В июле 1997 года на борту турецкого научно-исследовательского судна "Билим"("Bilim"), принадлежащего Институту Морских Наук Средневосточного Технического Университета (Institute of Marine Sciences of the Middle East Technical University), была выпонена международная экспедиция с участием ученых из Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН и Морского Гидрофизического Института (г. Севастополь). Рейс проходил в период с 01 июля (Выход из п.Стамбул) по 08 июля (приход в п.Синоп) 1997 года. Химические и биологические исследования проводились на двух разрезах вблизи Босфора и устья р.Сакарья (расположение станций показано на Карте).

• исследование распределения биогенных элементов (нитраты, нитриты, аммоний, фосфаты, силикаты) и хлорофилла "а";
• измерение в редокс слое содержания сероводорода и кислорода специалистами из разных институтов и сравнение результатов;
• измерение фотоактивной радиации (400-700 нм) и первичной продукции на двух прибрежных и двух морских станциях;
• сбор проб для определения фитопланктона и зоопланктона
• сбор проб взвешенного вещества на мембранные фильтры

Как видно из рисунков, полученные даные полностью соответствуют имеющимся представлениям о вертикальной структуре зоны контакта аэробных и анаэробных вод. Выклинивание глубинного сероводорода происходит в районе залегания изопикн 16.15-16.20, глубинного аммония и марганца - 16.05-16.10 усл.ед.плотности (Виноградов, Налбандов, 1990, Безбородов, Еремеев, 1993, Murray, 1995, Розанов, 1995, Волков и др. 1997).

Хорошо выраженный оксиклин прослеживается до изопикны 15.60. Ниже кислород плавно уменьшается до изопикн 15.90-16.00, где при его концентрации около 5 mM, вертикальный градиент становится назначительным. Между изопикнами 16.00 и 16.20 содержание кислорода составляет около 3-5 mM. С появлением глубинного сероводорода концентрации кислорода быстро становятся становятся нулевыми. Таким образом, в районе залегания изопикны 16.2 концентрации сероводорода и кислорода состаляют около 3 mM /л.

В зависимости от того, какие концентрации принимать за граничные для сероводорода, с одной стороны, и для кислорода с другой, можно говорить или о слое сосуществования или о бескислородной зоне. Если принять в качестве пороговых концентрацию 0.3 mM /л для сероводорода, уверенно определяемуе фотометрическим методом и 2 mM /л (0.04 мл/л) для кислорода, можно говорить о слое сосуществования мощностью около 5-10 м. Если же принять границы в 3 mM /л для сероводорода и 10 mM /л (0.22 мл/л) для кислорода, то мы получим бескислородную зону (suboxic layer) мощностью около 30 м (Murray et al., 1995)

На рис. 2 и 3 представлены аномальные распределения параметров наблюдавшиеся в районе подводного каньона р. Сакарья.

На ст. L29M46 граница глубинного сероводорода находится на глубине 175-180 м, что свойственно для антициклонических круговоротов (например, Батумского) или прибрежных антициклонических вихрей (ПАВ). В редокс-зоне наблюдаются высокие градиенты сероводорода и кислорода, равные 1.54 mM /м и 0.38 mM /м, соответственно, что вдвое выше обычно наблюдаемых (Волков и др., 1997). В то же время градиент аммонийного азота близок к среднему (0.16 и 0.19 мкмоль/м, соответственно). Нефелоидный редокс-слой (НРС) имеет мощность около 100 м ( от 106 до 204 м) и очень высокую мутность в своем максимуме (63% светопропускания). Обычно НРС располагается в слое кислород-дефицита с концентрацией кислорода менее 10 mM /л. На данной станции даже в средней части НРС концентрации кислорода составляют до 20 mM /л с тенденцией к увеличению до 30 мкмоль/л на горизонте 106 м. Таким образом, слой кислород-дефицита на этой станции полностью отсутствует.

Следует отметить также большой разрыв (65 м) между верхней границей сероводорода и выклиниванием повышенных концентраций глубинных аммония и марганца (обычно в среднем это около 10 м). Аномальность характера распределения изучаемых компонентов проявляется яснее в поле плотности (Рис. 2). Верхняя граница сероводорода располагается на уровне изопикн 16.35-16.40, что на 0.20 ед.усл. плотности выше обычного уровня 16.18-16.20 (Виноградов, Налбандов, 1990, Безбородов, Еремеев, 1993, Murray, 1995, Розанов, 1995, Волков и др. 1997).

Максимум мутности (минимум Transmission на Рис. 2) вместо обычного уровня 16.08 находился на уровне 16.33, однако выклинивание повышенных концентраций аммония и марганца происходило как обычно на уровне 16.05-16.08. Наблюдаемая аномальная картина в распределении основных характеристик редокс-слоя является, по-видимому, результатом мощного и быстрого прорыва богатых кислородом вод к верхней границе сероводорода. Ситуация явно неравновесная, типичное бактериальное сообщество редокс слоя, по-видимому равзрушено. Из-за повышенных концентраций кислорода окисление сероводорода должно происходить чисто химическим путем и с повышенной скоростью, относительно интенсивности обычно доминирующего микробиологического окисления.. В то же время окисление аммония и двухвалентного марганца, возможное только микробиологически, осуществляется на обычных изопикнических уровнях и с обычной скоростью, несмотря на аномально высокие концентрации кислорода. Стационарность подобной ситуации предположить трудно. Причины появления богатых кислородом вод с такой высокой плотностью неясны. При первом рассмотрении каких-либо аномалий в распределении с глубиной температуры, солености и плотности на этой станции не наблюдается.

На другой станции (L34M46, Рис.3), расположенной в 5 милях к северу от предыдущей (L29M46) глубинный сероводород появляется на горизонтах 110-115 м, при концентрациях кислорода около 3 mM /л. С увеличением глубины в толще сероводородных вод отмечаются два слоя (линзы?) кислородсодержащей воды с концентрациями кислрода до 50 mM /л ( st =16.40, 158 м) и до 12 mM /л ( st =16.52, 190 м). В этих слоях сероводрод не обнаружен, и также отмечается снижение концентраций аммония и двухвалентного марганца. С этими слоями связаны четыре отчетливых пика повышенной мутности, сгруппированные попарно (Рис.3)ю Еще ниже на уровнях st 16.61 -16.70 отмечен еще один менее резкий , но отчетливо выраженный слой мутности. К сожалению, данные по сероводороду и кислороду для этого слоя отсутствуют.

• Озден Баштюрк, И.И.Волков, Серап Гёкмен, Хасан Гунгор, А.С.Романов, Е.В.Якушев Международная экспедиция на нис "Билим" в июле 1997 в Черном море // Океанология, 1998, 2 (в печати)