http://www. *****/269.html
Гидрохимия Белого моря
Морская вода представляет собой раствор разнообразных веществ. В его состав входят хлор, натрий, магний, сера, калий, кальций и многие другие элементы, которые встречаются в природе в весьма малых количествах и поэтому объединяются названием «микроэлементы».
Больше всего в морской воде хлористого натрия — обыкновенной поваренной соли (27,2 грамма на литр воды), значительно меньше всех остальных солей: хлористого магния (3,8 грамма), сернокислого магния (1,7 грамма), сернокислого кальция (1,3 грамма), а сернокислого калия, углекислого кальция и бромистого магния — менее одного грамма на литр.
В морской воде растворены также газы: кислород, азот, углекислый газ и редко, в застойных зонах,— сероводород.
Кислород, необходимый для жизни животных и растений, проникает в толщу вод Белого моря до самых больших глубин.
В морской воде содержится и органическое вещество — продукт жизнедеятельности растений и животных, которое образуется в самом море и приносится реками с суши и водами смежных морей.
Наконец, морская вода содержит значительное количество «мути» — взвешенных минеральных частиц и тонких органических остатков (детрита).
Воды морей и рек резко отличаются по солевому составу. Главные соединения в морской воде — хлориды (соли хлорной кислоты), а в речной — карбонаты (соли угольной кислоты) и различные соединения азота, фосфора и кремния.
Морская вода наделена замечательным свойством — сохранять всегда почти одно и то же соотношение между главными элементами своего состава. Такое постоянство солевого состава воды морей и океанов объясняется исключительной подвижностью водных масс, их горизонтальным и вертикальным перемешиванием, а также некоторыми химическими особенностями морской воды.
Под соленостью морской воды химики условились понимать концентрацию растворенных в ней твердых веществ, то есть вес всех солей в граммах, содержащихся в 1000 граммов морской воды. Таким образом, соленость — это концентрация раствора, выраженная в десятых долях процента — в промилле. Средняя соленость воды в морях Мирового океана — 35 промилле, или 35 граммов солей (полная столовая ложка) на литр воды.
На изменение солености влияют материковый сток и испарение. Особенно высока соленость воды в теплых морях с большим испарением. Например, в Красном море она превышает 40 промилле.
Материковый сток значительно опресняет воды моря, что сильнее всего сказывается в заливах, куда впадают крупные реки,— в Двинском, Мезенском, Онежском. Среди рек наибольшее значение имеет Северная Двина, которая дает около 50 процентов всего годового стока в море.
Наиболее соленые воды заполняют северную и центральную часть моря. Бассейн, где с глубиной соленость увеличивается. Но и здесь в поверхностных слоях соленость не превышает 25—26 промилле, а в глубинных достигает лишь 30—31 промилле.
Соленость воды у берегов и в поверхностном слое изменяется по сезонам, в связи с колебанием притока речных вод, тогда как на глубинах круглый год остается постоянной.
Соленость воды имеет огромное значение для жизни морских растений и животных. Большинство водорослей, а также все морские (по природе) солонолюбивые беспозвоночные и рыбы не живут в опресненных водах.
Мощный поток пресных вод, поступающий в Белое море (180 кубических километров в год), приносит с собой около 48 миллионов тонн вымытых с суши твердых частиц, около 25 миллионов тонн минеральных растворенных веществ и около 5—6 миллионов тонн органических веществ. Если весь осадочный материал равномерно распределить на дне в прибрежной части моря, то в течение тысячелетия здесь накопится слой грунта толщиной в один метр.
Воды рек приносят значительное количество минеральных соединений азота, фосфора и кремния — питательных солей.
На языке химии фосфор именуется «элементом жизни». Без него не могут развиваться растения, а вместе с ними и животные. Фосфорные соединения — фосфаты, поступающие с водами рек в море,— бесценный дар Земли. Ежегодно реки выносят в Белое море около 47 тысяч тонн фосфора. Если бы весь фосфор сохранялся в море и усваивался растениями, то его было бы достаточно для образования 30 миллионов тонн водорослей и морской травы. Это почти в два раза больше того, что действительно здесь произрастает.
Вторая важная составная часть питательных солей — соединения азота (нитраты и нитриты) — также в избытке доставляется в море речным стоком.
