Рис. 3.1 – Вертикальное распределение основных характеристик экосистемы Черного моря

Для того, чтобы кислород попал в глубины, море должно перемешивать-ся – за счет волн и вертикальных течений. А в Черном море – вода перемешивается очень слабо; нужны сотни лет, чтобы вода с поверхности достигла дна. Происходит это из-за расслоения – стратификации черноморской воды по солености, плотности и температуре, которое препятствует вертикальному пере-мешиванию моря и обогащению глубин кислородом.
Когда живые организмы умирают, их останки становятся пищей для бактерий-сапротрофов. При бактериальном разложении мертвого органического вещества (гниении) используется кислород. С глубиной, разложение начинает преобладать над процессами создания живого вещества планктонными водорослями, а потребление кислорода при дыхании и гниении становится более ин-тенсивным, чем его производство при фотосинтезе. Поэтому, чем дальше от поверхности моря – тем меньше остается в воде кислорода. В афотической зоне море (там, куда не проникает солнечный свет), под холодным промежуточным слоем – ниже 100-метровой глубины, кислород уже не производится, а только потребляется; не проникает он сюда и за счет перемешивания – этому препятс-твует стратификация вод.
Получается, что 90% водной массы Чёрного моря – почти безжизненны. Но ведь и в любом другом море или океане почти вся жизнь сосредоточена в верхнем, 100-200-метровом слое воды – как и здесь. Правда, из-за недостатка кислорода и наличия сероводорода в воде, в Чёрном море отсутствует глубоководная фауна, это снижает его биоразнообразие еще больше, вдобавок к влиянию низкой солености. Например, нет хищных рыб глубин с огромными зубастыми пастями, перед которыми вывешены светящиеся приманки.
Иногда говорят о том, что сероводород появился в Черном море вследствие его загрязнения, о том, что сероводорода становится всё больше, что море на грани катастрофы. Действительно, переудобрение – эвтрофикация Черного моря стоком с сельскохозяйственных полей в 1970-80е годы, вызвало бурный рост «сорной» морской растительности – некоторых видов фитопланктона, нитчатых водорослей – «тины», стало образовываться больше органических останков, из которых при гниении образуется сероводород. Но значительных изменений в сложившееся за тысячелетия равновесие этот «лишний» сероводород не внес. И уж точно – нет никакой опасности взрыва сероводорода – чтобы образовался пузырь газа, концентрация молекул этого вещества в воде должна быть на порядки больше реальной (8-10 мг/л на глубинах 1000-2000м).

