Переход от солёной к пресной воде является бурным, уязвимым и невероятно щедрым .
Морские львы перестают реветь и один за другим соскальзывают с мола в тёмно-коричневую воду реки Фрейзер, неподалеку от Ванкувера, Британская Колумбия.
Поверхность воды гладкая, за исключением линии ряби, медленно движущейся вверх по реке.
Морские львы, по-видимому, знают, что спокойная поверхность скрывает беспорядок внизу.
Прилив только что повернул, язык соленой воды сначала ползет, а затем скачет обратно во Фрейзер через несколько часов после изгнания сильным оттоком во время предыдущего отлива.
Пока поверхность кажется спокойной, подводное пересечение пресной и соленой воды бурлит с турбулентными вихрями, сильными как в океане.
Смешение бурлящей воды и взвешенных наносов дезориентирует возвращающегося домой лосося, даря легкий праздник для морских львов.
Не все реки заканчиваются так драматично, как Фрейзер.
Но смешение пресноводных потоков, водоёмов с солеными океанскими приливами в частично замкнутом водоеме.
Естествоиспытатели называют его эстуарием, он питает некоторые из самых продуктивных, уязвимых экосистем на Земле.
Задолго до появления цивилизации, древние люди признали щедрость эстуария и сделали эти регионы координационным центром для человеческого жилья.
Увы чрезмерная застройка, плохое землепользование и многовековое промышленное загрязнение нанесли ущерб массе эстуариев.
Бостонская гавань, залив Сан-Франциско и река Гудзон-это плакаты показывающие деградации окружающей среды.
Надежда есть.
Эстуарии пограничные области между солеными и пресноводными средами, и они многообразны биологически и физически.
Разнообразие и высокая энергетика экосистемы делают эстуарии удивительно устойчивыми.
В углублённом понимании этих форм мы обратим вспять их упадок и восстановим экологическое богатство этих важных, хотя и мутных, сред.
Как работает устье реки?
С точки зрения физика, разница в плотности пресной и соленой жидкости очень интересны.
Когда речная встречается с морской, легкая питьевая вода поднимается и над плотной соленой.
Морская просачивается в устье под вытекающей речной, проталкиваясь вверх по течению вдоль дна.
Неоднократно и в реке Фрейзер, это происходит при резком соленом фронте.
Через такую область содержание соли (соленость), и плотность изменяются от океанической до свежей за несколько десятков метров по горизонтали и за метр по вертикали.
Эти сильные ингредиенты солености и плотности сопровождаются массовыми вертикальными изменениями направления и силы тока.
Вы не увидите эти бурлящие потоки с поверхности, но рыбак обнаружит, что его сеть обретает собственную жизнь, опуская ее в кажущуюся спокойной воду.
Плиний Старший, известный римский натуралист, сенатор и командующий Императорским флотом в 1 веке н.э, наблюдал это своеобразное поведение сетей рыбаков в Босфорском проливе, недалеко от Стамбула.
Плиний пришел к выводу, что поверхностные и донные течения текут в противоположных направлениях, и он представил первую письменную документацию о том, что мы теперь называем эстуарной циркуляцией.
Вторжение соленой воды.
Противоположные потоки пресной и соленой воды иногда текут плавно, один над другим.
Но когда разница скоростей достигает определенного порога, возникает сильная турбулентность, тогда соленая и пресная вода смешиваются.
Приливные течения, которые действуют независимо от циркуляции эстуария, добавляют вихревого потока, смешивая соленые и пресные воды для получения солоноватой в эстуарии.
В реке Фрейзер эта циркуляция приурочена к короткой и энергичной фронтальной зоне вблизи устья, иногда в нескольких сотен метров длиной.
В других эстуариях, таких как залив Сан-Франциско, Чесапикский залив или река Гудзон, солевой фронт и сопутствующая ему циркуляция простираются вглубь страны на многие мили.
Вторжение соли на сушу тщательно контролируется инженерами из-за потенциальных последствий для водоснабжения, если наступление соли распространяется слишком далеко.
Например, город Паукипси, штат Нью-Йорк, расположенный в 60 милях к северу от устья реки Гудзон, завися от питьевой воды в реке.
Ориентировочно раз в десятилетие засушливые условия приводят к тому, что вторжение соли приближается к поступлению пресной воды в Покипси.
В последний раз это произошло в 1995 году, когда пришлось сбрасывать дополнительную воду с дамб выше по течению, чтобы солевой фронт не стал угрозой для здоровья человечества.
Жизненная сила эстуариев.
Эстуарная циркуляция выполняет главную экологическую функцию.
Постоянная подача даёт продуктивную схему вентиляции, рисуя в новой океанической акватории и вытесняя солёную воду.
Если бы не этот естественный процесс промывки, воды лимана стали бы застойными, загрязнение бы накапливалось, а кислород исчерпался.
Такая циркуляционная установка приводит к невероятной экологической продуктивности.
Питательные вещества и растворенный кислород постоянно пополняются из океана, а отходы выбрасываются в поверхностные воды.
Этот насос приводит к ускорению роста микроскопических растений (первичной продукцией) в морской среде.
Это изобилие планктона даёт основу для многообразных и весомых пищевых сетей, питающих рост некоторых из самых ценных рыб, птиц и млекопитающих(лосось, полосатый окунь, большая синея цапля, белоголовый орланов, тюлени и выдры).
Сила циркуляции частично зависит от подачи речной для вытеснения соленой воды обратно.
Район залива Сан-Франциско стал центром споров в последние время, потому что есть много интересов, конкурирующих за пресную воду, текущую в залив—главным образом сельское хозяйство и городские водные ресурсы, распространяющиеся на Южную Калифорнию.
Экологи считают залив Сан-Франциско получит свою долю пресной воды, поступающей из дельты Сакраменто-Сан-Йоахим, поскольку обширные пресноводные местообитания в регионе чрезвычайно уязвимы для вторжения соли.
Циркуляция эстуария зависит от приливов; сильные приливы регулярно усиливают обмен и улучшают экологическую функцию системы.
Устье Гудзона, например, приливно-отливное на 153 мили вглубь страны до Трои, т. е. Алгонкинские индейцы называют реку Мохиканитук, река, которая течет в обе стороны.
Продолжение в следующей статье...
