ИСТИНА

Одним из наиболее важных гидрохимических показателей является содержание растворенного в воде кислорода. Образование первичной продукции в процессе фотосинтеза сопровождается выделением кислорода, при обратном процессе - деструкции органического вещества - кислород, напротив, поглощается. Однако концентрация кислорода, измеренная in situ, не может быть использована в качестве меры продукционно-деструкционных процессов в виду разной растворимости газа в зависимости от гидрологических параметров (температуры и солености) водных масс. С середины двадцатого века для оценки деструкции органического вещества и дыхания стал применяться такой параметр, как «кажущееся потребление кислорода», обычно обозначаемый AOU (apparent oxygen utilization). Кажущееся потребление кислорода - это разница между концентрацией кислорода в состоянии равновесия с атмосферой при температуре и солености in situ и фактической измеренной концентрацией кислорода. При AOU = 0 содержание кислорода в водной массе такое же, какое было бы на поверхности при тех же температуре и солености. Если AOU < 0, содержание кислорода больше, чем в водах, находящихся в равновесии с атмосферой. Подобного рода избыток кислорода связывают с преобладанием продукционных процессов над деструкционными. Когда в водной массе AOU > 0, то, напротив, деструкционные процессы преобладают над продукционными, в результате чего исчерпывание кислорода протекает быстрее, чем его выделение. Целью данной работы является оценка химико-биологических составляющих бюджета растворенного кислорода в глубоководной части Черного моря. Информация о кажущемся потреблении кислорода, наряду с содержанием хлорофилла, дает возможность оценить как внутренние источники кислорода (фотосинтетические продукционные процессы), так и стоки (окисление органического вещества и дыхание биоты). Сезонная и межгодовая изменчивость содержания хлорофилла и кажущегося потребления кислорода (AOU) в глубоководной части Черного моря оценена с высоким вертикальным разрешением (1 метр) по данным измерений буев Био-Арго за 2011-2020 гг. Построены вертикальные профили значений кажущегося потребления кислорода и концентрации хлорофилла в глубоководной части Черного моря по горизонтам условной плотности и горизонтам глубины. Первичный анализ показал высокую вариабельность параметра AOU, в зависимости от горизонтов глубины и условной плотности принимающего значение от -140 𝜇М (в верхнем квазиоднородном слое) до 320 𝜇М (в глубоководном слое вод ниже оксиклина). Причем имеются два кластера наблюдаемых значений по наибольшей распространенности, каждый из которых составляет порядка 15-20 % от общего числа наблюдений. Первый кластер характеризуется пространственно-временной стабильностью и значениями AOU порядка 150. . . 320 𝜇М. Он отвечает глубоководному слою вод (изопикны ниже 15.4 или глубины ниже 70 м) с низким содержанием растворенного кислорода и отсутствием продукционных процессов. Концентрации хлорофилла здесь закономерно малы (не превышают 0.1 мг/м3), источником его служат вышележащие слои вод. Второй кластер характеризуется значительной изменчивостью как сезонной, так и пространственной, а также малыми значениями AOU порядка 15. . . 60 𝜇М. Помимо этого, следует выделить непостоянный сезонно наблюдаемый кластер отрицательных значений AOU, отвечающий зонам активного фотосинтеза, где продукционные процессы доминируют. 360Верхнему слою вод (глубины выше 30 м) с высоким сезонно изменяющимся содержанием растворенного кислорода и динамическим режимом продукционных и деструкционных процессов отвечают: в течение всего года второй кластер (деструкционные процессы расщепления органического вещества) и в июне-сентябре кластер отрицательных AOU. Именно с данным слоем связаны высокие значения хлорофилла (в среднем около 0.25 - 0.6 мг/м3). Профиль корреляции между концентрацией хлорофилла и кажущимся потреблением кислорода на разных горизонтах глубины показывает, что в зимний период (февраль) наибольшая положительная связь между этими параметрами наблюдается на глубинах 28-30 м, а отрицательная - глубже 43 м. Профиль корреляции между концентрацией хлорофилла и кажущимся потреблением кислорода на различных изопикнических поверхностях показывает характерные вертикальные изменения, общие как для теплого сезона (август), так и для холодного (февраль). От приповерхностного горизонта (с различной плотностью в зависимости от сезона) антикорреляция увеличивается до локального максимума, а затем обратная зависимость уменьшается вплоть до изопикнической поверхности 15.0 достигая отсутствия корреляции (зимой) или значимой корреляции (летом). Исследование межгодовой изменчивости концентрации кислорода выполнено при поддержке госзадания 0555-2019-0001 (шифр «Перспективные методы»), анализ качества контактных измерений буев Био-Арго выполнен при поддержке гранта РНФ 19-77-00029.