Черное море лежит во впадине в пределах двух зон Альпийской складчатости и отделяет Восточную Европу от Малой Азии. Площадь Черного моря 423 тыс. км2. Вместе с Азовским морем (38 тыс. км2), являющимся большим заливом или лагуной, Черное море занимает площадь 461 тыс. км2. Средняя глубина Черного моря 1197 м, Азовское море 8 м. Объем воды Черного моря достигает 537 тыс. км3, а Азовского моря 300 км3. Узкий и мелководный пролив Босфор (максимальная глубина 27,5 м) соединяет Черное море с Мраморным и далее через пролив Дарданеллы со Средиземным морем. Еще более мелководный Керченский пролив, глубина которого всего 5 м, связывает Черное море с Азовским морем. Широкая геосинклинальная область Черного моря представляет собой глубоководную часть ложа моря (максимальная глубина 2245 м), имеющего плоское дно, окаймленное очень крутым материковым склоном (в некоторых местах до 20°). В восточной части Черного моря склон рассекается многочисленными подводными каньонами. Северо-западная часть Черного моря и Азовского моря расположены в пределах мелководной материковой отмели. Максимальная глубина Азовского моря всего 13,5 м.
Рельеф дна
Западная часть Черного моря представляет собой широкую материковую отмель, которая, постепенно сужаясь к югу, тянется до пролива Босфор. Материковая отмель переходит в материковый склон на глубине 100—150 м. В остальных прибрежных районах Черного моря материковая отмель или очень узкая (ширина не превышает 10—15 км), или полностью отсутствует, поскольку заменяется узкой абразионной террасой.
Геологическая история
Черноморский бассейн первоначально, в раннетретичный период, формировался как срединная («межгорная») зевгогеосинклиналь, которая прогибалась между горными системами Крыма и Кавказа с одной стороны и Понтийскими горами Анатолии — с другой. В меловой период этот массив был гористым районом, с которого осадки сносились как на север, так и на юг. Тектонические движения, вызвавшие образование депрессии, происходили в третичный и четвертичный периоды и продолжаются в наши дни. Геофизические исследования позволили определить, что земная кора под ложем центральной части впадины Черного моря является океанической. Здесь нет гранитного слоя. Черное море — классический пример «океанизации» первоначальной материковой земной коры. Однако, в отличие от океанов, осадочный слой Черного моря достигает 10—15 км. На материковом склоне на глубине до 1500 м встречаются террасы сбросового происхождения с мелководными осадками молодого возраста. Зона материкового склона, особенно вдоль крымского и анатолийского побережий, высокосейсмична.
В четвертичный период происходило также значительное воздымание горных поясов на побережье Черного моря, о чем свидетельствует разная высота образованных в тот период морских террас. В неогене очертания, площадь и соленость Черного моря вновь подверглись изменению. В понтийское время оно соединилось с Каспийским морем и превратилось в обширное закрытое озеро. Плиоценовый период и эволюция черноморской фауны были впервые изучены и систематизированы Н. И. Андрусовым (1918).
Четвертичный период также характеризовался многочисленными изменениями уровня Черного моря связанными с эвстатическими колебаниями уровня Мирового океана. Последние же тесно связаны со сменой ледниковых эпох.Неоднократно, когда уровень Черного моря падал ниже уровня пролива Босфор, оно превращалось в озеро и воды его опреснялись. С другой стороны, при высоком уровне Черного моря водообмен со Средиземным морем становился все более активным, воды Черного моря осолонялись и оно заселялось организмами, требующими относительно высокой солености.
Изменения видового состава моллюсков дают возможность очень точно датировать осадки дна Черного моря и его берегов: остатки моллюсков, обнаруженных в отложениях, относятся к различным эпохам четвертичного периода. По органическим остаткам в отложениях была исследована и новоэвксинская опресненная фаза развития Черного моря, которая, как оказалось, относится ко времени последнего ледникового периода (вюрмское оледенение).
Отложения этой фазы вскрыты во многих местах, как на мелководье, так и на глубинах, но они редко или никогда не встречаются на суше. Уровень Черного моря (от —40 до —60 м) в этот период был значительно ниже Босфорского порога. За этим последовала относительно быстрая голоценовая трансгрессия и осолонение вод моря. Близкий к современному уровень установился примерно 5000 лет назад.
