Geologie si arheologie

Pe scurt

Curriculum meteo

Curriculum
Marea Neagra

Activitati

Proiecte

Echipamente

Resurse

Baze de date

• 2000
• 2001
• 2002
• 2003
• 2004

Albume

Vremea azi

Remote sensing

de Nicolae Panin

1.      Trasaturi generale si structura geologica

Marea Neagra este una dintre cele mai intinse mari inchise din lume: suprafata sa este de 4.2x10⁵ km^2, adancimea maxima a apei este de 2.212 m, volumul total de apa este de 534.000 km³ �iar volumul de apa improprie existentei vietii, abiotica, contaminata cu H₂S, sub nivelul de 150-200 m, este 432.000 km³. Legatura Marii Negre cu Marea Mediterana se realizeaza prin sistemul de stramtori Bosfor si Dardanele. Bosforul este o stramtoare destul de ingusta (cu o latime de 0,76-3,6 km) si putin adanca (32-34 m la prag), ingreunand schimbul de ape in doua sensuri intre Marea Neagra cu salinitate mai scazuta (17% la suprafata si 22% la adancime) si cea foarte sarata a Marii Mediterane (38-39%). Deplasarea de suprafata a apei mai putin sarate a Marii Negre este estimata la aproximativ 600km³/an. (~20.000 m³/s), in timp ce curentul de adancime al Marii Mediterane, mai sarata, care se deplaseaza in directia Marii Negre poarta aproape 300km³/yr. (~10.000m³). Bazinul Marii Negre poate fi divizat in patru zone fiziografice: platforma continentala (29,9% din suprafata totala a marii), abruptul, (27,3%), bazinul de adancime (30,6%) si campia abisala (12,2%) (fig.1).

Fig. 1-Zonele geomorfologice ale Marii Negre (dupa Panin & E. and G. Ion, 1997)

Legenda: 1-Platforma continentala, 2-abruptul, 3-bazinul de adancime, 3a-complexe de mare adancime, 3b-pragul de adancime, 4-campia abisala, 5-paleo-canale pe platforma continentala, umplute cu sedimente fine, recente si� din Holocen, 6-principalele vai-canioane submarine, 7-paleo-faleza din apropierea fracturii platformei, 8-zone de fractura aparute in morfologia de adancime.

Una dintre trasaturile fiziografice cele mai proeminente este o platforma continentala intinsa (cu adancime mai mica de 200m), in zona de NV a Marii Negre (aproximativ 25% din suprafata totala a marii).

Marea Neagra este situata in cadrul complexului de munti de incretire inalti ai sistemului Alpin, care este reprezentat de in sud de centura Balcano-Pontica iar in nord, nord-est si respectiv nord vest de Caucaz, Crimeea si Masivul Dobrogei de Nord. Numai in nord-vest exista platouri joase si Delta Dunarii.

Fig. 2� Schita tectonica a Regiunii Marii Negre (dupa Dinu et al., 2003, Panin et al., 1994)

Legenda 1.Tarm Orogen, 2- Falie gravitationala a riftului, 3-Falii majore de prabusire, 4-Falii majore, 5-Limite ale depresiunilo si/sau creste, 6- Zone lipsite de crusta granitica, 7-Cruste subtiate

Explicatii ale abrevierilor: I. Regiuni de platforme: Est Europeana, Scitica, Moesica II. Regiuni Orogenice: Orogenul Dobrogei de nord, Caucazul Mare, Orogenul Crimeei de Sud-SCO, Balcanica, Pontic Estic si Vestic; III. Depresiuni si culmi: PDD- Depresiunea Pre-Dobrogeana, NKLD-Depresiunea Chilia de Nord; KD-Depresiunea Karkinit, HD-Depresiunea Histria, SD-Depresiunea Soroca, KTD-Depresiunea Kerci-Taman, NKD-Depresiunea Nijni Kanchiisk; BD-Depresiunea Burgas, ATD-Depresiunea Adjaro-Trialet, TB-Bazinul Tuapse, SSR-Creasta Suvorov-Insula Serpilor, KR-Creasta Krimeei, AR-Creasta Azov, GR-Creasta Bubkin; IV. WBS-Marea Neagra de vest; V. EBS- Marea Neagra de Est

