Příčiny pěnění moře na pobřeží

• Nové budovy od moskevských developerů: nové budovy od developerů v Moskvě msk.2realty.ru.

Žít v pěně moře

R. Korotky
Chemie a život č. 12 1971, s. 58-64

Mnozí z nás jsou pevně přesvědčeni, že na letní dovolené na černomořské pláži nebo přímo u Rigy si potřebujeme otřít hrdlo – kloktat ho mořskou vodou a umýt si nohu poškrábanou na kameni v moři. Takové myšlenky mají hluboké kořeny. Koneckonců i starověcí lidé si představovali moře jako „smývá veškerou špínu a rány světa“. je to tak? Oplachovat či neoplachovat?

NA HRANICI VODY A VZDUCHU

Mýtus o krásné bohyni zrozené z mořské pěny není tak daleko od pravdy. Existuje hypotéza, že právě mořská pěna byla kolébkou života na Zemi. Tato hypotéza navržená anglickým vědcem Johnem Bernalem je založena na skutečnosti, že organické látky rozpuštěné ve vodním sloupci jsou koncentrovány v pěně. Podle Bernalova obrazného přirovnání život, stejně jako Afrodita, povstal z pěny moře.

Tato pěna se ale stále tvoří na třech čtvrtinách povrchu naší planety. Předpokládáme-li, že dokázala zrodit život v pouštním Prvotním oceánu, pak přirozená otázka zní: co generuje nyní – pouze poetické asociace nebo něco hmotného?

Vědci se dlouho domnívali, že povrchová vrstva moře neobsahuje nic zvlášť zajímavého; Hlavním předmětem výzkumu hydrobiologů byly organismy obývající vodní sloupec a dno nádrží. Horních pár centimetrů vodního sloupce a mořské pěny, neustále vystavených slunečnímu záření, vlnám a větru, bylo považováno za téměř neobydlených, téměř za „oceánskou poušť“.

Teprve v 60. letech korespondent Akademie věd Ukrajinské SSR Ju P. Zajcev prokázal, že pěticentimetrovou horní vrstvu vodního sloupce obývalo bohaté a rozmanité obyvatelstvo, přizpůsobené životním podmínkám v pohraničí. mořem a atmosférou. Komplex organismů, který objevil, se nazýval hyponeuston a pro jeho studium na pobočce v Oděse Institutu biologie jižních moří byl pojmenován po. A. O. Kovalevsky vytvořil zvláštní oddělení.

Výzkumy přenesené do jiných moří a oceánů našly všude stejný obraz – bohatý a rozmanitý život na samotném povrchu vody. Ukázalo se, že hyponeuston je obrovské společenství organismů ve Světovém oceánu. Hraje zásadní roli, slouží jako jakási líheň nebo odchovna pro mláďata stovek a tisíců druhů bezobratlých a ryb. Právě zde se množí zásoby těch organismů, které rychle rostoucí lidstvo stále více potřebuje.

Různé živé organismy žijí se vším komfortem pod samotnou střechou vodního sloupce, pod filmem povrchového napětí. Pro některé je to trvalý životní prostor, jiní jsou zde nocležníky, kteří si na chvíli pronajímají pokoj, vystupují do povrchové vrstvy jen v noci nebo naopak jen ve dne. Pro třetí obyvatele vodního živlu slouží hyponeuston jako školka, kde je dostatek jídla a slunce; Až když vyrostou, opouštějí ho navždy. Najdete zde veslonôžky a můry, larvy měkkýšů, vajíčka a potěr, krevety a další bentické organismy. Všechny tyto živé bytosti tvoří potravní řetězec, jehož každý článek existuje na úkor toho předchozího. A prvním článkem tohoto řetězce jsou bakterie. Počet bakterií na hladině moře a v mořské pěně se ukázal být desítky, stovky a tisíckrát vyšší než ve vodním sloupci!

Autorem tohoto objevu je vedoucí první a jediné laboratoře bakterioneustonu a bakterioplanktonu v Institutu biologie jižních moří A. V. Tsyban, který provedl jedenáct expedic za bakteriemi do různých oblastí Světového oceánu: do Černé a Azovské moře, do Aljašského zálivu, do oblasti Aleutského příkopu, do japonské a Izu-Boninské deprese. Studie prokázaly, že tak vysoký počet bakterií zůstává v povrchové vrstvě jak za klidného počasí, tak i při bouřkách, kdy vlny dosahují 5-6 bodů.

