На реке Амур появилась шуга на 20 дней раньше обычного — Амурская правда
ОбществоПограничный Амур начал покрываться шугой на уровне самого северного уезда Китая Мохэ. Напротив находится село Игнашино Сковородинского района. Первые льдинки появились на реке утром 14 октября.
В ночь на понедельник температура в этой зоне опустилась до -15 °С. Мелкие притоки Амура возле деревни Бэйцзи полностью покрылись льдом. Толщина покрова не превышает пяти сантиметров.
В этом году лед на Амуре появился почти на 20 дней раньше обычного. По традиции река начинает замерзать в конце октября — начале ноября, пишет biang.ru.
Возрастная категория материалов: 18+
Материалы по теме
Между нами тает лед: снежные глыбы прибило течением к берегам Амура (фоторепортаж)Впервые за много лет ледоход на Амуре повредил набережную БлаговещенскаВо время ледохода глыбы льда вышли на набережную Хабаровска (видео)Амур освобождается ото льда: апрельский фоторепортаж с набережной БлаговещенскаВ Амурской области раньше обычного срока начался ледоходЛед тронется на главных реках Приамурья в последнюю декаду апреляПочему Благовещенск остался без воды: АП побывала на водозаборе «Амурский»Водоснабжение в Благовещенске восстановлено, мэр раскритиковала АКСПрокуратура проверяет причины проблем с водоснабжением в БлаговещенскеВода в квартиры благовещенцев вернется через несколько часовБлаговещенцам подвезут питьевую воду по указанным адресамПоказать еще
ЧТО ТАКОЕ ЛЕДОСТАВ И КАК ОН ПРОХОДИТ?
В старину в России о том, что осень подошла к концу, и начинается морозная зима, судили по тому, как замерзали реки. Что такое ледостав, знал каждый – это время, когда лед на реке останавливался и покрывал толстой белой коркой всю поверхность водоема, от берега до берега. Как же начинается ледостав? Глубокой осенью (обычно в конце октября или в середине ноября) остывшая вода в реке становится темной, почти черной, а вдоль берега, там, где есть наиболее мелкие и тихие места, появляются тонкие пластинки льда. Они выглядят так, как будто случайно зацепились за берег. Такой лед называется «забереги». Это служит верной приметой – началось время ледостава. Затем, по поверхности реки поплывут небольшие плоские льдинки, ярко выделяющиеся на темном фоне реки. Они чем-то напоминают застывший жир на поверхности остывшего супа, за это их так и зовут: «ледяное сало».
В начале зимы часты снегопады. Снежинки не тают в холодной воде. Они теперь так и плывут по течению дальше, делая реку местами похожей на густую кашу. У этой каши тоже есть свое наименование – «снежура». Ледяное сало постепенно слипается со снежурой и превращается в рыхлые комки изо льда, пропитанного водой. Этот внутриводный лед, называется шуга — располагается не только на поверхности, но опускается уже и в саму толщу воды, образуя целые ковры и венки. Через пару дней шуга смерзнется и образует льдины. В это время можно увидеть осенний ледоход. Но эти льдины, в отличие от весенних, не тают, а становятся все толще и крупнее. Мороз схватывает их, соединяя с заберегами. В это время как раз и замирает движение льдин. Течение реки останавливается – она затягивается толстой ледяной коркой. Все – наступил окончательный ледостав. В этом году ледостав на р. Печора в районе поселка Якша был отмечен позже средней многолетней даты на 17 дней – 28 ноября. Обычно, формирование ледового покрова занимает 20 дней. В этом году из-за теплого первозимья время от появления первой шуги до полного ледостава было почти в 2 раза длиннее и заняло 36 дней. Если сравнивать средние многолетние даты наступления ледостава в Якше в 2000-тысячных годах с прошлым веком, то оказывается, что река стала замерзать на 8 дней позже, соответственно 18 и 9 ноября.
Текст: научный сотрудник Тертица Т.К. Фото: Остривная Е.
Тяжелая вода? Почему бы и нет!. Полынный мой путь [сборник]
С удивлением смотрел я на льдины, что медленно плыли по реке. Кончилось лето, на пороге северная зима. И вдруг – ледоход! Причуда природы, не иначе. Впрочем, картина, привычная для этих мест. Реки Якутии (не только Якутии, любой территории, лежащей на мерзлоте) имеют осенний ледоход. Красиво и необычно. Белые льдины, а вокруг миллионы мельчайших льдинок, которые зовутся шугой.
