Войти
Эвксиния или эвксиновая среда возникает, когда вода как бескислородный, так и сульфидный. Это означает, что отсутствует кислород (O2) и повышенный уровень свободного сероводорода (H2S). Эвксиновые водоемы часто сильно стратифицированы, имеют кислородный, высокопродуктивный, тонкий поверхностный слой и бескислородную сульфидную придонную воду. Слово эвксиния происходит от греческого названия Черного моря (Εὔξεινος Πόντος (Euxeinos Pontos)), что переводится как «гостеприимное море». Эвксинские глубокие воды - ключевой компонент океана Кэнфилда, модели океанов протерозойского периода (известной как Скучный миллиард ), предложенной Дональдом Кэнфилдом, американским геологом в 1998 году. В научном сообществе до сих пор ведутся споры о продолжительности и частоте возникновения эвксиновых условий в древних океанах. Эвксиния относительно редко встречается в современных водоемах, но все еще встречается в таких местах, как Черное море и некоторые фьорды.
Эвксиния наиболее часто встречалась в древних океанах Земли, но ее распространение и частота встречаемости все еще обсуждаются. Первоначальная модель заключалась в том, что она оставалась неизменной примерно миллиард лет. В некоторых метаанализах ставится под вопрос, насколько стойкие эвксиновые условия основывались на относительно небольших черных сланцевых месторождениях в период, когда океан теоретически должен был сохранять больше органического вещества.
До Великое событие оксигенации произошло примерно 2,3 миллиарда лет назад, свободного кислорода было мало ни в атмосфере, ни в океане. Первоначально считалось, что океан накапливает кислород вскоре после того, как это делает атмосфера, но эта идея была оспорена Кэнфилдом в 1998 году, когда он предположил, что вместо того, чтобы глубокий океан стал окисляться, он стал сульфидным. Эта гипотеза частично основана на исчезновении полосчатых железных образований из геологических записей 1,8 миллиарда лет назад. Кэнфилд утверждал, что, хотя в атмосферу поступило достаточно кислорода, чтобы разрушить сульфиды в континентальных породах, его было недостаточно для смешивания с глубокими океанскими глубинами. Это привело бы к бескислородному глубокому океану с увеличенным потоком серы с континентов. Сера удаляла ионы железа из морской воды, в результате чего образовывался сульфид железа (пирит), часть которого в конечном итоге была захоронена. Когда сульфид стал основным океаническим восстановителем вместо железа, глубоководные воды стали эвксинными. Это стало так называемым океаном Кэнфилда, моделью, основанной на увеличении присутствия δS в осадочном пирите и обнаружении свидетельств появления первых сульфатных эвапоритов.
Аноксия и сульфидные состояния часто встречаются вместе. В аноксических условиях анаэробные сульфатредуцирующие бактерии превращают сульфат в сульфид, создавая сульфидные условия. Возникновение этого метаболического пути было очень важным в дооксигенированных океанах, потому что адаптация к другим обитаемым или "токсичным" средам, подобным этой, могла сыграть роль в диверсификации ранних эукариот и простейших в дофанерозое.
Эвксиния изредка встречается и сегодня, в основном в меромиктических озерах и иловых бассейнах, таких как Черное море и некоторых фьордах. В наше время это редко; менее 0,5% современного морского дна составляет эвксиновый.
