Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Морская пена (значения) .

Морская пена вымыта или унесена на пляж

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 . [1] Эти соединения могут действовать как поверхностно-активные вещества или пенообразователи . Поскольку морская вода взбивается волнами в зоне прибоярядом с берегом поверхностно-активные вещества в этих турбулентных условиях захватывают воздух, образуя устойчивые пузырьки, которые прилипают друг к другу за счет поверхностного натяжения . Морская пена является глобальным явлением [1] и варьируется в зависимости от местоположения и потенциального влияния окружающей морской, пресноводной и / или земной среды. [2] Из-за своей низкой плотности и стойкости пена может быть унесена сильным прибрежным ветром со стороны берега моря.

Формирование [ править ]

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 из искусственных источников, обеспечивают стабильность образующейся морской пены. [3]

Связь между морской пеной и образованием морских брызг . Темно-оранжевая линия указывает на процессы, общие для образования морской пены и брызг .

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 перемещаются по верхним слоям поверхности океана на несколько метров благодаря своей плавучести . Мельчайшие пузырьки, попавшие в водную толщу, 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 растворенного органического вещества стабилизирует пузырьки, собираясь вместе в виде морской пены. [1]Некоторые исследования морской пены показывают, что разрушение клеток водорослей во время сильных волн делает образование морской пены более вероятным. [3]

Падающие капли дождя на поверхность моря также могут способствовать образованию и разрушению морской пены. [4] Было проведено несколько немеханистических исследований, демонстрирующих повышенное образование морской пены из-за сильных дождей. [2] Турбулентность в поверхностном смешанном слое может повлиять на концентрацию растворенных органических веществ и способствовать образованию пены, плотной для питательных веществ. [5]

Состав [ править ]

Морская пена обычно содержит смесь разложившихся органических материалов.

Состав морской пены обычно представляет собой смесь разложившихся органических материалов, включая зоопланктон , фитопланктон , водоросли (включая диатомовые [6] ), бактерии , грибы , простейшие и детрит сосудистых растений , [5] хотя каждое проявление морской пены варьируется в зависимости от его конкретное содержание. В некоторых районах 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 сахараПервоначально присутствующий в окружающей слизи, созданный водорослями или растительным веществом, быстро поглощается бактериями. [3] Дополнительные исследования показали, что небольшую часть сухого веса морской пены составляет органический углерод , который содержит фенолы , сахара, аминосахары и аминокислоты . В заливе Фанди высокий уровень смертности большого количества амфипод, обитающих в трубках ( Corophium volutator ), в результате естественной гибели, а также хищничества мигрирующих морских птиц способствовал высвобождению аминосахара в окружающую среду и, таким образом, в морской пене. [5]

Было обнаружено, что содержание органического вещества в морской пене резко увеличивается во время цветения фитопланктона в этом районе. [7] Некоторые исследования показали очень высокую концентрацию микропланктона в морской пене со значительно большим количеством автотрофного фитопланктона, чем у гетеротрофов. [6] Некоторые пены особенно богаты своей популяцией диатомовых водорослей, которые в некоторых случаях могут составлять большую часть биомассы микроводорослей. . [6]В морской пене также присутствует множество бактерий; старая пена, как правило, 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. [3] Существует также сезонная изменчивость состава морской пены; [5] в некоторых регионах есть сезонное присутствие пыльцы в морской пене, которая может изменить ее химический состав. [2] Хотя пена по своей природе не токсична, она может содержать высокие концентрации загрязняющих веществ. [1] Пузырьки пены могут быть покрыты или содержать эти материалы, которые могут включать нефтяные соединения, пестициды и гербициды.. [1]

Долговечность и стабильность [ править ]

Воспроизвести медиа
Морская пена у острова Ванкувер

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 мелкими частицами кремнезема , кальция или железа, которые способствуют стабильности и долговечности пены. [1]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 и долговечную пену по сравнению с морской водой, в которой отсутствует один из этих компонентов. Так , например, фильтруют морскую воду с добавлением с листьями в бурых водорослей , Ecklonia максимумов, полученной пены , но ей не хватало стабильности , что нефильтрованный морской воды при условии. Кроме того, листья ламинарии, которые содержались в проточной воде, уменьшая их слизистую оболочку, не могли способствовать образованию пены. [3] Также обнаружено, что различные типы соли по-разному влияют на близость пузырьков в морской пене, что способствует ее стабильности. [1]

Экологическая роль [ править ]

Источник питания [ править ]

Пузырьки обогащенной планктоном пены остались в бассейне после прилива

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. [3] Более длительное время распада приводит к более высокой вероятности того, что энергия, содержащаяся в морской пене, поднимется по пищевой сети на более высокие трофические уровни . [3] В заливе Фанди, например, амфипода , обитающая в трубках , Corophium volutator,потенциально может удовлетворить 70% своих пищевых потребностей за счет сахаров и аминокислот, полученных из морской пены в окружающей среде. Однако иногда 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. [5] На западном побережье полуострова Кейп , Южная Африка , морская пена часто встречается 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 органического детрита.в морской пене. [3]

Транспорт материалов [ править ]

Морская пена также является средством переноса организмов и питательных веществ в морской среде, а иногда и в приливную или наземную среду. Воздействие волн может осаждать пену в приливных зонах, где она может оставаться, когда прилив отступает, принося питательные вещества в приливную зону. [5] Кроме того, морская пена может переноситься по воздуху в ветреную погоду, перемещая материалы между морской и наземной средами. [2] Способность морской пены переносить материалы также считается полезной для организмов макроводорослей , поскольку отростки макроводорослей могут переноситься в различные микроокружения, тем самым влияя на приливный ландшафт и способствуя новым возможным экологическим взаимодействиям. [8]Поскольку морская пена является влажной средой, она является благоприятной средой обитания для спор водорослей, где пропагулы могут прикрепляться к субстрату и избегать риска распространения . [8] Когда морская пена содержит грибки, она также может способствовать разложению остатков растений и животных в прибрежных экосистемах. [2]

Хабитат [ править ]

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 [6]

Опасности [ править ]

Токсичность [ править ]

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. [1] 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 , либо они могут оставаться в пенах. Токсины, выделяемые через аэрозоли и разбивающие пузыри, могут вдыхаться людьми. Микроорганизмы, обитающие в морской пене как среда обитания, имеют повышенную восприимчивость к загрязнению. [9]Следовательно, эти токсичные вещества могут интегрироваться в трофическую пищевую сеть . [1]

Вредное цветение водорослей [ править ]

Пена может образовываться в результате разложения вредного цветения водорослей (ВЦВ). В основном они состоят из видов водорослей, но могут также состоять из динофлагеллят и цианобактерий . [10] Биомасса цветущих водорослей интегрирована в морскую пену в микрослоях морской поверхности. [8] Когда морская пена разрушается, токсины водорослей выбрасываются в воздух, вызывая респираторные проблемы и иногда вызывая приступы астмы. [11] Phaeocystis globosa - один из видов водорослей, который считается проблематичным, как показали исследования, проведенные в Нидерландах. [10]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 количеством ливневых стоков и эвтрофикации . 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. globosaтакже считается неприятным видом, потому что его большие пенные образования мешают людям наслаждаться пляжем. [10]

Человеческая деятельность [ править ]

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. [1] В дополнение к органическим маслам, кислотам и белкам, которые накапливаются в микрослое морской поверхности , соединения, полученные в результате добычи и транспортировки нефти, синтетических поверхностно-активных веществ и использования пестицидов, могут попадать на поверхность моря и включаться в пену. Присутствующие загрязнители также могут повлиять на стойкость производимой пены. Неочищенная нефть, сбрасываемая из танкеров, моторное масло, сточные воды и моющие средства из загрязненных стоков могут создавать долговечные пены. [1] В одном исследовании полихлорированные дифенилы(ПХБ), стойкий органический загрязнитель, накапливается в морской пене. [9]

Терминалы природного газа упоминались как участники производства модифицированных пен из-за процесса использования морской воды для преобразования природного газа в сжиженный природный газ . [12] Одно исследование показало гораздо большее количество гетеротрофных прокариот (архей и бактерий) и цианобактерий в пене, образовавшейся возле терминала сжиженного природного газа. Эти прокариоты могли перерабатывать химические материалы, выгружаемые из терминала, что усиливало рост микробов. Кроме того, более высокий уровень общего органического углерода(ТОС) и биомасса планктона регистрировались в пене, образовавшейся в непосредственной близости от терминала. Органический углерод легко переносился в пелагическую пищевую сеть после поглощения прокариотами и проглатывания травоядными. [12]


Известные случаи [ править ]

  • 24 августа 2007 г .: Большое скопление морской пены произошло на побережье Ямбы в северной части Нового Южного Уэльса . [13] [14] [15]
  • Январь-февраль 2008: Море пены вхождений в Калундре и Пойнт Картрайт на Queensland «s Sunshine Coast привлекает всемирное внимание средств массовой информации. [16] [17] [18]
  • Декабрь 2011 года: прибрежная дорога в Кливли , Ланкашир, затоплена морской пеной высотой в несколько метров. [19]
  • 2012: Во время прямой трансляции урагана Айрин в Оушен-Сити, штат Мэриленд , Такер Барнс был покрыт морской пеной. [20]
  • 24-25 сентября 2012 г .: после штормов и сильных ветров пляж в районе Футди в Абердине покрылся морской пеной. [21]
  • 27-28 января 2013 г .: на Саншайн-Кост в Квинсленде , Австралия, на сушу вымыло много пены из-за тропического циклона Освальд . [22]
  • Июнь 2016 г .: Морская пена возникла на восточном побережье Австралии, вызванная штормами. [23]
  • 28 марта 2017 г .: Морская пена образовалась в результате циклона Дебби на пляже Сарина в Квинсленде, Австралия. [24]
  • 16 октябрь 2017: Ураган Офелия покрыт Cleveleys , Ланкашир с пеной. [25]
  • Январь 2018: Шторм Элеонора вызывает широкое распространение пены по всему побережью Европы. [26]
  • 11 октября 2019 г .: Субтропический шторм Мелисса принес морскую пену на пляж Нантаскет в Халле, штат Массачусетс . [27]
  • 21 января 2020 г .: Шторм Глория затопляет Тосса-де-Мар , Испания , густой морской пеной на вершине сильного наводнения. [28]
  • 13 июля 2020 г .: шторм в Кейптауне , Южная Африка [29]

См. Также [ править ]

  • Линия пены  - скопление пены на поверхности пресноводных водотоков или водоемов.
  • Остров Спум

