По следам экстремального шторма
Дмтрий Яковлевич Фащук,
доктор географических наук
«Наука и жизнь» №6, 2008
Два года назад журнал «Наука и жизнь» опубликовал статью ведущего научного сотрудника Института географии РАН Д. Фащука «Да поможет нам география!» («Наука и жизнь» №2, 2006), в которой в качестве примера сотрудничества географов и математиков в исследовании морских экологических проблем приводился прогностический расчёт динамики разлива 1500 т нефтепродуктов в случае гипотетической аварии танкера в Керченском проливе. По иронии судьбы 11 ноября 2007 года во время экстремального шторма переломился стоявший на якоре в проливе танкер «Волгонефть-139», и в море, теперь уже реально, попало 1600 т мазута. К каким последствиям привёл разгул стихии? Предлагаем вниманию читателей географо-экологический анализ событий.
Хроника катастрофы
Ночью 10–11 ноября с Балканского региона на акваторию Чёрного моря вышел южный циклон и со скоростью 70 км/ч устремился в сторону Крыма. Практически над всей акваторией моря, кроме его южной части, резко усилился ветер южной четверти. Сила ветра к утру 11 ноября достигала: в Керчи — 27–32 м/с, в Анапе — 25–30 м/с, в Геленджике — 30–35 м/с. По сведениям МЧС России, на Азовском море в районе порта Кавказ высота волны в это время составляла 4 м. 12–13 ноября центр циклона сместился с Крымского полуострова на север, а над акваторией моря сохранилась ложбина с дождями и низкой облачностью. Ветер ночью 12 ноября ещё оставался южным, а 13 ноября зашёл на северо-западный, не превышая 7–12 м/с.
За последние 50 лет волны максимальной высоты 2 м в северной части Керченского пролива наблюдались всего девять раз (шесть раз в апреле, два раза в июне и один раз в июле) и только при ветрах северной четверти. Повторяемость ветров южной четверти в северо-восточной части моря составляет 12%, но по силе они никогда не превышали 15–17 м/с. За всю историю инструментальных наблюдений, с 1936 года, двухметровых и тем более четырёхметровых волн при таких ветрах не регистрировали ни разу. В течение всего года, за исключением марта, в проливе преобладает волнение высотой 0,7–1 м и ниже.
По данным МЧС России, утром 11 ноября в районе порта Кавказ было 59 судов, из которых около 20 — нефтеналивные типа река—море. Примерно такое же количество располагалось на якорной стоянке на входе в Керченский пролив с Чёрного моря. Всего на акватории пролива и в его азовском и черноморском устьях, по данным капитана порта Керчь, находилось 167 судов.
Сводка МЧС на 06.00 МСК 12.11.2007 сообщает, что в результате штормового ветра (до 32 м/с) и сильного волнения моря (6-7 баллов, высота волны 5 м) в Керченском проливе затонули четыре судна (сухогрузы «Вольногорск», «Нахичевань», «Ковель», «Хачь Измаил» — Грузия); сорваны с якорей и сели на мель шесть судов (сухогрузы «Вера Волошинская» (Украина), «Зияя Кос» (Турция), «Капитан Измаил» (Турция), баржи «Дика», «Диметра», плавкран «Севастополец»); получили повреждения два танкера («Волгонефть-139», «Волгонефть-123»); находится в дрейфе баржа БТ-3754.
Нефтеналивное судно «Волгонефть-139» типа река—море, перевозившее мазут, в 04.50 МСК 11.11.2007 разломилось в районе якорной стоянки с южной стороны острова Тузла. Заякоренная носовая часть танкера после аварии осталась на месте, а корму под действием ветра и течений отнесло к острову Тузла и выбросило на мель. В результате перелома танкера, перевозившего 4777 т мазута, произошёл разлив около 1300–1600 т нефтепродуктов.
Сколько мазута попало в море в период катастрофы и каковы его свойства, известно лишь приблизительно. Есть предположение, что в море вылился не только мазут из танкера «Волгонефть-139», но и нефтепродукты из других судов, засти гнутых штормом в азовском устье пролива и воспользовавшихся штормовой погодой, чтобы «промыть» свои танки. Это предположение подтверждается данными авиационной разведки места событий, выполненной силами МЧС России сразу после катастрофы 11 ноября. Так или иначе, но, по официальным сводкам, из носовой части танкера «Волгонефть-139» за 12 часов вытекло 1000 т мазута. Из кормовой части танкера в море поступило ещё 600 т мазута.
Нефть в проливе
По сообщениям руководства Керченского морского порта и сотрудников подразделения МЧС Украины, 12 ноября мазут выплеснулся на южное побережье острова Тузла. 17 ноября, через семь дней после шторма, произошёл выброс мазута на крымском побережье Керченского пролива в районе Аршинцевской косы и мыса Белый (Ак-Бурун).
