вызвали перенасыщение питательной среды Черного моря. Это стало причиной бурного цветения фитопланктона и снижения прозрачности воды. Недостаточность поступления солнечной энергии, необходимой для дыхания растений, привело к массовой гибели водорослей, а, вместе с ними, и многих живых существ. Подводные леса сменились зарослями примитивной, быстрорастущей морской травы (нитчатки и пластинчатых водорослей). Органические останки, не переработанные бактериями, в бесчисленных количествах попадают на морское дно. Происходит массовый замор флоры и фауны.

В 2003 году было полностью уничтожено уникальное скопление красной водоросли филлофоры (филлофорного поля Зернова), площадью 11 тыс. кв. км., которое занимало практически всю часть северо-западного шельфа Черного моря. Этот «зеленый пояс» моря вырабатывал около 2 млн. куб. м кислорода в день и, конечно, с его уничтожением, царство сероводорода потеряло одного из главных конкурентов в борьбе за природные ресурсы,- окисляющего его кислорода.

Большая скорость отмирания водорослей и морской травы, массовая гибель живых существ, снижение уровня кислорода в воде, - все эти факторы неумолимо приводят к скапливанию огромного количества гниющих остатков в толщах Черного моря и к повышению количества сероводорода в воде.

Пока сероводород нам не страшен, так как для того, чтобы пузырь газа вышел на поверхность, необходима его концентрация, в 1000 раз превышающая существующий уровень. Однако расслабляться не стоит. Слишком много факторов ускоряют этот процесс. Среди них: строительство волноломов, снижающих скорость циркуляции воды, работы по углублению морского дна, прокладка нефтепроводов, сброс в море удобрений и канализационных вод, добыча полезных ископаемых. Человеческая деятельность имеет такие масштабы, что никакая экосистема ей противостоять не может. Что же нам грозит?

Изучая археологические слои, ученые обнаружили поразительный факт почти мгновенного исчезновения подавляющего большинства форм жизни в Пермском периоде. Одна из теорий, объясняющих подобную катастрофу, заявляет, что массовый замор фауны и флоры был обусловлен взрывом ядовитого газа, предположительно сероводорода, который мог образоваться как благодаря многочисленным извержениям подводных вулканов, так и в результате деятельности производящих сероводород бактерий. Исследования Ли Кампа из Пенсильванского университета США показали, что снижение концентрации кислорода в море провоцирует усиленное размножение бактерий, производящих сероводород. При достижении критической концентрации этот процесс может привести к выделению ядовитого газа в атмосферу. Конечно, говорить о каких-то конкретных выводах рано, динамика изменения уровней сероводорода пока точно не ясна (на проведение всестороннего анализа может уйти около 10 лет), но в приведенных фактах нельзя не почувствовать скрытой угрозы. Природа всегда была слишком терпелива к нам. Можно ли ждать от нее спасения и в этот раз?

4. Ну и о сероводороде как источнике энергии еще вот что:

Преимущества водорода как топлива перед бензином вкратце таковы:

Неисчерпаемость. Суммарная масса атомов водорода составляет 1% общей массы Земли;
Экологичность. При сгорании водород превращается в воду и возвращается в круговорот Земли. Не усиливается парниковый эффект, нет выбросов вредных веществ при горении;
Весовая теплотворная способность водорода в 2,8 раз выше по сравнению с бензином;
Энергия воспламенения в 15 раз ниже, чем у бензина, излучение пламени при сгорании в 10 раз меньше.
Запасать полученный водород можно было бы с помощью энергоаккумулирующего вещества. Эта тема достаточно разработана в теории. Есть много разных ЭАВ. Такое вещество (например, древесина) создаётся (возникает) под воздействием энергии (солнечной), а потом в результате окисления (горения) отдаёт эту энергию (тепло). Ещё пример такого вещества – кремний. Только в отличие от древесины его можно восстанавливать из окисла (так называемый «цикл Варшавского-Чудакова»).