Схема механизмов эвксинии в океане Кэнфилд Основными требованиями для образования эвксиновых условий являются отсутствие кислорода (O2), а также наличие сульфат-ионов (SO 4), органических веществ (CH 2 O) и бактерий способный восстанавливать сульфат до сероводорода (H2S). Бактерии используют окислительно-восстановительный потенциал сульфата в качестве окислителя и органического вещества в качестве восстановителя для выработки химической энергии посредством клеточного дыхания. Интересующие химические соединения могут быть представлены с помощью реакции:
2CH 2 O + SO 4 → H 2 S + 2HCO 3
В указанной выше реакции сера восстанавливается с образованием побочного продукта сероводорода, характерного соединения, присутствующего в воде в эвксиновых условиях. Хотя восстановление сульфатов происходит в водах по всему миру, большинство современных водных сред обитания насыщены кислородом из-за фотосинтеза производства кислорода и газообмена между атмосферой и поверхностными водами. Восстановление сульфатов в этих средах часто ограничивается осадками морского дна, которые имеют сильный окислительно-восстановительный градиент и становятся бескислородными на некоторой глубине ниже граница раздела осадок-вода. В океане скорость этих реакций не ограничена сульфатом, который присутствовал в больших количествах по всему океану в течение последних 2,1 миллиарда лет. Большое событие оксигенации увеличило концентрацию кислорода в атмосфере, так что окислительное выветривание сульфидов стало основным источником сульфатов в океане. Несмотря на то, что в растворе присутствует большое количество сульфат-ионов, они не используются большинством бактерий. Восстановление сульфата не дает организму столько энергии, как восстановление кислорода или нитрата, поэтому концентрации этих других элементов должны быть близки к нулю, чтобы сульфатредуцирующие бактерии вытеснили аэробные. и денитрифицирующие бактерии. В большинстве современных условий эти условия встречаются только в небольшой части отложений, что приводит к недостаточной концентрации сероводорода для образования эвксиновых вод.
Условия, необходимые для образования стойких эвксиниев, включают бескислородные воды, высокий уровень питательных веществ и стратифицированный водный столб. Эти условия не являются всеобъемлющими и во многом основаны на современных наблюдениях за эвксинией. Условия, приводящие к крупномасштабным эвксинским событиям, такие как океан Кэнфилда, и запускающие их, вероятно, являются результатом множества взаимосвязанных факторов, многие из которых были выведены в результате исследований геологической летописи в соответствующих местах. На формирование стратифицированных бескислородных вод с высоким содержанием биогенных веществ влияют различные явления глобального и местного масштаба, такие как наличие ловушек для питательных веществ и потепление климата.
По порядку для сохранения эвксиновых условий, положительная обратная связь должна увековечить экспорт органического вещества в придонные воды и снижение содержания сульфатов в бескислородных условиях. Экспорт органических веществ обусловлен высоким уровнем первичной продукции в фотической зоне, поддерживаемым постоянным поступлением питательных веществ в кислородные поверхностные воды. Естественный источник питательных веществ, такой как фосфат (PO. 4), происходит в результате выветривания горных пород и последующего переноса растворенных питательных веществ через реки. В ловушке для питательных веществ повышенное поступление фосфата из рек, высокая скорость рециркуляции фосфата из отложений и медленное вертикальное перемешивание в водной толще позволяют сохранить эвксиновые условия.
Упрощенная модель устьевая циркуляция в иловом бассейне. Здесь изображен трехслойный водоем, который в статье был дополнительно упрощен за счет объединения промежуточных и глубоких слоев. Расположение континентов со временем изменилось из-за тектоники плит, в результате чего в батиметрии океанических бассейнов также меняется со временем. Форма и размер бассейнов влияют на характер циркуляции и концентрацию питательных веществ в них. Численные модели, имитирующие расположение континентов в прошлом, показали, что при определенных сценариях могут образовываться ловушки питательных веществ, увеличивая локальные концентрации фосфатов и создавая потенциальные эвксиновые условия. В меньшем масштабе иловые бассейны часто действуют как ловушки питательных веществ из-за их устьевой циркуляции. Циркуляция в устье реки происходит там, где поверхностные воды пополняются за счет притока воды в реку и осадков, вызывая отток поверхностных вод из бассейна, в то время как глубоководные воды попадают в бассейн через порог. Этот тип циркуляции позволяет бескислородной придонной воде с высоким содержанием питательных веществ развиваться в пределах бассейна.
Стратифицированные воды в сочетании с медленным вертикальным перемешиванием необходимы для поддержания эвксиновых условий. Стратификация происходит, когда две или более водных масс с разной плотностью занимают один и тот же бассейн. В то время как менее плотные поверхностные воды могут обмениваться газом с богатой кислородом атмосферой, более плотные придонные воды поддерживают низкое содержание кислорода. В современных океанах термохалинная циркуляция и апвеллинг не позволяют океанам поддерживать бескислородные донные воды. В иловом бассейне стабильные стратифицированные слои позволяют только поверхностной воде вытекать из бассейна, в то время как глубокая вода остается бескислородной и относительно несмешанной. Однако во время проникновения плотной соленой воды богатая питательными веществами придонная вода поднимается вверх, вызывая повышенную продуктивность на поверхности, дополнительно усиливая ловушку питательных веществ из-за биологической откачки. Повышение уровня моря может усугубить этот процесс, увеличивая количество глубинных вод, попадающих в иловый бассейн, и усиливая циркуляцию эстуариев.
