Этот неизвестный океан. Как работают приливы, рождаются шторма и живут невидимые создания в морских глубинах - Александр Осадчиев

сообщается с морем через реки, это основной путь взаимодействия океана и суши. С реками в океан выносится огромное количество не только пресной воды, но и различных взвешенных и растворенных веществ, которые попадают в речную воду. Вся огромная поверхность суши, составляющая водосбор Мирового океана и весь огромный Мировой океан сообщаются друг с другом через довольно узкие области – речные устья. Они составляют менее процента всей береговой линии океана, но именно через них в океан поступают вещества с суши.

Рис. 69.Водосборные бассейны разных океанов

Речная вода менее соленая и, соответственно, более легкая, чем морская. Поэтому, когда реки впадают в море, речная вода растекается по поверхности моря тонким слоем, аналогично тому, как жидкое масло растекается по поверхности воды. Этот тонкий слой постепенно перемешивается с морскими водами, его соленость увеличивается, но он все равно остается гораздо более пресным и легким, чем окружающие его морские воды. Такой слой опресненных вод называется речным плюмом. Речные плюмы, как правило, очень хорошо видны глазом, на аэрофотосъемке и из космоса, потому что у них другой цвет, чем у окружающих морских вод. Речные воды в большинстве случаев более мутные, они текут по поверхности земли и собирают в себя частички грунта. У небольшой реки дальность распространения плюма от речного устья составляет примерно несколько километров, а толщина плюма – 1–2 метра. Плюмы, которые образуют крупнейшие реки мира, например Амазонка, Ганг или Лена, распространяется на расстояния до 1000 километров от устья, а толщина таких плюмов составляет всего 10–20 метров. Вот так, для реных плюмов характерны такие различия на несколько порядков в вертикальных и горизонтальных масштабах.

Рис. 70.Образование речного плюма при впадении реки в море

С речным стоком в Мировой океан попадает огромное количество веществ, которые в определенном смысле являются инородными для океана. Так, в море выносится терригенная взвесь, то есть взвешенные в воде частицы, которые образовались в результате размывания горных пород, или просто кусочки земли, попавшие в реку. Эта взвесь переносится и оседает в прибережной зоне, что влияет на образование новых островов и изменение береговой линии. Также с речным стоком в море выносится большое количество биогенных элементов. Кроме того, с речными водами в море поступает огромное количество антропогенных загрязнений. То, куда распространяется речной плюм, где и как он перемешивается с морскими водами, определяет как места повышенной биологической продуктивности, так и накопления загрязнений в прибрежных районах.

Реки, которые впадают в море, имеют очень разные размеры: от крупнейших рек мира до небольших ручьев. Влияние речных плюмов на окружающие морские воды очень разное. У маленьких рек это влияние региональное, оно ограничивается небольшой окрестностью устья этой реки. Крупнейшие реки мира, такие как Амазонка или Миссисипи, формируют большие по размеру плюмы, сравнимые с размерами больших заливов и даже отдельных морей, в которые они впадают. Эти речные плюмы влияют на физические и биологические процессы в масштабе целого моря.

Есть единственное место в океане, где речные плюмы влияют на процессы в глобальном масштабе. Это место – Северный Ледовитый океан. В него впадает непропорционально большой речной сток – в несколько раз больший на единицу площади, чем в среднем в Мировой океан. В результате этого в Северном Ледовитом океане формируются огромные речные плюмы. Этот процесс очень важен для глобального климата по следующим причинам. Соленая вода замерзает существенно медленнее, чем пресная. Чем дальше распространились речные плюмы в Арктике, чем ниже в них соленость, тем быстрее будет образовываться лед в холодный период года. При этом формирование льда в Арктике – это ключевой процесс с точки зрения глобального климата.

Речные плюмы в Северном Ледовитом океане влияют и на прочность ледяного покрова. Чем ниже соленость морской воды, тем ниже будет соленость льда, образующегося из этой воды. С другой стороны, соленость льда напрямую определяет его прочность: пресный лед гораздо более твердый и прочный, чем соленый. При замерзании речные плюмы формируют более пресный и твердый лед, чем соленые морские воды. Этот фактор важно учитывать при прокладывании ледокольных маршрутов в Северном Ледовитом океане.

Речные плюмы – мои любимые объекты в океане. Так получилось, что одна из первых задач, с которой мне пришлось разбираться, когда я пришел работать в Институт океанологии, была как раз задача про речные плюмы. С тех пор я их изучаю: защитил по ним кандидатскую и докторскую диссертации, написал статью в Википедии, написал и издал книгу, которая так и называется – «Речные плюмы». Речные плюмы есть почти во всех прибрежных районах Мирового океана, поэтому география их изучения очень большая. У меня есть шуточная цель – написать научные статьи про речные плюмы в каждом из морей, омывающих Россию. И я почти достиг ее – осталось написать только про Берингово море, что в планах на ближайший год.

Пластиковые пришельцы

Пластиковое загрязнение тоже попадает в океан в основном с речным стоком. Значительная доля пластика, которая поступает в реки и потом в море, не тонет, так как его плотность меньше, чем плотность морских вод. Из-за этого пластик выносится из рек в открытое море. Пластик разрушается под воздействием солнца и волн и распадается на маленькие частички, которые называются микропластиком. Эти микропластиковые частички, также плавучие, остаются в поверхностном слое и сбиваются в так называемые мусорные острова, наиболее знаменитые из которых находятся в Тихом океане. В Мировом океане есть пять основных ячеек циркуляции, пять основных круговоротов, в которых и накапливается пластик.

Не стоит думать, что мусорные острова действительно похожи на острова, то есть в этих местах море покрыто сплошным слоем пластика. Если искать в интернете фотографию мусорных островов, то поиск выдаст изображения поверхности воды, полностью покрытой бутылками и другим пластиковым мусором. На самом деле концентрация микропластика даже в самых загрязненных районах Мирового океана, в центрах этих крупных океанических круговоротов не настолько высока. Максимальная концентрация – это две-три частички микропластика общей площадью несколько квадратных сантиметров, которые плавают на квадратном метре воды. Иными словами, эти частички различимы глазом, и, если бы вы купались в воде, где несколько пластиковых частичек плавают на каждом квадратном метре поверхности, вам бы казалось, что эта вода грязная. Однако площадь этого микропластика достаточно мала по сравнению с площадью воды, в которой они плавают. Поэтому мусорные острова не видны из космоса, птицы не свили на них гнезда, растения не выросли,