Итак, по мнению учёных, есть реальная возможность добывать и аккумулировать водород из сероводорода Чёрного моря с последующим его применением в энергетике. Правда, воспользоваться этой возможностью на нынешнем этапе энергосистема страны совершенно не готова. Тем временем ситуация с традиционными видами топлива становится всё более угрожающей. Водород мог бы стать альтернативой бензину.

И ещё немного цифр. В одной тонне сероводорода содержится 58 кг водорода. При сгорании 58 кг водорода выделяется столько же энергии, сколько и при сжигании 222 литров бензина. В Чёрном море содержится не менее миллиарда тонн сероводорода, что эквивалентно 222 миллиардам литров бензина.

5 . Ну и немного истории и, опятьже, некоторые теории,

Информация в статьях местами повторяется, я лишь выбрала наиболее интересные из них.

Это, пожалуй, самый известный факт о Черном море. В поверхностном, 100-метровом слое Черного моря сосредоточена почти вся его жизнь. Глубже – до глубин свыше 2-х километров, встречаются лишь несколько видов бактерий; ни животных, ни растений там нет, потому что в воде нет кислорода. Эти бактерии, живущие в толще воды и на дне, разлагая останки, падающие с поверхности (есть даже такой термин – трупный дождь), выделяют сероводород. Его источник – серосодержащие аминокислоты, входящие в состав белков.

Источником серы служат (в меньшей степени) и сульфаты морской воды, используемые некоторыми видами бактерий для окисления органики вместо кислорода. Сероводород является ядом для животных и растений – парализует клеточное дыхание в митохондриях.

Сероводород находят в мягких осадках на дне всех морей – туда очень медленно проникает кислород из воды, а процессы бактериального гниения и хемосинтеза с выделением сероводорода идут интенсивно, поэтому сероводород и накапливается в грунте. Нырните глубже, туда, где волны не ворошат грунт, копните дно ладонью, и вы увидите, что желтый песок, разноцветный ракушечник или серый ил уже в нескольких сантиметрах от поверхности имеют одинаковый черный цвет.

Мы наблюдали это, спустившись глубже 40 метров – там, где морской петух прошелся по дну своими «лапками» и обнажил черный ил под серой поверхностью (глава «Жизнь на подводных скалах»). Черный – цвет сульфидов – солей, которые сероводород, как слабая кислота, образует с металлами. Поэтому ракушки в сероводороде чернеют, чернеет и любой металлический предмет. С этим связана одна из легенд о происхождении названия «Черное море»: говорят, людям оно пришло в голову, когда они опустили в море металлический груз на веревке – для измерения глубины. Его подняли на поверхность – он стал совсем черным. Возможно, так все было. Но гипотеза о том, что название «Черное» отражает впечатление средиземноморских путешественников о нашем море во время зимнего шторма, кажется более правдоподобной.

Часто сероводород присутствует и в слабоперемешиваемом придонном слое воды в других морях, особенно в глубоких закрытых бухтах, но Черное море – единственное, где такая гигантская масса воды насыщена этим веществом. Причина здесь в том, что, при сравнительно небольшой площади, Черное море имеет большую глубину; подводные склоны берегов круты – в результате водообмен между глубинными и поверхностными водами недостаточен – кислород не проникает вглубь моря. Иными словами, Черное море плохо перемешивается.

Кислород проникает в воду через поверхность моря – из воздуха; и еще – образуется в верхнем освещенном слое воды (фотическая зона) при фотосинтезе водорослей планктона. Для того, чтобы кислород попал в глубины, море должно перемешиваться – за счет волн и вертикальных течений. А вЧерном море – вода перемешивается очень слабо; нужны сотни лет, чтобы вода с поверхности достигла дна.

Поверхностный слой черноморской воды – до глубины примерно 100 метров – преимущественно речного происхождения. В то же время, в глубины моря поступает более соленая (а значит – и более тяжелая) вода из Мраморного моря – она притекает по дну Босфорского пролива (нижнебосфорское течение) и опускается вглубь. Поэтому соленость придонных слоев черноморской воды достигает 30‰ (грамм соли в литре воды).

