Изученность растворенного кислорода

Распределение кислорода и его количественные характеристики представляют интерес не только для понимания проблем продуктивности моря, но также для определения общей циркуляции вод. Marukava H. et.al., (1926), проводя исследования на разрезе в северо-восточной части моря отметил, что наибольшие колебания кислорода относятся к поверхностной зоне (от 5,70 до 9, 39 мг/л).

Далее К.М. Дерюгин (1927-1933 гг.), а затем К.А. Бродский (1937, 1941) считают, что химические условия обитания бентонического населения в заливе Петра Великого благоприятные, так как дефицита кислорода в глубинных слоях не наблюдается. Японские исследователи Uda M. (1934, 1936), Suda K. (1932), Ichiye T. (1954) дали объяснение особенностей такого распределения кислорода.

В верхнем 200 м слое в восточной части моря количество кислорода близко к его содержанию в соответствующем слое прилегающей части Тихого океана, что, вероятно, указывает на общность процессов их аэрации. Резкое различие в содержании кислорода в глубинных слоях вод моря и океана приводит авторов (Uda M., 1934, Suda K., 1932) к заключению о существовании в них двух не зависимых друг от друга систем вентиляции глубинных вод. Uda M. предполагал, что источником кислорода для глубинных вод моря являются области у южного Приморья и северной Кореи, где происходит опускание поверхностных вод, богатых кислородом. Он считал, что их погружение происходит при сильном зимнем охлаждении и отсутствии резкого различия солености всей толщи вод этого района.

В шестидесятые годы А.А. Баталина (1958) во многом подтверждает объяснение предыдущих исследователей. Она показала, что высокое содержание кислорода характерно для всей толщи вод Японского моря (например, степень насыщения на 200, 500, 1000, 2000 м равна соответственно 82.7%, 74,0%, 70.8% и 71,7%). По ее мнению, распределение кислорода в море обусловлено гидрологическим режимом вод. Это предположение высказывали П.П. Воронков (1941) и М.Е. Виноградов (1954).

А.А. Баталина обосновала такое распределение кислорода расчетами его приходной и расходной составляющими и получила, что в зоне холодного Приморского течения поглощение кислорода оказывается на 5-7% больше, чем в теплом Цусимском течении. В толще вод распределение кислорода складывается под влиянием окислительных процессов, дыхания организмов и особенностей гидрологического режима. Она отметила, что слой минимальных концентраций кислорода в море не достаточно ясно выражен и глубина его залегания не является постоянной. По наблюдениям В.В. Мокиевской (1961) слой минимума кислорода в некоторых районах моря вообще отсутствует.

По исследованию А.А. Баталиной количество кислорода в глубинах моря определяется двумя факторами (возрастание роли окислительных процессов с глубиной и вертикальная циркуляция вод). Окисление органических остатков, по мнению автора, происходит наиболее интенсивно в слое 500-1000 м, что приводит к уменьшению содержания кислорода.

Глубже 1000-1500 м интенсивность процессов окисления снижается и происходит накопление растворенного кислорода за счет мощной вертикальной циркуляции вод. Автор считает, что глубина минимума определяется особенностями вертикальной циркуляции вод в различных районах моря и предполагает, что погружение поверхностных вод происходит не повсеместно, а отдельными нисходящими потоками. Это приводит к разнообразию глубин залегания слоя минимума кислорода в море и является причиной образования перемежающихся слоев повышенного и пониженного содержания кислорода.

По исследованиям В.В. Мокиевской (1961), слабо выраженный минимум кислорода в море связан с мелководностью проливов и глубоко проникающей зимней конвекцией, что создает в глубинных слоях моря высокую концентрацию кислорода.

Анализируя сезонную изменчивость кислорода на 0, 25, 50, 100, 200, 500, 1000 и 2000 м, А.А. Баталина отмечает высокое содержание его в поверхностном слое в целом для всего моря зимой (10,00 мг/л), низкое осенью (8,15 мг/л), а наибольшее насыщение (105-110%) — летом. В северной части моря максимум кислорода (абсолютный и относительный) наблюдается весной, в средней части моря он приходится на зиму, а на глубинах более 200 м перемещается на весенне-летний период. На юге моря высокое содержание кислорода обнаруживается зимой у материкового берега.

С увеличением глубины характер годового хода кислорода изменяется. Если на западной окраине содержание кислорода растет от зимы к весне, а затем падает в верхнем 0-200 м слое вод, то на восточной окраине в этом слое концентрации кислорода падают от зимы к весне. В слое 200-500 м повышенное содержание кислорода наблюдается летом и осенью. На глубинах 1000-2000 м максимум кислорода приходится на осень.

По мнению автора, такое изменение характера хода кислорода на глубинах, вероятно, связано с тем, что охлажденные за зиму поверхностные слои, богатые кислородом, постепенно погружаются и обогащение глубинных вод кислородом происходит с запозданием (относительно максимума его на поверхности) на несколько месяцев.

А.А. Баталина (1958) заметила также, что на глубинах около 3000 м максимум кислорода наблюдается летом, то есть несколько раньше, чем в вышележащем слое. Она предполагает, что здесь обогащение вод кислородом происходит за больший промежуток времени, чем год.