Собирать мазут отправились добровольцы, сотрудники МЧС и ВС Украины. К концу ноября 2007 года очистка пляжей острова Тузла была завершена. Общее количество загрязнённого мазутом песка, собранного на украинской территории пролива, составило около 4000 тонн. Содержание мазута в пробах песка колебалось от 4 до 30%, в среднем 15–20%. Исходя из этих данных, можно предположить, что на украинское побережье было выброшено от 600 до 800 т мазута.
14 ноября 2007 года с 09.30 до 12.30 сотрудники МЧС России провели обследование нефтяного загрязнения пролива с вертолета. Основные разливы мазута зафиксированы в районе расположения затонувшего на глубине 10 м носа и севшей на мель на глубине 4 м кормы танкера «Волго-нефть-139», а также на косе Чушка и азовском побережье Тамани.
Источником шлейфа лёгких фракций нефтепродуктов (солярки) протяжённостью более 50 км, наблюдавшегося у входа в пролив со стороны Азовского моря от пос. Кучугуры на Тамани вдоль северного побережья Керченского полуострова вплоть до Казантипского залива, был не переломившийся танкер, а суда, штормовавшие в это время в Азовском море.
15 ноября буксир «Светломор-3» собрал 500 м3 водно-мазутной смеси в районе носовой части танкера «Волгонефть-139». В районе его кормовой части перекачано 10 т мазута в танкер «Волго-нефть-119». Между косой и о. Тузла установили 400-метровые боновые заграждения. В районе о. Тузла и носовой части танкера «Волгонефть-139» для поглощения мазута применяли сорбент.
В течение 14 ноября очищено от мазута 8,5 км российской береговой полосы, собрано 1478,6 т загрязнённого песка, а всего с начала операции по очистке его собрано 3248 т. Если предположить, что содержание мазута в загрязнённом песке на российском побережье такое же, как и на украинском, то получается около 600 т нефтепродуктов. В сумме с тем, что собрано на украинской территории, это составляет 1400 т — практически весь объём попавшего после аварии в море мазута.
Тем не менее большинство специалистов, занимающихся исследованием причин и последствий катастрофы 11 ноября 2007 года, полагают, что реальные её масштабы (разлив мазута) занижены и на дне Керченского пролива ещё остаётся до 500 т тяжёлых фракций нефтепродуктов.
А что будет летом?
Реконструкция динамики нефтяного разлива под влиянием гидрометеорологических факторов, выполненная на российской гидродинамической модели SPILLMOD, довольно адекватно, как показало сравнение с данными авиаразведки, описала сложившуюся ситуацию с загрязнением Керченского пролива после катастрофы.
В первые сутки после катастрофы под влиянием штормового юго-западного ветра пятна мазута из носа и кормы танкера «Волгонефть-139» «накрыли» косу Тузла и через Павловскую узость и Тузлинскую промоину дрейфовали по проливу в сторону Азовского моря, не касаясь крымского побережья. Через сутки разлив достиг косы Чушка, а 13 ноября развернувшимся на северо-запад ветром пятно мазута было выброшено на азовский берег Тамани.
Согласно модельным расчётам, в течение четырёх суток после катастрофы в зоне мазутного пятна находилась значительная часть акватории пролива и азовского предпроливья. По некоторым наиболее пессимистичным прогнозам, возможно резкое ухудшение экологической ситуации летом, после прогрева и всплытия мазута в Керченском проливе. Насколько реальна такая угроза с учётом свойств мазута и гидрологических характеристик вод Керченского пролива?
Мазут — жидкий продукт, остающийся после выделения из нефти (при температурах 350–360°С) легких фракций. Он представляет собой смесь углеводородов с молекулярной массой от 400 до 1000 г/моль, нефтяных смол с молекулярной массой 500–3000 г/моль и более, асфальтенов, карбенов, карбоидов, органических соединений, содержащих металлы.
По плотности мазут подразделяют на четыре категории: М-100/1015, М-100/1010, М-100/1000 и М-100/985. Цифры в знаменателе указывают плотность мазута (кг/м3) при температуре 20°С. Если танкер «Волгонефть-139» перевозил мазут марки М-100/1015, то при реальных колебаниях температуры и солёности воды в Керченском проливе (1–25°С и 11–18,4‰) такой мазут тяжелее воды и с повышением температуры всплыть не может, так как прогрев воды и мазута идёт синхронно. Всплытие такого мазута возможно только в нереальной для природы ситуации — если он прогреется до 22–25°С, а температура воды при этом останется в пределах 0–7°С.
