Вертикальное распределение кислорода и сероводорода в глубоководной части Черного моря по экспедиционным данным 2017–2019 годов

С. И. Кондратьев✉, А. В. Масевич

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

✉ e-mail: skondratt@mail.ru

Аннотация

Цель. Целью данной работы является анализ особенностей вертикального распределения растворенного кислорода и сероводорода в глубоководной части Черного моря в современный период.

Методы и результаты. Использованы данные 11 экспедиционных исследований Морского гидрофизического института (МГИ) РАН в Черном море в пределах экономической зоны России в 2017–2019 гг. В этих съемках были выполнены более 200 глубоководных станций, на которых с помощью кассеты из 12 батометров прибора Sea-Bird 911 plus CTD Seabird-Electronics INC проводили отбор гидрохимических проб на определенных изопикнических поверхностях. Как правило, это был ряд значений σt, равных 16,30; 16,20; 16,10; 16,00; 15,95; 15,90; 15,80; 15,60; 15,40; 15,20; 15,00; 14,60 кг/м3. Такая схема позволила определить общее вертикальное распределение кислорода в оксиклине и с точностью до 0,05 кг/м3 в шкале условной плотности – глубины появления сероводорода.

Выводы. Во всех съемках уменьшение содержания кислорода с глубиной (и, соответственно, возникновение оксиклина) начиналось ниже изопикнической поверхности σt = 14,5 кг/м3. Положение верхней границы субкислородной зоны, определяемое по изооксигене 10 мкМ, не было строго изопикнично, а находилось в интервале изопикн σt = 15,7–15,85 кг/м3, при этом связать изменение положения верхней границы с определенным гидрологическим сезоном не удалось. Например, наиболее глубокое залегание верхней границы ниже σt = 15,8 кг/м3 наблюдалось как в ноябре и декабре 2017 г., так и в августе 2018 г. Опускание изооксигены 10 мкМ до σt = 15,9 кг/м3 в районе керченского шельфа связано, видимо, с существованием более объемного и более холодного промежуточного слоя над шельфом в декабре 2017 г. Положение верхней границы сероводорода, определяемой по изосульфиде 3 мкМ, только в одной из 11 съемок, в апреле 2017 г., было приподнято почти до изопикнической поверхности, равной 16,0 кг/м3, а во всех остальных случаях (в том числе и в августе 2017 г., через полгода после поднятия) неизменно находилось в интервале изопикн σt = 16,10–16,15 кг/м3. Концентрация сероводорода на глубинах 1750–2000 м остается в течение последних 25 лет неизменной и находится на уровне 383 ± 2 мкМ.

Ключевые слова

Черное море, вертикальное распределение кислорода и сероводорода, субкислородная зона, натурные данные

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы государственного задания FNNN-2024-0001 «Фундаментальные исследования процессов, определяющих потоки вещества и энергии в морской среде и на ее границах, состояние и эволюцию физической и биогеохимической структуры морских систем в современных условиях».

Для цитирования

Кондратьев С. И., Масевич А. В. Вертикальное распределение кислорода и сероводорода в глубоководной части Черного моря по экспедиционным данным 2017–2019 годов // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 2. С. 284–297. EDN PDLSUN.

Kondratev, S.I. and Masevich, A.V., 2024. Vertical Distribution of Oxygen and Hydrogen Sulfide in the Deep Part of the Black Sea Based on the 2017–2019 Expedition Data. Physical Oceanography, 31(2), pp. 258-270.