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k Шиллинг, Катерина; Цесснер, Матиас (1 октября 2011 г.). «Пена в водной среде». Исследования воды . 45 (15): 4355–4366. DOI : 10.1016 / j.watres.2011.06.004 . ISSN  0043-1354 .
  2. ^ a b c d e HAROLD, E .; SCHLICHTING, JR. (1971). «Предварительное исследование водорослей и простейших в Seafoam». Ботаника Марина . 14 (1). DOI : 10,1515 / botm.1971.14.1.24 . ISSN 0006-8055 . 
  3. ^ a b c d e f g h Велимиров Б. (1980). «Формирование и потенциальное трофическое значение морской пены возле ложа водорослей в системе бенгельского апвеллинга». Морская биология . 58 (4): 311–318. DOI : 10.1007 / bf00390779 . ISSN 0025-3162 . 
  4. ↑ Верон, Фабрис (3 января 2015 г.). «Океанский спрей». Ежегодный обзор гидромеханики . 47 (1): 507–538. DOI : 10.1146 / annurev-fluid-010814-014651 . ISSN 0066-4189 . 
  5. ^ a b c d e е Крейг, Дуглас; Ирландия, Роберт Дж .; Бэрлохер, Феликс (сентябрь 1989 г.). «Сезонные колебания органического состава морской пены». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 130 (1): 71–80. DOI : 10.1016 / 0022-0981 (89) 90019-1 . ISSN 0022-0981 . 
  6. ^ a b c d Дружков, Николай В .; Макаревич, Павел Р .; Бардан, Сергей I. (12 января 1997 г.). «Морская пена как объект пленочных исследований морской поверхности». Полярные исследования . 16 (2): 117–121. DOI : 10,3402 / polar.v16i2.6630 . ISSN 1751-8369 . 
  7. ^ О'Дауд, Колин; Кебурнис, Дарий; Овадневайте, Юргита; Биалек, Якуб; Stengel, Dagmar B .; Захария, Веселый; Ничке, Удо; Коннан, Солен; Ринальди, Маттео (14 октября 2015 г.). «Связь продуктивности морской среды с морскими брызгами через биологические процессы в наномасштабе: танец фитопланктона или дискотека смерти?» . Научные отчеты . 5 : 14883. дои : 10.1038 / srep14883 . ISSN 2045-2322 . PMC 4604474 . PMID 26464099 .   
  8. ^ a b c Менезес, Изабель (июнь 1993 г.). «Пена как диспергирующий агент в скалистом приливе в центральной части Чили» . Европейский журнал психологии . 28 (2): 107–110. DOI : 10.1080 / 09670269300650171 . ISSN 0967-0262 . 
  9. ^ a b Наполитано, Гильермо Э .; Ричмонд, Жаклин Э. (февраль 1995 г.). «Обогащение биогенных липидов, углеводородов и полихлорированных бифенилов в пенопластах на поверхности потока». Экологическая токсикология и химия . 14 (2): 197–201. DOI : 10.1002 / etc.5620140203 . ISSN 0730-7268 . 
  10. ^ a b c Блау, АН; Los, FJ; Huisman, J .; Пеперзак, Л. (ноябрь 2010 г.). «Неспособные пены и цветение Phaeocystis globosa в прибрежных водах Нидерландов проанализированы с помощью нечеткой логики». Журнал морских систем . 83 (3–4): 115–126. DOI : 10.1016 / j.jmarsys.2010.05.003 . ISSN 0924-7963 . 
  11. ^ Администрация Министерства торговли США, Национальные океанические и атмосферные исследования. «Почему происходит вредоносное цветение водорослей?» . oceanservice.noaa.gov . Проверено 28 ноября 2018 .
  12. ^ a b Францо, Анналиса; Каруза, Ана; Селусси, Мауро; Форнасаро, Даниэла; Беран, Альфред; Ди Пои, Елена; Дель Негро, Паола (17 апреля 2015 г.). «Производство пены как побочный эффект морского терминала сжиженного природного газа: как с этим бороться планктон?». Экология и исследования загрязнения окружающей среды . 22 (11): 8763–8772. DOI : 10.1007 / s11356-015-4499-2 . ISSN 0944-1344 . 
  13. ↑ Саманта Уильямс, Ямба, пораженная пеной , The Daily Telegraph , 27 августа 2007 г. Проверено 5 ноября 2010 г.
  14. ↑ Эрик Шекл, Австралия, «Пена изо рта» , OhmyNews , 26 января 2008 г. Проверено 5 ноября 2010 г.
  15. ^ Brett M.Christensen, взбитые океан - Пляж Пена в Ямбы Новый Южный Уэльс , Hoax-Slayer.com , август 2008. Проверено 5 ноября 2010.
  16. ^ A. Lander, Пена вернулась! , Sunshine Coast Daily , 20 февраля 2008 г. Дата обращения 5 ноября 2010 г.
  17. ↑ A. Lander, Нет места лучше пены Sunshine Coast Daily , 24 января 2008 г. Проверено 5 ноября 2010 г.
  18. ^ Марк Furler, Foam глобальный хит , Sunshine Coast Daily , 26 января 2008. Проверено 5 ноября 2010.
  19. ^ "Морская пена затопляет автомобили на морском курорте Кливли" . Новости BBC. 29 декабря 2011г . Проверено 30 ноября 2012 года .
  20. ^ «Такер Барнс из FOX 5 преодолевает морскую пену в Оушен-Сити» . Fox 5. Архивировано из оригинала 16 января 2012 года.
  21. ^ "Пена захлестнула, когда шторм обрушился на Шотландию" . Новости BBC. 28 сентября 2012 . Проверено 30 ноября 2012 года .
  22. ^ "Зимняя страна чудес Саншайн-Кост" . Ninemsn. 28 января 2013 г. Архивировано из оригинала 29 января 2013 года . Проверено 28 января 2013 года .
  23. ^ «Низкий уровень на восточном побережье: морская пена, поднятая штормами, может быть опасна для здоровья, - предупреждает токсиколог» . abc.net.au. 7 июня 2016 . Проверено 11 сентября 2017 года .
  24. ^ «Густая морская пена накатывается на пляж Сарина во время циклона Дебби» . abc.net.au. 28 марта 2017 . Проверено 11 сентября 2017 года .
  25. ^ [1] The Independent, 16 октября 2017 г., дата обращения 18 октября 2017 г.
  26. ^ "Элеонора устраивает вечеринку с морской пеной для собаки" . BBC News . Проверено 4 января 2018 .
  27. ^ "Это не снег: шторм отправляет морскую пену на пляж Нантаскета" . CBS Boston . Дата обращения 14 октября 2019 .
  28. ^ "Морская пена окутывает улицы Испании" . BBC News . Проверено 22 января 2020 года .
  29. ^ Chothia, Андреа. «Кейптаунский шторм: ураганные ветры, волны и морская пена обрушиваются на материнский город» . Южноафриканский . Дата обращения 15 июля 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Апрель 2007 г. Фотогалерея Storm Мемориальная библиотека Лейн, Хэмптон, Нью-Гэмпшир. Доступ 5 ноября 2010 г.
  • Как образуется пена на океанских волнах Newscientist.com , выпуск 1837, 5 сентября 1992 г. Превью статьи. Доступ 5 ноября 2010 г.
  • Одеяло из белой пены покрывает побережье Абердина - Guardian video. Доступ 25 сентября 2012 г.
  • Видео о морской пене на YouTube
  • Морская пена, покрывающая пловца, Австралия, Голд-Кост