Потепление климата повышает температуру поверхности воды, что влияет на множество аспектов: образование эвксиновой воды. По мере того, как вода нагревается, растворимость кислорода уменьшается, что способствует более легкому образованию глубинных бескислородных вод. Кроме того, более теплая вода вызывает повышенное дыхание органических веществ, что приводит к дальнейшему истощению кислорода. Более высокие температуры усиливают гидрологический цикл, увеличивая испарение из водоемов, что приводит к увеличению количества осадков. Это вызывает более высокую скорость выветривания горных пород и, следовательно, более высокие концентрации биогенных веществ в стоках рек. Питательные вещества обеспечивают большую продуктивность, в результате чего образуется больше морского снега и, следовательно, меньше кислорода в глубоких водах из-за учащенного дыхания.
Вулканизм также был предложен как фактор создания эвксиновых условий. углекислый газ (CO 2), выделяющийся во время вулканической дегазации, вызывает глобальное потепление, которое оказывает каскадное воздействие на формирование эвксиновых условий.
Черный сланец - один из предварительных индикаторов аноксии и, возможно, эвксинии Черные сланцы - это богатые органическими веществами микроламинированные осадочные породы, часто связанные с придонной водой аноксия. Это связано с тем, что аноксия замедляет разложение органического вещества, позволяя более глубокому захоронению в отложениях. Другое свидетельство бескислородного захоронения черного сланца включает отсутствие биотурбации, что означает отсутствие организмов, зарывающихся в отложения, потому что не было кислорода для дыхания. Также должен быть источник органических веществ для захоронения, как правило, производимый вблизи кислородной поверхности. Во многих статьях, обсуждающих древние эвксинские явления, присутствие черных сланцев используется в качестве предварительного индикатора аноксических придонных вод, но их присутствие само по себе не указывает на эвксинию или даже сильную аноксию. Обычно геохимические исследования необходимы для получения более достоверных данных об условиях.
Некоторые исследователи изучают появление эвксинии в древних океанах, потому что тогда она была более распространенной, чем сегодня. Поскольку древние океаны невозможно наблюдать напрямую, ученые используют геологию и химию, чтобы найти доказательства в осадочных породах, созданных в эвксиновых условиях. Некоторые из этих методов основаны на изучении современных примеров эвксинии, а другие - из геохимии. Хотя современные эвксиновые среды имеют общие геохимические свойства с древними эвксиновыми океанами, физические процессы, вызывающие эвксинию, скорее всего, варьируются между двумя.
Соотношения стабильных изотопов могут использоваться для вывода условий окружающей среды. во время образования осадочной породы. Используя стехиометрию и знание окислительно-восстановительных путей, палеогеологи могут использовать изотопные соотношения элементов для определения химического состава воды и отложений при захоронении.
Изотопы серы часто используются для поиска свидетельств древней эвксинии. Низкие значения δS в черных сланцах и осадочных породах являются положительным доказательством эвксиновых условий образования. Пирит (FeS 2) в эвксиновых бассейнах обычно имеет более высокие концентрации легких изотопов серы, чем пирит в современном океане. Восстановление сульфата до сульфида способствует более легким изотопам серы (S) и обедняется более тяжелыми изотопами (S). Этот более легкий сульфид затем связывается с Fe с образованием FeS 2, который затем частично сохраняется в отложениях. В большинстве современных систем содержание сульфата в конечном итоге становится ограничивающим, и изотопные массы серы как в сульфате, так и в сульфиде (сохраняются как FeS 2) становятся равными.