Террасы
Наиболее распространенными на суше являются две Карангатские террасы. Установлено, что их береговые линии подняты на 12—14 м на Кавказе и на 22—25 м в Болгарии. Это был период более полной связи Черного моря с Мраморным морем и образования древнеэвксинского бассейна. В этот период в Черное море проникли многие крупные стеногалинные формы (такие, как моллюски, морские ежи и т. д.). Многие исследователи сравнивают этот период Черного моря с монастирийским периодом Средиземного моря.
В тех же районах встречаются древнеэвксинские (55—60 м) и узунларские (35—40 м) террасы. Они соответствуют тирренским террасам. Древнеэвксинский бассейн опреснился, и в нем преобладали каспийские реликты и эндемичные формы.
На рубеже плиоцена и четвертичного периода образовалась Чаудинская терраса. В Крыму ее отложения встречаются на высоте до 30 м, на Кавказе до 95—100 м, но там они деформированы под действием движения земной коры.
В Азовском море террасы плохо сохранились, поскольку в этом районе недавно произошло интенсивное опускание. В низкоуровенные периоды Черного моря Азовское море превращалось в болотистую аллювиальную равнину.
Гидрологический режим
Черного моря представляет собой типичный пример внутриматерикового «эвксинского» моря, что сказывается на его гидрологических условиях. Было установлено, что в нижних слоях соленая вода (36 пром.) Мраморного моря проникает в Черное море, а опресненная вода поверхностного слоя Черного моря выходит в Мраморное море. По данным последних исследований, приток средиземноморских вод составляет в год 202 км3, а поверхностный сток выносит из Черного моря 348 км3 воды. Свыше 400 км3 воды приносят в Черное море многочисленные реки. (Приток и сток воды в Черное море подвержены небольшим годовым колебаниям.)
Средняя соленость поверхностного слоя воды в ценральной части 16~18%. На глубинах больше 150-200 м соленость увеличивается до 21—22,5 пром. Поверхностные воды летом прогреваются до 25° С (до 28° С у берегов). Зимой в открытом море они охлаждаются до 6—8° С.Азовское море и северо-западная часть Черного моря зимой покрыты льдом. Глубинные воды круглый год имеют температуру 8—9° С.
Поскольку поверхностные и глубинные воды отличаются по плотности, то их перемешивание затруднено. Только верхний 50-метровый слой насыщен кислородом. В нижних слоях содержание кислорода уменьшается, и на глубине 150—200 м появляется сероводород,
количество которого в придонных слоях может достигать 6 см3/л. Происхождение сероводорода объясняется активвостью как анаэробных бактерий, которые разлагают белковое вещество, так и десульфурных бактерий.
Анализ баланса пресной и соленой воды Черного моря показывает, что, несмотря на трудность обмена между верхними и нижними слоями, такой обмен все же существует. Ежегодно до 3000 км3 глубинной воды поднимается к поверхности. Механизм этого явления до сих пор не совсем ясен.
Слабая связь Черного моря с океаном, обильный речной сток, затрудненный водообмен между верхними и нижними слоями приводят к некоторому изменению химического состава воды по сравнению с Мировым океаном, а именно, она содержит несколько меньше сульфатов и значительно больше карбонатов.
Движение поверхностных вод обусловливается как ветрами, так и речным стоком. Вообще поверхностные воды Черного моря циркулируют вдоль берегов против часовой стрелки.
Помимо общей циркуляции существуют два круговых течения — восточное и западное. На границе между ними вода движется как к югу, так и к северу. Скорость этих течений колеблется от 0,1 до 0,3 м/с. Дрейфовые течения развиваются в прибрежных районах и имеют скорость до 0,5 см/с.
Уровень воды в Черном море подвержен сезонным колебаниям в среднем до 20 см. В прибрежных районах, особенно на северо-западе, под действием ветра наблюдаются значительные амплитуды изменений уровня. Приливные колебания уровня воды (до 8—9 см) совершенно незаметны по сравнению с колебаниями уровня под действием ветров. В западном районе, образуются нагоны до 7 м высотой.
