раздел 2.3. настоящей работы. Назначение модели - прогнозирование возможных последствий эволюции сероводородной зоны в условиях возрастающих антропогенных нагрузок [16].
Таким образом, многолетние исследования МГИ НАНУ, в которых непосредственное участие принимала автор настоящей работы, позволили установить особенности динамики сероводородной зоны, ее цикличность и зависимость как от ряда гидрофизических факторов, элементов плотностной структуры вод, так и основных геохимических процессов, протекающих в ней, которые обобщены в работе [60].
1.4. Неорганические формы серы (S2O32-, So,SO42-) особенности вертикального распределения и процессы, связанные с их трансформацией
1.4.1. Особенности вертикального распределения тиосульфатов.
Геохимия неорганических форм серы в водах Черного моря, в отличие от вод Мирового океана, имеет свои специфические особенности, которые связаны с наличием сероводородной зоны. Эти особенности заключаются в том, что такая устойчивая форма серы, какой являются сульфаты, оказывается включенной в круговорот в результате анаэробной деструкции органического вещества при помощи сульфатредуцирующих бактерий. Это обстоятельство не может не отразиться на поведении и распределении сульфатов, а также и других неорганических форм серы, которые появляются в море как промежуточные продукты либо сульфатредукции, либо процессов окисления сероводорода, как химическим так и микробиологическим путем. К таким формам относятся тиосульфаты и молекулярная сера, взвешенная и растворенная в виде полисульфидов.
Исследования закономерностей распределения приведенных выше неорганических форм серы были начаты в МГИ НАН Украины в 1985 году по инициативе и при непосредственном участии автора настоящей работы во время 44-го рейса НИС "Михаил Ломоносов". В этом рейсе тиосульфаты были определены в 600 пробах воды на 32 глубоководных станциях (схема расположения станций представлена на рис. 1.4.), включая подробную съемку (через 10 м по вертикали) слоя контакта аэробных и анаэробных вод. Такой большой объем фактического материала для тиосульфатов был получен впервые.
Рис.1.4. Схема расположения станций 44-го рейса НИС "Михаил Ломоносов".
Отбор проб на тиосульфаты осуществляли с использованием зондирующего комплекса МГИ-4102 с кассетой пластмассовых батометров. Определение тиосульфатов проводили по методике [21] с усовершенствованиями, описанными выше в разделе 1.1. Установленные на основе этого фактического материала закономерности распределения тиосульфатов по площади бассейна и по вертикали рассмотрены в работах [61,62,63]. Следует отметить, что первые измерения концентрации тиосульфатов в Черном море йодометрическим методом были проведены еще в 1926 г. П.Т. Данильченко и Н.И. Чигириным, а в 50-е годы - Э.А. Остроумовым и затем Б.А. Скопинцевым [4]. Распределение тиосульфатов в зоне контакта аэробных и анаэробных вод специально не изучалось, а измерения проводились на так называемых "стандартных горизонтах" начиная с глубин 150-200 метров, т.е. на 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000,1200, 1500, 2000 м. Количество станций при этом было весьма ограничено. Но уже тогда рассматривался вопрос о происхождении тиосульфатов в воде Черного моря. Считалось, что тиосульфаты являются только промежуточным продуктом реакции окисления сероводорода и образуются в верхней части анаэробной зоны [4]. В глубинные воды тиосульфаты либо заносятся сверху, либо по мнению С.В. Бруевича [64] на горизонтах глубже 1000 м они образуются как промежуточный продукт сульфатредукции. Затем в течение 30-ти лет наблюдений за распределением тиосульфатов вообще не проводилось. Возобновились они только в 1985 году силами МГИ АН УССР во время выполнения 44-го рейса НИС "Михаил Ломоносов". В этом же рейсе впервые специально исследовалась тонкая структура вертикального распределения тиосульфатов в зоне взаимодействия аэробных и анаэробных вод. Анализ полученных данных позволил выделить по акватории моря три типа вертикального распределения тиосульфатов (рис 1.5.).
Рис. 1.5. Типы вертикального распределения S2O32-.
1-й тип распределения - максимальная концентрация тиосульфатов наблюдается на глубине 200-500 м. Кривые вертикального распределения этого типа характеризуются наличием одного либо двух максимумов, ниже указанных горизонтов и в придонном слое тиосульфаты не обнаружены. Такой тип распределения наблюдается в центрах западной и восточной халистаз. По 2- му типу распределения максимум содержания тиосульфатов наблюдается как на глубине 300 м, так и в придонном слое. Этот тип распределения характерен для станций, расположенных по периферии циклонического круговорота в западной части моря, а также вдоль анатолийского побережья в восточной части моря. 3- й тип распределения тиосульфатов по вертикали характеризуется тем, что начиная с глубин 300-400 м и до дна содержание тиосульфатов непрерывно растет, достигая максимума на глубине 1400 м либо в придонном слое. В связи с появлением новых данных [52] по влиянию поступающих через Босфор кислородсодержащих Мраморноморских вод на процессы окисления глубинного сероводорода появление третьего типа вертикального распределения тиосульфатов очень хорошо согласуется с данными о процессах окисления глубинного сероводорода горизонтальным потоком разбавленных мраморноморских вод [52]. В результате измерений на многих станциях было установлено, что тиосульфаты появляются в воде, как правило, только ниже границы анаэробных вод, их содержание начинает расти после прохождения глубины нулевого значения содержания кислорода. Если исходить из того, что тиосульфаты - промежуточный продукт окисления сероводорода, то именно в слое контакта аэробных и анаэробных вод они должны накапливаться, однако, как показывают наши данные, они накапливаются ниже. По-видимому, это связано с тем, что в зоне контакта аэробных и анаэробных вод при наличии микроколичеств кислорода, согласно данным [12], очень высока активность тионовых бактерий, которы