Молибден (Mo), наиболее распространенный ион переходного металла в современной морской воде также используется для поиска доказательств наличия эуксинии. Выветривание горных пород обеспечивает поступление в океаны MoO 4. В кислородных условиях MoO 4 очень инертен, но в современных эуксиновых средах, таких как Черное море, молибден выпадает в осадок в виде окситиомолибдата (MoO 4-x Sx). Изотопное соотношение молибдена (δ Mo) в эвксиновых отложениях оказывается выше, чем в кислородных условиях. Кроме того, концентрация молибдена часто коррелирует с концентрацией органического вещества в эвксиновых отложениях. Использование Mo для обозначения эуксинии все еще обсуждается.
В эвксиновых условиях некоторые микроэлементы, такие как Mo, U, V, Cd, Cu, Tl, Ni, Sb и Zn становятся нерастворимыми. Это означает, что отложения эвксиновых отложений будут содержать больше твердых форм этих элементов, чем фоновая морская вода. Например, молибден и другие микроэлементы становятся нерастворимыми в бескислородных и сульфидных условиях, поэтому со временем морская вода становится обедненной микроэлементами в условиях устойчивой эвксинии, а сохранившиеся отложения относительно обогащены молибденом и другими микроэлементами.
Пигменты пурпурных и зеленых сероредуцирующих бактерий являются убедительным свидетельством эуксиновых условий Бактерии, такие как зеленые серные бактерии и пурпурные серные бактерии, которые существуют там, где фотическая зона перекрывается эвксиновой водной массой, оставляя пигменты в осадках. Эти пигменты могут быть использованы для выявления эуксиновых состояний в прошлом. Пигменты, используемые для определения присутствия зеленых серных бактерий в прошлом, - это хлорбактан и изорениератен. Пигменты, используемые для определения присутствия пурпурных серных бактерий в прошлом, - это окенан.
Пирит (FeS 2) - минерал, образующийся в результате реакции сероводорода (H 2 S) и биореактивное железо (Fe). В кислородных придонных водах пирит может образовываться только в отложениях, где присутствует H 2 S. Однако в богатых железом эвксиновых средах образование пирита может происходить с большей скоростью как в водной толще, так и в отложениях из-за более высоких концентраций H 2 S. Таким образом, о наличии эвксиновых условий можно судить по отношению связанного пиритом железа к общему количеству железа в отложениях. Высокие соотношения железа, связанного пиритом, можно использовать в качестве индикатора прошлых эуксиновых условий. Аналогичным образом, если>45% биореактивного железа в отложениях связано с пиритом, можно сделать вывод о бескислородных или эвксиновых условиях. Несмотря на то, что эти методы полезны, они не дают окончательного доказательства наличия эуксинии, потому что не все эвксиновые воды имеют одинаковые концентрации доступного биоактивного железа. Было обнаружено, что эти отношения присутствуют в современном эвксинском Черном море.
Присутствие эвксинии в древних глубоких океанах мира. Согласно Кэнфилду, глубоководный океан стал сульфитным около 1,8 миллиарда лет назад и оставался таким на протяжении большей части скучного миллиарда. Периодические эвксинии доминировали во время позднедевонских событий Кельвассера, а затем, скорее всего, исчезли в течение каменноугольного периода. Эвксиния вновь возникла на границе перми и триаса и, возможно, присутствовала во время событий аноксии океана в мезозое. Эвксиния в кайнозойских океанах встречается редко. Взято из Lyons, 2008 Протерозой - это переходная эра между бескислородными и насыщенными кислородом океанами. Классическая модель состоит в том, что конец полосчатых железных формаций (BIFs) произошел из-за закачки кислорода в глубокие океаны, примерно на 0,6 миллиарда лет после Великого события оксигенации. Кэнфилд, однако, утверждал, что аноксия длилась намного дольше, и что образование полосчатого железа прекратилось из-за введения сульфида. Подтверждая первоначальную гипотезу Кэнфилда, в группе Animike в Канаде были обнаружены осадочные пласты возрастом 1,84 миллиарда лет, которые демонстрируют близкую к полной пиритизации на поверхности последней из полосчатых железных формаций, что свидетельствует о переходе к эвксинным условиям в этом бассейне. Для того, чтобы произошло полное пиритизация, почти весь сульфат в воде был восстановлен до сульфида, который отделяет железо от воды, образуя пирит. Поскольку этот бассейн был открыт для океана, глубокая эвксиния была интерпретирована как широко распространенное явление. Предполагается, что эта эвксиния существовала примерно 0,8 миллиарда лет назад, что сделало донную эвксинию потенциально широко распространенной особенностью на всей территории скучного миллиарда.