Изменение свойств воды с глубиной – не плавное: с поверхности до 50-100 метров соленость меняется быстро – от 17 до 21‰, а уже далее – до дна – увеличивается равномерно. В соответствии с соленостью изменяется и плотность воды.

Температура на поверхности моря всегда определяется температурой воздуха. А температура глубоких вод Черного моря - круглый год 8-9 о С. От поверхности до глубины 50-100 метров температура, как и соленость, меняется быстро – а дальше остается постоянной до самого дна.

Это и есть две массы черноморской воды: поверхностная – опресненная, более легкая и близкая по температуре к воздуху (летом она теплее глубинных вод, а зимой – холоднее); и глубинная – более соленая и тяжелая, с постоянной температурой.

Слой воды от 50 до 100 метров называется пограничным – это граница между двумя массами черноморской воды, граница, препятствующая перемешиванию. Более точное его название – холодный пограничный слой: он всегда холоднее глубинных вод, так как, охлаждаясь зимой до 5-6 о С, не успевает прогреться за лето. Слой воды, в котором резко меняется ее температура, называется термоклином; слой быстрого изменения солености – галоклин, плотности воды – пикноклин. Все эти резкие изменения свойств воды в Черном море сосредоточены в области пограничного слоя.

Расслоение (стратификация) черноморской воды по солености, плотности и температуре – препятствует вертикальному перемешиванию моря и обогащению глубин кислородом. К тому же, вся бурно развивающаяся черноморская жизнь дышит – дышат планктонные ракообразные, медузы, крабы, рыбы, дельфины, даже сами водоросли дышат – потребляют кислород.

Когда живые организмы умирают, их останки становятся пищей для бактерий-сапротрофов. При бактериальном разложении мертвого органического вещества (гниении) используется кислород. С глубиной, разложение начинает преобладать над процессами создания живого вещества планктонными водорослями, а потребление кислорода при дыхании и гниении становится более интенсивным, чем его производство при фотосинтезе. Поэтому чем дальше от поверхности моря – тем меньше остается в воде кислорода. В афотической зоне море (там, куда не проникает солнечный свет), под холодным промежуточным слоем – ниже 100-метровой глубины, кислород уже не производится, а только потребляется; не проникает он сюда и за счет перемешивания – этому препятствует стратификация вод.

В результате, кислорода для жизни животных и растений достаточно только в верхних 150 метрах Черного моря. Его концентрация падает с глубиной, и основная масса живого в море – биомасса Черного моря – сосредоточена выше 100-метровой глубины. Вот так и получается, что 90% водной массы Черного моря – почти безжизненны. Но ведь и в любом другом море или океане почти вся жизнь сосредоточена в верхнем, 100-200-метровом слое воды. Правда, из-за недостатка кислорода и наличия сероводорода в воде, в Черном море отсутствуетглубоководная фауна, это снижает его биоразнообразие еще больше, вдобавок к влиянию низкой солености. Например, нет хищных рыб глубин с огромными зубастыми пастями, перед которыми вывешены светящиеся приманки.

Иногда говорят о том, что сероводород появился в Черном море вследствие его загрязнения, о том, что сероводорода становится все больше, что море на – грани катастрофы... Действительно, переудобрение (эвтрофикация) Черного моря стоком с сельскохозяйственных полей в 1970-80-е годы вызвало бурный рост «сорной» морской растительности – некоторых видов фитопланктона, нитчатых водорослей – «тины», стало образовываться больше органических останков, из которых при гниении образуется сероводород. Но значительных изменений в сложившееся за тысячелетия равновесие этот «лишний» сероводород не внес. И уж точно нет никакой опасности взрыва сероводорода – чтобы образовался пузырь газа, концентрация молекул этого вещества в воде должна быть на порядки больше реальной (8-10 мг/л на глубинах 1000-2000 м, то есть, на 1 молекулу сероводорода там приходится не менее 200 000 молекул воды) – это легко проверить, используя формулы из школьных курсов химии и физики.

