Пресная вода под дном океана. Естествознание
Этюд. 7. (Фрагмент текста). Из книги «Этюды о воде»). Полный текст по ссылке
http://samlib.ru/editors/j/jurowskij_jurij_georgiewich/
ПРЕСНАЯ ВОДА ПОД ДНОМ ОКЕАНА
Опыт делает человека не мудрым, но сведущим.
Альбер Камю
Сам факт существования пресноводных источников на дне моря у многих людей вызывает удивление. Статьи об этом природном феномене в научно-популярных изданиях носили интригующие названия: «Пресная вода на дне моря», «Двойное дно океана», «Сумма неизвестных» и другие, не менее загадочные.
Между тем, крупные субмаринные источники, расположенные на небольшой глубине издавна были известны приморским жителям, рыбакам и мореплавателям. Мощные струи обычно образуют на поверхности моря овальное гладкое пятно, часто отличающееся по цвету от морской воды. На поверхности пятна иногда наблюдается явление, похожее на вскипание воды. У источников с очень сильным напором на поверхности моря даже возникает куполообразное возвышение. Естественно, что такие проявления привлекали к себе внимание людей. Первые упоминания о субмаринных источниках можно найти в трудах античных ученых Страбона, Лукреция, Плиния. В условиях засушливого климата эти подводные родники становились важным, а иногда и единственным источником водоснабжения.
Так, относительно города Арвада (Сирия) греческий ученый Страбон (63 г до н.э. — 21 г н.э.) писал следующее:
«Это скала со всех сторон омываемая морем, застроенная домами. В военные годы жители получают воду из канала, расположенного недалеко от города. Этот канал питается многоводными источниками. В канал опущено нагнетательное устройство с перевернутой широкой воронкой, сделанной из свинца. Верхняя часть этой воронки сужается в относительно узкую трубку, вокруг прикреплены кожаные меха. В эти меха через всю систему подается вода из источников. Сначала идет морская вода, но затем пресная» (цитируется по Ф.А. Кохоуту).
Из других рукописей известно, что в Персидском заливе арабские моряки и торговцы получали пресную воду, вставляя в грифон (углубление на поверхности дна) источника тростниковую трубку, из которой пресная вода била ключом на высоту десятка сантиметров. В другой части света (залив Карпентария, Австралия) пресная вода добывалась аналогичным образом с помощью бамбуковых трубок.
Как ни странно, но в художественной литературе, огромная часть которой посвящены морской тематике, субмаринные источники не упоминаются. Лишь в одном рассказе Джека Лондона («Дьяволы на Фуатино») в описании драматических событий на некоем вулканическом острове Тихого Океана, скупо упоминается, как аборигены добывали пресную воду, ныряя в море на большую глубину с выдолбленными тыквенными бутылками.
С середины ХХ века интерес к субмаринным источникам заметно возрос. Многие страны начинают проводить целенаправленные исследования по обнаружению и исследованию концентрированных выходов пресной воды с целью обустройства водозаборных сооружений (каптажа) и подачи пресной воды на берег. В 1963 г, по проекту Комитета по грунтовым водам при ООН, компания Ральф и Парсонс провела исследования у берегов Ливана. В 1966 г по программе национального исследовательского центра Италии выполнены целевые исследования на северо-западном берегу о. Сицилия. В 1964-1968 годах специальная научно-исследовательская организация, созданная по инициативе Бюро геологии и горных наук совместно с Водным обществом Марселя (Франция), проводила крупномасштабные изыскания между городами Марселем и Кассис. В результате обнаружены крупные карстовые источники в районе портов Мийо и Бестиан (Мiou and Bestian). В дальнейшем эти субмаринные выходы подземных вод были каптированы путем перекрытия карстовой галереи бетонной плотиной. Аналогичный способ каптажа позднее был применен в Греции. Имеются отрывочные сведения об изучении субмаринных источников на побережье Адриатического и Японского морей, Тихоокеанском и Атлантическом побережье США, и др. Широкомасштабные исследования латеральной (разгрузка перетеканием) субмаринной разгрузки проведены совместными усилиями ЮНЕСКО и МАГАТЕ в период 200-2005 годах. Изучение проводилось на пяти полигонах, расположенных в Австралии, острове Марикий, Бразилии, острове Лонг Айленд (США) и острове Сицилия.