. Дальнейшие доказательства наличия эвксинии были обнаружены в бассейне МакАртур в Австралии, где был обнаружен аналогичный химический состав железа. найденный. Степень пиритизации и δS были высокими, что свидетельствовало о наличии аноксии и сульфида, а также об истощении сульфата. В другом исследовании были обнаружены биомаркеры зеленых серных бактерий и пурпурных серных бактерий в одной и той же области, что дало дополнительные доказательства восстановления сульфата до сероводорода.
Изотопы молибдена были использованы для изучения распространения эуксинии в протерозойском эоне, и предполагают, что, возможно, эуксиния не была так широко распространена, как первоначально предполагал Кэнфилд. Донные воды могли быть в большей степени субоксичными, чем бескислородными, и могла быть отрицательная обратная связь между эвксинией и высокими уровнями первичной продукции на поверхности, необходимой для поддержания эвксинных условий. Дальнейшие исследования показали, что начиная с 700 миллионов лет назад (поздний протерозой) и далее глубоководные океаны могли быть бескислородными и богатыми железом в условиях, аналогичных тем, которые были во время формирования BIF.
Имеются данные о множественных эвксиновых событиях в фанерозое. Наиболее вероятно, что эвксиния была периодической в палеозое и мезозое, но геологические данные слишком скудны, чтобы делать какие-либо крупномасштабные выводы. В этом эоне есть некоторые свидетельства того, что эвксинские события потенциально связаны с событиями массового вымирания, включая поздний девон и пермско-триасовый.
Периодическое присутствие эвксиновых отложений. Условия в нижнем кембрии подтверждаются свидетельствами, обнаруженными на платформе Янцзы в Южном Китае. Изотопы серы во время перехода от протерозоя к фанерозою свидетельствуют о широком распространении эвксинии, возможно, на протяжении всего кембрийского периода. К концу нижнего кембрия эвксиновый хемоклин углубился до тех пор, пока эвксиния не стала присутствовать только в отложениях, и когда сульфат стал ограничивающим, условия стали аноксичными, а не эвксинными. Некоторые районы в конечном итоге стали кислородными, в то время как другие на какое-то время вернулись к эвксинскому состоянию.
Геологические записи палеозоя в бассейне Селвин в Северной Канаде также показали доказательства эпизодической стратификации и смешения, где, используя δS, это Было определено, что сероводород был более распространен, чем сульфат. Хотя изначально это не относилось к эвксинии, дальнейшие исследования показали, что морская вода того времени, вероятно, имела низкие концентрации сульфата, а это означало, что сера в воде была в основном в форме сульфида. Это в сочетании с богатым органическими веществами черным сланцем является убедительным доказательством наличия эуксинии.
Аналогичные доказательства имеются в черных сланцах в средней части Северной Америки, относящихся к девонскому и раннему миссисипскому периодам. Isorenieratene, пигмент, известный как заменитель аноксической фотической зоны, был обнаружен в геологической летописи в Иллинойсе и Мичигане. Хотя эти события имели место, они, вероятно, были эфемерными и длились недолго. Подобные периодические свидетельства существования эвксинии также можно найти в сланцах Санбери в Кентукки.
Свидетельства эвксинии также были связаны с событиями Келлвассера события позднего девонского вымирания. Эвксиния в водах бассейна нынешней Центральной Европы (Германия, Польша и Франция) сохранялась на протяжении части позднего девона и, возможно, распространилась на мелководье, что способствовало вымиранию.
период насыщения придонных вод кислородом в течение карбона, скорее всего, между поздним девонским вымиранием и пермско-триасовым вымиранием, в этот момент эвксиния будет очень редкой в палеоокеанах.