Биология
Донная растительность Черного моря насчитывает 285 видов бурых, красных и зеленых водорослей. Это в основном обедненная средиземноморская флора. Следует отметить многочисленную флоры вдоль скалистых берегов, а также огромные банки филофоры и северо-западной части моря. Филофора используется в Промышленности.
Фитопланктон представлен 350 средиземноморскими видами. Он широко распространен в открытом море до глубин 100—125 м. У берегов фитопланктон встречается до глубины 200 м. Биомасса фитопланктона в открытом море составляет в среднем 0,1 г/м3 с резким увеличением у берегов: диатомовые составляют до 79% планктона. Весной численность фитопланктона достигает 20 млн. клеток на литр. Летом численность динофлагеллят повышается до 48 000 на литр.
Зоопланктон включает свыше 70 видов; его биомасса в открытом море составляет в среднем 0,3 г/м3. Наиболее многочисленными бентосными и нектонными организмами являются «иммигранты» Средиземного моря, которые приспособились к более «пресной» воде Черного моря. Бухты северо-западной части Черного моря населены понтийскими реликтами (плиоцен), близкими к каспийским. В Черном море также встречаются речные Формы, приспособившиеся к солоноватой воде.
Из-за пониженной солености Черного моря его фауна и флора и особенно фауна и флора Азовского моря намного беднее фауны и флоры Средиземного моря. Если в последнем обитает до 7000 различных видов растительных и животных организмов, то в Черном море встречается всего лишь 1200 видов и в Азовском море — примерно 100. Многие классы животных, обитающих в Средиземном море, совершенно не представлены в Черном море(коралловые полипы, головоногие моллюски и птероподы). Из иглокожих встречаются только мелкие формы голотурий и офиур. Все черноморские представители бентосной фауны по размеру меньше средиземноморских.
Биомасса бентоса в Черном море относительно богата у берегов. Но биомасса и количество видов постепенно уменьшаются начиная с глубины 5—70 м. Ниже 50 м бентос представлен наиболее часто встречающимся моллюском
На глубине 13 —180 м бентосные организмы вообще не встречаются (кроме бактерий).
Фауна Азовского моря еще беднее по количеству видов, но в Азовском море отмечено интенсивное развитие трех видов моллюсков, которые и составляют основную часть биомассы (до 400 г/м2).
В Азовско-Черноморском бассейне встречается около 180 видов рыб. Многие из них мигрируют из Черного моря в Азовское море и обратно. Высоко развит рыбный промысел, особенно в Азовском море.В Черном море много дельфинов; встречаются тюлени.
Донные осадки
Ракушечные осадки обычны на широком шельфе, а также вдоль берегов северо-западной части Черного моря и южнее Керченского пролива Ракушка слагает также крупные аккумулятивные береговые формы (бары, пересыпи и косы). Терригенный (мидиевый) ил вдоль гористых берегов Черного моря залегает начиная с глубины примерно 20 м. Большие участки материкового склона лишены современных осадков. Трубки для взятия колонок грунта приносят новоэвксинские и карангатские осадки или наталкиваются на обнажения коренных пород. Обширные участки дна у перегиба шельфа обнажены в результате гравитационных смещений осадков. Ниже во многих местах залегают смешанные осадки подводных оползней.
В глубоководной части бассейна Черного моря залегают мощные слои глинисто-известкового ила с разным составом и структурой. Ленточное расслоение органического вещества связано с отмиранием планктонных организмов летом и осенью. Слой тонкозернистого кальцита отлагается зимой, тонкий слой глины — весной. Толщина слоев составляет сотые или десятые доли миллиметра в разных районах. Микрослоистость дает возможность подсчитать скорость отложения ила. В течение 5000 лет среднее накопление глинистого ила составляет 1 м, а известкового ила только 10—20 см. Все виды глубоководного ила содержат большое количество диагенетического сернистого железа (пирита, гидротроилита), свидетельствующего о восстановительной среде.
