Oceanografie - MAREA NEAGRA

Oceanografie -

MAREA NEAGRA

Motto

In acele vremuri [homerice], Marea nu era navigabila si era numita 'Axenos' [neospitaliera] din cauza furtunilor sale hibernale si a ferocitatii triburilor care traiau in jurul ei, mai ales a scitilor, care obisnuiau sa sacrifice strainidar mai tarziu a fost numita 'Euxeinos ' [prietenoasa cu strainii], cand ionienii au infiintat cetati la malul marii.

Strabo, Geografia

Caractere generale

Pe atlas, Marea Neagra apare ca un lac in forma de rinichi, legat de oceanele exterioare prin canalul subtire, ca o ata, al Bosforului si Dardanelelor (Aschelson, 1999).

Marea Neagra se gaseste in sectorul sud-estic al Europei, fiind inconjurata de urmatoarele tari: Romania, Bulgaria, Turcia, Gruzia, Rusia si Ucraina.

Cuveta propriu-zisa este situata intre 40°55' - 46°32' lat.N ti 27°27' - 41°42' long.E. Bazinul hidrografic al Marii Negre are o pozitie asimetrica: cea mai mare parte, adica 82%, ocupa centrul si sud-estul Europei; restul de 18% cuprinde nordul peninsulei Anatoliei si vestul regiunilor caucaziene si transcaucaziene. Bazinul se desfasoara longitudinal de-a lungul paralelei de 48° lat.N. Extremitatile sale sunt situate la cca.2.900 km, intre meridianele de 8°26' long.E (izvoarele Dunarii) si 46°12' long.E (izvoarele raului Medvedinta). In latitudine se desfasoara pe 18°: 38°10' lat.N (izvoarele raului Sakarya) si 55°59' lat.N (izvoarele Niprului). intregul bazin hidrografic insumeaza o suprafata de 2.402.119 km² (fara suprafata luciului de apa din Marea Neagra si Marea Azov); cu cele doua acvatorii se insumeaza 2.863.119 km². In cadrul bazinului hidrografic fac parte 21 de state, din care cea mai mare cea mai mare suprafata este ocupata de Federatia Rusa si Ukraina (49%). Ocupa 20% din suprafata Europei si 1 % din suprafata Asiei.

Tabel 1. Repartitia pe state a bazinului hidrografic al Marii Negre

Suprafata Marii Negre este de 413.488 km² (fara Marea Azov) si detine un volum de 529.950 km³. Marea Azov detine o suprafata de 38.000 km² si este considerat ca fiind un vast golf al Marii Negre. Lungimea maxima, pe aliniamentul vest-est, este de 1.150 km (porturile Burgas din Bulgaria si Batumi din Gruzia). Latimea maxima este de 600 km intre golful Odessa (Ucraina) si gura raului Sakarya (Turcia); cea minima este de 300 km si se desfasoara intre peninsula lalta (Ucraina) si capul Burun (Turcia). Lungimea totala a tarmului insumeaza 4.790 km (fara tarmul Marii Azov): 244 km Romania; 310 km Georgia; 378 km Bulgaria; 500 km Rusia; 1.350 km Turcia; 2.008 km Ucraina.

Ca tip. Marea Neagra este considerata ca fiind continentala deoarece este aproape complet inchisa, comunicand cu Marea Marmara printr-o stramtoare foarte ingusta (Bosfor). Continentalitatea marii se datoreaza aportului de ape fluviale colectate de pe o suprafata relativ redusa si care imprima un regim hidrologic, hidrochimic si hidrobiologic specific. in acelasi timp ea poate fi considerata si o mare intercontinentala deoarece se afla intre doua continente: Europa si Asia.

Este una dintre marile cele mai sarace In insule, practic ea detinand doar insula Serpilor (actualmente facand parte din Ucraina). In aceeasi categorie se poate incadra si insula Sacalin (cordon litoral alungit pe directia nord-sud), situata la gura de varsare a bratului Sf.Gheorghe, care si-a facut aparitia in urma viiturii catastrofale din anul 1897. Peninsula Crimeea este cea mai importanta. Marea Neagra comunica cu Marea Azov prin intermediul stramtorii Kerci. Marea Azov are adancimi reduse, salinitate mica si primeste apele Donului.

Evolutia geologica a bazinului Marii Negre a detinut etape bine marcate in timp, fiind strans legata de paieogeografia zonei marginale sudice a platformei sarmatice si de regiunile orogenelice din Carpati, Caucaz, Anatolia si Balcani. Reprezinta un rest a11acului Pontic care, la randu-i, s-a desprins din Marea Sarmatica.

Nivelul Marii Negre a oscilat in decursul perioadelor geologice, mai ales in cuaternar, ca urmare a tectonicii active sau glaciatiei: era mai coborat in perioadele glaciare si mai ridicat in cele interglaciare). Cu cca. 18.000 ani in urma nivelul era mai scazut cu 80-100m; cu 8.000-9.000 ani in urma ajunsese la - 20 m fata de cel actual; legatura cu Marea Mediterana s-a efectuat cu cca.9.000 ani in urma si a condus la egalizarea nivelului in cele doua bazine.

Mai recent au fost aduse argumente in schimbarea aspectul evolutiv al nivelului marin, In 1998 Walter Pitman si William Ryan, doi geologi americani, emiteau ipoteza potrivit careia scrierile biblice asupra 'potopului' au avut la origine un cataclism natural adevarat. Ca urmare a unei brutale inundatii asezarile de pe tarmul Marii Negre au fost complet distruse si au transformat lacul cu apa dulce al Marii Negre intr-o mare sarata.