Совместными усилиями специалистов многих стран география пресноводных субмаринных источников была существенно уточнена. Только в Адриатическом море на карты их было нанесено около 700. Обнаружено, что субмаринные источники широко распространены на подводных склонах островных систем с крутым горным рельефом (Гавайские, Филиппинские острова, Большие Антильские острова и Большие и Малые Зондские острова). Существуют они и в прибрежных водах берегов с низким рельефом, например полуострова Юкатан (Мексика). Настоящей сенсацией было открытие источника Крейсен Бич, который расположен у берегов острова Ямайка на расстоянии 1600 метров от берега, на глубине 256 м. Расход его оценивается 43 м3/с — то есть это весьма большая пресноводная река на дне моря.
Пристальное внимание к пресноводным субмаринным источникам не случайно. Ученые давно говорят о надвигающемся «водном кризисе». Об этом в моей публикации Проза ру «Проблемы пресной воды».
Источник
Ученые впервые обнаружили пресное море под океаном
Ученые из Колумбийского университета и Вудсхольского океанографического института обнаружили и нанесли на карту пресное море, которое залегает под поверхностью Атлантического океана. По объему воды его можно сравнить с самыми крупными морями США.
Читайте «Хайтек» в
Исследователи также коротко объяснили происхождение этих морей: тысячи лет назад ледники покрывали большую часть планеты. Океаны отступали по мере замерзания воды в массивных ледяных покровах, покрывающих североамериканский континент. Через континентальный шельф протекали огромные дельты рек. Океаны поднялись, а пресная вода оказалась «заперта» в отложениях под волнами. Открытые при бурении нефтяных скважин на шельфе в 1970-х годах изолированные очаги пресной воды ученые считали редкостью. Однако теперь они могут стать самым новым источником пресной воды в мире.
Как отмечено в последнем номере рецензируемого журнала Scientific Reports, ученые Колумбийского университета и Вудсхольского океанографического института провели десять дней на исследовательском судне. Измеряя пути пресной и соленой воды, они впервые нанесли на карту пресноводные резервуары.
Оказалось, что подземные моря простираются не менее чем на 80 км от американского побережья Атлантического океана, где находятся огромные запасы малосолевых подземных вод, примерно в два раза превышающие объем озера Онтарио. Месторождения начинаются примерно в 183 м под водой.
«Мы знали, что там в отдельных местах есть пресная вода, но не знали, в каком объеме и где она находится, — отметила Хлоя Густаффсон, кандидат наук Колумбийского университета. — Это может оказаться важным ресурсом в других частях света».
Источник
Ученые обнаружили море пресной воды под океаном
Впервые пресная вода под океаном была обнаружена в 1970-х годах, во время бурения нефти на шельфе. Но в недалеком будущем такие изолированные резервуары могут оказаться новейшим источником пресной воды в мире. Недавно ученые из Колумбийского университета и Океанографического института Вудс-Хоула провели 10 дней на исследовательском судне, анализируя данные электромагнитных датчиков по пути из Нью-Джерси в Массачусетс. Измеряя, как электромагнитные волны проходят через пресную и соленую воду, исследователи впервые составили карту пресноводных резервуаров под Атлантическим океаном.
Таким образом, как оказалось, пресная вода под океаном есть в большом количестве. Подземные бассейны простираются как минимум на 80 км от атлантического побережья США, и в них хранятся огромные запасы воды с низкой соленостью, примерно вдвое превышающие объем озера Онтарио. Пресная вода залегает на глубине 183 метров ниже морского дна и тянется на сотни километров. Этот бассейн по размеру конкурирует даже с самыми большими наземными водоносными горизонтами.
Хлоя Густафсон, кандидат наук в Колумбийском университете в Ламонт-Доэрти, говорит:
«Мы знали, что там в изолированных местах была пресная вода, но мы не знали размеров и геометрии подземных резервуаров. Сейчас мы понимаем, что такие же подземные источники пресной воды могут быть вскоре обнаружены и в других частях света».