Список литературы

  1. Murray J. W., Izdar E. The 1988 Black Sea Oceanographic Expedition: Overview and New Discoveries // Oceanography. 1989. Vol. 2, iss. 1. P. 15–21. https://doi.org/10.5670/oceanog.1989.25
  2. Murray J. W. The 1988 Black Sea Oceanographic Expedition: introduction and summary // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. 1991. Vol. 38, Suppl. 2. P. S655–S661. https://doi.org/10.1016/S0198-0149(10)80002-0
  3. Konovalov S. K., Murray J. W. Variations in the chemistry of the Black Sea on a time scale of decades (1960–1995) // Journal of Marine Systems. 2001. Vol. 31, iss. 1–3. P. 217–243. https://doi.org/10.1016/S0924-7963(01)00054-9
  4. Коновалов С. К., Еремеев В. Н. Региональные особенности, устойчивость и эволюция биогеохимической структуры вод Черного моря // Устойчивость и эволюция океанологических характеристик экосистемы Черного моря / Под ред. В. Н. Еремеева, С. К. Коновалова. Севастополь, 2012. С. 273–299. EDN ISCAYC.
  5. Akpinar A., Fach B. A., Oguz T. Observing the subsurface thermal signature of the Black Sea cold intermediate layer with Argo profiling floats // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2017. Vol. 124. P. 140–152. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2017.04.002
  6. Black Sea thermohaline properties: Long-term trends and variations / S. Miladinova [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2017. Vol. 122, iss. 7. P. 5624–5644. https://doi.org/10.1002/2016JC012644
  7. Formation and changes of the Black Sea cold intermediate layer / S. Miladinova [et al.] // Progress in Oceanography. 2018. Vol. 167. P. 11–23. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2018.07.002
  8. Титов В. Б. Межгодовое обновление холодного промежуточного слоя в Черном море за последние 130 лет // Метеорология и гидрология. 2003. № 10. С. 68–75. EDN PVMAJH.
  9. Spatial and temporal variability in the chemical properties of the oxic and suboxic layers of the Black Sea / S. Tuğrul [et al.] // Journal of Marine Systems. 2014. Vol. 135. P. 29–43. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmarsys.2013.09.008
  10. Кондратьев С. И., Видничук А. В. Особенности вертикального распределения кислорода и сероводорода в Черном море по экспедиционным данным Морского гидрофизического института в 1995–2015 годах // Морской гидрофизический журнал. 2018. Т. 34, № 5. С. 422–433. EDN VLBKME. http//:doi.org/10.22449/0233-7584-2018-5-422-433
  11. Кондратьев С. И., Видничук А. В. Вертикальное распределение кислорода и сероводорода в Черном море в 2016 г. // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2020. № 3. С. 91–99. EDN HACWMH.
  12. Кондратьев С. И., Масевич А. В., Белокопытов В. Н. Положение верхней границы сероводородной зоны над бровкой шельфа Крыма // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2022. № 3. С. 97–107. EDN MKWBYC.
  13. Carpenter J. H. The accuracy of the Winkler method for dissolved oxygen analysis // Limnology and Oceanography. 1965. Vol. 10, iss. 1. P. 135–140. https://doi.org/10.4319/lo.1965.10.1.0135
  14. Carpenter J. H. The Chesapeake Bay Institute technique for the Winkler dissolved oxygen method // Limnology and Oceanography. 1965. Vol. 10, iss. 1. P. 141–143. https://doi.org/10.4319/lo.1965.10.1.0141
  15. Capet A., Vandenbulcke L., Grégoire M. A new intermittent regime of convective ventilation threatens the Black Sea oxygenation status // Biogeosciences. 2020. Vol. 17, iss. 24. P. 6507–6525. https://doi.org/10.5194/bg-17-6507-2020
  16. Видничук А. В., Коновалов С. К. Изменение кислородного режима глубоководной части Черного моря за период 1980–2019 годы // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 2. С. 195–206. EDN UMVMXM. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-2-195-206
  17. Кривошея В. Г., Овчинников И. М., Скирта А. Ю. Межгодовая изменчивость обновления холодного промежуточного слоя Черного моря // Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря / Отв. ред. А. Г. Зацепин, М. В. Флинт. М. : Наука, 2002. С. 27–39.
  18. Белокопытов В. Н. Межгодовая изменчивость обновления вод холодного промежуточного слоя Черного моря в последние десятилетия // Морской гидрофизический журнал. 2010. № 5. С. 33–41. EDN TOERWX.
  19. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь, 2011. 212 с. EDN XPERZR.

Скачать статью в PDF-формате