Koloběh látek v oceánu

Jaký je důvod takového množství života v povrchové vrstvě? Ukazuje se, že jedním z důležitých předpokladů pro vznik hyponeustonu ve Světovém oceánu je mořská pěna – sraženina rozpuštěných organických látek tolik nezbytných pro rozvoj života.

NAHORU PO SCHODECH VEDOUCÍCH DOLŮ

Mezi mořem a atmosférou probíhá neustálá výměna tepla a plynů, vlhkosti a chemických sloučenin. Živiny s sebou nese například vítr: jedná se o pyl rostlin, výtrusy, suchozemský hmyz unášený ze pevniny (může spadnout do moře desítky a stovky kilometrů od pobřeží). To vše doplňuje rybí jídelníček. Ani mrtvý hmyz se dlouho neutopí; postupně klesající, slouží jako zásobárna potravin pro domorodé obyvatele vodního živlu. Jak říční odtok, tak deště, které omývají atmosféru, přispívají k obohacení mořské hladiny živinami.

Živiny přicházejí na povrch moře a pod něj z vodního sloupce. Dlouho se věřilo, že se zde organická hmota pohybuje pouze jedním směrem – shora dolů. „Déšť mrtvol“ – mrtvých organismů a jiných organických pozůstatků – neustále padá na mořské dno. Ukázalo se však, že to není jediný způsob, jak může organická hmota migrovat v oceánu. Organické látky jsou také nepřetržitě transportovány z vodního sloupce a ode dna k hladině. Jsou přenášeny především bublinami vzduchu a dalšími plyny vznikajícími v důsledku mořských vln, rozkladu organických zbytků, fotosyntézy a teplotních výkyvů. Bubliny stoupají vzhůru a pronikají do vodního sloupce, po cestě adsorbují organickou hmotu a dodávají ji na povrch.

Dalším zdrojem obohacování mořského povrchu živinami je „protidešť“, který objevila L. M. Zelezinskaya, pracovnice Ústavu biologie jižních moří. Zjistila, že zbytky některých mořských organismů, jako jsou korýši, v důsledku rozkladu získávají pozitivní vztlak (bubliny uvolněných plynů se zadržují pod jejich exoskeletem) a stoupají vzhůru.

To vše přispívá k vytvoření organického filmu na mořské hladině – potravní základny pro bakterioneuston. Je zde mnohem více potravy než ve vodním sloupci.

Organický film netvoří na hladině oceánu souvislý, jednotný obal. Spíše se dá přirovnat k roztrhané dece, která jen místy zakrývá hladinu vody. Ale i tohle je klid. A vítr a vlny bičují film do pěny, která v podstatě

ANATOMIE MOŘSKÉ PĚNY

Na hladině moří a oceánů se neustále tvoří pěna z obrovských zásob organických látek, které do vody uvolňují živí i mrtví obyvatelé moří. Koncentrace těchto hnojiv vede k prudkému vzplanutí života. Jako první reagují bakterie. Vyvíjejí se zde jako na umělé živné půdě. Mnoho prvoků se živí bakteriemi, pak malými mnohobuněčnými organismy, a tak je článek po článku vybudován celý řetězec hyponeustonových organismů – od bakterií po ryby. V povrchové vrstvě moře jsou nedospělým rybám dobře poskytnuta potřebná potrava. Kromě toho pouze v horních centimetrech vody může potěr přijímat infračervené a ultrafialové paprsky slunečního spektra. Mladé ryby a dnové živočichové v dospělosti opouštějí povrchovou vrstvu a během života i po smrti se vracejí organické látky, které byly extrahovány z pěny.