Размер и протяженность подземных пресноводных отложений позволяют предположить, что они могут быть связаны с источниками пресной воды на поверхности Земли, а также наверняка существуют в других местах с аналогичной топографией. Вода в них не является чистой пресной земной водой, в которой концентрация соли составляет менее одной части на тысячу. Море пресной воды под Атлантическим океаном может похвастаться концентрацией соли близкой к чистой пресной воде — около 10-15 частей на тысячу (примерно вдвое меньше, чем в морской воде). Опреснительные установки легко превращают такую воду в питьевую.
Источник
Одиночество посреди океана. Как сделать морскую воду пригодной для питья
Как добыть воду, если вы оказались на острове в океане, где нет родника? Можно ли пить морскую воду и как-то адаптировать ее для питья?
Как-то я задал этот вопрос в школе, когда проходил там практику, как учитель физики. На что ученики дружно ответили — «Чтобы пить морскую воду — ее нужно вскипятить!».
Как вы понимаете, это не сработает. Да, микроорганизмы погибнут. Но вода станет еще менее пресной. Ведь она уйдет с паром, а соль будет оседать. То есть будет только хуже.
Вариант ждать дождя тоже не рабочий. В тропиках не так часто идет дождь — чаще он накатывает там проливными редкими ливнями.
Итак, давайте разберем практические способы, что можно сделать с морской водой, чтобы ее можно было пить.
Пить воду из океана нельзя — это приведет к быстрому летальному исходу. Причина проста — в морской воде излишек соли. Ее чересчур много для метаболизма человека. Чтобы ее вывести, вы затратите больше воды, чем получите вместе с морской водой.
Пройдемся кратко по биологии процесса, который называется осмос. Это процесс, при котором вода проходит через клеточные стенки. Этот поток всегда идет от менее разбавленного к более разбавленному раствору. И если вы пьете очень соленую воду, то поток воды будет направлен из клеток наружу. Поэтому клетки начнут умирать от недостатка воды.
Это обезвоживание, которое быстро вас убьет. Ранее я уже писал статью о том, как быть, если вы оказались в открытом океане и сколько можно выпить морской воды и выжить. Ссылку на нее вы найдете в конце этой статьи.
Что бы вы ни делали — не кипятите воду. Это только ускорит вашу гибель, так как кипячение просто увеличит концентрацию соли. Но пар — уже хорошая зацепка, ведь он и есть вода, только в газообразном виде.
А сегодня на очереди — лайфхаки от натуралиста и эксперта по выживанию Гэри Мини, которые он привел в своей группе «Достопримечательности дикой природы» на Quora.
По сути, морскую воду в пресную можно превратить двумя способами.
Замораживание. Соли не замерзнут и вы сможете пить талую воду. Но на необитаемых островах в океане такой опции, как правило, нет — температуры гораздо выше нуля.
Дистилляция. Это перегонка воды с помощью выпаривания. В первой емкости идет нагрев, и соли тут осядут. Пар уходит в емкость, где он будет охлаждаться и вам останется просто собрать конденсат.
Можно опреснять соленую воду, если у вас есть подходящее оборудование с вами на острове.
Самый простой и легкий в использовании метод изображен выше. Главное, что вам понадобится, это две пустые стеклянные бутылки и источник тепла.
Поддоны на фото используются в качестве радиаторов и стабилизаторов, чтобы бутылки не скатывались. Но это необязательно.
Расположите две бутылки на одном уровне так, чтобы их отверстия соприкасались. Одна из них — под нагревом.
Огонь заставит кипеть морскую воду. Все патогенные микроорганизмы погибнут. А вода в парообразной форме начнет уходить в другую бутылку. Здесь она остынет и снова станет жидкой. Но без соли, которая, осядет в первой бутылке.
Как быть если нет огня
Вы можете сделать то же самое с двумя бутылками, трубкой и без огня.
Закопайте одну бутылку до горлышка, другую оставьте на солнце. Вторую заполните морской водой наполовину и соедините их с трубкой.
Закопанная бутылка будет медленно наполняться испарившейся водой из-за разницы в температурах.
Другой способ — налить воду на приподнятый поддон внутри полиэтиленового пакета. Вы наполняете пакет воздухом и завязываете его. Вода испаряется, а в поддоне остается соль. Затем вода конденсируется внутри пакета.