Вода в реке от шуги непрозрачная, матовая, шершавая, на воду непохожая… Время от времени откуда-то из глубины выныривали новые льдины, их становилось больше. Порой они появлялись даже там, где нет шуги. Река чистая, и вдруг – льдины. А на некоторых реках Севера летом, в июле, в самую жару всплывают подводные вестницы зимы. Откуда?
Внешне они не такие, как весенний лед. Весной река ломает лед, и льдины кажутся осколками разбитого оконного стекла – плоские, с ровными гранями. А эти – округлые, совсем не плоские, напоминают облака в туманной дымке. Плывут, путаясь в шуге, и останавливаются. До весеннего ледохода. Так начинается зимняя жизнь северной реки.
Тысячи людей видели осенний ледоход. Его наблюдал В. К. Арсеньев вместе со своим спутником Дерсу Узала, оставил о нем сведения А. Ф. Миддендорф – известный путешественник XIX века, не верили глазам русские покорители Сибири, когда увидели белое чудо на осенней реке… А для сибиряков осенний ледоход – обычное явление, оно здесь было всегда.
И все-таки удивился ли кто по-настоящему этому творению природы? Думаю, нет. Утверждать так позволяет поиск, который я провел в Библиотеке имени В. И. Ленина, а также мои беседы с гидрологами и физиками. Откуда берутся странные льдины? Какова природа осеннего ледохода? Никто не объяснил.
В поисках ответа пришлось вспоминать забытые курсы наук, которые читали нам на лекциях в МГУ. Физика, гидрология, гляциология, криология… Давно ж это было. Осенние льдины для меня, географа-экономиста, стали своеобразным хобби. Хобби, которым не похвастаешься, как марками или спичечными коробками, но не менее интересным и увлекательным… Я стал коллекционировать знания: искать и коллекционировать.
Итак, белые льдины, выныривающие со дна… Природа летнего ледохода известна. За зиму сибирская стужа промораживает до дна, два-три метра глубины – морозу нипочем, всю реку скует к весне. Сам видел на БАМе, как бурили лед на реке, он был в три метра толщиной. А подо льдом жила река, глубиной всего-то сантиметров десять – двадцать. Весной эту промерзшую реку зальют талые воды, со склонов окрестных сопок побегут ручьи, а сойдутся они как раз на реке, оставив внизу, под собой, лед. Через месяц-полтора прогреется река, зимний лед, подтаяв, всплывет на поверхность и вскоре растает на долгой дороге в Арктику. Лето все-таки.
А вот природу осеннего ледохода объяснить не просто. Осенью температура на дне реки положительная, этой температуры мало, чтобы вода превратилась в лед… Стоп. А как же белые льдины? Они появляются именно в этих условиях.
Обращаюсь к литературе: «Для образования подводного, или внутриводного, льда необходимо определенное переохлаждение воды, наличие ядра кристаллизации и удаление теплоты агрегатного перехода воды в лед», – прочитал я в университетском учебнике… Признаюсь, ничего из этого объяснения не понял, оно бессмысленно.
…Здесь делаю отступление, чтобы объяснить читателям простую истину, вода – самое распространенное на Земле вещество! – очень слабо изучена. Ее свойства порой приводят ученых в замешательство. Так, если удалить из воды ядра кристаллизации (а ими могут быть любые вкрапления, даже микробы), то она не замерзнет и при температуре в минус двадцать градусов.
На этом ее редкостном свойстве остановлюсь чуть подробнее.
При температуре плюс четыре градуса вода имеет абсолютную плотность, то есть в этот момент она самая тяжелая. Но с дальнейшим понижением температуры плотность ее начинает уменьшаться, вода становится легче, а в стадии льда – совсем легкой, поэтому лед плавает. В реке или озере у дна зимой температура всегда положительная, самая высокая, там скапливается рыба и другая живность, а она знает, где теплая вода в реке! Даже в сильнейший мороз на дне будут сохраняться массы сравнительно теплой воды…
Еще штрих, который тоже нельзя сбросить со счетов в дальнейших рассуждениях, – приблизительность количественных характеристик. «Около четырех градусов…», «почти» – эти слова не делают чести исследователю, но без них не обойтись. Лабораторной чистоты в природе не бывает. Если быть точным, то максимальную плотность воды наблюдают при температуре плюс 3,98 градуса, однако таких условий в реке нет. Почему? Потому что там не дистиллированная вода.