Cesty migrace živin v povrchových vrstvách moře

Složení pěny je komplexní a proměnlivé, stejně jako samotné moře je proměnlivé. Jaké bakterie v něm žijí? Jeho první podrobná analýza byla provedena teprve relativně nedávno. Za tímto účelem pracovníci laboratoře bakterioplanktonu uskutečnili několik speciálních plaveb na výzkumné lodi „Miklouho-Maclay“ do oblastí hydrofront, kde se vody Dněstru a Dunaje stýkají s mořem. Aby se nenarušila čistota experimentu, jeli vědci na člunu jeden a půl až dvě míle od lodi a sbírali pěnu sterilními špachtlemi. Pěnový sediment shromážděný ve sterilních baňkách byl podroben bakteriální analýze. Je úplně jiný než sněhově bílé vločky, na které jsme zvyklí na hřebenech vln. „Druhá strana“ pěny je hustá, průhledná, nažloutlá nebo nazelenalá kapalina. Sediment byl vyséván na živná média – výtažky z řas, mušlí a rybí vývary připravené v mořské vodě. A v pěně se otevřel úžasný, bohatý mikrokosmos – tisíce, desítky a statisíce buněk saprofytických bakterií v mililitru pěnivého kalu!

PĚNA – PŘÍTEL NEBO NEPŘÁTEL?

Jednoho dne jsme s jedním ze zaměstnanců laboratoře projížděli kolem ústí řeky. Foukal vítr a voda se vlnila. Vločky pěny, zvednuté větrem, odlamovaly hladinu vody, šplouchaly na břeh a hnaly se přes pole, postupně se usazovaly na zem a zdánlivě roztávaly. Řekl jsem svému společníkovi, že tyto bílé vločky připomínají tumbleweeds. „Radši řekni ‚znič pole‘, bude to správnější,“ odpověděl zasmušile a řekl mi, že pěna je nepřítel polí, že rostliny na ni onemocní a umírají. Pěna způsobuje zvláště velké škody v Japonsku, kde se plodiny často nacházejí v blízkosti vody, pěna se ve velkém množství hromadí u břehů a vítr ji nese přes pole. Tím nejsou vyčerpány potíže, které pěna přináší. Byly případy, kdy se na kolejích usadily válečky pěny, o nic horší než led, zdržely vlaky a když se kousky pěny dostaly na dráty, často způsobily nehody na elektrických vedeních. V některých přímořských zemích je nutné vyvinout speciální prostředky pro boj s pěnou.

Bakterie – obyvatelé hyponeustonu

Takže pěna je nepřítel? Nesmíme ale zapomínat, že právě v pěně se koncentrují organické látky, dusík a draselné soli rozpuštěné ve vodním sloupci. V laboratoři bakterioneustonu a bakterioplanktonu zjistili, že zatímco koncentrovaný pěnový sediment potlačuje růst rostlin, jeho vodné roztoky působí naopak stimulačně! Mořská pěna je schopna urychlit růst a vývoj nejen mořských organismů, ale i zelených rostlin. Jedním z hlavních důvodů tak příznivého účinku pěnového roztoku je podle laboratoře přítomnost bakterií, které stimulují růst. Mezi ně patří, jak se ukázalo, více než polovina pěnových bakterií, převážně patřících do rodu Pseudomonas. Prášek připravený z určitých kultur pěnové mikroflóry si také zachoval své stimulační vlastnosti. Nyní laboratoř zjišťuje, které látky vylučované bakteriemi působí stimulačně.

Výzkum pěny přinesl mnohá překvapení. Například se ukázalo, že je tisíckrát radioaktivnější než samotná voda. A to také není lhostejné jeho obyvatelům.

Pokud jde o sluneční záření, které je pro bakterie smrtící, důvody fenomenální odolnosti hyponeustonských organismů vůči němu nebyly dosud plně odhaleny. Některé předpoklady už ale lze učinit. Vědci upozornili na jeden rys obyvatel horního patra moře: všichni jsou namalováni v nejjasnějších a nejrozmanitějších barvách – žluté, žlutozelené, hnědé, oranžové, červené. Taková jasná barva je mezi obyvateli vodního sloupce velmi vzácná. A podle akademika A. A. Imshenetského jsou pigmentované bakterie odolnější vůči ultrafialovým paprskům než jejich bezbarvé protějšky.

Existuje však i reálná možnost některé procesy samočištění mořské vody ovlivnit a dokonce i řídit – a opět za účasti pěny.