В течение года реки вносят в Белое море 460—480 тысяч тонн питательных веществ — биогенных элементов.
С речными водами, кроме того, поступают миллионы тонн органического вещества болотного и лесного происхождения.
Для органического вещества гидрохимики составили своего рода «приходно-расходную книгу». Особенно интересны «статьи расхода», из которых видно, что человек, добывая рыбу и водоросли, изымает из водоема всего лишь десятые доли процента органического вещества. Весьма малое количество его откладывается в грунт с отмершими организмами. Большая часть органического вещества разрушается (минерализуется), освобождая химические элементы. Наконец, огромное количество органики, поступающей с речным стоком, выносится из Белого моря в Баренцево при водообмене — интенсивный водообмен с Баренцевым морем сопровождается большими потерями для Белого. Но это в известной мере компенсируется притоком более теплых и соленых баренцево-морских вод.
В холодных водах Белого моря химические и биологические процессы, как при образовании живого вещества, так и при разрушении его остатков, протекают очень медленно. Установлено, что разложение отмершего планктона в северных морях даже летом происходит в 3—4 раза медленнее, чем в южных (Азовском, Каспийском, Черном).
В результате в южных морях минерализуется 96 процентов органического вещества, отложенного в водоеме за год, а в Белом море — только 20 процентов. А в итоге биомасса живого вещества, образующегося в Белом море, в несколько раз меньше продукции южных морей.
Белое море — холодноводный водоем. Этому способствует суровый и континентальный климат.
Огромное количество тепла Белое море буквально «бросает на ветер» — расходует на подогревание окружающего воздуха. Потеря тепла в процессе теплообмена с атмосферой длится 10 месяцев в году. Особенно интенсивно воды моря охлаждаются зимой, в декабре — январе. Теплоотдача несколько уменьшается в холодные зимы, когда поверхность моря более плотно укрывается льдами, но тогда весной требуется больше тепла на их таяние. Только в мае и июне Белое море получает тепло из воздуха.
Вторым, постоянным, источником поглощения тепла из окружающих вод служит «жидкая мерзлота» — охлажденная толща вод, заполняющая глубинную часть моря и составляющая почти половину его объема. Этот источник питают зимние баренцевоморские воды. Проходя через узкое мелководное Горло в период жестоких зимних штормов, они интенсивно перемешиваются, охлаждаются и тем самым «утяжеляются». Поступая в Бассейн, холодные, «тяжелые» воды сползают во впадину моря и пополняют запасы «жидкой мерзлоты».
Рассмотрим приход тепла. Глубинные воды Бассейна (100—340 метров) не прогреваются, но объем их в холодные годы несколько увеличивается, а в теплые — уменьшается.
В верхнюю прогреваемую толщу Бассейна моря (0—100 метров) тепло поступает из двух источников. Самый мощный из них — Солнце, солнечная радиация. Из этого источника за июль, наиболее теплый месяц, воды Бассейна получают около половины годового тепла. Второй источник тепла для Бассейна (и для моря в целом) в теплый период года — воды Баренцева моря. Проходя через мелководное Горло, они хорошо перемешиваются и прогреваются в результате теплообмена с атмосферой. По мере того как усиливаются сток рек и сточное течение из Белого моря, увеличивается и поступление теплых баренцевоморских вод. Отепляющее их действие больше всего сказывается в Белом море осенью, в сентябре— ноябре. В водах Бассейна наибольшая температура бывает в сентябре, наименьшая — в апреле.
В заливах моря, в губах и прибрежных районах тепло накапливается и расходуется в тесной зависимости от погоды — от атмосферных процессов. В прибрежной мелководной части моря температура воды летом достигает 15—18 градусов, а зимой падает ниже 0.
Летом источником тепла для моря служат береговые, хорошо прогревающиеся воды и воды впадающих рек. Но за теплое время года значительно прогревается только поверхностный, так называемый «активный» слой моря, до глубины 45—50 метров. В 50—100-метровом слое прогревание идет медленно, с запозданием.
