Геологическое строение Балтийского моря

Исследование содержащегося в воде взвешенного материала позволяет составить представление о современных процессах осадкообразования. Результаты такого исследования показывают, что содержание взвесей в воде впадающих в Балтийское море рек составляет от 1,5 до 70 мг/л при средней величине 14 мг/л, в то время как в самом море оно равно соответственно 0,2, 12 и 3 мг/л. По своему составу взвешенное вещество в прибрежных районах является в основном терригенным, а в открытом море—биогенным. Здесь оно состоит прежде всего из так называемого органического детрита (главным образом из частиц фитопланктона, особенно водорослей), из кремниевых частиц (обломков панцирей и скелетов диатомовых водорослей) и из терригенного материала.

На образование осадков затрачивается в основном терригенное взвешенное вещество, в то время как биогенные составляющие отходят здесь далеко на задний план. Биогенные вещества, со своей стороны, вовлекаются в процесс круговорота веществ, вновь подвергаясь минерализации, то есть в конечном счете превращаются в питательные вещества, служащие для новой продукции биомассы. Из этих оценок, основанных на многочисленных наблюдениях, можно определить скорость образования современных осадков. Если принять плотность влажных осадков за 1,5 г/см3, то средняя скорость их отложения оказывается равной 8 мм/100 лет. Действительная скорость зависит от вида отлагающегося вещества и может достигать 14 мм/100 лет, В то же время анализ проб ила,  относящегося к более древним периодам, дает величину скорости осадкообразования всего 1—2 мм/100 лет.[13]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Геоморфология  берегов

 

Распределение суши и моря в районе Балтики обусловлено тектоническими и геологическими факторами, и в первую очередь деятельностью ледника. Это нашло отражение и в обоих основных типах побережья, которые встречаются на Балтике. Во-первых, о плоском скалистом побережье в той части, где древние горы были отчасти открыты воздействию ледника, и, во-вторых, о побережье, покрытом ледниковым обломочным материалом, которое характерно для остальной части Балтийского моря. Оба типа можно отнести к низменным берегам. В частности, многие характерные черты побережья определяются процессом выветривания горных пород и прежде всего — постоянным воздействием моря.

За исключением о. Борнхольм, где  встречается настоящий скальный берег, основная часть плоского скалистого побережья относится к так называемому шхерному (фиардовому) типу. Прежде всего это имеет место там, где сглаженные и отшлифованные ледником первичные горные породы постепенно уходят под воду. Под названием „фиард" понимается глубоко вдающийся в сушу залив, заполняющий прежнюю ледниковую долину; чаще всего такие заливы мелководны, берега их пологи, а береговая кромка лишена пляжа. Верхушки скал, выступающие из воды вблизи берега, называют шхерами, а если они покрыты водой -— то употребляют название „скалистые рифы". Шхеры являются характерной особенностью фиардов. Они расположены вдоль выработанных ледником трещин и разломов горных скальных пород.[14]  

Промежуточную форму между плоским скалистым побережьем и побережьем, состоящим из обломочного ледникового материала, представляет собой скалистый клиффовый берег на южной стороне Финского залива. Клифф состоит из песчаника и известняка, слагающих Русскую плиту, в то время как прилегающая низкая береговая полоса состоит из ледникового обломочного материала. Иногда берег в этих местах имеет вид ступени, обозначающей край платформы, В северо-западной Эстонии берег проходит уже в пределах платформы—он окаймлен многочисленными островами, низок и каменист. Его называют иногда фиардовым известняковым берегом. Подобную же форму имеет берег на островах Готланд и Эланд.[7]

Далее к югу господствуют формы берега, сложенные из ледникового обломочного материала. Если в литториновую эпоху здесь еще имелись многочисленные острова, бухты и полуострова, определявшие рельеф затопленного ледникового ландшафта, то в более поздние времена берег подвергся сильному выравниванию и сглаживанию. Это привело к сравниванию полуостровов и спрямлению бухт, а также к их отгораживанию от моря длинными косами. В результате крутые участки, возникшие при обрушении берега, чередуются здесь с пологими и низкими, сложенными наносными отложениями.[14]