Чёрное море. Казалось бы, такое знакомое и абсолютно безопасное. Ничего подобного. В его водах вас не только подстерегают ядовитые морские обитатели, но есть угроза и посерьёзнее – удушливые ядовитые испарения.

Мёртвая зона

Не все знают, что 90% вод Чёрного моря насыщены сероводородом. Это открытие ещё в 1890 году сделал русский геолог Николай Андрусов. В некоторых местах сероводородный слой находится на расстоянии 50 метров от поверхности моря, и он постоянно продолжает стремиться вверх. Периодически жидкая линза «мёртвой» воды приближается совсем близко к поверхностным слоям, что губительно сказывается на обитателях подводного мира.

Однако в сероводородном облаке всё же есть жизнь, хотя при отсутствии кислорода здесь могут существовать лишь некоторые виды морских червей и анаэробные бактерии, участвующие в разложении останков живых организмов.

Сероводород в воде – явление не уникальное, он содержится и в других морях и океанах. Но учитывая, что Чёрное море фактически изолировано от Мирового океана мелководным Босфором и нормальный водообмен практически отсутствует, концентрация сероводорода здесь зашкаливает.

Иногда в результате штормов пары сероводорода вырываются наружу, и тогда в зоне выхода газа стоит специфический запах тухлых яиц. Это таит в себе чрезвычайную опасность. При контакте большого количества сероводорода с воздухом может произойти взрыв. По мнению специалистов, взрыв всего содержащегося в Чёрном море сероводорода может быть сравним с последствиями от падения астероида весом в половину массы Луны.

А ведь нечто подобное уже было. Глубокой ночью 12 сентября 1927 года Крымский полуостров испытал всю мощь 8-бального землетрясения. Эпицентр залегал в 25 километрах южнее Ялты, были зафиксированы гигантские оползни, погиб почти весь урожай, множество зданий было разрушено.

Как свидетельствовали очевидцы, колебания земной поверхности сопровождалось отвратительным смрадом и вспышками, взмывавшими от поверхности моря к небу. Огненные столбы, окутанные дымом, достигали нескольких сотен метров в высоту. Так горело Чёрное море. Большинство учёных не сомневаются, что виной тому был сероводород.

Специалисты всерьёз озадачены проблемой накапливающегося сероводорода в поверхностных слоях Чёрного моря. Любой тектонический сдвиг может привести к выбросу огромного количества ядовитого вещества, и тогда последствия могут быть гораздо серьёзнее, чем во время крымского землетрясения.

Океанолог Александр Городницкий убеждён, что такая угроза вполне реальна: «Чёрное море – сейсмически активный регион, там бывают землетрясения, которые провоцируют выбросы газогидратов - спрессованных под высоким давлением скоплений метана и других горючих газов».

При неблагоприятном сценарии в атмосферу попадут тонны концентрированной серной кислоты: тысячи людей погибнут от удушья, миллионам придётся переселиться подальше от побережья, но и там их настигнет сероводород, пролившись кислотными дождями.

Несколько лет назад выброс сероводорода был зафиксирован на курорте Коблево в Николаевской области (Украина). На берегу тогда оказалось более 100 тонн мёртвой рыбы. Инженер Геннадий Бугрин, участвовавший в ликвидации последствий катастрофы предупреждает, что такое ЧП может повториться в любой момент и в большем масштабе.

Токсичные воды

Не лучше обстоят дела и с экологической обстановкой в водах Чёрного моря, в первую очередь из-за постоянно поступающих в них отходов из Дуная, Прута и Днепра. Промышленные предприятия и коммунальные службы без зазрения совести тоннами сливают в реки отходы производства и жизнедеятельности человека, что приводит к постепенному вымиранию многих видов флоры и фауны черноморских прибрежных вод. В России наиболее загрязнённая морская зона находится в районе портов Новороссийска и Тамани.