Река это всегда раствор, где-то он одного состава, где-то другого. А если природная вода – раствор, то согласно законам термодинамики неизбежна сдвижка физико-химических характеристик, вернее их количественных значений. Отсюда приблизительность, пусть на сотые, а порой и десятые доли градуса. В том нет ничего страшного, считаем же мы время с точностью до минуты, и устраивает, хотя есть секунды, о которых редко кто говорит, разве что на спортивных соревнованиях.
Однако продолжу свою мысль. Река или озеро, даже если они лежат на мерзлоте, со дна не смогут замерзнуть еще и потому, что по теплоемкости вода не знает себе равных среди других природных веществ. И это еще одна неожиданность в ее свойствах.
Дно согревает сама река! Донный грунт, точнее, поверхность соприкосновения воды и грунта, всегда имеет положительную температуру. Если б было иначе, то северные реки текли по ледяному желобу, чего в природе не наблюдается. Наблюдают другое. Когда озеро или река входят в соприкосновение с подземным льдом на берегу или у дна, лед тает.
Кстати, мало кто знает, что реки и озера на Севере «блуждают». Вечномерзлый грунт разрушается от воздействия тепла водной массы, особенно летом, мерзлые берега подтаивают и осыпаются. На несколько метров за лето может сместиться озеро в тундре. А то и вовсе исчезнуть, если на его пути встретится подземная жила льда. Такие случаи зафиксированы в литературе, этот процесс называется термокарстовым…
А теперь, получив дополнительные сведения о свойствах воды, вернемся к подводному льду.
Продолжаю цитировать учебник: «При возникновении подводного льда замерзающий приземный слой воды может охлаждаться за счет теплопроводности подстилающей горной породы, если она имеет отрицательную температуру…»
После этой фразы у меня возникло подозрение в достоверности предлагаемого текста. Налицо явное нарушение физического закона: якобы более легкая масса воды (то есть нарождающийся лед) должна быть у дна. Как раз нет!.. Неприемлемо и утверждение о теплопроводности горной породы – грунт в точке соприкосновения с речной водой не может иметь отрицательную температуру, тогда, повторяю, реки бы текли по ледяному желобу.
Чтобы хоть как-то объяснить механизм подводного ледообразования, автор учебника откровенно игнорирует законы природы. В частности, говорит о кристаллах льда, которые, по его мнению, опускаются на дно, хотя лед легче воды, из которой он образовался. Вот на порожистой реке – да, такое возможно. Там кристаллики шуги намораживаются на придонных камнях из-за турбулентности потока (на перекатах вода захватывает пузырьки морозного воздуха и охлаждается быстрее). Это так… Ну, а если река спокойная? Или в озере? Там турбулентности нет! Почему же кристаллы льда должны опускаться на дно?
Они и не опускаются, шуга плавает на поверхности. Сам видел.
Прочитанный текст удивил своими натяжками, а надежность «натянутого» объяснения сродни карточному домику: только дунь. И неудивительно, объяснение, как выяснилось, построено на результатах опытов, проведенных в 1938 году, налицо желание понять увиденное с помощью известных тогда теорий и доказательств… К сожалению, и в других литературных источниках даются те же объяснения, основанные на тех же опытах 30-х годов, но в чуть иной трактовке. Вот одно из них:
«Для образования льда в толще речной воды недостаточно определенного ее переохлаждения и энергичного перемешивания, необходимо еще, чтобы поверхность воды была свободна ото льда – через нее тепло будет уходить в атмосферу». Ну, это слишком вольно, все-таки физика наука, требующая уважения. Подобные объяснения природных явлений, по-моему, что игра в шахматы не по правилам: ферзя берут «за фук».
В водоемах переохлаждение воды бывает редко и самое большее на сотую долю градуса, так уж устроена матушка-природа на планете Земля, за этой сотой следует ледообразование, фазовый переход воды из жидкого в кристаллическое состояние. В лаборатории – да, после тщательнейшей подготовки, можно наблюдать переохлажденную воду. В природе – нет!..