De aproximativ 120 miliane de ani, zona a fost un bazin marin, cu o dezvoltare extrem de dinamica si cu o acumulare uriasa de sedimente, pana la 13 km grosime pe fund in partea centrala a bazinului. In Marea Neagra exista doua sub-bazine de extensie cu istorii geologice diferite. (Fig. 2): Bazinul Vestic al Marii Negre, care s-a deschis prin despicarea Platformei Moesice in urma cu 110 milioane de ani (Barremianul tarziu), urmata de o scufundare majora si probabil de formarea unei cruste oceanice cu aproximativ 90 milioane de ani in urma (Cenomanian) (Astyushkov, 1992; Finetti s.a, 1988; Gorur, 1988) si Bazinul Estic al Marii Negre, a carui deschidere a inceput probabil in Paleocenul Tarziu ( aprox. 55 mil. de ani in urma), urmata de extindere si formarea crustei oceanice in Eocenul Mijlociu (cca. 45 mil. ani in urma) ( Robinson s.s, 1995)

2.      Evolutia mediului si schimbarile de nivel ale Marii Negre

Schimbarile la scara larga ale nivelului marii cu consecinte radicale in modificarea tarmului, mari acumulari de sedimente in zonele adanci ale marii si modificarile de mediu au avut loc de-a lungul intregii istorii geologice a Marii Negre. Cuaternarul in mod special a fost caracterizat prin schimbari spectaculoase, influentate de glaciatiuni si perioadele interglaciare.

In timpul acestor schimbari, nivelul Marii Negre a fost influentat de conexiunea stramta cu Marea Mediterana realizata prin sistemul stramtorilor Bosfor si Dardanele. Atunci cand nivelul general al marii scadea sub cel al Bosforului, variatiile de nivel ale Marii Negre aveau caracter regional, fara a fi influentate de fluctuatiile generale ale oceanului planetar. Una dintre consecintele principale ale nivelurilor scazute a fost intreruperea patrunderii apei Marii Mediterane in Marea Neagra, care a devenit un lac imens cu apa aproape dulce.

Fig. 3 Reconstituirea paleo-geografica a Marii Negre pentru faza Karangatian (Interglaciatiunea Riss-Wurm sau Mikulinian). (Dupa Tchepalyga, 2002)

Ultima Glaciatiune superioara Wurm (Valdai Tarziu, Ostashkovian) coresunde Fazei Neoeuxiniene a Marii Negre. In aceasta faza nivelul apei a fost extrem de scazut, cu pana la �110/-130m. Linia tarmului era mult in interiorul pozitiei de azi, mai ales in partea de nord-vest a Marii Negre, astfel incat suprafete intinse ale platformei continentale erau expuse. (Fig. 4)

Fig. 4 Reconstituire paleogeografica a Marii Negre din Faza Neoeuxiniana (Wurm superior) ( Dupa Tchepalyga, 2002)

Reteaua hidrografica, in special raurile mari ca Paleo-Dunarea si Paleo-Nipru, se varsau cu 90 m mai in exterior. In timpul maximului glaciatiunii (in urma cu 19000-16000 ), bazinul Neoeuxinian era complet izolat de Marea Mediterana, si in consecinta, apa a devenit salmastra, aproape dulce (3-7%, sau chiar mai putin), bine oxigenata, fara contaminare cu H₂S. Fauna era specifica acestui tip de apa, cu influente caspice.

In urma cu 16000-15000 ani, a inceput incalzirea postglaciara si topirea calotelor glaciare. Intrucat surplusul de apa furnizat prin topirea ghetarilor si adus de apele Niprului, Nistrului si Dunarii a fost masiv, nivelul Neoeuxinian al marii a crescut repede, incat prin jurul anului 12000� depasea nivelul Bosforului. Majoritatea oamenilor de stiinta cred ca in aceasta perioada s-a produs o mare curgere de apa proaspata, prin stramtorile Bosfor-Dardanele, in Marea (Egee) Mediterana. Kvasov a calculat ca nivelul scurgerii a fost de aproximativ 190 km³/an.

La inceputul Holocenului, aprox. anii 9000-7400, cand Marea Neagra si Mediterana au ajuns cam la acelasi nivel (apropiat de cel contemporan), s-a stabilit schimbul de apa pe doua sensuri, iar procesul de transformare al Marii Negre intr-o mare abiotica, salmastra a inceput. In timpul ultimilor 3000 de ani, au fost inregistrate un numar de variatii ale nivelului (�Regresiunea Phanagoriana�, �Transgresiunea Nympheana�, o scadere de 1-2 m in secolul al X-lea, o crestere inceata in zilele noastre).