Вместе с речной водой в Чёрное море поступают пестициды, тяжелые металлы, фосфор, азот, в результате чего бурно размножается фитопланктон и вода начинает цвести. А это приводит к уничтожению донных микроорганизмов, что в свою очередь вызывает гипоксию и последующую гибель многих обитателей морского дна – кальмаров, мидий, устриц, молодых осетровых, крабов. По словам экологов, площадь замора иногда превышает 40 тыс. кв. км.

Разумеется, всё это не проходит бесследно и для человека. Заведующий отделом экстремальных природных явлений и техногенных катастроф ЮНЦ кандидат биологических наук Олег Степаньян предостерегает и напоминает, что Чёрное море – это не бассейн с отфильтрованной водой и нужно правильно выбирать места для купания, ведь зачастую даже на городских пляжах можно увидеть, как сливают в море сточные воды из ближайших кафе и закусочных.

И хотя, по словам Степаньяна, специальные службы следят за чистотой пляжей, за бактериальной обстановкой на них, важно быть бдительными. Особенно опасны в таких случаях песчаные и галечные пляжи больших курортных городов, где процесс самоочищения воды замедлен.

Заместитель координатора общественной организации «Экологическая вахта по Северному Кавказу» Дмитрий Шевченко отмечает, что в Чёрном море есть настолько загрязнённые участки, например, в Геленджикской или Анапской бухтах, что заходить в воду просто рискованно для здоровья.

Сегодня постоянной проблемой для Чёрного моря стало массовое развитие зелёных нитчатых и пластинчатых водорослей, в том числе так называемого морского салата (Ulva). Употребление в пищу таких водорослей чревато серьёзнейшими отравлениями, поскольку они произрастают в местах, переполненных органическими веществами, поступающими через сточные воды.

Врачи также предостерегают, говоря о возможном вреде для организма мидий и рапанов, выловленных в крупных портовых акваториях Новороссийска, Туапсе, Севастополя. Мидии активно фильтруют отравленную морскую воду, а рапаны - хищники, которые их едят. Но если всё же кто-то решится полакомиться черноморскими деликатесами, то следует обратить внимание на цвет их мяса. Светло-жёлтый или розоватый говорит, скорее всего, о его пригодности для употребления в пищу, а вот синий, чёрный или просто очень яркий свидетельствует о том, что моллюски накопили в себе тяжёлые металлы, углеводороды нефти и другие токсиканты.

Опасные обитатели

В водах Чёрного моря, конечно, нет такого количества ядовитых обитателей, как в тропических морях, но всё же и здесь необходимо проявлять предельную осторожность. В первую очередь речь идёт о крупных медузах диаметром, превышающим 30 сантиметров. К ним ни в коем случае нельзя прикасаться, так как можно получить ожог от стрекательных клеток. «Поцелуй» такой медузы в районе горла или груди может вызвать паралич дыхания или сбой сердцебиения.

На песчаных мелководьях анапской банки, на участке от посёлка Волна до посёлка Благовещенский, часто встречается скат-хвостокол, ядовитый шип которого способен пробить даже толстое резиновое покрытие и нанести весьма чувствительное ранение с последующим отёком поврежденной части тела.

Серьёзную опасность представляет и небольшая рыба скорпена, или, как её ещё называют, морской ёрш. Она в основном охотится среди камней, и гипотетически на неё можно наступить ногой. Укол её ядовитых шипов будет очень болезненным и залечивать рану придётся несколько недель.

Морской дракончик, хоть и не выглядит устрашающе, несёт в себе не меньшую угрозу, чем скат или скорпена. На его первом спинном плавнике расположены ядовитые железы. Рыбаки или ныряльщики иногда по неосторожности хватаются за колючку, и как результат – мучительные острые боли в области ранки и лихорадочное состояние, сопровождаемое подъёмом температуры. Без врача в этом случае обойтись не удастся.

