Morze Czarne: jak powstały beztlenowe głębiny z siarkowodorem

© Ratnikov S.S.

Każde lato nad Morzem Czarnym wraca ten sam wakacyjny rytm: plaże wypełniają się plażowiczami, nad promenadami unosi się gwar, a sprzedawcy przechodzą z kukurydzą i słodkościami. Stojąc na żywym nadmorskim deptaku, łatwo zapomnieć, co kryje się za horyzontem.

Za tym spokojnym obrazem działa system, jakiego próżno szukać w innych akwenach świata. Ogromna część morza — około 90% jego objętości — pozbawiona jest tlenu. W głębinach, gdzie życie nie ma szans, gromadzi się siarkowodór. Mowa o ilościach liczonych w miliardach ton.

Naukowcy nazywają tę strefę jednym z najbardziej osobliwych — i niepokojących — zjawisk naturalnych regionu, przypominając, że piękno powierzchni potrafi skrywać znacznie bardziej złożoną rzeczywistość. Kontrast między widokówką a głębiną trudno zignorować.

Kiedy morze było jeziorem

Około 7 tysięcy lat temu Morze Czarne było słodkowodnym jeziorem. Poziom wody znajdował się znacznie niżej, a u jego brzegów żyły dawne wspólnoty. Gdy lądolody topniały, globalny poziom mórz rósł. Morze Śródziemne przerwało naturalną barierę i słona woda przez Bosfor wdarła się do jeziora.

Wzrost był gwałtowny — geolodzy szacują tempo sięgające 15 centymetrów na dobę. Organizmy słodkowodne ginęły i opadały na dno. Rozkładając się w świecie bez tlenu, stworzyły podwaliny dzisiejszej strefy siarkowodorowej. Niektórzy historycy łączą tamtą przemianę z biblijną opowieścią o potopie.

Dwa morza w jednym

Budowa Morza Czarnego nie ma odpowiednika. Górna warstwa — do około 150–200 metrów — jest bogata w tlen i stanowi dom dla ryb, meduz i planktonu. Poniżej zaczyna się inny świat: bardziej słony, chłodniejszy i całkowicie beztlenowy. Żyją tam wyłącznie bakterie, które rozkładają materię organiczną i wytwarzają siarkowodór. Granica między tymi warstwami, czyli chemoklina, bywa tak ostra, że przypomina kreskę oddzielającą żywe od martwego.

Dlaczego warstwy się nie mieszają

Decyduje gęstość. Cięższa, bardziej słona woda przy dnie pozostaje na miejscu, a świeższa warstwa powierzchniowa utrzymuje się wyżej. Geografia utrwala ten podział. Morze łączy się z oceanem przez płytki Bosfor, którego głębokość wynosi zaledwie około 27 metrów. Jak na tak wielką nieckę to wąskie gardło nie pozwala na pełną wymianę mas wodnych. Według oceanografów dotarcie wód powierzchniowych do dna zajęłoby kilka stuleci.

Bakterie budują niebezpieczną warstwę

W głębinach przetrwać potrafią tylko bakterie redukujące siarczany. Czerpią energię z siarczanów i uwalniają siarkowodór — gaz o ostrym, jajecznym zapachu. Ich liczebność jest olbrzymia, sięga nawet miliona komórek w mililitrze wody. Proces trwa bez przerwy, więc strefa siarkowodorowa wciąż się rozszerza.

Dlaczego siarkowodór jest groźny

Siarkowodór jest silnie toksyczny i działa szybko. W wysokich stężeniach może powodować porażenie oddechowe. Nawet niewielkie dawki drażnią, wywołują bóle głowy i tępią węch — to podstępny efekt, który czyni gaz szczególnie zdradliwym. Historia zapisała tragiczne uwolnienia takich gazów, także pochodzenia naturalnego.

Gdy morze stanęło w ogniu

Najbardziej dobitny przykład pochodzi z 1927 roku. Po trzęsieniu ziemi na Krymie ludzie wzdłuż wybrzeża donosili o ognistych słupach nad wodą. Naukowcy tłumaczą to jako wyrzut siarkowodoru, który dotarł na powierzchnię i zareagował z tlenem; prawdopodobnie uniósł się z nim także metan, wzmacniając efekt. Zjawisko miało charakter lokalny, ale pokazało, jak krucha bywa równowaga morza.

Granica siarkowodoru idzie w górę

Badania z ostatnich dekad wskazują niepokojący trend: martwa strefa pełznie ku górze. Górna, natleniona warstwa się kurczy, bo rzeki niosą do morza zanieczyszczenia. Nadmiar składników odżywczych napędza zakwity glonów. Gdy obumierają, więcej materii organicznej opada na dno, dokarmiając bakterie i zwiększając produkcję siarkowodoru. Swoje dokładają też zmiany klimatyczne, które stabilizują warstwowanie i osłabiają mieszanie pionowe. Ten powolny wzrost granicy brzmi już nie jak ciekawostka, lecz jak ostrzeżenie.

Życie tylko u góry

Z taką budową wiąże się uboższa niż w innych morzach fauna. Strefa głębinowa jest całkowicie niezamieszkana. Za to beztlenowe głębie znakomicie konserwują wraki, które tonęły tu przed wiekami — bez tlenu drewno i metal niszczeją znacznie wolniej.

Co czeka morze

Oceanografowie rozważają kilka scenariuszy. Najbardziej prawdopodobny zakłada dalsze cienienie warstwy natlenionej. Uderzyłoby to w rybołówstwo i gospodarkę przybrzeżną. Katastrofalne uwolnienia gazu są możliwe, ale uznawane za bardzo mało prawdopodobne. Lokalnych zaburzeń stratyfikacji podczas trzęsień ziemi wykluczyć jednak nie sposób. Trend można łagodzić, ograniczając zanieczyszczenia, poprawiając oczyszczanie ścieków oraz odtwarzając naturalne filtry, takie jak mokradła i limany.

Morze o długiej pamięci i złożonej konstrukcji reaguje na wszystko, co dzieje się wokół — a dziś znajduje się w szczególnie wrażliwej fazie. Jego kondycja jest kluczowa dla stabilności ekologicznej regionu. Od tego, jak uważnie będziemy kontrolować źródła zanieczyszczeń i wspierać naturalne procesy, zależy przyszłość nadmorskich ekosystemów. Pytanie nie brzmi, czy morze odpowie, ale czy zdążymy to dostrzec.