Fig.1.  Stratigrafia, climatul si salinitatea apei din Marea Neagra (dupa Hsu, 1978; Traverse, 1978; Schrader, 1978)

In urma analizarii sedimentelor si faunei cochilifere s-a ajuns la concluzia ca inundatia s-a produs cu cca.7.500 ani in urma cand linia tarmului vechiului lac dulce se gasea la 150m sub suprafata actuala. In 1999 Robert Ballard a efectuat cercetari in sectorul Sinop pentru a verifica teoria amintita. Cu ajutorul unui sonar a putut determina tarmul exact in locul indicat. Cochiliile analizate au confirmat ipoteza. Cu cca. 12.000 ani in urma topirea ghetarilor a determinat o ridicare generala a nivelului oceanic. Potrivit ipotezei lui Pitman si Ryan. Marea Marmara a deschis o bresa in valea Bosforului si apa sarata a acesteia s-a deversat in apa dulce a Marii Negre formand doua strate: unul superior, salmastru; unul inferior, sarat, privat de oxigen si viata. Prelevate de pe fundul Marii Negre esantioanele sedimentare arata o brutala schimbare de culoare. Sedimentelor deschise la culoare apartin apelor dulci, iar cele inchise la culoare, apelor sarate; intre acestea se interpune un strat de tranzitie care corespunde inundatiei si repauzeaza de cca. 7.500 ani. Datate cu C₁₄, cochiliile tarmului submers se divid in doua grupe: speciile vechi apartin apelor dulci, iar speciile recente, apelor sarate (Lison,

Fig. 2. Variatia nivelului Marii Negre in portul Constanta   perioada 1933-1980

Fig. 3. Profil transversal prin bazinul Marii Negre

Geneza si varsta bazinului Marii Negre au iscat, in decursul timpului, o serie de controverse. Se pare ca acesta s-a format in miocen prin scufundarea unui uscat care lega podisul Armeniei de peninsula Crimeea (Andrusov, 1962). Se pare ca bazinul ar fi reprezentat si un geosinclinal tanar (miocen sau pliocen) care in prezent se afla in stadiul de adancire si largire (Arhangelskij, Strahov, 1938). Partea centrala a Marii Negre arc un caracter suboceanic (Milanovic, 1967). La sfarsitul miocenului s-a produs o prabusire ce a avut ca rezultat formarea taluzului continental si a regiunii abisale. In acelasi loc s-a format si creasta prelunga din partea de nord, precum si uncie inaltimi izolate in sectoarele centrale si de sud-est (Neproenov, 1968; Subbotin et al.. 1968; Ross et al., 1974; Muratov, 1975).

Vechile cursuri de apa se gasesc astazi, sub forma relicta, pe platforma continentala. Pentru prima data aceasta morfologie a fost pusa in evidenta de Nastase Gh. (1933), scotand in evidenta paleocursurileDunarii, Cogalnicului, Nistrului si Niprului. Situatia actuala, in urma masuratorilor recente, se prezinta oarecum diferit.

Fig. 4. Harta schematica a vailor submarine observate pe suprafata conului complex al Dunarii (Wong, 1994)

Adancimea maxima, situata aproximativ in sectorul central-sudic al marii, este de 2.245 m, in timp ce adancimea medie este de 1.282m. Pe ansamblu, configuratia fundului marin este simpla. Adancimea creste treptat catre centru depresiunii. Elementul care detine o extensiune mai mare este reprezentat de platforma continentala (seiful), care reprezinta 1/3 din bazinul propriu-zis. Cea mai extinsa platforma se afla in nord-vestul bazinului, dincolo de linia care uneste capul Tarhankut (peninsula Crimeea) cu capul Kaliakra (Bulgaria). Braul platformei continentale se continua si in sectoarele sudice si sud-vestice. pana la capul Baba (Turcia), avand, de data aceasta, o extensie mai redusa, cu latime de pana la 50 km. Prezenta ei nu este semnalata in sectorul estic, unde adancimea povarnisului continental creste rapid pana la 1.000-1.500m. in fata Deltei Dunarii platforma continentala detine o latime de 150-200 km, iar in dreptul localitatii Vama Veche ea detine 90 km (pana la adancimea de 200m).

Tarmul romanesc al Marii Negre

Intre gura bratului Musura (apartine deltei secundare Chilia) si localitatea Vama Veche, tarmul romanesc arc o lungime de 244 km. Pe vechile harti si in documentele de acum15-20 ani in urma se reda valoarea de 245 km: astazi, aceasta valoare este diminuata deoarece bratul Musura are o orientare N-S si inainteaza anual in mare cu cca. 40m. In acest caz Romania pierde anual o lungime .si suprafata aferenta in dauna Ucrainei.

Fig. 5. Unitatile structurale ale Marii Negre: 1-platforma continentala (self); 2-povarnis continental; 3-depresiune marginala; 4-zona abisala; 5-con abisal (dupa Rossetal., 1974)

Din punct de vedere genetic si altitudinal litoralul romanesc este impartit in doua sectoare distincte:

-nordic, de acumulare, deltaic, ce se desfasoara intre gura bratului Musura (N) si capul Midia (S);

-sudic, de abraziune, inalt, cuprins intre capul Midia (N) si localitatea Vama Veche (sau granita de stat cu Bulgaria) (S).

Sectorul deltaic (de acumulare) are o lungime de 166 km si reprezinta 68% din lungimea totala a litoralului romanesc.

In cadrul golfului (baia) Musura, pe cea. 12 km. tarmul este jos, mlastinos, acoperit cu vegetatie palustra ce inainteaza continuu in apa. Delimitarea apa-uscat se face cu greutate.

Actualmente, tarmul golfului este in continua modificare deoarece in nord si sud cele doua delte secundare (Chilia si Sulina) inainteaza spre mare. Schimbarea morfologica este foarte rapida si aparitia unui cordon litoral, cu aspect de insule partial submerse (1998), va determina transformarea acestuia intr-o laguna si mai apoi intr-un lac de tip 'zaton' (Romanescu, 2002).