Летний прогрев, постепенно проникая в глубину, доходит сюда только зимой, в виде так называемого «теплого промежуточного слоя». В глубоководном Кандалакшском заливе, где этот слой хорошо выражен, зимуют сельдь, планктонные рачки и другие теплолюбивые животные. Глубже 100 метров толща воды и вовсе не прогревается, постоянно сохраняя отрицательную температуру.
Интересно отметить двойственную роль, которую играют баренцевоморские воды в Белом море: в теплый период года они отепляют его, а в холодный — охлаждают.
Недостаток тепла в Белом море значительно ограничивает его «плодородие». Естественно возникает вопрос: каким путем можно было бы «утеплить» Белое море? В будущем наука ответит на этот вопрос, но важно, что уже теперь эта проблема занимает умы ученых и инженеров.
Совместными трудами гидрологов и метеорологов установлены основные закономерности теплообмена между атмосферой и морем, позволяющие заранее предвидеть ход этих процессов. Уже зимой можно проследить, как идет подготовка к весеннему накоплению тепла. Важную роль в этом процессе играют зимние циклоны с запада и юго-запада.
Ветры этих направлений вызывают потепление воздуха — сокращается ледовый покров, уменьшается толщина льда, а часть льдов выносится дрейфовыми течениями через Горло за пределы моря. После теплых зим море весной вскрывается раньше и быстрее очищается ото льда. В такие годы и в летний период создаются благоприятные условия для накопления тепла в активном слое моря. Если летом преобладают юго-западные ветры, то, как правило, устанавливается теплая осень.
В холодные годы зимой преобладают северные и северовосточные ветры, которые вызывают значительное охлаждение моря и появление обильных льдов. После такой зимы обычно наступает поздняя, холодная весна и прохладное лето.
Смена теплых и холодных лет заметно сказывается на жизни всего беломорского населения, от растений до промысловых рыб.
В теплые годы, когда в хорошо прогретых верхних слоях моря отрождается масса кормовых для рыб планктонных организмов, огромные стада атлантической сельди и других рыб, а вместе с ними и морских зверей, перекочевывают из Баренцева моря в Белое для летнего откорма.
Итак, Белое море — своеобразный водоем, который имеет ряд природных физико-химических особенностей. Жизнь организмов развивается и протекает здесь в суровых климатических условиях, при резком изменении по сезонам года температуры воды, солености, содержания питательных солей, пищевых организмов, при недостатке тепла, что замедляет некоторые химические и биологические процессы, при исключительно высокой скорости течений, требующей биологического приспособления организмов, и т. д. Поэтому не удивительно, что Белое море отличается малой продуктивностью по сравнению с другими, более теплыми морями, в которых подобные условия, задерживающие или ограничивающие развитие жизни, отсутствуют.
Однако, если рассматривать Белое море «само по себе», в пределах его природных возможностей, то нельзя не отметить и положительных особенностей этого водоема — обилия биогенных солей, насыщенности вод кислородом до наибольших глубин, высокого летнего прогрева у берега и прочего, что способствует развитию и процветанию жизни. О том, что Белое море, несмотря на суровые природные условия, все же имеет достаточно высокий уровень «плодородия», лучше всего свидетельствуют населяющие его растения и животные.
Еще в глубокой древности, примерно в середине третьего тысячелетия до нашей эры, племена, жившие по Волге и Оке, продвигаясь водными путями на север, вышли к берегам Белого моря. Богатства моря и таежных лесов обильно обеспечивали новых жителей мясом, рыбой, пушниной, и они заселили берега «Студеного» моря вплоть до Канина полу=острова.
События глубокой древности. Откуда узнаем мы о древних людях, жизнь которых угасла тысячелетия назад? «Воскрешают» ее археологи, отыскивая и изучая скрытые в земле остатки орудий труда и предметов обихода — вещественные памятники древней материальной культуры. Восстановить далекое прошлое человечества по остаткам, сохранившимся в земле,— нелегкая задача, но археология решает ее вместе с другими науками — этнографией, языковедением, антропологией.
Следы стоянок первобытных людей на побережье Белого моря найдены во многих местах: на берегах Зимнем, Летнем, Лямицком, Кандалакшском, в устьях рек Северной Двины, Кеми, Выга, Варзуги, Поноя и на Соловецких островах.