В сентябре 1927 г. жители Крыма наблюдали, как Чёрное море горит в буквальном смысле слова. «Как будто пылал пожар, яркий свет которого проходил через дымовую завесу», - писал гидролог П. Двойченко. Столбы пламени, по словам очевидцев, поднимались на высоту 500-800 метров. Одновременно на побережье ощущался запах тухлых яиц. Именно так пахнет сероводород, который в изобилии содержится в Чёрном море.

В те дни близ Ялты произошло землетрясение. Его очаг располагался под морским дном, а в небе бушевала гроза. Как считают специалисты, в результате сейсмических толчков сероводород вырвался со дна и загорелся от разряда молнии.

Большой отстойник

Геннадий Бугрин 6 лет жил в США, работал прорабом на строительстве дорог - идеально ровных автобанов, которые делают чуть ли не по ювелирным технологиям. В России же, как известно, дороги - одна из двух главных бед. Вернувшись на родину, Бугрин загорелся идеей построить качественную автотрассу, используя… сероводород Чёрного моря: «Предложения, как можно применять этот газ в народном хозяйстве, звучали и раньше. В СССР даже была научная государственная программа по этому поводу. Изобретатель Лев Юткин, которого считают «русским Теслой», в 1979 г. предлагал проект: поднимать придонные слои черноморской воды и подвергать её электрогидравлическим ударам, выделяя сероводород. Полученный газ сжигать. Сгорая, килограмм сероводорода даёт примерно 4 тыс. ккал. Расчёты показывают, что такая технология удовлетворила бы потребности всей страны в электроэнергии».

Проект самого Бугрина не ограничивается. Из черноморской воды, доказывает он, можно получать целый ряд полезных продуктов. Во-первых, это водород - экологически чистое топливо, спрос на которое растёт. Свою заинтересованность в его покупке уже выразил Институт водородной экономики в Нижегородской области. Во-вторых, редкоземельные элементы таблицы Менделеева. В-третьих, золото и серебро.

Если извлечь всё серебро из Чёрного моря, его вес составит 540 тыс. т. Золота - 270 тыс. т, - говорит Бугрин. - А когда установка будет выведена на проектную мощность, она ежедневно сможет давать до тонны тяжёлой воды. Желающих покупать её достаточно как в России, так и за рубежом. Тяжёлую воду используют в любом атомном реакторе: она замедляет реакцию и служит теплоносителем.

И всё же главное, что нужно Геннадию Бугрину от черноморской воды, - это сера. Её применяют в в Европе и Северной Америке как вяжущее средство. Благодаря сере на 25-35% снижаются расходы битума, а прочность покрытия и его термостойкость повышаются. В наших погодных условиях это особенно важно: добавка серы в дорожное полотно значительно увеличит срок его службы.

Таким образом, за счёт сероводорода от Чёрного моря в любом направлении. В первую очередь, конечно, до Москвы, - продолжает инженер. - Мы будем получать из воды важные ингредиенты для строительства (в том числе производную для бетона), электроэнергию и попутно очищать море, предотвращая природную катастрофу. Экономический эффект в первый же год должен составить 625 млн долларов.

Подробности технологии пока не раскрываются. Виктор Клименко, химик, кандидат технических наук , признаётся лишь, что это плазмотронный метод: «На платформе в море будет стоять специальное устройст­во - плазмотрон. С помощью электричества молекулы сероводорода будут «разрезаться» в нём на два элемента - серу и водород. Кстати, такую чистую серу можно применять в медицине и различных производст­вах, а не только в строительстве дорог».

Клименко - один из единомышленников Геннадия Бугрина, которых тот набрал уже целую команду. Есть договорённость с двумя предприятиями, где готовы взяться за первый плазмотрон, а в Краснодарском крае обещают выделить землю под производство. Осталось найти инвесторов - а с этим сложнее. Но он рук не опускает, обивает пороги чиновничьих кабинетов. И, как все российские кулибины, надеется, что его услышат «на самом верху».