Cordoanele marine existente intre gura Sulina (N) si gura Sf.Gheorghe (S) sunt mult mai bine conturate si se desfasoara pe cca. 33 km. La sud de gura bratului Sulina cordonul litoral prezinta latimi cuprinse intre 250-300m in nord si se reduce treptat la 2O-3O m in dreptul garlei imputita si canalului Sondei (9 km sud Sulina). In timpul furtunilor si valurilor de mari dimensiuni apa marii poate trece nestingherita peste cordonul litoral, deversand saramura in lacurile cu apa dulce situate in sectorul vestic.

Fig. 6. Morfologia platformei continentale a Marii Negre in sectorul romanesc (dupa Selariu, 1979)

Sectorul cu fragilitate ridicata este situat intre canalul Sondei (N) si grindul Cazacu (S), pe cea. 10 km. in anumite locuri cordonul litoral se ingusteaza pana la valori de lOm si prezinta inaltimi de 0,5- 0,3m; pot fi traversate si de valurile cu inaltimi medii. in timpul apelor mari de primavara-vara tarmul deltaic se poate prezenta sub aspectul unor 'insule' partial submerse, alungite pe directia N-S.   Sectorul cu stabilitate ridicata se gaseste intre grindul Cazacu (N) si capul Buival (S), desfasurandu-se pe cca. 13 km. in dreptul gurii de varsare a bratului Sf. Gheorghe (capul Buival) atinge latimi de 2-3 km si pe alocuri inaltimile pot depasi 2 m (dune mobile, semifixate sau fixate).

Cea mai mare complexitate o prezinta tannul situat intre gura bratului Sf.Gheorghe (N) si punctul Ciotica (S). In acest caz tarmul este dublat pe un front de 15 km deoarece isi face aparitia complexul insular Sacalin. Insulele se alungesc spre sud cu o rata medie de 150 m/an (Gastescu et al., 1986).

Sectorul Ciotica - Perisor se desfasoara pe cea. 18 km si detine cordoane litorale cu 'portite' care permit patrunderea apelor marine in lacurile de tip 'zaton'.

Un sector caracterizat printr-un grad ridicat de stabilitate se afla intre punctul Perisor si gura Portita (cca.26 km).

Un alt sector cu fragilitate ridicata se desfasoara intre gura Portita (N) si grindul C'hituc (S) si masoara 14 km. Rupturile cordonului litoral poarta denumirea locala de 'periboinc' si prin intermediul lor se face schimbul de ape intre mediul marin si cel lagunar.

Grindul Chituc (24,5 km) este bine conturat si relativ stabil. De la Buhaz pana la capul Midia (6,5 km) plaja are latimi variabile.

Fig.7. Depunerea sedimentelor in fata gurilor Dunarii (interpretare dupa imaginile satelitare Landsat TM, 10.08.1991): l-ape puternic tulburate; 2-ape mediu tulburate; 3-ape slab tulburate; 4-ape curate; 5-lacuri; 6-grinduri fluvio-maritime; 7-uscat continental; 8-orase (dupa Romanescu, 1999,2002)

Orientarea generala a litoralului romanesc este N-S. In sectorul deltaic aceasta directie se mentine doar intre golful Musura si gura bratului Sf.Gheorghe (impreuna cu complexul insular Sacalin). Din punctul ce indica sudul deltei secundare Sf.Gheorghe directia se schimba brusc spre vest. Din dreptul punctului Perisor se trece din nou la directia aproximativa N-S. Orientarea tarmului este importanta pentru modul de actiune a curentilor.

Fig. 8. Principalele procese de la gura de varsare a bratului Sulina: 1-diguri; 2-aluviuni; 3-curent litoral cu directie N-S; 4-curentii fluviali deviati; 5-curentul Musura: 6-curenti fluviali ideali; 7-epiuri (dupa Romanesc u, 1996,1999, 2002)

Ca urmare a directiei si intensitatii vanturilor ce se manifesta la nivelul tarmului, intre gura Musura si capul Buival actioneaza vanturile cu directie generala NE-SV si E - V (Romanescu, 1996, 1998). In dreptul deltei secundare Sf. Gheorghe actioneaza vanturile cu directie N-S, NE-SV, E-V si SE-NV. Sectorul deltei secundare Sf.Gheorghe capul Midia este bantuit de vanturile cu directie SE-NV si E-V, adica cele care cad aproximativ perpendicular pe linia de tarm, de unde si abraziunea cordonului litoral Periboina - Gura Portitei, dar si acumularea din nord. In acest sector se creeaza un turbion de genul unei 'celule Eckman'.

In sectoruJ gura Musura - gura Sf.Gheorghe deriva litorala se manifesta preponderent pe directia N-S, iar in sectorul deltei secundare Sf.Gheorghe gura Portitei se desfasoara pe aliniamentul E-V; la sud de gura Portitei capata din nou directia N-S.

Apele cu cel mai ridicat grad de turbiditate (Romanescu, 1999) se gasesc, de regula, in dreptul gurilor de varsare (Staro Stambulskoe, Sulina, Sf.Gheorghe) sau a garlelor de mari dimensiuni (Imputita). Apele incarcate cu o mare cantitate de aluviuni inainteaza sub forma unor 'limbi' extinse spre larg sau sunt etalate de-a lungul tarmului ca urmare a derivei litorale. Apele cele mai limpezi, fara incarcatura fluviale, se etaleaza intre sectorul sudic al deltei secundare Sf.Gheorghe si capul Midia. In cazul de fata bugetul aluvionar de origine fluviala este deficitar deoarece o parte a materialelor sunt transportate in larg si o alta fractiune este depusa in imediata apropiere a gurii de varsare. Portiunea de litoral cu latimi reduse intre tarm si larg, ce se desfasoara intre gura Sulina si capul Buival. prezinta ape cu grad scazut de turbiditate, dar nu foarte limpezi ca cele din sectorul Perisor Procesul esie favoriza! de deriva litorala influentata de directia dominanta a curentului cu sensul N-S. Materialul provine din gurile deltei secundare Chilia si din bratul Sulina.

