Солонувата вода, де річки прісної води зустрічаються з морською водою
Перехід від солоної до прісної води буремний, вразливий і неймовірно рясний
Морські леви перестають дути і один за одним ковзають з пристані у мокко-коричневу воду річки Фрейзер, поблизу Ванкувера, Британська Колумбія. Поверхня води гладка, за винятком ряби бриж, що повільно рухаються вгору. Морські леви, здається, знають, що спокійна поверхня знищує потрясіння.
Приплив щойно повернувся, і язик солоної води спочатку повзе, а потім скаче, назад у Фрейзер лише через кілька годин після того, як був вигнаний сильним відливом під час попереднього відливу. Хоча поверхня здається спокійною, підводне перетин прісної та солоної води котиться з бурхливими вихорами, такими ж сильними, як будь-які в океані. Плутанина закрученої води та завислих відкладень дезорієнтує засланого додому лосося, забезпечуючи легке застілля для морських левів.
Не всі річки закінчуються так різко, як Фрейзер. Але змішування прісноводних потоків та річок із солоними океанськими припливами та водами в частково закритому водоймі - природничі вчені називають це лиманом - підживлює деякі найпродуктивніші екосистеми на Землі, а також деякі з найбільш вразливих.
Задовго до появи цивілізації ранні люди визнали щедрість лиману і зробили ці регіони центральним центром для проживання людей. На жаль, надмірна забудова, погане землекористування та багатовікове промислове забруднення постраждали від більшості лиманів. Бостонська гавань, затока Сан-Франциско та річка Гудзон - діти плакатів за погіршення навколишнього середовища.
Проте є надія. Лимани є кордонами між солоним та прісноводним середовищем, і вони неймовірно різноманітні як біологічно, так і фізично. Різноманітність та висока енергія екосистеми роблять лимани надзвичайно стійкими. Завдяки кращому розумінню цих систем ми можемо повернути назад їх занепад і відновити екологічне багатство цих цінних, хоч і каламутних середовищ.
Як працює лиман?
З точки зору фізика, різниця щільності прісної та солоної води робить лимани цікавими. Коли річкова вода зустрічається з морською, більш легка прісна вода піднімається вгору і над щільнішою солоною водою. Морська вода носиться в лиман під річкою, що витікає, просуваючись по течії по дну.
Часто, як у річці Фрейзер, це відбувається на різкому сольовому фронті. На такому фронті вміст солі (солоність) і щільність можуть змінюватися від океанічних до свіжих лише за кілька десятків метрів по горизонталі та лише за метр по вертикалі.
Ці сильні градієнти солоності та щільності супроводжують великі вертикальні зміни напрямку та сили струму. Ви не можете побачити ці закручені води з поверхні, але рибалка може виявити, що його сітка починає власне життя, коли опускає її в, здавалося б, спокійну воду.
Пліній Старший, відомий римський натураліст, сенатор і командувач Імператорським флотом у 1 столітті н. Е., Спостерігав таку особливу поведінку рибальських мереж у протоці Босфор біля Стамбула. Пліній зробив висновок, що поверхневі та донні течії течуть в протилежних напрямках, і він надав першу письмову документацію того, що ми зараз називаємо "лиманною циркуляцією".
Вторгнення морської води
Протилежні прісні та солоні потоки часом плавно протікають одна над одною. Але коли різниця швидкостей досягає певного порогу, виникає сильна турбулентність, і сіль і прісна вода змішуються. Приливні течії, які діють незалежно від лиманної циркуляції, також додають турбулентності, змішуючи сіль і прісні води, утворюючи в лимані солонувату воду.
У річці Фрейзер ця циркуляція обмежена дуже короткою та енергійною фронтальною зоною біля гирла, інколи завдовжки лише кілька сотень метрів. В інших лиманах, таких як затока Сан-Франциско, затока Чесапік або річка Гудзон, сольовий фронт та супутня лиманна циркуляція тягнуться углиб країни на багато миль.
Вторгнення солі на землю ретельно контролюється інженерами через потенційні наслідки для запасів води, якщо вторгнення солі надто триває. Наприклад, місто Паукіпсі, штат Нью-Йорк, за 60 миль на північ від гирла річки Гудзон, залежить від річки своєю питною водою. Приблизно раз на десятиліття умови посухи змушують вторгнення солі наближатися до прийому прісної води Паукіпсі. Востаннє, коли це сталося, в 1995 році, з дамб вище за течією довелося проливати додаткову воду, щоб соляний фронт не став небезпекою для громадського здоров'я.
Життєва кров лиманів
Циркуляція лиману виконує цінну, екологічну функцію. Постійний придонний потік забезпечує ефективну вентиляційну систему, всмоктуючи нову океанічну воду і виганяючи солонувату воду. Якби не цей природний процес «змиву», води лиману стали б стоятими, накопичуватися забруднення і виснажуватися кисень.