В случае если в танках разломившегося танкера был мазут марки М-100/1000 или М-100/985, то после аварии все нефтепродукты должны были всплыть на поверхность и тогда действительно почти весь разлив (1600 т) мог оказаться после шторма на пляжах пролива, так как даже при температурах около 0°С такой мазут легче воды. Если же в танках был мазут марки М-100/1010, то в процессе прогрева воды его всплытие возможно в диапазоне солёностей > 15–20‰ (при черноморском потоке). При солёности 15‰ плавучесть такого мазута нейтральная, а при солёностях < 15‰ он оказывается тяжелее воды пролива.
В последнем случае судьбу мазута, оставшегося на дне пролива, можно попытаться предсказать, исходя из оценок преобладающих направлений и скоростей течений в весенне-летние месяцы.
После строительства Тузлинской дамбы в 2003 году в системе циркуляции вод Керченского пролива произошли существенные изменения. Так, при северных и северо-восточных ветрах скорость азовских течений вдоль крымского побережья пролива значительно возросла. Препятствие в виде дамбы теперь не позволяет потоку из Азовского моря распределяться равномерно по акватории пролива. В результате за три года (2004–2007) на значительной части его побережья южнее Керчи до мыса Такиль смыты песчаные пляжи на 10–20 м в глубь материка и активизировались осыпи, связанные с подмывом берегов. При южных ветрах в Таманском заливе интенсивность и направление циркуляции воды изменились. Там начали оседать взвешенные в воде частицы, началось заиление залива. Недостроенная дамба оказалась также препятствием для черноморских вод. Поэтому при южных ветрах вдоль таманского побережья возникают противотечение на юг и локальный антициклонический круговорот в южной части пролива с черноморской стороны дамбы. Именно это обстоятельство могло стать причиной распространения пятна мазута после перелома танкера «Волгонефть-139» на юг к побережью Тамани, в район мыса Панагия, отмеченного авиаразведкой 14 ноября.
Мазут довольно продолжительное время может оставаться в морской воде без существенной трансформации. Смолообразные комки — нефтяные агрегаты размером от 1 мм до 50 см — «живут» во внутренних морях от месяца до года, а в открытом океане — до нескольких лет.
Если такие нефтяные агрегаты всплывут в открытой части акватории Керченского пролива между косой Чушка, островом Тузла и крымским побережьем, то их в течение суток вынесет из пролива (учитывая высокие скорости течений — до 3 км/ч). Вероятность выброса агрегатов на побережье после южных штормов, несущих солёную воду (более 15‰), наиболее высока вдоль береговой линии косы Чушка, пос. Капканы, Опасное, Жуковка, Керченской бухты.
Интенсивность водообмена Таманского залива с открытыми акваториями пролива после строительства Тузлинской дамбы снизилась, а следовательно, возросла вероятность продолжительного сохранения здесь нефтяных агрегатов. Естественным путём, без применения технических средств, залив от них, скорее всего, не освободится.
Последствия для обитателей моря
Максимальный урон катастрофа 11 ноября 2007 года могла нанести водорослям и донным морским организмам, обитающим вдоль побережья косы Чушка и в зоне фарватера в открытой части пролива между косой и крымским побережьем (зоостера, цирастодерма, мидии, митилястра, сообщества нереиса, усоногих рачков). Именно над этими районами располагалось пятно мазута в течение четырёх дней после аварии танкера «Волгонефть-139».
Рачки и другие мелкие животные — основная пища донных промысловых рыб пролива, поэтому нефтяное загрязнение дна в указанных районах, вероятно, отразится на популяции бычка, который в марте—апреле подходит к берегу для нереста. Гибель кормовой базы негативно скажется и на рыбе другого донного вида — кефали, которая проходит через пролив в середине марта, направляясь в Азовское море для нагула. Нефтяное загрязнение дна Керченского пролива повлияет также на нерест камбалы-глоссы в январе—марте, помешает нагулу мелкой ставриды и камбалы-калкана, которые заходят сюда из Чёрного моря в августе—октябре.
В то же время вряд ли следует ожидать каких-либо серьёзных последствий катастрофы для популяций фито- и зоопланктона, обитающих в толще вод, а также для промысловых пелагических рыб, так как их взрослые особи долго в проливе не задерживаются, а ранние стадии их развития протекают вне зоны пролива.
Сейчас на украинском побережье пляжи острова Тузла, Аршинцевской косы и бухты мыса Белый (территория, принадлежащая Керченскому историко-археологическому музею) от мазута очищены. В марте 2008 года силами МЧС Украины в Керчи начато водолазное обследование побережья Аршинцевской косы. В результате первых погружений в исследуемом районе мазута на дне не обнаружено. Более точный прогноз возможного нефтяного загрязнения Керченского пролива остатками мазута можно будет дать после обследования дна в других районах пролива, оказавшихся в зоне нефтяного разлива как с украинской, так и с российской стороны.