Un sector cu turbiditate moderata, dar redus ca suprafata, se afla in dreptul gurii garlei Imputita si a canalului Sondei. Prin intermediul acestora sunt transportate o parte din aluviunile bratului Sulina. In dreptul lor se manifesta si curentul circular indus de jetelele bratului Sulina, fapt pentru care abraziunea este intensa (Romanescu, 1996, 1999).

Actualmente, fata de perioada anilor 1900, schimbari mai importante in ceea ce priveste transportul de aluviuni la linia tarmului deltaic s-au produs in dreptul gurilor de varsare ale principalelor brate, cu precadere la gura Sulina.

Daca la sfarsitul secolului al XlX-lea golful Musura abia se creiona si transportul sedimentelor se facea pe directia N-S, dinspre delta secundara Chilia spre gura Sulina, astazi, deplasarea aluviunilor, la nord de bratul central al deltei, se face pe directia V-E. Acestea, intra in amestec cu jetul fluvial si se pierd in largul marii.

Aluviunile care se depun la gura bratului Sulina, sub forma unor bare submerse. sunt dragate in permanenta in vederea asigurarii pasei navigabile de cel putin 24 picioare (7.15 m). Distrugerea bancurilor se face, in cazul de fata, cu ajutorul dragilor. Din pacate dragajele executate pe bara Sulina nu sunt bine conduse, mai ales sub raportul locului de descarcare a materialului dragat. Acesta din urma este depus la distante si adancimi prea mari si faciliteaza indepartarea unei cantitati importante de sedimente din circuitul general ce se desfasoara la tarmul marii. In acest caz apare un deficitar aluvionar cu repercusiuni directe in accelerarea fenomenului abraziv.

Aluviunile transportate de Dunare sunt depuse mai rapid la tarm deoarece in fata Deltei Dunarii se intalnesc doi curenti cu directii diferite: din nord (9 luni) si din sud (3 luni).

La sud de capul Midia (cel mai inalt punct al litoralului romanesc), pe o distanta de 85 km. domina sectorul structural (abraziv), unde tarmul poate atinge si altitudini de peste 20-35m. Pe anumite sectoare litoralul structural este intrerupt de o serie de golfuri larg deschise .spre mare, in care falezele urmaresc directia de curgere a unor vai dobrogene.

In baza falezelor se gasesc calcare si marne calcaroase cu intercalatii de argila peste care se afla depozite loessoide si soluri fosile ingropate Tarmul este insotit de numeroase limanuri marine printre care se remarca. Tasaul, Techirghiol, Agigea, Tatlageac. Comorova si Mangalia.

Provenienta materialelor din cordoanele litorale si de pe plaje isi lasa amprenta in caracterul granulometric: cele aflate la nord de Constanta, provenit, in primul rand, din aluviunile dunarene, sunt fine (dominante fiind cele cu diametrul < 0,5 mm); cele situate la sud, rezultate din materialul erodat din tarmul inalt, sunt mai grosiere (intre 0,5- 3 mm).

Sectorul de abraziune are o dinamica mai redusa fata de cel nordic. In sectoarele neamenajate se produc importante retrageri ale liniei de tarm.

Fig.9. Carbonul organic in sedimentele Marii Negre. 1:1%, 2:1-2%, 3:cca. 1%, 4: 2-3%, 5: peste

Aluviunile dunarene, mai fine (cuprinse intre 0,01-0,25 mm), sunt transportate la distante mari spre sud ca urmare a preluarii lor de catre curenti. Prin sedimentare formeaza un facies malos cu extindere pana in sudul Constantei. Latimea acestei zone de sedimentare depaseste 30-35 km. Peste limitele faciesului malos dunarean, fundul marii este alcatuit dintr-un facies cochilifer autohton. Distributia carbonului organic, in cadrul Marii Negre, se face treptat, de la tarm spre larg, avand valori de 1-2% la marginea bazinului marin si 5% in sectoarele centrale.

Caracterele fizico-chimice ale apelor marine

Particularitatea apelor din Marea Neagra, fata de cele din Oceanul Planetar, este data de pozitia intercontinentala si continentala a bazinului, de afluxul foarte bogat al apelor carbonatate transportate de rauri si de amestecul cu masele de apa care patrund din Mediterana prin Dardanele si Bosfor.

Apele ce provin de pe uscat au ca elemente dominante hidrocarbonatii, calciul si magneziul rezultati din dizolvarea rocilor continentale. Apele marine contin mai multi ioni de clor (55.12%), natriu, potasiu (31.62%) si sulfati (7,47%). Hidrocarbonatii, calciul si magneziul se gasesc in cantitate dubla in Marea Neagra, comparativ cu Marea Mediterana, iar natriul, potasiul si sulfatii sunt mai slab reprezentati.

Tabel. 2. Compararea compozitiei chimice a apelor continentale, Marii Mediterane si Marii Negre (dupa Ujvari, 1972)

Ca urmare a lipsei curentilor pe verticala, in Marea neagra se gasesc mase de apa cu caracteristici saline diferite: unul inferior, cu ape ce provin din Marea Mediterana si salinitate cuprinsa intre 21-22%o; altul superior, cu ape indulcite si salinitate medie de 18%o (intre 15- %o

Sectoarele cu cel mai mic indice de salinitate se gasesc in nordul si nord-vestul Marii Negre, unde se inregistreaza urmatoarele valori: 18%o in golful Odessa; 10-15%o in dreptul Deltei Dunarii. Cauza reducerii indicelui de salinitate este produsa de aportul considerabil al apelor dulci continentale si a unei evaporarii mai reduse. In sectoarele sudice ale marii, unde evaporarea este mai intensa, salinitatea poate depasi valoarea de 19%o.