Například vybrat a usadit se v pobřežní zóně, v jejím nejbohatším životě – blízkopovrchové vrstvě, užitečné mikroorganismy, které by urychlovaly biochemickou oxidaci organických látek nebo působily jako antagonisté ve vztahu k patogenním mikrobům půdy.

Ale stále mladý obor mořské mikrobiologie, studium bakterioneustonu, vyvolává více otázek, než odpovídá. O životě na rozhraní mezi mořem a atmosférou se mají vědci ještě hodně co učit.

“SPLACHOVAT ČI NEOPLACHOVAT?”

Výkonné systémy samočištění mořské vody – chemické, fyzikální a biologické – si rychle poradí s mnoha bakteriemi, které jsou do moře zanášeny říčními vodami. Mořská voda je nepříznivým prostředím pro patogenní mikroby.

Ale tady přede mnou je výňatek z Bulletinu Světové zdravotnické organizace. Obsahuje zprávu francouzského vědce J. Brizu, který analyzoval mnoho případů infekčních chorob způsobených. koupání v „čisté“ mořské vodě. Ukazuje se, že v místech s velkými davy lidí a vypouštěním odpadních vod – v blízkosti přístavů, letovisek a přeplněných pláží – selhává samočistící systém mořské vody. Moře u břehu už nemá čas se tak rychle vypořádat se znečištěním. Dochází ke zpomalení procesů odumírání suchozemské mikroflóry a biochemické oxidace organických látek v mořské vodě. A přeživší mikroorganismy, včetně patogenů, se mohou hromadit právě v pěně, která se tvoří v nadbytku u břehů. Takže nespěchejte kloktat mořskou vodou.

Mnozí z nás sní o procházce po moři nebo jen o poslechu zvuků vln a pohledu na nekonečnou mořskou rozlohu. Často však na břehu můžete pozorovat zajímavý a tajemný jev – pěnu, která se tvoří na hřebeni vln a rozptyluje se podél pobřeží nebo je odplavena vodou. Jaký je důvod tohoto jevu, proč moře na břehu pění?

Když na moři vidíme pěnu, znamená to, že voda je rozbouřená a pohybuje se velkou silou, což vede k tvorbě pěny. Hlavním důvodem vzniku pěny je přítomnost různých suspendovaných částic ve vodě – soli, písku, mikroskopických řas a dalších organických i anorganických částic. Když vlny narážejí na břeh, šplouchají, což způsobuje, že se do vody dostává vzduch.

Zároveň na břeh často dopadají i další látky. Vzduch ve vodě se tak tvoří ve formě drobných bublinek, které při prasknutí vytvářejí efekt pěny. Voda je nasycena vzduchovými bublinkami a zaujímá větší objem, což způsobuje zvýšení tlaku, což nakonec vede k tvorbě pěny. Pěna se tvoří na hřebenech vln, protože právě zde jsou vlny nejaktivnější a mají největší sílu.

Mechanismy tvorby pěny na mořském pobřeží

Tvorba pěny na mořském břehu je spojena s několika mechanismy.

Za prvé, jedním z důvodů tvorby pěny na pobřeží je přítomnost mastných látek ve vodě. Tuky a oleje, které se dostávají do moře z různých zdrojů, mohou tvořit malé mastné filmy nebo bubliny, které se vlivem vodních vln mění na pěnu. Přítomnost mastných látek také pomáhá zvýšit stabilitu pěny.

Za druhé, důvodem tvorby pěny na pobřeží je přítomnost organických látek ve vodě. Organické látky, jako jsou rostlinné zbytky, řasy a vodní bakterie, přinášejí do mořské vody další prvky, které přispívají k tvorbě a stabilitě pěny.

Za třetí, působení vln hraje důležitou roli při tvorbě pěny na pobřeží. Vlny působí na mořskou vodu a vytvářejí turbulentní pohyb. Tento pohyb vede k míchání vody se vzduchem a tvorbě bublin, které se pak spojují a mění se v pěnu.

Tvorba pěny na pobřeží může nakonec souviset i se specifickými rysy pobřeží. Například přítomnost oblázků nebo jiných velkých mořských úlomků na pobřeží může tvořit překážky pro pohyb vody a také vytvářet specifické podmínky, které podporují tvorbu a stabilitu pěny.

