Как перемешиваются морские воды (солевые пальцы)

Согласно высказанной около 30 лет назад гипотезе, крупные массы воды в океане могут «разбавлять» друг друга без внешнего воздействия. Позже гипотеза была подтверждена наблюдениями, при которых обнаружили довольно четко ограниченные узкие течения («пальцы»), характеризующиеся большой соленостью; под воздействием термодинамических факторов они поднимаются и погружаются между определенными слоями воды. Однако оставалось неясным, достаточно ли эти течения сильны, чтобы играть существенную роль в перемешивании больших океанских масс.

На совместной конференции Американского геофизического союза и Американского общества лимнологии и океанографии (Гонолулу, февраль 2002 г.) были доложены результаты исследований, проведенных под руководством Р.Шмитта (R.Schmitt) сотрудниками Вудсхолского океанографического института (штат Массачусетс, США). Двигаясь вслед за распространяющимся инертным химическим веществом, специалисты в течение года изучали процессы, которые совершались в водах Атлантики восточнее о.Барбадос. В ходе этой экспедиции впервые удалось непосредственно измерить энергию, которой обладают эти солевые «пальцы».

До сих пор при измерении объема турбулентного смешивания вод в океане оказывалось, что он примерно в 10 раз меньше ожидаемого. Теперь океанографы установили роль в этом механизме солевых «пальцев»: там, где теплые и насыщенные солями воды лежат поверх холодных и пресных (что обычно для тропиков и субтропиков), солевые «пальцы» толщиной всего в несколько сантиметров (!) способны перемешивать водные массы на протяжении сотен километров без участия течений. Дело в том, что тепловая энергия многократно усиливает диффузию; она идет в 100 раз более интенсивно, чем при обычной диффузии солей в морской воде.

При наличии солевых «пальцев» к поверхности поднимаются многочисленные тонкие струи, образующие «колонны» толщиной в несколько десятков сантиметров. Такие колонны служат чем-то вроде теплообменника, в котором соленая вода передает тепловую энергию окружающей ее холодной и пресной, при этом сама становится более плотной и уходит вниз, а подогретая холодная, приобретя меньшую плотность, поднимается.

Работая в акватории, омывающей о.Барбадос с востока, исследователи, помимо прочего, проследили происходившее в течение 300 сут перемещение и перемешивание конкретной водной массы. Для этого в январе 2001 г. за борт было спущено 175 кг трассирующего вещества — жидкого гексафлорида серы. Контейнер с ним буксировался судном на постоянной глубине 400 м, пометив таким образом площадь в 24 км2. В этой акватории слой, насыщенный химикалиями и достигавший в толщину 20 м, занимал положение между двумя слоями солевых «пальцев». Распознать его было возможно еще и в ноябре 2001 г., когда количество химикалий составляло лишь 1 г/км3 морской воды.

Выводы о том, что перемешивание океанических вод происходит в первую очередь под воздействием тонких солевых «пальцев», а не собственно течений, нашли высокую оценку у видного специалиста Р.Пинкела (R.Pinkel; Скриппсовский океанографический институт в Ла-Холье), который подчеркнул, как важно теперь установить распространенность подобных процессов в иных акваториях Мирового океана.

Science. 2002. V.295. №5561. P.1821 (США).

Источник http://vivovoco.ibmh.msk.su/VV/NEWS/PRIRODA/2003/PR_01_03.HTM 

 

Be the first to comment on "Как перемешиваются морские воды (солевые пальцы)"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*