По изменениям литологического состава на дне глубоководной депрессии возможно различить осадки нескольких фаз развития Черного моря вплоть до новоэвксинских отложений. Реликтовая вода, в толще отложений, сохранила исключительно низкую соленость: 4 пром. в слое или на глубине 6 м ниже поверхности дна. Слои и линзы песка, которые, очевидно, являются результатом мутьевых потоков, встречаются в толще глубоководных илов по краям глубоководного бассейна.
Берега Черного моря почти повсюду имеют простые очертания. Исключением являются западный Крым, где развиты длинные косы. Больших островов нет. Лиманы и лагуны западной части Черного моря носят особый характер. Они представляют собой затопленные устья рек, отрезанные от моря пересыпями. Вдоль прямых берегов западной части Черного моря и кавказского побережья установлено несколько мощных вдольбереговых потоков песка и гальки.
В Азовском море скорость абразии глинистых берегов очень высока — достигает 4 м в год. На северном побережье Азовского моря в результате действия волн, идущих с северо-востока, образовалась серия длинных кос, выступающих в море под углом пример но 45°.
Рельеф дна
Западная часть Черного моря представляет собой широкую материковую отмель, которая, постепенно сужаясь к югу, тянется до пролива Босфор. Материковая отмель переходит в материковый склон на глубине 100—150 м. В остальных прибрежных районах Черного моря материковая отмель или очень узкая (ширина не превышает 10—15 км), или полностью отсутствует, поскольку заменяется узкой абразионной террасой.
Геологическая история
Черноморский бассейн первоначально, в раннетретичный период, формировался как срединная («межгорная») зевгогеосинклиналь, которая прогибалась между горными системами Крыма и Кавказа с одной стороны и Понтийскими горами Анатолии — с другой. В меловой период этот массив был гористым районом, с которого осадки сносились как на север, так и на юг. Тектонические движения, вызвавшие образование депрессии, происходили в третичный и четвертичный периоды и продолжаются в наши дни. Геофизические исследования позволили определить, что земная кора под ложем центральной части впадины Черного моря является океанической. Здесь нет гранитного слоя. Черное море — классический пример «океанизации» первоначальной материковой земной коры. Однако, в отличие от океанов, осадочный слой Черного моря достигает 10—15 км. На материковом склоне на глубине до 1500 м встречаются террасы сбросового происхождения с мелководными осадками молодого возраста. Зона материкового склона, особенно вдоль крымского и анатолийского побережий, высокосейсмична.
Четвертичный период также характеризовался многочисленными изменениями уровня Черного моря связанными с эвстатическими колебаниями уровня Мирового океана. Последние же тесно связаны со сменой ледниковых эпох.Неоднократно, когда уровень Черного моря падал ниже уровня пролива Босфор, оно превращалось в озеро и воды его опреснялись. С другой стороны, при высоком уровне Черного моря водообмен со Средиземным морем становился все более активным, воды Черного моря осолонялись и оно заселялось организмами, требующими относительно высокой солености.
Изменения видового состава моллюсков дают возможность очень точно датировать осадки дна Черного моря и его берегов: остатки моллюсков, обнаруженных в отложениях, относятся к различным эпохам четвертичного периода. По органическим остаткам в отложениях была исследована и новоэвксинская опресненная фаза развития Черного моря, которая, как оказалось, относится ко времени последнего ледникового периода (вюрмское оледенение).
Отложения этой фазы вскрыты во многих местах, как на мелководье, так и на глубинах, но они редко или никогда не встречаются на суше. Уровень Черного моря (от —40 до —60 м) в этот период был значительно ниже Босфорского порога. За этим последовала относительно быстрая голоценовая трансгрессия и осолонение вод моря. Близкий к современному уровень установился примерно 5000 лет назад.
Террасы
Наиболее распространенными на суше являются две Карангатские террасы. Установлено, что их береговые линии подняты на 12—14 м на Кавказе и на 22—25 м в Болгарии. Это был период более полной связи Черного моря с Мраморным морем и образования древнеэвксинского бассейна. В этот период в Черное море проникли многие крупные стеногалинные формы (такие, как моллюски, морские ежи и т. д.). Многие исследователи сравнивают этот период Черного моря с монастирийским периодом Средиземного моря.
