Андрей Монин - Черные приливы

Хочется подчеркнуть, что нефтяная пленка сдерживает такой процесс, как обрушивание волн, то есть предотвращает брызгообразование, с которым связано попадание в атмосферу морской соли. Поэтическое определение «соленый ветер», когда говорят о ветре, дующем со стороны моря, является достаточно точным. Представим себе бесконечные просторы океана, покрытые белоснежной пеной. При ближайшем рассмотрении можно увидеть, что пена состоит из огромного числа пузырьков. Пузырьки постоянно лопаются, разбрызгивая морскую соль. Допустим, что в любой момент времени акватория Мирового океана хотя бы на 3–4 процента покрыта пузырьками и что в каждую секунду лопается 10 18пузырьков. В этом случае окажется, что в атмосферу ежегодно выбрасывается значительно более миллиарда тонн соли. Частицы соли вездесущи. Еще в прошлом столетии было экспериментально установлено, что морская соль, пусть в ничтожных концентрациях, присутствует в каплях дождя, выпадающих не только в приморских, но и в континентальных странах.

Но океан является источником насыщения атмосферы не только морской солью, но и другими веществами, например органическими. Мельчайший органический материал покрывает тонким жирным слоем ветровое стекло автомашины, стоящей на берегу моря. Во время же так называемых «красных приливов» у жителей прибрежных районов появляется болезненный кашель и постоянно воспаляются глаза, поскольку в воздухе носятся токсичные вещества, содержащиеся в микроскопических планктонных водорослях динофлагеллятах, огромное скопление которых и есть «красный прилив».

Итак, нефтяная пленка препятствует и солеобмену, и выносу в атмосферу органических и многих других веществ, содержащихся в морской воде.

Теперь о влиянии нефтяной пленки на газообмен между океаном и атмосферой. Английский ученый Н. Нельсон-Смит приводит данные о лабораторном эксперименте с «бескислородной» водой (кислород удален кипячением), на поверхность которой помещалась тончайшая пленка дизельного масла (0,002 миллиметра). Через сутки эта вода насыщалась кислородом на 99 процентов. Когда же помещалась более толстая пленка того же масла (0,03 миллиметра), то за сутки достигалось лишь 60 процентов насыщения кислородом. Как видим, влияние нефти на газообмен, если исходить из идеализированных условий, созданных в лаборатории, довольно слабое. Другое дело в реальных условиях, когда над морем дует ветер, «деформирующий» его поверхность и нефтяное покрытие, — интенсивность газообмена через поверхность существенно возрастает.

Интересный факт, связанный с изменением содержания кислорода в толще вод Саргассова моря, отмечался во время советско-американских исследований по программе ПОЛИМОДЕ в мае 1978 года. Гидрохимики определили весьма низкое содержание кислорода в верхнем 40-метровом слое. Наиболее реальное предположение — уменьшение обмена океана с атмосферой. Действительно, во время проведения исследований на поверхности океана наблюдалось большое скопление смоляных комочков и растворенных углеводородов — остатков нефтяной пленки.

Теперь об обмене углекислым газом. Средняя концентрация углекислого газа в атмосфере равна 314,5 молекулы на 1 миллион. Полагают, что в последние годы происходит увеличение концентрации этого газа в воздухе, приблизительно 0,72 молекулы на 1 миллион в год, что составляет около половины поступления его в атмосферу за счет сгорания ископаемого топлива. Вторая половина — продукт интенсивной деятельности транспорта и промышленности — поглощается растительными организмами в ходе фотосинтетической деятельности, причем одну часть поглощения обеспечивают морские микроскопические водоросли, а вторую — растительность суши. Итак, диффундирующий в морскую воду углекислый газ энергично усваивается водорослями и так же быстро растворяется в океане. Употребляемые морскими животными в пищу, а также отмирающие водоросли в конце концов оказываются на морском дне в виде известковых отложений — солей угольной кислоты. Скорость переноса двуокиси углерода через границу атмосфера — океан увеличивается в четыре раза, если на океанской поверхности появилась рябь. Физическая сущность этого явления заключается в том, что утончается самый верхний миллиметровый ламинарный слой, через который газ переносится за счет молекулярной диффузии. При значительном волнении скорость переноса газа может вырасти еще вдвое. Способствуют переносу через пограничный слой и мельчайшие животные, своими движениями перемешивая воду микрослоя.

Эксперименты показывают, что нефтяное загрязнение океана в больших масштабах может нарушить планетарное равновесие углекислого газа, отрезав от атмосферы такую поглотительную среду для двуокиси углерода, как океан. Если избыток углекислого газа в атмосфере будет увеличиваться, то это может вызвать явление, называемое парниковым эффектом, в результате которого произойдет повышение температуры поверхности Земли. Возможность парникового эффекта довольна реальна, хотя его проявления следует ожидать, как считает американский специалист по физике атмосферы Уоллас Бреккер, через 100–150 лет.

Последствия нефтяного загрязнения для жизни в океане еще далеко не ясны. Например, из общих соображений можно считать, что наличие даже тончайшей нефтяной пленки на поверхности океана снижает интенсивность фотосинтеза одноклеточных водорослей. Ориентировочно нефтяная пленка в зависимости от ее толщины уменьшает освещение верхней стометровой толщи воды до 10 процентов. Казалось бы, немного, но надо помнить, что именно одноклеточные океанские водоросли вырабатывают около половины всего количества кислорода, присутствующего в атмосфере Земли. Такие колебания в поступлении «океанского» кислорода чреваты серьезными последствиями, ибо в настоящее время наблюдается резкое возрастание потребления атмосферного кислорода заводами и фабриками, двигателями различного назначения (автомашин, самолетов и т. д.).

Нефтяное загрязнение может оказать влияние на нарушение обмена не только через верхний пограничный океанский слой, но и самым непосредственным образом. Так, известно, что личинки некоторых рыб наполняют первый раз в жизни свои плавательные пузыри, заглатывая воздух прямо из атмосферы. Наблюдения показали, что личинки, которые не смогли заполнить плавательный пузырь воздухом, отстают в развитии и часто погибают. Препятствием сделать этот глоток воздуха может быть нефтяная пленка, покрывающая значительные участки морской поверхности.

Итак, нефтяное загрязнение нарушает баланс энергии и веществ на границе раздела атмосферы и океана, уменьшая поступление в океан света и тепла, негативно влияя на динамические процессы на поверхности океана. Из-за нефтяной пленки нарушается газообмен, влагообмен и солеобмен между океаном и атмосферой. В то же время влияние нефтяного загрязнения на каждый из процессов взаимодействия океана и атмосферы различно и во многом зависит от физических свойств среды.