Морская вода с пеной

Прибрежный капучино

Бескрайние морские просторы, накатывающие на берег волны – картина, столь любимая многими. Но вдруг в океанических глубинах начинает происходить что-то, вызывающее образование огромного количества пены, стремительно несущейся к берегу и скрывающей под своей массой все, что попадется на пути. Это морской капучино.

Другие его названия — «природный капучино» и «прибрежный капучино».

Как будто гигантский подводный монстр включил столь же внушительный миксер и начал взбивать сливки, готовя себе какое-то лакомство. А может, он хотел принять ванну, но перестарался и налил слишком много пенной жидкости для мытья?

Мировой океан еще скрывает в своих глубинах немало тайн и иной раз преподносит нам незабываемые сюрпризы. Одним из них является редкий природный феномен, который люди назвали — «прибрежный капучино» (или «природный капучино»).

На мой взгляд, происходящее не очень похоже на кофе капучино, разве что цветом – выбрасываемая пена зачастую бывает желто – коричневого цвета. А по толщине пены это, скорее, похоже на результат стирки грязного белья, когда в таз насыпали слишком много стирального порошка.

Прибрежный капучино – явление нечастое, которое может произойти в любых частях нашей планеты, но чаще встречается в теплых тропических водах южного полушария.

Специалисты считают, что в столь больших количествах морская пена образуется, когда для этого есть несколько условий: масса океанического «мусора» и водорослей, морская соль, необходимая температура и сильный ветер. В теплой воде «соленая мусорная» смесь начинает бродить и пузыриться, а морские течения и сильный ветер лишь усиливают эти процессы и гонят полученные облака пены к берегу.

Там она, как пушистым одеялом, покрывает все на своем пути: деревья, дороги, столбы, людей…

Проходит какое-то время и прибрежный капучино тает, исчезая бес следа.

Источник

Почему вода пенится?

Вода на Земле служит источником жизни, более того, она является важной составляющей большинства живых организмов. Ей присущи разные свойства, одним из которых считается образование пены. Причин появления мелких пузырьков довольно много, и чтобы определить истинный источник вспенивания, порой, нужно хорошенько подумать.

Вспенивание воды в естественных условиях

Если в воде отсутствуют посторонние вещества, которые способствуют образованию пузырьков, то их появление может провоцироваться только за счет перемещения жидкости. Например, на поверхности реки, где расположены неровные участки, появляется пена. Ее также можно наблюдать при наливании воды в стакан, когда струя из-под крана соприкасается с краем кружки.

Такое вспенивание возникает в естественных условиях и основано исключительно на механических свойствах жидкости. Когда вода находится в движении, ее поверхность не является ровной. Из-за этого небольшие волны накатываются друг на друга, и воздух между ними уходит в жидкость, образуя пузыри, которые сразу поднимаются на поверхность и образуют пену. Установлено, что жесткая вода, где содержится много кальция и магния, пузырится сильнее мягкой.

Другие причины появления пены

Помимо естественных причин, пена может появляться в следующих случаях:

• при наличии в воде мыла и других очистительных средств;
• из-за попадания нефтепродуктов, пузырьки в этом случае обладают разноцветными оттенками;
• если растворить в жидкости твердые вещества, которые увеличивают поверхностное натяжение и мешают воздуху выходить на поверхность;
• жидкость пенится при высокой концентрации углекислого газа – данным веществом газируют минералку;
• пузырьки появляются из-за большого количества водорода.

Стоит понимать, что в большинстве случаев пенящуюся жидкость пить нельзя, поскольку в ней скорее всего содержатся вредные вещества. Если вода из-под крана образует пену при наливании, возможно, водосток засорился.