В тех же районах встречаются древнеэвксинские (55—60 м) и узунларские (35—40 м) террасы. Они соответствуют тирренским террасам. Древнеэвксинский бассейн опреснился, и в нем преобладали каспийские реликты и эндемичные формы.
На рубеже плиоцена и четвертичного периода образовалась Чаудинская терраса. В Крыму ее отложения встречаются на высоте до 30 м, на Кавказе до 95—100 м, но там они деформированы под действием движения земной коры.
В Азовском море террасы плохо сохранились, поскольку в этом районе недавно произошло интенсивное опускание. В низкоуровенные периоды Черного моря Азовское море превращалось в болотистую аллювиальную равнину.
Гидрологический режим
Черного моря представляет собой типичный пример внутриматерикового «эвксинского» моря, что сказывается на его гидрологических условиях. Было установлено, что в нижних слоях соленая вода (36 пром.) Мраморного моря проникает в Черное море, а опресненная вода поверхностного слоя Черного моря выходит в Мраморное море. По данным последних исследований, приток средиземноморских вод составляет в год 202 км3, а поверхностный сток выносит из Черного моря 348 км3 воды. Свыше 400 км3 воды приносят в Черное море многочисленные реки. (Приток и сток воды в Черное море подвержены небольшим годовым колебаниям.)
Средняя соленость поверхностного слоя воды в ценральной части 16~18%. На глубинах больше 150-200 м соленость увеличивается до 21—22,5 пром. Поверхностные воды летом прогреваются до 25° С (до 28° С у берегов). Зимой в открытом море они охлаждаются до 6—8° С.Азовское море и северо-западная часть Черного моря зимой покрыты льдом. Глубинные воды круглый год имеют температуру 8—9° С.
Поскольку поверхностные и глубинные воды отличаются по плотности, то их перемешивание затруднено. Только верхний 50-метровый слой насыщен кислородом. В нижних слоях содержание кислорода уменьшается, и на глубине 150—200 м появляется сероводород,
количество которого в придонных слоях может достигать 6 см3/л. Происхождение сероводорода объясняется активвостью как анаэробных бактерий, которые разлагают белковое вещество, так и десульфурных бактерий.
Анализ баланса пресной и соленой воды Черного моря показывает, что, несмотря на трудность обмена между верхними и нижними слоями, такой обмен все же существует. Ежегодно до 3000 км3 глубинной воды поднимается к поверхности. Механизм этого явления до сих пор не совсем ясен.
Слабая связь Черного моря с океаном, обильный речной сток, затрудненный водообмен между верхними и нижними слоями приводят к некоторому изменению химического состава воды по сравнению с Мировым океаном, а именно, она содержит несколько меньше сульфатов и значительно больше карбонатов.
Движение поверхностных вод обусловливается как ветрами, так и речным стоком. Вообще поверхностные воды Черного моря циркулируют вдоль берегов против часовой стрелки.
Помимо общей циркуляции существуют два круговых течения — восточное и западное. На границе между ними вода движется как к югу, так и к северу. Скорость этих течений колеблется от 0,1 до 0,3 м/с. Дрейфовые течения развиваются в прибрежных районах и имеют скорость до 0,5 см/с.
Уровень воды в Черном море подвержен сезонным колебаниям в среднем до 20 см. В прибрежных районах, особенно на северо-западе, под действием ветра наблюдаются значительные амплитуды изменений уровня. Приливные колебания уровня воды (до 8—9 см) совершенно незаметны по сравнению с колебаниями уровня под действием ветров. В западном районе, образуются нагоны до 7 м высотой.
Биология
Донная растительность Черного моря насчитывает 285 видов бурых, красных и зеленых водорослей. Это в основном обедненная средиземноморская флора. Следует отметить многочисленную флоры вдоль скалистых берегов, а также огромные банки филофоры и северо-западной части моря. Филофора используется в Промышленности.
Фитопланктон представлен 350 средиземноморскими видами. Он широко распространен в открытом море до глубин 100—125 м. У берегов фитопланктон встречается до глубины 200 м. Биомасса фитопланктона в открытом море составляет в среднем 0,1 г/м3 с резким увеличением у берегов: диатомовые составляют до 79% планктона. Весной численность фитопланктона достигает 20 млн. клеток на литр. Летом численность динофлагеллят повышается до 48 000 на литр.