Крутые берега состоят, как правило, из моренного материала, главным образом из мергелевой гальки и валунов. Под воздействием осадков, морозов, талой воды и подмывания подножия склон берега становится неустойчивым, и при его обрушении формируется отвесный откос. Море уносит обрушившийся рыхлый материал от подножия обрыва (клиффа) и формирует новый береговой склон, который через некоторое время вновь обрушивается, и т. д. Таким образом происходит наблюдаемое и ныне отступление берега. На этих участках берега образуются плоские наклонные прибойные террасы, так называемые шорры, обычно покрытые песком и галькой. Шорры, так же как и сам берег, чрезвычайно разнообразны по характеру. Дальше в сторону моря формируются характерные песчаные отмели (банки и рифы). Вблизи берега возникают так называемые гакены , которые при дальнейшем развитии могут превратиться в косы. Здесь мы также регулярно встречаем береговые валы и покрытые водой продольные полосы на пляже, который в таких местах расширяется. [11]

Участок побережья, относящийся к Германии, характеризуется чрезвычайно изрезанной, зубчатой формой береговой черты,, Такой тип берега носит название бодденного берега, он частично встречается также на датских островах. Здесь первоначальный ледниковый рельеф был несколько более сложным, так как к берегу подступали друг за другом гряды морен. Косы между старыми моренными валами и барьерами приводят к возникновению берега как бы двойного типа: в сторону моря обращен выровненный берег, а в глубь него вдаются обширные водные пространства с сильно изрезанными берегами, так называемые боддены, постепенно становящиеся все более от-мелыми.[13]

На побережье Шлезвиг-Гольштейна и Ютландии можно выделить еще одну особую береговую форму. Это так называемые фёрды, под которыми понимают вытянутые морские бухты в плоских берегах, образованных наносами, с глубинами примерно от 10 до 20 м. Талые ледниковые воды, речные потоки существенно изменили их первоначальную форму. Поскольку эти участки берега являются подветренными для наиболее часто повторяющихся направлений ветра (от западного до юго-западного), то процессы выравнивания не играли здесь такой роли, как в других местах, более открытых действию преобладающих ветров. [11]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Гидрологические  особенности Балтийского моря

 

 

Избыток  пресной воды в водном балансе Балтийского моря компенсируется разницей отток — приток. Этим обстоятельством обусловливается характерное распределение солености воды как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Благодаря наличию уклона водной поверхности Балтийского моря к Северному создается выходной поток, который из-за перемешивания речных вод с водами Балтийского моря состоит не из чисто пресных, а из солоноватых вод. Вследствие этого средняя соленость вод Балтики до той или иной глубины постоянно имеет более низкие значения, чем в переходной зоне к Северному морю  в Каттегате. С этим связана и соответствующая разница в плотности вод, то есть средняя плотность воды Балтийского моря ниже средней плотности воды в Каттегате. [7]

Плотность морской воды зависит от ее температуры и прежде всего от солености. Влиянием давления можно пренебречь вследствие незначительности глубины водной толщи.

Вследствие различия в плотности происходит уменьшение  давления от Каттегата к Балтике. В то же время градиент давления, который обусловлен наклоном поверхности Балтийского моря, приводит к тому, что в области соприкосновения разных по плотности водных масс из Северного моря и из Балтики (или в переходной зоне) устанавливается характерное расслоение, Оно проявляется в том, что тяжелые соленые североморские воды движутся в Балтику под легкими менее солеными балтийскими водами, которые в свою очередь продвигаются по поверхности в сторону Северного моря. В зоне образуется в общем наклонная поверхность раздела между обоими типами вод. На этой поверхности раздела, где часто наблюдаются также значительные различия в скорости и направлении течения, происходят процессы турбулентного перемешивания. В результате выходящие по поверхности балтийские воды постоянно осолоняются, а входящие воды постепенно смешиваются с поверхностными и по мере продвижения в Балтику в нижнем слое становятся все менее солеными. Однако несмотря на интенсивное перемешивание возникающая здесь стратификация (расслоение) вод сохраняется вплоть до внутренних районов Балтийского моря, что приводит к разделению моря по вертикали на два слоя: верхний, бедный солями, и нижний, более соленый. Двухслойная система в чистом виде может длительное время сохраняться при спокойной погоде, когда область высокого давления располагается над Северной Европой и в зоне между Северным и Балтийским морями наблюдаются незначительные градиенты атмосферного давления. Под влиянием соответствующих атмосферных условий в мелководной переходной области часто происходит нарушение типичного расслоения вод. В таких случаях наблюдается только выходной или только входной поток. [3]

Необходимо обратить внимание на такой важный факт; в то время как выходной поток, являющийся основной частью этой циркуляции, по существу, может следовать беспрепятственно (кроме тех редких случаев, когда вмешиваются особые погодные условия), о входном потоке соленых глубинных вод из-за подводного рельефа этого сказать нельзя. Для того чтобы обновить глубинные воды Балтики, входной поток соленых глубинных вод должен преодолеть как входные пороги, так и пороги между отдельными впадинами в самом море. Таким образом, особенности подводного рельефа являются главной причиной того, что обновление глубинных вод Балтики имеет случайный, эпизодический характер.