Причин вспенивания воды существует множество. В большинстве случаев оно появляется из-за перемещения жидкости в пространстве и при наличии определенных веществ в составе, которые провоцируют появление пены.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Морская пена — Sea foam

Море пена , океан пена , пляж пена , или пена представляет собой тип пены , созданное перемешивание морской воды , в частности , когда она содержит более высокие концентрации растворенного органического вещества ( в том числе белков , лигнинов и липидов ) , полученных из таких источников, как офшорный пробой из цветения водорослей . Эти соединения могут действовать как поверхностно-активные вещества или пенообразователи . По мере того как морскую воду месили путем разрушения волн в прибойной зоне , прилегающей к берегу, поверхностно -активные вещества в этих условиях турбулентные ловушки воздуха, образуя стойкие пузырьки , которые прилипают друг к другу через поверхностное натяжение . Морская пена — это глобальное явление, которое варьируется в зависимости от местоположения и потенциального влияния окружающей морской, пресноводной и / или земной среды. Из-за своей низкой плотности и стойкости пена может быть унесена сильным береговым ветром с берега моря вглубь суши. Деятельность человека, такая как производство, транспортировка или разлив нефтепродуктов или моющих средств, также может способствовать образованию морской пены.

СОДЕРЖАНИЕ

Формирование

Морская пена образуется в условиях, аналогичных образованию морской пены . Одним из основных отличий от образования морских брызг является наличие более высоких концентраций растворенного органического вещества из макрофитов и фитопланктона . Растворенные органические вещества в поверхностных водах, которые могут быть получены из естественной окружающей среды или искусственно созданных источников, обеспечивают стабильность образующейся морской пены.

Физические процессы, которые способствуют образованию морской пены, — это разбивание поверхностных волн , унос пузырьков и образование белой шапки. При разрушении поверхностных волн воздух из атмосферы попадает в толщу воды, что приводит к образованию пузырей. Эти пузыри переносятся вокруг верхних нескольких метров поверхности океана из-за своей плавучести . Мельчайшие пузырьки, попавшие в толщу воды, полностью растворяются, что приводит к более высокому соотношению растворенных газов на поверхности океана. Пузырьки, которые не растворяются, в конечном итоге возвращаются на поверхность. По мере подъема в этих пузырьках накапливаются гидрофобные вещества. Присутствие растворенных органических веществ стабилизирует пузырьки, собираясь вместе в виде морской пены. Некоторые исследования морской пены показывают, что разрушение клеток водорослей во время сильных волн делает образование морской пены более вероятным.

Падающие капли дождя на поверхность моря также могут способствовать образованию и разрушению морской пены. Были проведены некоторые немеханистические исследования, демонстрирующие повышенное образование морской пены из-за сильных дождей. Турбулентность в поверхностном смешанном слое может повлиять на концентрацию растворенного органического вещества и способствовать образованию пены, насыщенной питательными веществами.

Состав

Состав морской пены обычно представляет собой смесь разложившихся органических материалов, включая зоопланктон , фитопланктон , водоросли (включая диатомовые водоросли ), бактерии , грибы , простейшие и детрит сосудистых растений , хотя каждое проявление морской пены различается по своему конкретному содержанию. В некоторых регионах морская пена состоит в основном из белка , преобладающего как в свежей, так и в старой пене, а также из липидов и углеводов . Высокая концентрация белка и низкая концентрация углеводов предполагают, что сахар, изначально присутствующий в окружающей слизи, созданной водорослями или растительным веществом, быстро потреблялся бактериями. Дополнительные исследования показали, что небольшая часть сухой массы морской пены составляет органический углерод , который содержит фенольные смолы , сахара, аминосахары и аминокислоты . В заливе Фанди высокая смертность большого количества амфипод, обитающих в трубках ( Corophium volutator ), в результате естественной гибели, а также хищничества мигрирующих морских птиц способствовала высвобождению аминосахара в окружающую среду и, таким образом, в морской пене.