Если у вас есть брезент, вы можете поставить навес и вскипятить под ним воду. Вода конденсируется на брезенте и стекает в поддон.
Но, оказывается, и обычную морскую воду все-таки можно пить. Но совсем чуть-чуть. В ходе эксперимента биолог Ален Бомбар проплыл в океане 65 дней и выжил, а свои наблюдения записал.
Источник
Под океаном имеются огромные запасы пресной воды
Нам уже известно, что в мантии Земли есть водоносные минералы, которые по сути являются разрушенной водой. Но совсем недавно стало известно, что глубоко под океаном имеются огромные резервуары с запасами пресной воды. То есть это именно та вода, которую мы можем пить. И ее там около 2800 кубических километров.
Чтобы понять насколько это невероятно, такого количества воды достаточно, чтобы заполнить более миллиарда олимпийских плавательных бассейнов.
Океанографические команды уже давно знали, что под морским дном есть карманы пресной воды. И они иногда сталкиваются с ними, когда добывают нефть на шельфе. Но когда геологи и геофизики начали исследовать, насколько велики эти карманы на самом деле, они были шокированы.
Совместная команда из Колумбийского университета и Вудс-Холского океанографического института использовала два различных морских электромагнитных метода для исследования морского дна. Один из методов заключался в размещении десяти широкополосных электромагнитных приемников на самом морском дне, которые затем «смотрели» вниз, чтобы обнаружить то, что скрывается ниже. Второй метод состоял в буксировке антенн, передающих определенную частоту позади корабля, с электромагнитными приемниками на четырех различных уровнях глубины.
Эти методы основаны на том факте, что соленая вода является гораздо лучшим проводником электромагнитных волн, чем пресная. Это позволяет нам исследовать то, что мы не видим визуально, например, состав Земли под морским дном.
Ученые считают, что вода в подокеанических карманах, вероятно, была там довольно долго. Когда в последний ледниковый период все замерзло, уровень моря был ниже. Поэтому то, что сейчас является дном океана,
в те времена было фактически открыто. А когда таяли ледники, образовавшаяся пресная вода создавала водоразделы на открытых отложениях дна океана. В конечном итоге вода оказалась в ловушке в огромных карманах, когда уровень моря снова поднялся. История появления этой воды может много рассказать нам о ледниках и уровне моря в далеком прошлом.
Ученые также считают, что эти подокеанические карманы снабжаются новой пресной водой из подземных систем. Поднимающиеся и опускающиеся океанические приливы оказывают чередующееся давление на глубокие береговые отложения, действуя как впитывающая губка, вытягивая подземные воды ближе к океану.
Это означает, что водные системы под землей, многие из которых мы уже используем, могут быть связаны с подводными карманами способами, о которых мы ранее не знали. Исследователи надеются, что это далеко не последний карман, и что они могут использовать подобные методы, чтобы найти больше запасов пресной воды под океаном.
И здесь появляется резонный вопрос: можем ли мы на самом деле использовать эту воду? По оценкам ООН, к 2050 году на Земле будет жить 9,7 миллиарда человек. Некоторые страны, такие как Индия, уже испытывают серьезную нехватку воды.
Уже в 2025 году примерно половина населения мира может начать испытывать нехватку пресной питьевой воды. И, возможно, эти недавно обнаруженные подводные резервуары могут дать нам неожиданное решение.
Но если бы мы когда-нибудь хотели использовать эту воду для питья, нам пришлось бы опреснять ее, так как она становится немного соленой. Так или иначе, она намного менее соленая, чем океанская вода, что потенциально дает нам некоторую надежду перед надвигающимся водным кризисом.
Но существует также причина, которая убавляет амбиции по добыче этой воды. Новое моделирование показало, что из-за связи между береговыми водными системами и подводными карманами, вытягивание воды из-под океана может привести к буквальному погружению грунта.
Поэтому, прежде чем мы сможем думать об этих удивительно огромных водных карманах как о пригодных для использования ресурсах, необходимо подумать и, возможно, проверить при помощи компьютерного моделирования, как мы можем получить к ним доступ и, если мы это сделаем, каковы будут последствия.
Источник