Пермско-триасовое вымирание может также иметь некоторую связь с эвксинией, поскольку гиперкапния и токсичность сероводорода убивают многие виды. Присутствие биомаркера анаэробного фотосинтеза зелеными серными бактериями было обнаружено в осадочных породах Австралии и Китая в период от перми до раннего триаса в осадочных породах, а это означает, что эуксиновые условия простирались довольно мелко в толще воды, что способствовало вымиранию и, возможно, даже замедлил восстановление. Однако неясно, насколько широко была распространена эуксиния фотической зоны в этот период. Разработчики моделей выдвинули гипотезу, что из-за условий окружающей среды аноксия и сульфид могли подняться из глубокого обширного эвксинового резервуара в районах апвеллинга, но стабильные, похожие на круговорот области области оставались кислородными.
Мезозой хорошо известен своими отчетливыми аноксическими событиями в океане (OAEs), которые привели к захоронению слоев черного сланца. Хотя эти OAE не являются самостоятельным доказательством эуксинии, многие из них содержат биомаркеры, которые поддерживают образование эуксинии. Опять же, доказательства не универсальны. ОАЭ, возможно, стимулировали распространение существующих эвксиний, особенно в регионах апвеллинга или частично ограниченных бассейнах, но эвксинии фотической зоны встречались не везде.
Несколько эпизодов эвксинии очевидны в осадочная запись в кайнозое. С конца мелового периода ОАЭ, наиболее вероятно, что донные воды океана оставались кислородными.
Эвксинские условия почти исчезли из окружающей среды открытого океана Земли, но некоторые мелкомасштабные примеры все еще существуют сегодня. Многие из этих мест имеют общие биогеохимические характеристики. Например, низкие скорости опрокидывания и вертикального перемешивания всего водяного столба обычны в эвксиновых водоемах. Небольшое соотношение площади поверхности к глубине позволяет формировать несколько стабильных слоев, ограничивая при этом опрокидывание под действием ветра и термохалинную циркуляцию. Кроме того, ограниченное перемешивание увеличивает слоистые слои с высокой плотностью питательных веществ, которые усилены биологической переработкой. Внутри хемоклина узкоспециализированные организмы, такие как зеленые серные бактерии, пользуются преимуществом сильного градиента окислительно-восстановительного потенциала и минимального солнечного света.
Карта Черного моря с указанием множества рек, питающих бассейн с пресной водой низкой плотности, а также узким проливом Босфор на юго-западе, который снабжает бассейн соленой водой высокой плотности. Это способствует стратификации и эвксинии, существующей в современном Черном море. Черное море - широко используемая современная модель для понимания биогеохимических процессов, происходящих в эвксинных условиях. Считается, что он представляет условия протокоокеанов Земли и, таким образом, помогает в интерпретации океанических прокси. Отложения Черного моря содержат окислительно-восстановительные реакции на глубине до десятков метров по сравнению с одним сантиметром в открытом океане. Эта уникальная особенность важна для понимания поведения окислительно-восстановительного каскада в эуксиновых условиях.
Единственная связь между открытым океаном и Черным морем - это пролив Босфор, через который проходят плотные воды Средиземного моря. импортируются. Впоследствии многочисленные реки, такие как Дунай, Дон, Днепр и Днестр, впадают в Черное море с пресной водой, которая плавает над более плотной средиземноморской водой, образуя сильный многослойный столб воды. Эта стратификация поддерживается сильным пикноклином, который ограничивает вентиляцию глубинных вод и приводит к образованию промежуточного слоя, называемого хемоклином, резкой границы, отделяющей кислородные поверхностные воды от бескислородных придонных вод, обычно между 50 м. и глубина 100 м с межгодовыми колебаниями, связанными с крупномасштабными изменениями температуры. Хорошо перемешанные кислородные условия существуют выше хемоклина, а сульфидные условия преобладают ниже. Поверхностный кислород и глубоководный сульфид не перекрываются из-за вертикального перемешивания, но горизонтальный унос насыщенных кислородом вод и вертикальное перемешивание окисленного марганца с сульфидными водами может происходить около входа в пролив Босфор. Оксиды марганца и железа, вероятно, окисляют сероводород вблизи хемоклина, что приводит к снижению концентраций H 2 S по мере приближения к хемоклину снизу.
