Сероводород в Чёрном море: жизнь в «мёртвой» зоне
Первая экспедиция, задачи которой состояли в исследовании рельефа черноморского дна, измерении морских глубин, температуры и солёности воды, а…
Первая экспедиция, задачи которой состояли в исследовании рельефа черноморского дна, измерении морских глубин, температуры и солёности воды, а также изучении донной фауны, состоялась еще в 1890-м году на канонерской лодке «Черноморец».
Её результаты стали сенсационными: ни одна из проб грунта из центральной части Чёрного моря, не принесла живых существ, а сами грунты издавали запах сероводорода, что неопровержимо доказывало – глубины Чёрного моря безжизненны.
Последующие исследования неоднократно подтверждали, что в глубинных водах нет водорослей, беспозвоночных животных, рыб, нет никаких живых существ, кроме серобактерий, поэтому с момента открытия сероводородной зоны и до последнего времени безжизненность 77% площади дна Чёрного моря принимается мировой наукой как аксиома, а анаэробная зона рассматривается исключительно как царство микробов. При этом у учёных Института биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН уже два десятка лет хранятся данные об обитателях «мёртвой» зоны.
Главный научный сотрудник ФИЦ ИнБЮМ, доктор биологических наук Нелли Григорьевна Сергеева:
«В результате исследований (1985-2001 гг.) в глубоководных донных осадках были обнаружены около 40 представителей типично черноморских бентосных животных и 20 неизвестных форм, таксономическая принадлежность которых пока не определена. Глубоководное многоклеточное население представлено формами, имеющими различное происхождение: и обычные виды черноморского шельфа, только им известными путями попадающие в глубинные зоны, и эндемики сероводородной области. Встречаемость одних и тех же организмов в большом диапазоне исследованных глубин различных регионов Чёрного моря доказывает объективное существование в перманентной анаэробной зоне водоёма более высокоорганизованной жизни, чем микробиальная. Поэтому понятие «безжизненная зона» относительно анаэробной глубинной области не бесспорно, а наши скудные знания о предельных глубинах распространения донных эукариот прямо связаны с необходимостью развития широкомасштабных и междисциплинарных исследований».
В результате собственных исследований Н. Г. Сергеевой в глубоководных сероводородных донных осадках были обнаружены в полной морфологической сохранности представители бентосной фауны Ciliophora (свободноживущие, эпибионтные, раковинные), Foraminifera, Rotifera, Nematoda, Polychaeta, Oligochaeta, Cladocera, Сopepoda, Tardigrada, Acari, однако часть из них не идентифицированы до вида. Такие группы как инфузории, нематоды, копеподы (гарпактикоиды) и клещи отмечены в широком диапазоне глубин от 300 м до максимальных в различных регионах моря. Стоит отметить, что на этих глубинах были найдены и морские грибы.
«Наше возражение скептикам состоит в том, что, если не учитывать случайные находки, приводимые нами в больших сводных списках, детально изученные объекты оказались новыми для науки видами, даже родами и семействами – таковы полихета Vigtorniella zaikai Kiseleva и представитель ракообразных (Cladocera, Ctenopoda) Pseudopenilia bathyalis Sergeeva. Отметим, что таксономическое положение этих форм проверялось другими специалистами – экспертами по соответствующим фаунистическим группам. Иначе говоря, бентофауна батиали оригинальна по составу, и в биотопах аэрируемой толщи таких форм попросту нет. Кроме того, трудно представить и объяснить, чтобы мелкие организмы, имеющие мягкие органические тела, могли сохранить свою структуру в целостности, при попадании на большие глубины с высоко скоростными мутьевыми потоками из береговой зоны или в процессе пассивного вертикального оседания на максимальные глубины в течение многих месяцев», – считает главный научный сотрудник ФИЦ ИнБЮМ, д.б.н. Нелли Сергеева.
Pseudopenilia bathyalis была обнаружена на двух станциях в северо-западной части Чёрного моря во время экспедиции Метеор М52/2 (Германия) в январе 2002-го года.
В колонках грунта, взятых мультикорером, сохраняющим стратификацию слоев грунта, найдены четыре молодые самки и два эмбриона на глубине 1900 м, одна взрослая и одна молодая самки– на 2140 м, при этом взрослая самка активно двигалась. Это отчетливо доказывало, что обнаруженный организм был живым в месте вылова. В сентябре 2004-го в северо-восточной части Чёрного моря во время научной экспедиции на борту судна “Янтарь” (“Южморгеоэко”, г. Геленджик, Россия) на глубине 171 м (сероводородная зона) были обнаружены еще 5 молодых самок (четыре из них были деформированы, вероятно, из-за сборов дночерпателем).
Описанные экземпляры Pseudopenilia bathyalis Sergeeva, 2004, найденные в анаэробной зоне Чёрного моря, и первоначально отнесенные к семейству Sididae (Crustacea: Cladocera: Ctenopoda), после повторного тщательного морфологического анализа были отнесены севастопольскими и московскими учёными к новому для науки семейству кладоцер – Pseudopenilidae. Korovchinsky & Sergeeva, 2008.
Отметим, что в этом году исследователи Института океанологии (ОИ) РАН и Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН выяснили, что объем сероводорода, который ежегодно производится в Чёрном море, в 5-8 раз меньше, чем считалось ранее. Новые данные о сероводороде исследователи получили в ходе экспедиций на научно-исследовательском судне “Профессор Водяницкий” (ИнБЮМ РАН, г. Севастополь). Полученные результаты показали – продукция этого растворенного газа составляет 5,9 млн тонн в год, а не 30-50 млн тонн в год.
Справочная информация:
Сероводород в природных водоёмах не является редкостью. Он обнаруживается (в течение круглого года) в заливе Оман, у восточной границы Аравийского полуострова, в фиордах с изолированными котловинами (Балтийское море), в глубоких впадинах Каспийского моря, а также периодически в Азовском море.
При этом Чёрное море является самым крупным сероводородным бассейном в мире. Анаэробная зона занимает 87% всего объема вод.
Сероводород – бесцветный газ с неприятным для человека запахом. Он горит на воздухе, а кроме того, способен образовывать взрывоопасные смеси. Как отмечают исследователи, прорыв сероводорода на поверхность может привести к отравлению морских животных, которые обитают в верхней толще воды, и даже тех, кто живет на побережье.