Замечательную повесть о своей жизни оставил нам древний человек на берегах Выга. Рассказана она рисунками, высеченными на скалах. Это целые картинные галереи людей каменного века. «Листы каменной книги» (петроглифы) повествуют о том, что люди, жившие на берегах Белого моря тысячелетия назад, уже владели искусством строить большие, вместительные лодки, умели плавать по морю, хорошо освоили рыбною ловлю и охоту на морских зверей.
Изучая наскальные рисунки и расположенные вблизи них следы древних поселений с остатками орудий труда и предметами быта, археологи пришли к выводу, что создание наскальных изображений было для первобытного человека не столько искусством, сколько необходимым звеном трудовой деятельности. Тяжелым трудом обеспечивали первобытные люди свое существование. Огромной была их зависимость от природы. Из первобытного, фантастического, понимания: мира вытекал культ животных — поклонение человека своим «кормильцам». На местах с наскальными рисунками племя совершало культовые обряды перед началом промысла и охоты.
В других районах беломорского побережья на древних стоянках человека вместе с разнообразными орудиями труда найдены кремневые фигурки тюленя, моржа и кости кита.
Еще один своеобразный памятник древней материальной культуры человека найден на беломорском побережье, в местах старинных поселений,— в Кандалакшском заливе, на Терском берегу и Соловецких островах. Это остатки сооружений в виде лабиринтов, выложенных из камней на берегу моря. По устройству лабиринты напоминают рыболовные ловушки, но назначение их до сих пор полностью еще не разгадано.
Итак, уже пять тысяч лет назад люди каменного века, жившие на берегах Белого моря, умели ловить рыбу, охотиться на крупных морских зверей. Они владели гарпуном и пользовались большими ладьями, позволявшими делать переходы с материка на Соловецкие острова или пересекать Горло моря. Это были племена кочевавших охотников и рыболовов — древние предки саамов (лопарей).
Минули тысячелетия. Каменный век сменился эпохой металла — меди, бронзы и железа. Хотя освоение металла связано с зарождением земледелия и скотоводства, но жители Беломорья оставались по-прежнему охотниками и рыболовами. Суровый климат, каменистые почвы, бедные пастбища не давали возможности развивать земледелие.
В конце первого тысячелетия нашей эры на землях Севера разместились многие племена — предки современных саамов, финнов, карел, эстонцев и русских.
Древнейшие обитатели побережья Белого моря — финские племена, которых русские называли «заволжская», или «заволоцкая», чудь, говорили на языке, близком к лопарскому. На этом древнем языке названы многие места на Белом море, например, залив Кандалакшский (в переводе слово «канда» — красивый, «лакша» — залив), губа Калгалакша на Карельском берегу (в переводе «малый залив»), Кондостров в Онежском заливе («конд» означает медведь). Так до наших дней сохранил язык древнего племени достоверное свидетельство о широкой области его обитания.
Точно установить, когда поселились русские на берегах Белого моря, не удается. Мнения историков расходятся. Одни считают, что в X—XI веках, так как уже в X веке новгородцы экспортировали «рыбью кость» в Константинополь, а в XI веке жители Северной Двины подверглись «святому крещению». Другие ученые относят появление русских на беломорском побережье к началу XII века. В новгородской грамоте 1137 года впервые упоминается заселенное место в устье Северной Двины. Здесь располагалось одно из самых древних русских поселений — Холмогоры, важный торговый центр, просуществовавший несколько столетий.
Расширялась новгородская торговля, рынок требовал товаров, и поиски их заставляли осваивать прежде всего богатства Белого моря. Освоение «Студеного моря» потребовало тяжелого труда и многих лишений от первых русских поселенцев. Новгородская республика к XI—XII векам уже имела торговые сношения с Ганзейскими городами, с Висти (остров Готланд) и с Данией. Новгородская купеческая знать посылала на дальний Север своих «холопов», добиравшихся до берегов Белого моря на ладьях— «ушкуях». Вот как рассказывает об этом писатель Еремин:
«К Белому морю — «в студеное», но богатое «заволочье» — смелые новгородские ушкуйники и дружинники пробирались некогда по рекам и бурным речкам, а потом болотами и кремнистыми волоками, на своих неуклюжих шняках да кочах, Они основывали крепостицы, селения и городки на морском берегу, в губах и устьях рек».