Меромиктические озера представляют собой плохо перемешанные и бескислородные водоемы с сильной вертикальной стратификацией. Хотя меромиктические озера часто классифицируются как водоемы с потенциалом возникновения эвксинии, многие из них не проявляют эвксинию. Меромиктические озера печально известны лимническими извержениями. Эти события обычно совпадают с близлежащей тектонической или вулканической активностью, которая нарушает стабильную стратификацию меромиктических озер. Это может привести к выбросу огромных концентраций хранящихся токсичных газов из бескислородных придонных вод, таких как CO 2 и H 2 S, особенно из эвксиновых меромиктических озер. При достаточно высокой концентрации эти лимнические взрывы могут быть смертельными для людей и животных, как, например, катастрофа на озере Ниос в 1986 году.
Фьорд Мариагер летом часто издает запах «тухлых яиц» из-за серы. содержание. Некоторые фьорды образуют эвксинию, если связь с открытым океаном ограничена, как в случае с Черным морем. Это сужение не позволяет относительно плотной, богатой кислородом океанической воде смешиваться с придонной водой фьорда, что приводит к образованию стабильных стратифицированных слоев во фьорде. Талая вода с низкой соленостью образует линзу из пресной воды с низкой плотностью поверх более плотной массы придонной воды. Наземные источники серы также являются важной причиной возникновения эвксинии во фьордах.
Этот фьорд родился как ледниковое озеро, которое было отделено от открытого океана (Северного моря), когда оно был поднят во время отскока ледника. В 1850 году был вырыт неглубокий канал (глубиной 2 м), обеспечивающий пограничную связь с Северным морем. Сильный пикноклин отделяет пресную поверхностную воду от плотной соленой придонной воды, и этот пикнолцин уменьшает перемешивание между слоями. Аноксические условия сохраняются ниже хемоклина на 20 м, а во фьорде самый высокий уровень сероводорода в бескислородном морском мире. Как и в Черном море, вертикальное перекрытие кислорода и серы ограничено, но уменьшение H 2 S по мере приближения к хемоклину снизу указывает на окисление H 2 S, которое было это связано с оксидами марганца и железа, фотоавтотрофными бактериями и уносом кислорода горизонтально от границ фьорда. Эти процессы окисления аналогичны процессам, происходящим в Черном море.
Два случая сильного вторжения морской воды произошли через канал в недавней истории (1902 и 1942). Вторжение морской воды во фьорды заставляет плотную, соленую, богатую кислородом воду проникать в обычно бескислородные сульфидные придонные воды эвксиновых фьордов. Эти события приводят к временному нарушению хемоклина, повышая глубину, на которой обнаруживается H 2 S. Разрушение хемоклина заставляет H 2 S реагировать с растворенным кислородом в окислительно-восстановительной реакции. Это снижает концентрацию растворенного кислорода в биологически активной фотической зоне, что может привести к гибели рыб в масштабе бассейна. В частности, событие 1942 года было достаточно сильным, чтобы химически восстановить подавляющее большинство кислорода и поднять хемоклин до границы раздела воздух-вода. Это вызвало временное состояние полной аноксии во фьорде и привело к резкой гибели рыбы.
Этот фьорд отмечен очень подвижным хемоклином с глубиной, которая, как считается, составляет связанных с температурным воздействием. Местные сообщения о сильном запахе тухлых яиц - запахе серы - в течение многих летних периодов вокруг фьорда свидетельствуют о том, что, как и во фьорде Фрамварен, хемоклин пробивал поверхность фьорда по крайней мере пять раз за последнее столетие. Экспорт отложений во время этих событий увеличил концентрацию растворенных фосфатов, неорганического биодоступного азота и других питательных веществ, что привело к вредоносному цветению водорослей.
Бассейн Кариако в Венесуэла использовалась для изучения круговорота органических веществ в морских средах эвксинии. Увеличение продуктивности, совпадающее с постледниковой нагрузкой питательными веществами, вероятно, привело к переходу от кислородных к бескислородным и впоследствии эвксинным условиям около 14,5 тысяч лет назад. Высокая продуктивность на поверхности приводит к выпадению дождя из твердых частиц органического вещества на недра, где сохраняются бескислородные сульфидные условия. Органическое вещество в этой области окисляется сульфатом с образованием восстановленной серы (H 2 S) в качестве побочного продукта. Свободная сера существует глубоко в толще воды и на глубине до 6 м в отложениях.