In anii �90 a fost formulata o noua ipoteza de catre Ryan, Pitmann s.a. (1997). Autorii considera ca la inceputul perioadei interglaciare, pentru scurt timp, nivelul Marii Negre a fost suficient de inalt incat sa deverseze apa proaspata in Marea Egee. Cam prin anul 12000, retragerea calotei glaciare a determinat pentru o perioada limitata de timp, reorientarea surplusului de apa provenit din topirea ghetarilor spre Marea Nordului. Marea Neagra, lipsita de aportul apei provenite din topirea gheturilor in perioada mai rece Rias timpuriu (~11000 - 9000), intr-un climat vantos si arid a inregistrat o noua scadere a nivelului cu pana la �156m. In aceeasi perioada, nivelul Marii Mediterane a contiunat sa creasca, ajungand in 7500 la nivelul Bosforului, si deversand in Marea Neagra o infuzie masiva de apa sarata. Fluxul a fost de cateva sute de ori mai mare decat cea mai mare cascada a Pamantului si a provocat o crestere a nivelului Marii Negre cu 30-60 cm/zi depasind bazinul in cativa ani. O alta interpretare mai recenta, pornind de la teoria unei mai mari adancimi a Bosforului (~-85m), duce la un alt scenariu privind amestecul apelor Marii Negre si Maditeranie. (C. Major s. a 2002).

Aceasta noua ipoteza este inca supusa dezbaterii: numeroase date din stramtorile Bosfor si Dardanele, din Marile Marmara si Egee si din Delta Dunarii nu sustin teoria lui Ryan. Aceste date indica mai degraba scenariul �clasic� al deversarii apelor din Marea Neagra. Exista deci unele incompatibilitati hidraulice pentru a accepta o inundatie catastrofica in Marea Neagra, ca si o scala temporala diferita pentru a argumenta salinitatea contemporana a apelor marii (Myers s. a., 2003)

3.      Aportul de apa si sedimente de rau

Marea Neagra are un bazin hidrografic enorm, de mai bine de 2 milioane km^2� , colectand ape din aproape toate tarile europene, cu exceptia celor vestice. In partea de nord vest primeste ape ale raurilor cu cea mai mare arie de drenaj din Europa-Dunarea cu un debit de 200 km³/an si raurile ucrainene Nipru, Bugul sudic si Nistru, contribuind cu aprox. 65 km³/an. (Tabel 1)

Tabel 1 Debitul apelor fluviale si al depunerii sedimentelor in Marea Neagra

(*Date din Balkas s. a, 1990, **depuneri multianuale, inainte de indiguirea Dunarii, dupa Bondar, 1991; Panin, 1996)

In prezent influenta Dunarii este predominanta pentru sedimentarea pe platforma de nord vest a Marii Negre. Rolul Dunarii se extinde in directia sud pina in zona Bosforului, ca si spre zonele de adancime ale marii. Celelalte trei rauri din zona de nord vest, Nipru, Nistru si Bug, nu au contributii la fel de mari, deoarece ele depun sedimentele in lagune separate cu cordoane de nisip fata de mare. Dupa constructia barajelor de la Portile de Fier I si II, cantitatea de sedimente adusa de fluviu a scazut cu 40-50%, astfel incat in prezent Dunarea aduce anual 30-40 milioane de tone, din care 10-12% este nisip, care se depune in zonele din fata deltei.

4.      Schimbarea liniei de coasta a Marii Negre

Lungimea litoralului Marii Negre este de aproximativ 4100 km. Zona costiera a Marii Negre poate fi impartita in 17 subzone principale, caracterizate prin proprietati geologice, morfologice, circulatie specifica a apei litorale, sisteme si cantitati de sedimente. Intr-o abordare mai generala, coasta Marii Negre ar putea fi impartita in trei categorii morfodinamice, cu proprietati si comportament specific: (1) Zone joase de acumulare situate in apropierea varsarii raurilor ; �(2) Coaste de eroziune cu platouri si campii joase, cu faleze de loess si depozite de loess, iar uneori cu plaje in fata falezelor ;

(3) Coaste muntoase, cu faleze, terase marine, promotorii si uneori cu plaje nisipoase sau pietroase.