Fie.10. Stratificarea apelor in orizontul 0-200m (centrul Marii Negrei)

Aportul dunarean influenteaza hidrochimismul Marii Negre pana la o distanta spre larg de 50-100 km si pana in dreptul localitatii Vama Veche. in apropierea tarmului deltaic apcic au o salinitate de 2-3%o, iar la 1-2 km in larg creste pana la valoarea de 12%o. Izohalina de 15%o se gaseste la o distanta de 70-75 km. iar cca de 17,5%o atinge marginea externa a platformei continentale. Pe verticala, salinitatca creste progresiv pana la 15 m. unde apele se omogenizeaza in jurul valorii de 17-18%o. Apele mai dulci plutesc la suprafata marii intr-un strat cu 1-3 m grosime.

Ca urmare a unor caracteristici hidrologice s-au putut separa tipuri de mase acvatice unde se pot defini mai complex aspectele termosaline din nord-vestul Marii negre (Selariu.

-masele de apa costiere, ca rezultat al indulcirii apelor marine prin intermediul Dunarii;

-masele de apa superficiale, cu o grosime de cativa metri, in care se resimt direct variatiile de temperatura, salinitate si oxigen dizolvat;

-masele de apa de adancime, care ocupa si cea mai mare parte a volumului de apa si in care variatiile sezoniere a elementelor hidrologice este redusa.

Curentii marini exercita si ei o influenta importanta asupra distributiei salinitatii apelor marine: cei calzi (25-26°C), cu salinitate redusa (<18% ), sunt localizati deasupra curentului contrar de compensatie (de adancime), cu temperaturi mai joase (9-14 C) si salinitate mai mare (20-22

90% din volumul total de saruri provine din Marea Mediterana.

Tabel 3. Bilantul halin din bazinul Marii Negre (dupa ECOSIN Firm, 1990)

In stratul superior continutul de oxigen este de 14,9 mg/l, media fiind in jur de 9,1 mg/. Odata cu cresterea adancimii aceste valori scad brusc, locul oxigenului fiind luat de hidrogenul sulfurat (H2S) a carui cantitate creste spre fund. Este locul unde domnesc bacteriile anaerobe la adancimi de peste 170m. Fluviile, sursa datatoare de viata, sunt cele care, in decursul timpului, au ucis acest elixir in adancurile Marii Negre. Navala de materie organica adusa de rauri a fost prea mare pentru bacteriile din apa marii care ar fi trebuit s-o descompuna. Aceste bacterii se hranesc prin oxidarea elementelor nutritive folosind oxigenul dizolvat prezent in mod normal in apa marii. Cand afluxul materiilor organice este prea ridicat se consuma toata cantitatea de oxigen dizolvat si bacteriile recurg la un alt proces biochimic: extrag oxigenul din ionii de sulfat din compozitia apei de mare, generand in acest proces gazul rezidual cunoscut sub numele de hidrogen sulfurat (H₂S) (Aschelson, 1999). Marea Neagra este cel mai mare rezervor d e hidrogen sulfurat deoarece 90% din volumul apei este steril (zone anoxice se mai gasesc si pe fundul Marii Baltice, in unele fiorduri norvegiene etc.; in largul coastei peruane hidrogenul sulfurat isi face simtita prezenta in timpul desfasurarii fenomenului de upwelling si produce distrugerea ecosistemului marin (mai ales in perioada desfasurarii fenomenului El Nino); poate intra in reactie cu vopseaua navelor si produce inegrirea apei (efectul Callao Painter).

Fig. 11.  Evolutia stratului de apa anoxic (cu H₂S) in Marea Neagra

Ca urmare a morfobatimetriei, in raport cu Marea Marmara si Marea Mediterana, cu cca. 7.000-7.500 ani in urma a inceput procesul de acumulare a hidrogenului sulfurat in Marca Neagra. Acest gaz, cu caracter nociv, s-a format ca urmare a descompunerii substantelor organice. Cu timpul, cantitatea a crescut treptat si gazul s-a ridicat spre stratele superioare distrugand oxigenul dizolvat. Cca.90% din volumul de apa al Marii negre este anoxic (cel mai mare volum de acest gen din Oceanul Planetar).

Schimbul dintre masele de apa situate la suprafata si cele de adancime, nu este complet blocat, el facandu-se, se parc, foarte lent.

Periodicitatea anuala a salinitatii se manifesta toamna si iarna, cand debitele Dunarii sunt mici si salinitatea apei marine este ridicata (17-18 ). Minimele apar in lunile aprilie-mai, cand debitele Dunarii sunt ridicate si valoarea salinitatii este de cea. 12%

Regimul termic si de inghet al Marii Negre

Regimul termic si de inghet depind de: radiatia solara, evaporatie, schimbul de caldura ca urmare a contactului cu atmosfera, efectul caloric al apelor curgatoare tributare marii.

Temperatura medie anuala a apei, in sectorul romanesc al Marii Negre, este de 12-14 C, depasind cu 2-3 C temperatura medie a acrului din zona. Iarna, temperatura apei scade frecvent < 0°C, atingand 1°C in zona litorala si 0°C la 30-50 km distanta fata de farm. in anii gerosi se formeaza straturi de gheata marginala cu grosime de 15-20 cm. in luna mai temperatura apei la suprafata atinge media de 13°C la tarm si 22°C in sectorul central al bazinului. Valori evidente ale scaderii temperaturii se inregistreaza incepand cu luna septembrie.

Stratificarea evidenta a temperaturii se produce in sezonul estival. Stratul de suprafata, cu grosimi de 25-50 cm (stratul activ) se incalzeste puternic si diferentele de temperatura ating in iulie 15°C. La adancimi mai mari de 100-150 m temperatura apei ramane constanta tot timpul anului (8.1-9.1°C).

