Что произойдёт, если из Мирового океана исчезнет вся соль

Океан без соли на первый взгляд кажется просто огромным запасом пресной воды. Берега остаются на своих местах, ветер поднимает волны, солнце нагревает поверхность. Однако привычный вид мало говорит о том, что происходит в толще воды.

Что изменится первым, если она вдруг утратит привычный состав?

Что именно исчезнет из воды

В среднем в килограмме морской воды содержится около 35 граммов растворённых солей. Большую часть составляют ионы натрия и хлора — электрически заряженные частицы, из которых образуется обычная поваренная соль. Но рядом с ними присутствуют магний, кальций, калий и другие компоненты. Поэтому убрать из океана всю соль означает изменить состав сложного раствора, к которому приспособлена морская жизнь.

В этом мысленном эксперименте соли исчезают из окружающей организмы воды, но остаются внутри их тел. Само исчезновение не сопровождается нагреванием или охлаждением. Оно происходит однократно, а дальнейшее поступление веществ с суши продолжается. При таких условиях можно проследить последствия опреснения, не добавляя к ним эффекты неизвестного физического механизма.

Почему морская рыба не станет пресноводной

Клеточные оболочки биологических организмов пропускают воду иначе, чем растворённые вещества. Если по разные стороны такой оболочки концентрация растворённых частиц различается, возникает направленное перемещение воды в сторону более концентрированного раствора. Этот процесс называется осмосом. В резко опреснившемся океане вода начала бы усиленно поступать в тела многих морских организмов, а необходимые им соли — теряться. Без компенсации это нарушает объём клеток и работу тканей.

Морские костные рыбы обычно решают противоположную задачу: окружающая вода солонее их внутренних жидкостей, поэтому они теряют влагу. Чтобы восполнить её, рыбы пьют морскую воду, а избыток солей выводят, в частности, через жабры. В пресной среде потребовалось бы экономить соли и удалять лишнюю воду. У большинства морских видов нет возможности быстро перестроить физиологию таким образом, поэтому внезапное опреснение вызвало бы массовую гибель.

Некоторые рыбы, например лососи, переходят между реками и морем, перестраивая работу организма. Но даже их выносливость не означает независимости от состава среды. Речная вода содержит минералы, тогда как в заданном сценарии исчезают все соли. Поэтому безболезненное выживание таких видов тоже нельзя считать гарантированным.

Потеря пищи затронет даже тех, кто переживёт опреснение

Изменения начались бы не только среди крупных животных. Множество морских одноклеточных организмов также зависит от привычного состава среды. Особенно важен фитопланктон — микроскопические водоросли и другие организмы, использующие свет для образования органического вещества. Ими питаются мелкие животные, которых затем поедают рыбы и более крупные хищники. Нарушение этого основания пищевой сети затронуло бы обитателей океана независимо от их собственной устойчивости к пресной воде.

При разложении погибших организмов микроорганизмы расходовали бы кислород, создавая дополнительную угрозу для выживших животных. Там, где его поступление не поспевает за расходом, возникали бы участки с кислородным дефицитом. При этом кислород в атмосфере не исчез бы вместе с морским планктоном: в воздухе накоплен огромный запас. Наиболее быстрые последствия затронули бы морские экосистемы и зависящее от них рыболовство.

Пресноводные виды могли бы постепенно заселять освободившиеся местообитания, но глубина, давление и нехватка света ограничивали бы их распространение. Вместе с солями исчезли бы и растворённые питательные вещества, включая нитраты и фосфаты. Формирование новых сообществ зависело бы от восстановления их доступности. Переселение речных рыб само по себе не заменило бы утраченные морские экосистемы.

Как изменится движение океана

Соль влияет на плотность воды: при одинаковых температуре и давлении солёная вода плотнее пресной. В современном океане различия в солёности вместе с различиями в температуре помогают определять, какие водные массы остаются наверху, а какие погружаются. В некоторых полярных районах охлаждение и увеличение солёности создают достаточно плотную воду, чтобы она уходила на глубину. Так пополняются глубинные слои, участвующие в медленном обмене водой между разными частями океана.

При исчезновении соли эта система лишилась бы одного из факторов, поддерживающих различия плотности. Причём дело не просто в том, что вся вода стала бы легче: исчезла бы неодинаковая солёность соседних слоёв и районов. Это изменило бы погружение воды, обмен между поверхностью и глубиной, перенос тепла и растворённых газов. Направление перестройки зависело бы от температуры, рельефа дна и взаимодействия океана с атмосферой.

Полной остановки течений из этого не следует. Ветер продолжил бы перемещать поверхностную воду, вращение Земли — отклонять её движение, а притяжение Луны и Солнца — создавать приливы. Сохранились бы и различия температуры между экватором и полюсами. Поэтому океан получил бы другую систему циркуляции, а не превратился бы в неподвижный резервуар. Заранее назначить отдельным странам конкретное похолодание или потепление без расчётов для такого сценария невозможно.

Лёд начнёт образовываться при другой температуре

Обычная морская вода у поверхности замерзает примерно при −1,9 °C, а пресная — около 0 °C. После исчезновения солей некоторые полярные воды оказались бы холоднее новой точки замерзания. В них могло бы начаться образование льда, но это не означает мгновенного промерзания всей толщи. При кристаллизации выделяется тепло, которое согревает оставшуюся жидкую воду. Для продолжения замерзания это тепло должно уходить в окружающую среду.

Одновременно изменилось бы поведение охлаждающейся поверхности. Пресная вода при обычном давлении достигает наибольшей плотности примерно при +4 °C, а при дальнейшем охлаждении становится менее плотной. Поэтому в достаточно спокойных условиях более холодный слой способен удерживаться сверху и замерзать, пока ниже остаётся жидкая вода. У морской воды обычной солёности плотность растёт при охлаждении вплоть до замерзания, что способствует перемешиванию. Исчезновение соли меняет оба процесса сразу: и образование льда, и обмен теплом между слоями.

Растущий морской лёд также вытесняет значительную часть соли в окружающую воду, повышая её плотность. В пресном океане этого источника плотных вод больше не было бы. В то же время более лёгкое образование поверхностного льда создало бы условия для расширения ледяного покрова в холодных районах. Светлая поверхность отражает больше солнечной энергии, чем открытая вода, усиливая охлаждение. Однако итоговый климат зависел бы также от облачности, переноса тепла и состояния атмосферы: одна только новая температура замерзания не доказывает неизбежность глобального оледенения.

Океан не останется бессолевым навсегда

После однократного исчезновения соли началось бы её новое поступление. Дождевая вода взаимодействует с горными породами, растворённые вещества попадают в ручьи и реки, а затем достигают моря. Реки кажутся пресными потому, что концентрации солей в них невелики, а не потому, что минералов там нет совсем. Продолжился бы и обмен веществами между водой и породами океанического дна, в том числе возле горячих подводных источников.

Испарение постепенно концентрировало бы поступающие соли: молекулы воды уходят в атмосферу, а растворённые компоненты в основном остаются. Само испарение соли не создаёт, а часть поступающих веществ связывалась бы в донных отложениях. Поэтому возвращение к высокой солёности потребовало бы геологических масштабов времени. Точное повторение нынешнего состава при этом не гарантировано.

Нарушение водного баланса организмов началось бы сразу, перестройка пищевых сетей и циркуляции заняла бы гораздо больше времени. Волны, приливы и испарение сохранились бы, но океан уже иначе поддерживал бы жизнь и распределял тепло по планете. Исчезновение нескольких процентов его массы изменило бы свойства почти всей оставшейся воды.