Eroziunea coastelor reprezinta una din problemele principale analizate de tarile riverane (riparian): Bulgaria, Georgia, Romania, Federatia Rusa, Turcia si Ucraina. Eroziunea este controlata prin:�

�        Factori generali naturali. Eroziunea coastei depinde de sinergia efectelor factorilor care controleaza procesul litoral (regimul meteorologic, regimul puterii valurilor, circulatia apei, depunerea de sedimente, etc.), schimbarile globale si consecintele lor asupra nivelului energetic al marii in zona costiera, cresterea generala a nivelului marii si caracteristicile regionale ca morfologia tarmului, elevatia si componenta geologica. Subsidence or/and neotectonic regime

�        Factorii umani Eroziunea zonei costiere si starea ecosistemului marii in zona tarmului sunt puternic afectate de activitatile antropice, ale caror efecte se adauga celor naturale.

Schimbarile generate de om asupra cursurilor si depunerilor de sedimente ale marilor rauri (aportul de apa si sedimente, regularizarea cursurilor, etc.), structurile construite de om in zona litorala ca diguri, sparge-val, porturi, care modifica circulatia curentilor marini, folosirea necontrolata a nisipului plajilor sau al celui de la gurile de varsare ale raurilor, provoaca cresterea eroziunii costiere si modificarea ecosistemului marin din zona tarmului.

Coastele joase, de depunere (prima categorie descrisa mai sus), sunt cel mai puternic influentate de schimbarile globale, in mod special de variatiile nivelului marii si de aportul de sedimente al raurilor. Descresterea cantitatilor de sedimente si schimbarile litorale datorate activitatilor antropice (indiguiri de rauri, regularizarea hidrotehnica, structurile litorale, etc.), mai ales atunci cand plajele nisipoase sunt joase, fenomene la care se adauga cresterea nivelului marii si a nivelului de energie al marii in zona litorala, pot determina in anumite conditii o continua si marcanta retragere a plajii cu pana la 20-30 m/an, asa cum se intampla in anumite sectoare ale Deltei Dunarii. (Fig. 5) Acest proces provoaca pierderi de suprafete de uscat, schimbari ale mediului si degradadrea economica a zonei costiere. Daca regiunea reprezinta zona de coasta a unei delte importante, care joaca un rol important in structura si functionarea ecosistemului, toate schimbarile in interactiunea fluviului cu marea pot provoca efecte fatale si ireparabile.

5.      Dovezi arheologice ale modificarilor de mediu in Marea Neagra

Este evident ca populatiile antice au fost influentate de modificarile de mediu.Un exemplu ar fi migratiile de populatii provocate de asemena schimbari. Incursiunile in zona costiera, in functie de pozitia nivelului marii, au fost probabil urmate de migratii in paleolitic si neolitic si de intemeierea de asezari de catre comunitati in cautare de locuri propice vietii, de-a lungul vailor raurilor sau in zona litorala. Se poate ca in timpul regresiunii Neoeuxiniene (Wurm), cand intreaga platforma continentala a fost expusa (scaderea nivelului apei cu �120m) sa fi existat aici asezari din Paleoliticul superior sau din Epipaleolitic, mult in interiorul liniei de coasta din zilele noastre. Cercetarea acestor asezari, care in cea mai mare parte sunt ingropate in sedimente recente si Holocene, este extrem de dificila si de aceea se stiu putine despre existenta lor.

Pe de alta parte, pentru ultimele 2000-3000 de ani exista informatii despre modificarile de nivel ale marii si ale liniei coastei� (Pirazzoli, 1996) in multe zone. Exista asemena informatii si despre linia tarmului si paleo-geografia in diferite locuri in jurul Marii Negre. In cursul expansiunii lor spre est, grecii si romanii din antichitate au furnizat descrieri interesante ale zonei costiere ale Marii Negre, in special in stransa conexiune cu stabilirea coloniilor grecesti, incepand cu sec. 7 i. Hr . (Fig 6)

Unele dintre cele mai bine descrise sunt zonele Deltei Dunarii, gurile de varsare ale Dunarii si lagunele de pe tarmul de NV al Marii Negre.