Fig.12. Temperatura medie a apei la suprafata (luni caracteristice) (⁽⁾C) si izotermele diferentelor medii anuale ale temperaturii la suprafata (ΔT°C)

Culoarea si transparenta apei

Apele Marii Negre sunt puternic transparente. In larg, discul Secchi se observa si la adancimi de 20-30m. Transparenta se reduce in zona litorala, mai ales in sectorul nord-vestic deoarece turbiditatea creste in urma aportului aluvionar excedentar (6m la Mangalia si 1,5 m in dreptul Deltei Dunarii). In cazul in care particulele aflate in suspensie sunt mari, transparenta este ridicata.

Culoarea apei variaza de la albastru-verzui, la verzui-albastra. verzui, verzui-galbui. galbui-verzuie. galben inchis si chiar brun-galbuie.

Regimul nivelurilor si bilantul hidrologic

Variatiile periodice de nivel sunt determinate, in primul rand. de regimul elementelor bilantului hidrologic, peste care se suprapun variatiile de nivel provocate de vanturi (remuuri eoliene, seise) si maree (in cazul de fata foarte slabe, cu valoare de cm).

Variatiile pe vertical sunt mult amplificate de valoarea gradientului anemobaric. La Constanta aceste variatii au amplitudini maxime de >1,5m (de la +104 cm in iarna din 1942. la - 65 cm in 1939). Diferentele anuale de nivel pentru extremele medii zilnice variaza intre 49-92 cm. iar amplitudinea lunara medie extrema este de 19-38 cm.

Fig. 13. Distributia verticala a temperaturii in apele Marii Negre

Fig. 14. Exemplu de maree (5-7 martie 1062) in Marea Neagra, la Constanta, pe timp calm (Bondar, 1963)

Vanturile pot provoca cresterea nivelului marin in dreptul litoralului romanesc in conditiile unei directii NE-SV sau E-V (53 cm la Sulina si 80 cm la Constanta). in cazul vanturilor cu directia V-E sau NV-SE se produc scaderi ale nivelului (cu maxim de 40-60 cm).

Nivelul mediu de crestere a apelor marine la Constanta este de cea. 1-1,4 mm/an (Gastescu et al., 1986).

Oscilatiile de tip mareic sunt semidiurne si neregulate, cu perioade de 12h25, amplitudine medie 7,7 cm, amplitudine maxima 11,7 crn (Selariu, 1979). Efectul mareelor din bazinul Marii Negre este foarte redus.

Tot in categoria manifestai'ilor periodice, cu efect slab asupra dinamicii lilorale, se pot aminti si seisele. In acest caz variatiile medii ale nivelului marin pot fi de 50 cm. Pe data de 28 decembrie 1960, la trecerea brusca a unui centru baric depresionar, s-a format o seisa care a ridicat nivelul marii din dreptul gurii Sulina la >2m (Bondar, 1963).

Cresterea nivelului marin, in cazul seiselor, se face fara nasterea la tarm a unui lucru mecanic (calmul este starea generala a marii).

Bilantul hidrologic din cadrul Marii Negre este pozitiv, cu o valoare a intrarilor de 801,5 km³, si a iesirilor de 800,0 km³.

Tabel 4. Bilantul apei din Bazinul Marii Negre (dupa ECOSIN Firm, 1990)

Ponderea cea mai mare la intrari o detine aportul fluvial (42,2%), iar la iesiri, pierderile datorate evaporatiei (49,4%). Cel mai important aport fluvial este reprezentat de Dunare 603% (204 km³), urmat de Nipru 15,6% (52,7 km³), Nistru 2,9% (9,8 km³). Kizil Irmak 1,9% (6,3 km³) etc. Peste 80% din aportul fluvial provine din sectorul nord-vestic. Donul, Kubanul, Nipru si Nistru au suferit in ultimul timp o serie de prelevari ale debitului si scurgerea in mare este mai redusa.

Tabel 5. Reducerea scurgerii medii anuale la unele rauri tributare Marii Negre

Fig.15. Exemplu de seise (15-16 februarie 1962) in Marea Neagra, la Constanta (dupa Bondar, 1963)

Valurile

Factorul dinamic cu cel mai puternic impact asupra tarmului este reprezentat de valuri. Au o mare influenta asupra proceselor de transport solid, progradare, abraziune etc. Cele mai multe valuri sunt provocate de vanturile care bat cu putere, intr-un timp dat, pe o suprafata anume; alte valuri sunt induse de manifestarea vantului intr-un loc indepartat, dar se propaga in alte sectoare sub forma hulelor. La tarm, atat valurile create de vanturile locale, cat si cele determinate de hule, din directii diferite. isi pot face simtita prezenta in acelasi timp, amplificandu-le efectul.

Cei mai importanti factori care influenteaza aparitia si intensitatea valurilor sunt: intensitatea si durata de actiune a vantului, suprafata bazinului si distanta pana la care actioneaza vantul pe mare, conditiile morlometrice ale litoralului etc.

Valurile care vin din larg transporta apa spre tarm. Transportul in cauza cauzeaza aparitia unor curenti paraleli cu linia tarmului (deriva litorala), dar si a altora submersi, cu sens contrar (resac). Neregularitatilc tarmului dau nastere, local, unor fenomene de refractie, difractie etc. si determina aparitia unor curenti de compensatie.

Valurile, in cadrul sectorului romanesc, au fost corelate pe baza masuratorilor efectuate la Constanta si Sulina si au, in general, directii echivalente vanturilor de N, NE, E" SE si S. La izobata de - 15 m valurile au urmatoarele caracteristici: 60% au peste 0,7m inaltime; 33% peste Im; 17% peste l,5m; 8% peste 2m; 2% peste 3m; 0,5% peste 4m. Cca. 40% din valuri au intre 0,5- l,2 m inaltime (Bondar, 1972). Calmul atmosferic are valori de 0,5-2,5%.

