// Вие четете...

Черно море

Сероводородът в Черно море.

B119„Живей и се учи.“

Сероводородът в Черно море.

В дълбочинните сероводородни води се съдържат специфичният за Черно море мезокомпонент – хидросулфиден анион, а в зоната на взаимодействие на сероводорода и кислорода мезокомпонентите тиосулфатен и сулфатен анион.
Около 87% от общия обем на Черно море съдържа сероводород, който се появява на дълбочина под 150–200 м. Съдържанието му е 0,04–0,16 мл/л като се увеличава в дълбочина – на 300 м е 1мл/л, на 500 м – 3 мл/л и под 1 000 м – 5 мл/л. Сероводородът е отровен за живите организми с изключение на някои бактерии, които го консумират.
От откриването на сероводорода в Черно море са изминали повече от 120 години. Едва ли акад. Андрусов е предполагал, че неговата експедиция ще направи изключително откритие, когато се сблъскал с безжизнената сероводородна зона и извадил първите утайки с миризма на “развалени яйца”. Още тогава той смятал, че сероводородът се образува в резултат на гниенето на органичните съединения, които се отлагат на дъното и от които се отделят серни съединения.
Общо възприето е схващането, че главен източник на сероводорода в Черно море днес са процесите на анаеробното разлагане на органичното вещество от сулфатредуциращите бактерии. Органичното вещество, което се фиксира на дъното на басейна под формата на органогенно – минерални утайки (сапропели) е продукт на масовото измиране на планктонната биомаса в резултат на геокатастрофалното събитие (Потоп), протекло преди около 7600 г. Налице е излишък на огромно количество органично вещество, което създава благоприятни предпоставки за развитието на бактериалната сулфатредукция. Друг важен доставчик на сероводород в Черно море, чиято роля досега се подценява, са геологическите източници – разломите и калните вулкани на дъното, както и разрушаващите се газохидратни залежи, които съдържат и твърда фаза на сероводород.
Нахлуването на средиземноморските води, които осоляват черноморските сладки води, довежда до разтварянето на огромни количества желязо, сяра и серни съединения. Същевременно в морето се вливат огромни количества речни води, в резултат на което между опреснените повърхностни и солените дълбочинни води възниква рязък скок в плътността – т. нар. халоклин, възпрепятстващ вертикалното смесване на водните маси. Lin75Обикновено, горната граница на сероводородната зона започва веднага под халоклина, което затруднява притока на кислород от горните слоеве.
Съвсем естествено възниква въпросът: Съществувало ли е сероводородно заразяване до Потопа в езерния сладководен басейн?
На показаната схема се вижда, че то се заражда в резултат на геокатастрофата в Черно море.
Връзка между геокатастрофалните събития (Потоп) и зараждане на сероводорода

Новоевксинското море-езеро е било сладководен, добре аериран басейн, формиран по време на вюрмското заледяване. За утайките от това време е характерно много ниско съдържание на органично вещество, при което процесите на бактериална сулфатредукция са сведени до минимум. Единствен доставчик на сероводород тогава са били геологическите източници – калните вулкани. Постъпващият от тях сероводород, като химически активен компонент, се усвоява от постъпващото от сушата желязо и се фиксира на дъното във вид на неразтворими железни сулфиди. Интересен е фактът, че в утайките от ледниково време заедно с железните сулфиди са се образували и газохидрати.
Геохимичният и хидродинамичният режим на сладководното езеро не са позволявали образуването на свободен сероводород. След Потопа в басейна настъпват коренни промени, които стимулират образуването на свободен сероводород. Първоначално сероводородът е обхващал цялата водна маса от дъното до повърхността на морето. Постепенно, със стабилизиране на хидродинамичния и геохимичен режим, се образува т.нар. кислородна, или биотична зона.
Ориентировъчно сероводородната зона започва от дълбочини около 150 м надолу, като огромна част (87 %) от водната маса на басейна е необитаема, както е показано на схемата. От 130–140 м до 180–200 м се разполага т.нар. редокс-слой – зоната на съвместно съществуване на кислород и сероводород, а под нея (до максимални дълбочини) – абиотичната сероводородна зона.
За горна граница на анаеробната (безкислородна) Lin76зона се приема концентрация на сероводород 0,3 мg/l, под която кислорода практически отсъства. Концентрацията на сероводорода нараства, достигайки 8–10 мg/l до дълбочини 1500 м, след което се стабилизира, но максималната концентрация във водата не превишава 10–12 мg/l. На схемата е показан осредненият вертикален профил на концентрацията на сероводорода в Черно море, от който се вижда постепенно намаляване на количеството му от дъното към повърхността на морето. Това свидетелства за дифузия на образувания в утайките и излизащия от калните вулкани сероводород в морските води.  Среден вертикален профил на концентрацията на сероводорода в Черно море

Lin77В дънните утайки съдържанието на сероводорода варира от 12–16 и достигат до 160 мg/l. Разтворената газообразна фаза на сероводорода в Черно море достига 0,24 g/t на дълбочина 300 м и 2,2 g/t – на дълбочина 2000 м. Даже и при такива ниски концентрации общото количество, което се образува годишно, възлиза на 107–108 тона. Трябва да се отчита фактът, че в морската вода сероводородът се намира не само в разтворена газова фаза, но и във вид на сулфиди и хидросулфиди. Заедно с тях в 1 тон вода се съдържат 9–12 g сероводород и негови съединения като тиосулфати и колоидна молекулярна сяра и др.

Схема на процесите на окисление и редукция на сероводорода в Черно море (Еремеев, Совга, 1999)

Освен сероводород, в условията на анаеробно бактериално разлагане на органичното вещество на дъното се образуват и други газове, като метан, азот, въглероден двуокис и др.

Изследванията показват, че във водите се съдържат 0,2 мg/l метан, 0,5 мg/l етилен и етан. По всяка вероятност етиленът и етанът постъпват във водата вследствие на разрушаване на нефтегазови залежи и газохидрати в морските утайки. Метанът най-често се образува при анаеробното бактериално разлагане заедно със сероводорода.
Метанообразуването е най-активно в обогатените на органично вещество утайки, каквито са сапропелите. Често се срещат и извори на метанов газ по разломи в резултат на разрушаване на газови залежи от дълбоките земни недра. В случая част от метановия газ се разтваря при преминаването през водната маса.
Lin78От изложеното досега става ясно, че в Черно море се генерират редица природни газове, което е резултат от неговата природна еволюция. В условията на бактериално сероводородно заразяване, в резултат на трансформацията и консервацията на органична материя във вид на утайка се формират и някои характерни биотехнологични продукти като сапропелите. Темповете на генерация на разнообразни продукти в условията на анаеробната зона показват, че Черно море представлява уникален природен биогеотехнологичен реактор.
Черно море – уникален природен биогеотехнологичен реактор.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар