Придонная вода — это самая нижняя водная масса в водоеме , по его дну, имеющая различные характеристики с точки зрения физики , химии и экологии .
Придонная вода состоит из холодной, плотной воды у дна океана . Эта вода характеризуется низкой минерализацией и содержанием питательных веществ. В целом низкая соленость, обусловленная сезонным таянием льда и выходом пресной воды из рек, характеризует придонную воду, образующуюся в Антарктике. Однако в холодные месяцы образование морского льда является решающим процессом, который повышает соленость придонной воды из-за отвода рассола . Когда соленая вода замерзает, соль выбрасывается изо льда в окружающую воду. Содержание кислорода в придонной воде высокое из-за циркуляции океана. В Антарктике соленые и холодные поверхностные воды из-за своей высокой плотности опускаются на меньшие глубины. По мере того, как поверхностные воды тонут, они уносят с собой кислород с поверхности и проводят огромное количество времени, циркулируя по морскому дну океанских бассейнов. Богатая кислородом вода, движущаяся по придонному слою океана, является важным источником дыхания донных организмов. Придонные воды текут очень медленно, что обусловлено главным образом рельефом склонов и различиями в температуре и солености, особенно по сравнению с ветровыми поверхностными океанскими течениями . [1]
Донные воды Антарктики являются наиболее доминирующим источником придонных вод в южных частях Тихого океана , Индийского океана и северной части Атлантического океана . Донные воды Антарктики находятся под глубоководными водами Северной Атлантики из-за более низкой температуры и более высокой плотности. Соленость можно использовать для сравнения движения между пресными придонными водами Антарктики (примерно 34,7 psu) и более солеными глубоководными водами Северной Атлантики. Донные воды Антарктики можно отличить от других промежуточных и глубоководных водных масс по холоду, низкому содержанию питательных веществ, высокому содержанию кислорода и низкой солености. [2]
Придонные воды Северного Ледовитого океана более изолированы из-за топографии дна Северного Ледовитого океана и окружающих арктических шельфов. Глубокие западные пограничные течения несут придонные воды Антарктики на север, в южную часть Атлантического океана. Донные воды Антарктики смещаются на восток, когда достигают экватора, превращая их, таким образом, в восточное пограничное течение вдоль Срединно-Атлантического хребта. Движение придонных вод Антарктики по изопикнам ограничено глубокими порогами. Силлы — это мелководные участки морского дна, которые препятствуют течению воды через бассейны. [3]
Изменение климата и придонные воды Антарктики
Изменения в характеристиках придонных вод Антарктики наблюдались в Южном океане. Температура придонных вод Антарктики повысилась, а соленость продолжает освежаться. Поскольку водная масса нагревается и становится свежее, плотность значительно снижается. Это связано с глобальным потеплением, нагревающим атмосферу и океан, что приводит к таянию морского льда, повышению уровня моря и закислению океана . Вентиляция также замедлилась в результате глобального потепления. Донные воды Антарктики имеют такое высокое содержание кислорода, что могут способствовать вентиляции глубин океана, действуя как система кровообращения. Долгосрочные изменения в повышении температуры замедлили скорость вентиляции океана. По мере нагревания атмосферы уменьшается образование морского льда в Антарктиде, что снижает плотность окружающей воды. Снижение плотности приводит к замедлению скорости конвекции, что в конечном итоге замедляет процессы образования глубоководных вод. Существенные процессы, такие как апвеллинг, начинают отклоняться. Без апвеллинга холодная, богатая питательными веществами вода не может быть возвращена на поверхность для создания зон с высокой продуктивностью. [4] [5]
Придонные воды устья реки , впадающей в соленый водоем, демонстрируют своеобразный перенос ила . Из-за смешения пресной и соленой воды в устье создается горизонтальный изохальный градиент с более низким уровнем солености вверх по течению, что создает восходящий поток придонной воды. Частицы грязи, переносимые рекой, начинают оседать по мере уменьшения течения и турбулентности . Когда частицы почти достигают дна, они относятся обратно в истоки лимана и накапливаются там, где соленость поверхностных и придонных вод становится сопоставимой, а придонный сток уменьшается. Результатом этого процесса на этом этапе является выдающаяся куча грязи. [6]
Придонная вода озер может иметь более низкий уровень кислорода , вплоть до полного исчезновения растворенного кислорода (т.е. становится анаэробным), а также более высокий уровень хлора и кислотности , вызванной органическими веществами . Во многих озерах, особенно в зонах континентального климата , летний прогрев и зимнее похолодание создают сильные вертикальные градиенты температуры, препятствующие перемешиванию вод, в результате чего возникают периоды летней и зимней термической стратификации озер . Им мешает переворот придонных вод , который происходит осенью ( осенний переворот ) и весной ( весенний переворот ) вследствие выравнивания градиентов температуры и, как следствие, более легкого перемешивания ветром и другими источниками турбулентности. [7] [8]