La Sulina valurile care se transforma in uragane (>22 m/s) se produc odata la 10 ani. La vanturi puternice de >15 m/s, in cazul valurilor deferlante, apele costiere transporta spre sud cca.88-90% din aluviunile dunarene (Selariu, 1979). De-a lungul izobatei de - 10 m, la asigurarea de 50%, valurile au, in medie, inaltimi de 0,35m, lungimi de aproximativ 10-12m si perioade in jur de 3 secunde. Pe aceleasi pozitii, la asigurari de 15% (15 valuri din 100), pot avea amplitudini de > 0,5m.

Fig. 16.  Harta curentilor de suprafata din Marea Neagra (dupa Oguz et al., 1993)

Cele mai mari valuri se formeaza ca urmare a vanturilor de est. La vanturi de 13 m/s sunt valuri de 2,2 m inaltime daca bat din est, 1,6m daca bat din nord, 1,2 m daca bat din sud si 0,6 m daca bat din vest.

La Constanta valurile eoliene au o frecventa de 78%, iar cele de hula de 11,8% (Bondar, 1972). De obicei valurile din Marea Neagra se prezinta sub forma unor unde scurte, cu timp scurt de formare si atenuare. Cele mai inalte valuri inregistrate la tarm au avut valoarea de 8-10 m.

Curentii oceanici

Curentii marini pot avea mai multe cauze: vanturile cu caracter regulat sau locale, diferenta de densitate, deversarile fluviale, diferenteile de nivel etc. Pot prezenta, modificari fata de impulsul initial ca urmare a fortei Coriolis si a celei de frecare, fn Marea Neagra se produc toate tipurile de curenti: eolieni, de compensatie, de suprafata, de fund etc.

Prima harta a curentilor marini din bazinul cuxinic a fost intocmita de Knipovici (1933). Se poate accepta o schema generala conform careia in Marea Neagra exista un curent principal de suprafata, de origine eoliana, cu caracter circular pe intregul bazin, care urmareste zonele de tarm in sens invers acelor de ceasornic. In cadrul acestui curent major, se disting, ca celule separate, curenti cu caracter local (Eastern Gyre si Western Gyre). Intre curentul principal si tarm se departajeaza alte inele circulare: Kali-Akra, Bosphorous, Sakarya, Sinop. Kizilirmak, Batumi, Caucasus, Crimea, Sevastopol (Oguz et al., 1993).

Fig. 17. Distributia curentilor de suprafata (traiectorii si viteze) in zona de vest a Marii Negre (dupa Bondar, 1967)

Curentul din dreptul litoralului romanesc poarta numele de curentul Dobrogei de Nord si are o latime de 15-25 km. viteza medie la suprafata de 0.9-1,8 km/h si maxima de 5,5 km/h. In timpul manifestarii vanturilor sudice curentul Dobrogei de Nord se destrama si locul lui este preluat de un curent sudic care transporta ape mai concentrate spre nord, dar detine o frecventa mai redusa.

Fig. 18. Manifestarea proceselor litorale din sudul gurii de varsare Sulina: 1-Curentul Musura (de compensare); 2- Curentul de Nord; 3- areal sub influenta curentului deviant; 4- capcana de aluviuni; 5- tarm de progradare; 6- echilibru relativ; 7- abraziune; 8- linia tarmului in 1910; 9- linia tarmului in 1935; 10- diguri; 11- epiuri; 12- garle si canale; 13- lacuri; 14- mile terestre; 15- orase (dupa Romancscu, 1996,1999,2002)

Adancimea curentilor eolieni este variabila si antreneaza mase de apa cu grosimi reduse (15-40 m). Curentii de fund (de adancime) pot prezenta aceeasi directie ca cei de suprafata (curenti unici), sau pot fi de compensatie (dubli) cu sens opus de deplasare. Au salinitate mai mare (21-22 ), temperaturi relativ reduse vara (11-16°C) si ridicate iarna (8-15°C). Actioneaza pana la adancimi de 100-150 m.

Pe platforma continentala se pot separa anumite tipuri de circulatie marina: -curenti costieri, pana la 10-15 mile marine de tarm. Sunt influentati de orientarea tarmului si panta submarina;

curenti circulari cu sens anticiclonic. Prezinta directie si extindere variabile, in functie de conditiile morfohidrografice si hidrodinamice;

curenti de larg, la est de meridianul de 30 long.E. Sunt formati sub efectul factorilor ancmobarici si au o deviere de cca. 45 grade spre dreapta fata de directia de miscare impusa de vant.

La debite mari curentii fluviali pot patrunde in apele marine pana la distante de 2-6 km (cei ai Dunarii). Gradientii de stingere a curentilor din fata bratelor Potapov, Bistrii, Stambulul Vechi, Sulina si Sf.Gheorghe variaza cu 4-11 m/s la fiecare l00 m (Bondar, 1970). Stingerea curentilor fluviali in adancime este si mai accentuata, producandu-se totodata si un contracurent de compensatie cu viteze de pana la 11-13 cm/s.

Litoralul romanesc, mai ales cel deltaic, prezinta curenti cu directii, viteze si frecvente diferite ca urmare a morfologiei reliefului, directiei vanturilor si lucrarilor cu caracter antropic. Curentii cu caracter perpendicular pe tarm sunt greu perceptibili. Sunt vizibili in dreptul gurilor de varsare si au efecte reduse.

In dreptul Deltei Dunarii, chiar si in lipsa vantului, exista un curent de suprafata cu directie N-S ce se deplaseaza cu o viteza de numai 3-5 cm/s. Este stopat de curentul cu directie S-N. Coliziunea se produce in dreptul insulei Sacalin. La vanturi cu viteze de 14-15 m/s se pot deplasa cu 100 cm/s.

