Этот неизвестный океан. Как работают приливы, рождаются шторма и живут невидимые создания в морских глубинах - Александр Осадчиев
Пуд соли для океана
Почему вода в море соленая? Основная причина в том, что, когда вода испаряется с поверхности моря, то есть переходит из жидкой фазы в газообразную, соль не испаряется, а остается в море. Реки, образующиеся из атмосферных осадков или в результате таяния ледников, имеют практически нулевую соленость. Тем не менее, пока реки текут по суше и взаимодействуют с ней, они вымывают горные породы. Поэтому в речной воде накапливаются в относительно небольших концентрациях (по сравнению с морской водой) разные растворенные вещества, в том числе и соль. Так миллиарды лет соль вымывается реками из суши и выносится в Мировой океан, где и остается. Именно поэтому соленость морской воды на несколько порядков выше солености рек. Существуют некоторые механизмы выведения соли из морской воды, в частности ее выпадение в виде осадка на дно, однако эти процессы достаточно медленные. Именно поэтому большая часть соли и вообще растворенных веществ, которые попадают в морскую воду, в морской воде и остаются.
В различных концентрациях в водах Мирового океана присутствуют почти все элементы таблицы Менделеева. Основной вклад в соленость океана вносят хлориды, а именно, натрий хлор (85%), а также сульфаты, гидрокарбонаты и другие соединения, представленные солями брома, фтора, калия, натрия, магния, кальция и стронция. Композиция растворенных солей (или солевой состав) в океане очень однородна: соленость в океане может быть немного больше или меньше в разных частях океана, а соотношение концентраций различных солей в открытом океане везде одно и то же. Это связано с тем, что открытый океан непрерывно перемешивается и по горизонтали, и по вертикали и солевой состав в нем выравнивается.
В составе морской воды, кроме солей, также находятся так называемые биогенные вещества – растворенные углерод, азот, фосфор, кремний, железо и другие. Они необходимы для постройки тел многих морских организмов, поэтому являются основой развития жизни в океане. Кроме того, в океане растворены многие газы: кислород, азот, углекислый газ, сероводород, метан и другие. Мировой океан играет важную роль в регулировании концентрации этих газов в атмосфере, что, в частности, влияет на климат Земли через парниковый эффект. Из-за деятельности человека парниковых газов выбрасывается больше, чем поглощается природным образом. От изменения свойств океана – в первую очередь температуры поверхностного слоя – зависит, насколько больше или меньше он будет поглощать парниковых газов, а это определяет усиление или ослабление глобального парникового эффекта.
Что может уменьшить соленость морских вод? Основные причины опреснения морских акваторий – реки, атмосферные осадки и таяние морского льда. Осадки и таяние льда, как правило, вносят небольшой и кратковременный вклад в уменьшение солености океана, не более нескольких промилле. А вот крупные реки действительно могут сильно опреснить то или иное полуизолированное море или морской залив. Увеличивать соленость морских вод могут два процесса, обратных процессам опреснения: испарение и выделение соли в процессе образования льда. Когда морская вода замерзает, часть соли не попадает в лед, а выпадает в море виде рассола.
Соленость в большей части Мирового океана достаточно однородна и составляет 32–35 промилле, то есть 3,2–3,5% от массы воды. Однако в океане есть области, где соленость сильно отличается от характерных значений. Это свойственно внутренним морям, то есть морям, водообмен которых с открытым океаном сильно ограничен и происходит через узкие проливы. Воды внутренних морей перемешиваются с водами открытого океана достаточно медленно, поэтому в них могут сформироваться аномально высокие или низкие значения солености.
Если в полуизолированное море или морской залив впадают крупные реки, и это происходит в зоне с относительно прохладным климатом, где испарение с поверхности воды невелико, то такая акватория сильно опресняется. Таких акваторий в океане достаточно много, наиболее крупные – Балтийское море, Карское море, море Лаптевых, Восточно-Сибирское море, Азовское море, Бенгальский залив, Гудзонов залив. Опреснение поверхностного слоя может влиять и на глубинные воды. Так, в Черном море поверхностная соленость в два раза ниже средней солености Мирового океана из-за большого количества речных вод, поступающих из Дуная, Днепра, Днестра и других рек. Кроме того, у Черного моря очень ограниченный водообмен со Средиземным морем через узкие и неглубокие проливы Босфор и Дарданеллы. При этом, начиная с глубин в 150–200 метров, соленость воды в Черном море повышается на 10–20%. Из-за значительного перепада солености между верхним слоем и глубинными водами между ними практически отсутствует перемешивание. Это приводит к тому, что кислород из атмосферы проникает только в поверхностный слой и не попадает ниже стометровой глубины. В результате органика, которая отмирает в верхнем слое и оседает на дно моря, разлагается в бескислородной среде, что приводит к образованию сероводорода и сероводородному заражению глубинных вод Черного моря.
А какие места в океане самые соленые? Это тоже изолированные моря, но находящиеся в жарком климате, где очень сильное испарение. Самое сильное осолонение в Красном море и Персидском заливе, соленость в них достигает 40–41‰, несколько меньше – в Средиземном море, до 38–39‰. Надо сказать, что если самые пресные области Мирового океана могут быть в два или более раз преснее, чем в среднем Мировой океан, то самые соленые акватории Мирового океана всего лишь на 15–20% более соленые.
Что же дальше происходит с более соленой и более пресной морской водой, когда она все-таки попадает из своих полуизолированных акваторий в Мировой океан? Более пресная морская вода остается на поверхности из-за того, что у нее пониженная плотность. В открытом океане на поверхность моря воздействует ветер, что вызывает интенсивное перемешивание. Поэтому соленость опресненных вод достаточно быстро повышается до средней океанической солености. Более соленые воды, наоборот, более тяжелые, поэтому, попадая в открытое море, они погружаются на большие глубины. Так как на больших глубинах перемешивание слабое, осолоненные воды могут формировать стабильные водные массы в промежуточных и придонных слоях, что и происходит в Атлантическом океане с водами из Средиземного моря и в Индийском океане с водами из Красного моря и Персидского залива.
Еще одно важное свойство морской