Рис. 1.2 – Карта основных течений Черного моря

Однако, на такой, относительно небольшой акватории, как Черное море, направление и сила ветра имеют не меньшее значение. Поэтому – ОЧТ очень изменчиво, иногда оно становится слабо различимым на фоне течений меньшего масштаба, а иногда  скорость струи основного черноморского течения достигает 100 см/с.
В прибрежных водах Черного моря образуются вихри противоположной ОЧТ направленности – антициклонические круговороты, особенно они выражены у Кавказского и Анатолийского берегов. Местные вдольбереговые течения в поверхностном слое воды обычно определяются ветром, их направление может меняться в течение суток.
Исследование гидродинамического режима Черного моря является  очень важной задачей, поскольку от гидродинамики зависит перераспределение химического состава морских вод и численности биологических организмов.
Средний уровень Черного моря повысился за прошедшее столетие на 12 см; это изменение маскируется сильными колебаниями уровня моря (до  20 см в течение года), связанными с межгодовой изменчивостью речного стока. Не-давние данные спутниковой альтиметрии показали сильное ускорение повышения уровня Черного моря: до 20см/десятилетие (вековая тенденция) в центральной части моря. Более осторожная оценка – 3-4см/десятилетие. Многие специалисты связывают это явление с таянием полярных льдов в результате глобального потепления.
Приливно-отливные колебания уровня Черного моря не превышает    10 см, так как средиземноморские приливные волны затухают в проливах, а раз-меры самого Черного моря недостаточно велики для развития сильных приливов; кроме того, образованию приливных волн препятствует стратификация (расслоение) вод Черного моря – наблюдаемые небольшие приливы и отливы развиваются в обособленном, опресненном верхнем слое черноморской воды.
Наиболее заметные быстрые изменения уровня моря связаны с действием ветра. Сильный устойчивый ветер с берега создает сгонное течение: море уходит от берега, его уровень в данном месте понижается, иногда – до 30 см за день. На смену поверхностной воде поднимается вода из глубины. При устойчивом ветре с моря, наблюдается обратное явление – ветровой нагон, повышение уровня моря у берега.
В Черном море, из-за его опреснения реками, существует две массы, два слоя воды, которые слабо смешиваются друг с другом.
Поверхностный слой черноморской воды – до глубины примерно      100 м – преимущественно речного происхождения. В то же время, в глубины моря поступает более соленая (а значит – и более тяжелая) вода из Мраморного моря – она притекает по дну Босфорского пролива (нижнебосфорское течение) и опускается вглубь. Поэтому соленость придонных слоев черноморской воды достигает 30‰ (грамм соли в литре воды).
Изменение свойств воды с глубиной – не плавное: с поверхности до 50-100 м соленость меняется быстро – от 17 до 21 ‰, а уже далее – до дна – увеличивается равномерно. В соответствии с соленостью изменяется и плотность воды.
Температура на поверхности моря всегда определяется температурой воздуха. А температура глубоких вод Черного моря – круглый год 8-9оС. От поверхности до глубины 50-100 метров температура, как и соленость, меняется быcтро а дальше остается постоянной до самого дна.
Это и есть две массы черноморской воды: поверхностная – опресненная, более легкая и близкая по температуре к воздуху (летом она теплее глубинных вод, а зимой – холоднее); и глубинная – более соленая и тяжелая, с постоянной температурой.
Слой воды от 50 до 100 м называется пограничным – это граница между двумя массами черноморской воды, граница, препятствующая перемешиванию. Более точное его название – холодный пограничный слой: он всегда холоднее глубинных вод, так как, охлаждаясь зимой до 5-6oС, не успевает прогреться за лето.
Слой воды, в котором резко меняется ее температура, называется термоклин; слой быстрого изменения солености – галоклин, плотности воды – пикноклин. Все эти резкие изменения свойств воды в Черном море сосредоточены в области пограничного слоя.
Расслоение – стратификация черноморской воды по солености, плотности и температуре – препятствует вертикальному перемешиванию моря и обогащению глубин кислородом. К тому же, вся бурно развивающаяся черноморская жизнь дышит – дышат планктонные ракообразные, медузы, крабы, рыбы, дель-фины, даже сами водоросли дышат – потребляют кислород.
Летом, особенно вблизи берега, образуется изменчивый летний термо-клин – граница между прогретой солнцем поверхностной водой, в которой купаются люди,  и холодной глубинной водой. Термоклин опускается по мере прогрева воды летом, достигая иногда глубины более 40 метров  в августе.
Летний термоклин – тонкий слой воды, толщиной от нескольких санти-метров до нескольких метров; часто – он хорошо виден под водой, и очень хорошо чувствуется ныряльщиками – пронырнув несколько метров в направлении дна, можно попасть из 20-градусной – в 12-градусную воду.
Летний прибрежный термоклин легко разрушается штормом или сильным сгонным ветром с берега – вода у берега охлаждается.
Характерной особенностью горизонтального распределения поля температуры в верхних слоях является сезонное постоянство минимума температуры в северо-западной части моря и максимума в юго-восточной.
В прибрежных районах моря часто повторяются резкие внутри суточные колебания температуры воды, связанные с прибрежными апвеллингами (подъемом к поверхности более холодных глубинных вод), вызванными сгонными ветрами. Наиболее заметны они в теплое время года, когда вертикальные градиенты температуры воды максимальны и термоклин расположен на небольшой глубине. Сгонно-нагонная циркуляция не ограничивается узкой прибрежной полосой, она является неотъемлемой частью преобладающих в Черном море дрейфовых течений и участвует в перераспределении водных масс по глубине и акватории моря, обусловливая обмен поверхностных и глубинных прибрежных вод с водами центральных частей моря. Выход на поверхность моря более холодных вод при сгонах способствует увеличению разности температур воды и воздуха, и усиливают теплообмен. Поэтому в годы с преобладанием количества сгонно-нагонных явлений отмечается усиление взаимодействия атмосферы с морем, происходит более интенсивное теплонакопление в деятельном слое моря. В этом слое четко прослеживаются внутригодовые колебания температуры. К концу зимы относительная гомотермия устанавливается до глубины ~ 50 м, однако в восточной части моря температура поверхностных слоев превышает температуру холодного промежуточного слоя (ХПС).
Характерной особенностью термохалинной структуры вод Черного мо-ря является ХПС. Необходимое условие обновления вод ХПС – развитие конвекции до уровня постоянного галоклина. Это явление наиболее часто происходит в центрах циклонических круговоротов, где благодаря куполообразности пикноклин расположен ближе к поверхности. Таким образом, зимняя конвекция в центрах циклонических круговоротов приводит к формированию, пополнению и обновлению вод ХПС. За границы ХПС в Черном море обычно при-нимают положение изотермических поверхностей 8 °С.
Складывающееся в центрах циклонических круговоротов благоприятное сочетание зимних гидрометеорологических условий и гидродинамических факторов (подъем вод) вызывает интенсивное конвективное перемешивание, что приводит к активному взаимодействию поверхностных и глубинных вод в соотношении примерно 5:1 и формированию ХПС объемом около 20 тыс. км3 . В этот слой вовлекается около 3000 км3 глубинной воды, что приводит к понижению верхней границы сероводородной зоны примерно на 9,5 м. Именно здесь в среднемноголетнем масштабе поддерживается основной баланс в перераспределении масс воды и солей между кислородной и сероводородной зонами Черного моря. Вместе с тем,  очагах формирования ХПС происходит наиболее активное вовлечение обогащенных биогенными элементами глубинных вод в зону фотосинтеза, что является одним из главных факторов, регулирующих биологическую продуктивность Черного моря.