Fig. 19. Izoliniile concentratiilor de fosfati μg P/l

Pe litoralul deltaic actioneaza doi curenti paraleli cu tarmul: unul nordic (9 luni) si altul sudic (3 luni). In zona de convergenta are loc o sedimentare accentuata deoarece fluxurile sunt nevoite sa coboare in adancuri. Curentul de nord joaca rolul agentului de spalare, transportand in suspensie materialul aluvionar. Curentul de sud are tendinta de anihilare a celui de nord. Deoarece detine o salinitate mai marc si temperaturi mai coborate, faciliteaza precipitarea mai rapida a materialului aluvionar.

Curentii litorali cu directie N-S detemiina o deriva de plaja care joaca un rol important in transportul aluvionar dunarean. Deplasarea materialului aluvionar depinde de sensul curentilor si regimul valurilor deferlante. Curentul de nord deplaseaza apele in apropierea tarmului si se etaleaza pe o latime de 2-8 mile marine. Curentul de sud se deplaseaza intr-o masa compacta de18 m grosime si latime de 40 mile marine, tinzand sa mentina la tarm curentul cu directie opusa.

Situatia curentilor se complica acolo unde adancimile de pe platforma continentala sunt mici. La vanturi puternice din S si SE se produce o obturare a ariei de actiune a turbionului de la gura Sulinei. Punctul critic de eroziune la tarm migreaza sensibil spre nord (milele 4-2 sud de gura Sulinei), iar in dreptul plajei aluviunile se depun continuu ca urmare a descarcarii energiei turbionului (Romanescu, 1996,1999,2002). La vanturi puternice din NE forta turbionului se amplifica si se completeaza cu a curentilor marini veniti dintre Crimeea si insula Serpilor. In acest caz eroziunea se focalizeaza in sectorul japsa lui Matei -garla Imputita. Cordonul litoral din aceasta portiune este aproape inexistent. Cantitati mari de cochilii si materiale grosiere de diferite origini sunt proiectate de valuri si curenti, ceea ce denota puternica energie de descarcare a apelor marine in incidenta lor cu linia tarmului (Romanescu, 1996,1999,2002).

Fig. 20.  Profilul vertical al concentratiei de NO₃, NO₂

Interferentele dintre apele dulci fluviale si cele sarate marine fac ca aluviunile sa fie depuse pe directii foarte diferite. Ce se acumuleaza pe o anumita componenta eoliana, poate fi distrus prin eroziune la alte caracteristici hidrometeorologice. Vanturile din NE si SE, prin intermediul curentilor indusi, modifica cel mai puternic linia tarmului. Deplasarile costiere de apa, la intensificari ale vantului, se fac elicoidal, dupa regula surubului. Fenomenul este produs ca urmare a vanturilor, morfologiei submarine, dinamicii apelor fluviale si marine, precum si fortei Coriolis (Romanescu, 1996).

Curentii de compensatie din Marea Neagra sunt de doua feluri: de suprafata si de adancime. Curentul compensativ de suprafata se manifesta pe directia Marea Neagra - Marea Marmara. Apare ca urmare a faptului ca nivelul Marii Negre este mai ridicat decat al Marii Marmara. Bilantul hidrologic al primei marii este pozitiv. Curentul compensativ de adancime se deplaseaza intre Marea Marmara - Marea Neagra. Se datoreaza densitatii diferite existente intre cele doua mari: Marea Marmara are o salinitate mai mare (39%

Fig. 21. Dinamica sezoniera a fitoplanctonului: N-numarul de celule; B-biomasa (dupa Pyzik, 1998)

Starea calitatii apei din orizontul biologic productiv

Apele infestate ale raurilor ce debuseaza in Marea Neagra, ca si navigatia intensa, exploatarile de substante minerale utile si descarcarile de deseuri, apele menajere, substantele toxice rezultate din activitatile socio-economice etc, conduc la un potential poluant foarte ridicat.

Eutrofizarea inregistreaza rate de cresteri foarte alarmante in sectorul nord-vestic al Marii Negre datorita aportului fluvial corespunzator. Dunarea deverseaza anual 60.000 t fosfor si 340.000 t azot anorganic, nutrienti (au crescut in ultimii ani ca urmare a folosirii fertilizantilor in agricultura si detergentilor in activitatile gospodaresti) (Gastescu, 1995) . Consecinta cresterii nutrientilor este explozia fitoplanctonului (inflorirea apei), mai ales pe platforma continentala din sectorul nord-vestic al Marii Negre. Daca pe termen scurt inflorirea apei este benefica, pe termen lung are un efect devastator. In acest caz orizontul eufotic scade transparenta (de la 50-60 m in anii '60. la 35 m sau chiar 10 m actualmente). Scaderea transparentei si implicit a patrunderii luminii a determinat reducerea numarului macrofitelor (componenta importanta a ecosistemului marin si resursa comerciala majora); se favorizeaza totodata explozia nanoplanctonului cu valoare scazuta in lantul trofic.

Cresterea biomasei descompuse duce la eliminarea faunei bentice (mai ales a bivalvelor) si formarea stratului anoxic bentic cu efect negativ asupra faunei piscicole (din 26 specii comerciale in anii '60. au mai ramas 6 specii cu valoare cantitativa nesemnificativa) (Romanescu, 1997).

Fig. 22.  Intensitatea procesului de fotosinteza ( dupa Sorokin, 1964)

A- fotosinteza in functie de lumina, l-in sticlute, la suprafata; 2-la 100 m; 3-la adancimi mai mari;

B- rata fotosintezei;

C- densitatea fitoplanctonului in functie de temperatura si turbiditate: 1-termoclin; 2-turbiditate; 3-abundenta relativa a fitoplanctonului

Poluarea chimica si microbiologica este consecinta descarcarilor de metale in raurile care debuseaza in sectorul nord-vestic al Marii Negre. Dunarea deverseaza anual 1.000 t crom, 900 t cupru, 60 t mercur, 4.500 t plumb, 6.000 t zinc si 50.000 t petrol.

Alte cai depoluare a apelor marine sunt reprezentate de descarcarile deseurilor toxice, a namolurilor dragate si a altor efluenti industriali sau domestici.