Зоопланктон включает свыше 70 видов; его биомасса в открытом море составляет в среднем 0,3 г/м3. Наиболее многочисленными бентосными и нектонными организмами являются «иммигранты» Средиземного моря, которые приспособились к более «пресной» воде Черного моря. Бухты северо-западной части Черного моря населены понтийскими реликтами (плиоцен), близкими к каспийским. В Черном море также встречаются речные Формы, приспособившиеся к солоноватой воде.
Из-за пониженной солености Черного моря его фауна и флора и особенно фауна и флора Азовского моря намного беднее фауны и флоры Средиземного моря. Если в последнем обитает до 7000 различных видов растительных и животных организмов, то в Черном море встречается всего лишь 1200 видов и в Азовском море — примерно 100. Многие классы животных, обитающих в Средиземном море, совершенно не представлены в Черном море(коралловые полипы, головоногие моллюски и птероподы). Из иглокожих встречаются только мелкие формы голотурий и офиур. Все черноморские представители бентосной фауны по размеру меньше средиземноморских.
Биомасса бентоса в Черном море относительно богата у берегов. Но биомасса и количество видов постепенно уменьшаются начиная с глубины 5—70 м. Ниже 50 м бентос представлен наиболее часто встречающимся моллюском
На глубине 13 —180 м бентосные организмы вообще не встречаются (кроме бактерий).
Фауна Азовского моря еще беднее по количеству видов, но в Азовском море отмечено интенсивное развитие трех видов моллюсков, которые и составляют основную часть биомассы (до 400 г/м2).
В Азовско-Черноморском бассейне встречается около 180 видов рыб. Многие из них мигрируют из Черного моря в Азовское море и обратно. Высоко развит рыбный промысел, особенно в Азовском море.В Черном море много дельфинов; встречаются тюлени.
Донные осадки
Ракушечные осадки обычны на широком шельфе, а также вдоль берегов северо-западной части Черного моря и южнее Керченского пролива Ракушка слагает также крупные аккумулятивные береговые формы (бары, пересыпи и косы). Терригенный (мидиевый) ил вдоль гористых берегов Черного моря залегает начиная с глубины примерно 20 м. Большие участки материкового склона лишены современных осадков. Трубки для взятия колонок грунта приносят новоэвксинские и карангатские осадки или наталкиваются на обнажения коренных пород. Обширные участки дна у перегиба шельфа обнажены в результате гравитационных смещений осадков. Ниже во многих местах залегают смешанные осадки подводных оползней.
В глубоководной части бассейна Черного моря залегают мощные слои глинисто-известкового ила с разным составом и структурой. Ленточное расслоение органического вещества связано с отмиранием планктонных организмов летом и осенью. Слой тонкозернистого кальцита отлагается зимой, тонкий слой глины — весной. Толщина слоев составляет сотые или десятые доли миллиметра в разных районах. Микрослоистость дает возможность подсчитать скорость отложения ила. В течение 5000 лет среднее накопление глинистого ила составляет 1 м, а известкового ила только 10—20 см. Все виды глубоководного ила содержат большое количество диагенетического сернистого железа (пирита, гидротроилита), свидетельствующего о восстановительной среде.
По изменениям литологического состава на дне глубоководной депрессии возможно различить осадки нескольких фаз развития Черного моря вплоть до новоэвксинских отложений. Реликтовая вода, в толще отложений, сохранила исключительно низкую соленость: 4 пром. в слое или на глубине 6 м ниже поверхности дна. Слои и линзы песка, которые, очевидно, являются результатом мутьевых потоков, встречаются в толще глубоководных илов по краям глубоководного бассейна.
Берега Черного моря почти повсюду имеют простые очертания. Исключением являются западный Крым, где развиты длинные косы. Больших островов нет. Лиманы и лагуны западной части Черного моря носят особый характер. Они представляют собой затопленные устья рек, отрезанные от моря пересыпями. Вдоль прямых берегов западной части Черного моря и кавказского побережья установлено несколько мощных вдольбереговых потоков песка и гальки.