Черные приливы - [37]

На размываемых штормом пляжах можно видеть среди обычных естественных слоев разнородного по крупности песка четко выделяющиеся горизонты нефтяных образований толщиной 5–6 сантиметров. Эти в известном смысле искусственные слои, обладая большой водоупорностью, замедляют химический обмен между остальными слоями.

Таким образом, нефтяные агрегаты с определенным количеством песка стали в наши дни одной из достаточно распространенных форм осадочного материала.

Во время плавания норвежского исследователя Тура Хейердала и его интернационального экипажа на папирусной ладье «Ра-2», когда экспедиция находилась в самом центре Атлантики, Тур Хейердал записал в своем дневнике: «Загрязнение ужасающее. Медани (марокканец — спутник Хейердала. — А. М., В. В.) вылавливает темные комки со сливу величиной, обросшие морскими уточками. На некоторых поселились крабики и многоногие рачки. Под вечер гладкое море кругом было сплошь покрыто коричневыми и черными комками асфальта, окруженными чем-то вроде мыльной пены, а местами поверхность воды отливала всеми цветами радуги от бензина». И в предыдущем плавании на судне из папируса «Ра» в 1969 году члены экспедиции видели коричневые и черные мазутные или асфальтовые комки. Тур Хейердал считает, что не менее 10 процентов поверхности Атлантического океана в районе плавания «Ра» было покрыто этими комочками. Внимание к экспедиции Хейердала было огромным. События и наблюдения, связанные с этой экспедицией, освещались по радио и телевидению. Именно поэтому сведения о нефтяных комочках стали достоянием самых широких кругов общественности.

Нефтяные комочки видел в открытом океане и кругосветный мореплаватель-одиночка Фрэнсис Чичестер. Заметим, что папирусные ладьи Тура Хейердала и тем более яхта «Джипси-Мот IV» Фрэнсиса Чичестера плавали в стороне от основных трансокеанских путей, но вездесущие нефтяные шарики проникли и в эти отдаленные районы океана.

Вместе с тем нельзя не отметить, что в последние годы смоляных комков в океане стало заметно меньше, что, безусловно, связано с уменьшением сброса нефти в океан танкерным флотом, несмотря на увеличение количества транспортируемой океаном нефти и общего тоннажа мирового флота. Так, в 1971 году суда танкерного флота сбросили в океан около 2,1 миллиона тонн нефти, а в 1980 году эта масса уменьшилась до 1,5 миллиона тонн. Однако доля нефтяного загрязнения за счет аварий танкеров увеличилась с 200 тысяч тонн в 1973 году до 390 в 1980-м.

Механизмы распространения нефти в океане

Мореплавателям давно был известен способ умерить штормовые волны. Для этого за борт выливали нефть или масло, пленка которых и оказывала влияние на волнение, уменьшая поверхностное натяжение. Она гасила не только капиллярные, но и гравитационные волны длиною до полуметра.

Нефтяная пленка — одна из самых распространенных форм существования нефти как загрязняющего океан вещества. Отличительное свойство пленок нефти, в частности, заключается в том, что они никогда не растекаются до мономолекулярного слоя. Экспериментально удалось измерить минимальную толщину пленки — 0,15 микрона.

Распространение нефтяной пленки по поверхности океана — это наложение двух процессов: первый — перенос пленки как целого под воздействием ветра, течений и поверхностных волн, одним словом, дрейф пленки; и второй — растекание пленки на спокойной воде, приводящее к увеличению ее площади с течением времени. Вначале растекание нефти по поверхности моря происходит под действием силы тяжести аналогично тому, как на гладкой горизонтальной поверхности растекаются лужи воды. Дальнейшее растекание нефтяной пленки создается действием силы поверхностного натяжения. Однако, как отмечалось выше, пленка не растекается до мономолекулярного слоя, просто не успевает, так как начинаются изменения физико-химических свойств нефти и сила поверхностного натяжения ослабевает. Из экспериментов известно, что в спокойной воде 1 кубометр сырой нефти за 10 минут растекается в пятно диаметром 48 метров. Под действием ветра создается дрейф поверхностного слоя воды со скоростью, составляющей 3–4 процента от средней скорости ветра. С такой же скоростью дрейфует и нефтяная пленка. Но дрейф пленки может происходить также в результате действия сгонно-нагонных или приливных течений. В этом случае скорость движения пленки совпадает со скоростью этих течений. Нефтяная пленка может перемещаться и вследствие так называемого волнового дрейфа. Его природа заключается в том, что у поверхности взволнованного моря за счет вязкости образуется тонкий вихревой слой, который приводит к возникновению дополнительного индуцированного течения по направлению распространения волны.

Если поверхность воды покрыта пленкой, то происходит затухание волн, причем их количество движения передается течению и скорость дрейфа увеличивается. Если считать пленку нефти нерастяжимой, то в этом случае пятна пленки перемещаются быстрее элементов жидкости на окружающей чистой воде. Комбинированный дрейф нефтяной пленки, вызванный ветром и волнением, исследовался в лабораторных экспериментах. Оказывается, простого арифметического сложения дрейфа под действием ветра и под действием волнения не происходит. Напротив, ветровой дрейф несколько замедляется волнением. Предполагают, что это происходит в результате отрыва потока на гребне волны, вследствие чего за гребнем должен существовать участок пониженной передачи количества движения от ветра к воде. Однако это объяснение еще нуждается в экспериментальной проверке.