Všechny tyto mechanismy dohromady určují tvorbu pěny na pobřeží a činí tento jev pozorovatelným a jedinečným pro tuto přírodní oblast.

Vliv větru na mořské vlny

Vítr hraje klíčovou roli při tvorbě mořských vln a může být příčinou jejich pěnění na břehu. Když vítr fouká nad mořskou hladinu, předává svou energii molekulám vody a vytváří tak tzv. větrné vlny.

Čím silnější je vítr, tím více energie se přenáší do vody a tím vyšší jsou větrné vlny. Vlny rostou s dobou trvání větru, jeho silou a vzdáleností, kterou vítr fouká nad vodní hladinou.

Jak se větrné vlny blíží k pobřeží, začnou interagovat se dnem. To způsobí, že vlny se stávají strmějšími a více stlačenými. V důsledku toho se molekuly vody na vrcholu vlny začnou rozpadat a vytvářet vzduchové bubliny, což způsobí tvorbu pěny na hladině vody.

Pěnění moře na břehu je běžným jevem na místech, kde je silný a stálý vítr. Například na mořských pobřežích s častými bouřkami nebo ve větrných oblastech.

Působení povrchově aktivních látek

Povrchově aktivní látky jsou látky, které mohou snižovat povrchové napětí kapaliny. Malé množství těchto látek v mořské vodě jí umožňuje snadněji pokrýt povrch písku nebo půdy a při interakci se vzduchem vytvářet pěnu.

Působení povrchově aktivních látek v moři může souviset s různými faktory, jako je přítomnost organické hmoty, rostlinného a živočišného odpadu a rozpuštěných plynů, jako je kyslík a oxid uhličitý. K tvorbě pěny přispívá i míchání mořské vody na břehu.

Když mořská voda pokrývá hladinu nebo písek, povrchově aktivní látky interagují se vzduchem a vytvářejí pěnu. V pěně se zachytí malé vzduchové bublinky, které vytvářejí bílou pěnu, kterou často vidíme na pobřeží.

Tvorba pěny na pobřeží může být také spojena s aktivitou mikroorganismů, jako jsou řasy a bakterie. Ty mohou vylučovat povrchově aktivní látky, které podporují tvorbu pěny.

Působení povrchově aktivních látek v moři tedy hraje důležitou roli při tvorbě pěny na břehu. Tento jev dává moři jeho jedinečnou krásu a vytváří nádhernou krajinu na našich plážích.

Biologické faktory při tvorbě pěny

Vznik pěny na mořském pobřeží je způsoben nejen fyzikálními a chemickými procesy, ale také biologickými faktory. Vliv živých organismů na tvorbu pěny nelze podceňovat.

1. Aktivita mikroorganismů

Mořská voda je domovem obrovského množství mikroorganismů, jako jsou bakterie, řasy a kvasinky. Ty mohou produkovat látky, které přispívají k tvorbě pěny. Mikroorganismy hrají také roli v rozkladu organické hmoty, která se dostává do moře, včetně ropných produktů. To může vést ke zvýšeným koncentracím organických sloučenin a v důsledku toho k tvorbě pěny na břehu.

2. Zničení buněk řas

Zejména na pobřeží si můžete všimnout velkého množství řas, které jsou jedním z hlavních zdrojů pěny. Při silném větru a vlnách může příboj ničit buňky řas a uvolňovat látky v nich obsažené. To vede k tvorbě bublin a v důsledku toho k tvorbě pěny.

3. Aktivita zvířat

Někteří živočichové mohou také přispívat k procesu tvorby pěny na pobřeží. Například ryby a korýši mohou narušovat vzduchové bubliny a způsobovat tvorbu pěny. Kromě toho může aktivita mořského života způsobit míchání vody, což také přispívá k tvorbě pěny.

Biologické faktory jsou tedy důležitým prvkem při tvorbě pěny na pobřeží. Interagují s fyzikálními a chemickými procesy a vytvářejí jedinečnou a vzrušující podívanou, kterou lze na pobřeží pozorovat.