Было обнаружено, что содержание органического вещества в морской пене резко увеличивается во время цветения фитопланктона в этом районе. Некоторые исследования показали очень высокую концентрацию микропланктона в морской пене со значительно большим количеством автотрофного фитопланктона, чем у гетеротрофов. Некоторые пены особенно богаты своей популяцией диатомовых водорослей, которые в некоторых случаях могут составлять большую часть биомассы микроводорослей . В морской пене также присутствует множество бактерий; старая пена имеет более высокую плотность бактерий. Одно исследование показало, что 95% бактерий морской пены были палочковидными, в то время как окружающая поверхностная вода содержала в основном кокковидные бактерии и только 5-10% палочковидных бактерий. Также существует сезонная изменчивость состава морской пены; в некоторых регионах сезонное появление пыльцы в морской пене может изменить ее химический состав. Хотя пена по своей природе не токсична, она может содержать высокие концентрации загрязняющих веществ. Пузырьки пены могут быть покрыты или содержать эти материалы, которые могут включать нефтяные соединения, пестициды и гербициды .

Долговечность и стабильность

Конструктивно морская пена термодинамически нестабильна, хотя некоторое количество морской пены может сохраняться в окружающей среде не более нескольких дней. Существует два типа морской пены, которые подразделяются на категории в зависимости от их стабильности: 1) Нестабильные или переходные пены имеют очень короткий срок службы — всего секунды. Пузырьки, образующиеся в морской пене, могут лопнуть, выпуская в воздух аэрозоли, способствуя возникновению морских брызг . 2) метастабильные пены могут иметь срок службы от нескольких часов до нескольких дней; их продолжительность иногда связывают с небольшими частицами диоксида кремния , кальция или железа, которые способствуют стабильности и долговечности пены. Кроме того, морская вода, содержащая высвобожденный растворенный органический материал из фитопланктона и водорослей-макрофитов, который затем перемешивается в окружающей среде, с большей вероятностью будет давать стабильную, долговечную пену по сравнению с морской водой, в которой отсутствует один из этих компонентов. Например, фильтрованная морская вода с добавлением листьев ламинарии , Ecklonia maxima, давала пену, но ей не хватало стабильности, которую обеспечивала нефильтрованная морская вода. Кроме того, листья ламинарии, которые содержались в проточной воде, что уменьшало их слизистую оболочку, не могли способствовать образованию пены. Также обнаружено, что различные типы соли по-разному влияют на близость пузырьков в морской пене, тем самым способствуя ее стабильности.

Экологическая роль

Источник еды

Присутствие морской пены в морской среде играет ряд экологических ролей, включая обеспечение источников пищи и создание среды обитания. В качестве источника пищи морская пена со стабильным составом более важна с экологической точки зрения, поскольку она способна сохраняться дольше и может переносить питательные вещества в морской среде. Более длительное время распада увеличивает вероятность того, что энергия, содержащаяся в морской пене, переместится вверх по пищевой сети на более высокие трофические уровни . В заливе Фанди, например, трубка обитающих амфипода , Corophium volutator, потенциально могут достичь 70% своих потребностей в питании от сахаров и аминокислот , полученных из морской пены в его окружении. Однако временами морская пена оказывалась токсичной для этого вида. Считается, что высокие концентрации фенольных соединений и / или случайное присутствие тяжелых металлов или пестицидов, попадающих в морскую пену с поверхности моря, способствовали ее токсичности. На западном побережье полуострова Кейп , Южная Африка , морская пена часто возникает в прибрежных морских районах с большими зарослями водорослей в периоды сильных западных ветров. Считается, что пена, образующаяся в этих условиях, является важным источником пищи для местных организмов из-за присутствия в морской пене органического детрита .

Транспорт материалов

Морская пена также действует как средство переноса организмов и питательных веществ в морской среде, а иногда и в приливную или наземную среду. Воздействие волн может привести к отложению пены в приливных зонах, где она может оставаться, когда прилив отступает, принося питательные вещества в приливную зону. Кроме того, морская пена может переноситься по воздуху в ветреную погоду, перемещая материалы между морской и земной средами. Также считается, что способность морской пены переносить материалы приносит пользу организмам макроводорослей , поскольку отростки макроводорослей могут переноситься в различные микросреды, тем самым влияя на приливный ландшафт и способствуя новым возможным экологическим взаимодействиям. Поскольку морская пена является влажной средой, она является благоприятной средой обитания для спор водорослей, где пропагулы могут прикрепляться к субстрату и избегать риска распространения . Когда морская пена содержит грибки, она также может способствовать разложению остатков растений и животных в прибрежных экосистемах.