Черное море является частью водного бассейна Атлантического океана и образовывает его наиболее углубленную в континентальное пространство акваторию. Черное море на юго-запад соединяется через Средиземное море протоками Босфор, Дарданеллы и Гибралтар с Атлантическим океаном, а на северо-востоке – Керченским протоком с Азовским морем. Черное море расположено между 40°56′-46°33′ с. ш и 27°27′-41°42′ с. д. Наибольшая длина моря по 42°29′ с. ш. составляет 1148 км. Наименьшая ширина его по меридиану южного края Крымского полуострова (от мыса Сарыч) составляет 258 км. По разным источникам, площадь моря колеблется в пределах 406680-423000 км², длина береговой линии 3400-4100 км, средняя глубина 1270-1315 м, максимальная площадь водосборного бассейна моря превышает площадь ее акватории в 6 раз. Карта-схема Черного моря представлена на рис. 1.1.

Рис.1.1 Карта схема Черного моря

В строении дна Черного моря выделяются: шельф, материковый склон и глубоководная котловина.
Это море подвержено наибольшему антропогенному прессу в Европе, чему способствуют следующие обстоятельства:
•    большая площадь водосбора,  более 2,3 млн. тыс. км2  (одной трети суши всей Европы с территорией 22 высокоразвитых стран Европы и Малой Азии), что примерно в пять раз превышает площадь зеркала моря;
•    специфика гидрологического режима (ограниченный водообмен с сосед-ними морскими бассейнами – не более 0,1 % от объема моря в год; значительное расслоение вод по плотности; замедленный вертикальный обмен водных масс – сотни лет);
•    наличие  в северо-западной части моря обширной мелководной шельфовой зоны (из общей площади шельфа в 100 тыс. км2  в северо-западной части расположено 64 тыс. км2);
•    отсутствие на глубинах 100 – 200 м жизненно важного кислорода; серо-водородная зона занимает 87 % объема вод.
Кроме того, Черное море единственное «курортное» море на большой и многолюдной территории Восточной Европы. Все это создает предпосылки считать его особо «экологически уязвимым».