 В то время как входные пороги преодолеваются глубинным течением относительно часто и благодаря этому становится возможным частое и интенсивное перемешивание всей водной толщи Арконской котловины, в большинстве случаев плотность воды входного потока оказывается недостаточной для того, чтобы эта вода могла проникнуть до самого дна Борнхольмской котловины. Часто она образует слой на глубинах от 60 до 80 м и медленно продвигается к северу до того места — уже за Готландской котловиной,— где распределение плотности позволяет ей достичь дна и вытеснить находившиеся там до этого придонные воды. При интенсивном входном потоке полное вытеснение и обновление глубинных вод может произойти уже и в Борнхольмской котловине. При этом старая водная масса вытесняется вверх и в некоторых случаях может стекать через Слупский желоб. Относительно редко — иногда с перерывом в несколько лет — входной поток бывает настолько мощным, что не только происходит смена воды в Борнхольмской котловине, но обогащенные солями и кислородом воды вторгаются затем еще и в Гданьскую и Готландскую котловины. Такие типы последовательной смены вод были отмечены а 1969 г.

Нередко  имеет место „разрывное" распределение солености, характеризующееся резкими перепадами. Переход от высокой солености к низкой происходит на относительно небольшом пространстве, поэтому здесь применяют название „гидрологические фронты". Один такой фронт расположен у входа в пролив Каттегат. Этот „Скагенфронт" отделяет североморские воды, или, точнее, воды Скагеррака, от смешанных вод переходпой области. В районе этого фронта пространственные градиенты невелики, поскольку он охватывает сравнительно широкую область. Следующий хорошо выраженный фронт можно обозначить как „фронт Бельтов"; он расположен между собственно балтийскими водами за Дарсским порогом и смешанными водами переходной области. Этот фронт проходит в узких проливах Бельт и может поэтому менять свое местоположение в широких границах. При сильном выходном потоке он располагается на южном конце Каттегата, при усилении входного течения может переместиться за Дарсский порог к западной границе Арконской котловины. В зоне, где фронт часто перемещается назад и вперед, происходят значительные временные колебания солености в пределах недель, дней и даже часов.[13]

В переходной зоне, имеющей небольшое поперечное сечение и как следствие этого — относительно сильные течения, возникают поперечные наклоны поверхности раздела под влиянием отклоняющей силы вращения Земли. Так, в проливах Бельт поверхность раздела со стороны Германии в общем лежит выше, чем с датской стороны.

По мере удаления к востоку соленость понижается очень медленно, 8 %о располагается вблизи о. Рюген, 7 %о в средней части моря, а 6 %о — уже у входа в заливы. В заливах происходит дальнейшее понижение солености; их удаленные концы (вершины) так сильно опреснены, что там уже не наблюдается характерного увеличения солености с глубиной.[3]

 

 

 

 

Колебания солености

 

 

Распределение солености в Балтийском море, осредненное во времени, является результатом действия составляющих водного баланса, течений и турбулентного перемешивания вод. Так как эти факторы не постоянны во времени, соленость также подвержена различного вида временным изменениям, Годовой ход, особенно в западных частях моря, свидетельствует о широком диапазоне колебаний (например, в Мекленбургской бухте 3—4 %0, а в открытой центральной части только 0,5%о) и на поверхности тесно связан с ходом речного стока, то есть максимальному значению речного стока по времени соответствует минимальная соленость. В западной части Балтийского моря соленость глубинных вод также имеет четкий годовой ход, который в основных чертах противоположен ходу солености па поверхности. Это указывает на то, что, как правило, усилению выходного потока (понижение солености на поверхности) соответствует усиление входного потока (повышение солености на глубине). В районах Балтики, расположенных восточнее и севернее, годовой ход солености на поверхности моря смещен во времени, и соленость почти исключительно зависит от материкового стока (минимумы имеют место в начале года и летом), в то время как в области влияния проливов Бельт годовой ход солености определяется в основном динамикой водообмена между Балтикой и Северным морем (на поверхности наблюдаются максимумы в ноябре и марте). Ниже слоя скачка закономерность в годовом ходе солености отсутствует, изменения оказывают влияние на водный баланс (особенно на речной сток, который в текущем столетии уменьшился), а также на интенсивность водообмена между Северным и Балтийским морями, что сказывается на режиме солености всего моря. В этой связи особую роль играет частота сильных вторжений соленых вод, способных привести к заметному обновлению вод во впадинах Балтики. [13]