Естественная среда

Кроме того, морская пена является средой обитания ряда морских микроорганизмов . Некоторые исследования показали присутствие различных групп микрофитопланктона, нанофитопланктона и диатомовых водорослей в морской пене; группы фитопланктона оказались значительно более многочисленными, чем в поверхностной морской пленке и верхней пелагиали.

Опасности

Токсичность

Природная морская пена по своей природе не токсична ; тем не менее, он может подвергаться воздействию высоких концентраций загрязняющих веществ в поверхностном микрослое, возникающих в результате разрушения цветения водорослей, производства и транспортировки ископаемого топлива, а также ливневых стоков. Эти загрязнители способствуют образованию ядовитой морской пены за счет адсорбции на пузырьках. Пузырьки могут лопаться и выделять токсины в атмосферу в виде морских брызг или аэрозоля , или они могут оставаться в пенах. Токсины, выделяемые через аэрозоли и разбивающие пузыри, могут вдыхаться людьми. Микроорганизмы, обитающие в морской пене в качестве среды обитания, имеют повышенную восприимчивость к воздействию загрязняющих веществ. Следовательно, эти токсичные вещества могут интегрироваться в трофическую пищевую сеть .

Вредное цветение водорослей

Пена может образовываться в результате разложения вредного цветения водорослей (ВЦВ). Они в основном состоят из видов водорослей, но могут также состоять из динофлагеллят и цианобактерий . Биомасса цветущих водорослей интегрирована в морскую пену в микропластике морской поверхности. Когда морская пена разрушается, токсины водорослей выбрасываются в воздух, вызывая респираторные проблемы и иногда вызывая приступы астмы. Phaeocystis globosa — один из видов водорослей, который считается проблематичным, как показали исследования, проведенные в Нидерландах. Его высокое накопление биомассы позволяет ему создавать большие количества токсичной пены, которая часто смывается на пляжи. Цветение P. globosa начинается в районах с высокой доступностью питательных веществ, часто связанных с прибрежными районами с большим стоком ливневых вод и эвтрофикацией . Исследования показывают, что образование пены напрямую связано с цветением, вызванным P. globosa , несмотря на то, что пенообразование обычно происходит примерно через две недели после появления цветения водорослей на море. Органический материал из P. globosa разлагался во взвешенном состоянии на поверхности моря, но не наблюдался ниже в толще воды. P. globosa также считается вредным видом, потому что его большие пенные образования мешают людям наслаждаться пляжем.

Деятельность человека

Хотя морская пена является обычным результатом перемешивания морской воды с органическими веществами на поверхности океана, деятельность человека может способствовать образованию избыточной и часто токсичной пены. В дополнение к органическим маслам, кислотам и белкам, которые накапливаются в микрослоях морской поверхности , соединения, полученные при добыче и транспортировке нефти, синтетические поверхностно-активные вещества и использование пестицидов, могут попадать на поверхность моря и включаться в пену. Присутствующие загрязнители также могут повлиять на стойкость производимой пены. Нефть, сбрасываемая из танкеров, моторное масло, сточные воды и моющие средства из загрязненных стоков могут создавать долговечные пены. В одном исследовании было обнаружено , что полихлорированные бифенилы (ПХД), стойкие органические загрязнители , накапливаются в морской пене.

Терминалы природного газа упоминались как участники производства модифицированных пен из-за процесса использования морской воды для преобразования природного газа в сжиженный природный газ . Одно исследование показало гораздо большее количество гетеротрофных прокариот (архей и бактерий) и цианобактерий в пене, которая образовывалась возле терминала сжиженного природного газа. Эти прокариоты смогли перерабатывать химические материалы, выгружаемые из терминала, что усиливало рост микробов. Кроме того, более высокие уровни общего органического углерода (TOC) и биомассы планктона были зарегистрированы в пене, образовавшейся в непосредственной близости от терминала. Органический углерод легко переносился в пелагическую пищевую сеть после поглощения прокариотами и проглатывания травоядными.

Источник