Знакомство с зарубежной литературой не принесло удовлетворенности. Зарубежные авторы, правда, корректнее, они не фантазируют, как наши, а придерживаются мнения, что «причины появления подводного льда не выяснены».
Как видим, не все просто с образованием донного льда, который за рубежом называют якорным. «По-видимому, наиболее правдоподобной является теория, по которой якорный лед возникает в результате переохлаждения камней и грунта на дне реки и быстрого излучения ими тепла в ясные холодные ночи (при отсутствии льда на поверхности воды). Охлаждаясь при этом до 0 °С, частицы грунта и камни становятся ядрами кристаллизации льда. За одну ночь на дне реки может нарасти огромное количество якорного льда. Утром, когда начинает светить солнце, благодаря действию его тепла этот лед может оторваться от дна. Лед всплывает на поверхность…»
Чем не устроило меня это объяснение? Кроме уже упомянутых возражений? Осенью солнце на Севере совсем не теплое и мало его, чтобы река, тем более замерзающая, ощутила какое-то воздействие. Лед со дна всплывает и при солнце, и в пасмурную погоду, и даже вечером, когда температура воздуха минус двадцать градусов… Опять неточности?
Кстати, почему кто-то решил, что якорный лед нарастает за одну ночь? Нет. Процесс этот идет несколько дней, его можно наблюдать!.. И я согласился с мнением, природа внутриводного льда все-таки действительно не выяснена.
В поисках разумного объяснения причин осеннего ледохода я перепробовал немало гипотез: и своих, и чужих. Первое, что явилось на ум, подводный лед – это вода, в которой растворено что-то особенное. Однако физика разрушила это скороспелое предположение. Есть законы термодинамики, а они говорят, чем больше солей растворено в воде, тем ниже температура ее замерзания. Поэтому-то морская вода и замерзает только при отрицательной температуре… Физические законы не обойти.
Тут могло бы пригодиться еще одно мое «дорожное» наблюдение, но оно пригодилось не сразу, хотя тоже указывало на разгадку тайны подводного льда. Жители высоких широт не потребляют речной лед для приготовления пищи. На Севере принято брать для этого озерный лед или снег… Что же за вода такая намораживается у дна? И почему у дна, а потом всплывает на поверхность? Камни, коряги, лежащие на дне, осенью кажутся белыми от рыхлого осеннего льда. Смотришь на ветку или пень, а они будто под снегом. Под подводным снегом!
«Может быть, вечная мерзлота виной всему», – подумал я.
Нет… Не всюду всплывают осенние льдины, где есть мерзлота. И «подводный снег» не везде на Севере увидишь. Хотя, конечно, влияние мерзлоты сказывается. Не будь ее, не увидел бы осеннего ледохода. На южных реках его нет. Значит, скорее всего, мерзлота влияет на какие-то процессы, которые протекают и в несеверных реках, но протекают там слабо, почти незаметно.
Какие же это процессы? Или процесс?
Пожалуй, все-таки процесс! Фазовый переход. Ледообразование. Мерзлота убыстряет его. Поэтому мы видим осенние льдины на северных реках и не видим их на южных. Строго говоря, на юге «осенний ледоход» тоже есть, но идет он подо льдом и скрыт от взоров наблюдателя, внутриводный лед, как известно, встречается и там. На Неве, например.
Однако ответ на главный вопрос найти не удавалось, пока не предположил, а что если в речной воде находится какая-то другая вода. Та, что превращается в лед именно у дна и больше нигде. Ведь все тяжелые частички в воде стремятся вниз, ко дну, так велят им силы гравитации… Тяжелая вода? А почему бы и нет.
Тяжелая вода – это изотопная разновидность воды. В?ней вместо обычного водорода (протия) присутствует его изотоп – дейтерий, а он вдвое тяжелее. Известны десятки изотопных разновидностей воды. Они различаются между собой. Теоретически можно встретить даже сотни «сортов» воды. Но только теоретически. Не все изотопы водорода и кислорода известны науке, тем более некоторые из них недолговечны. Всего у водорода может быть пять изотопов, ныне открыты два – дейтерий и тритий. Оба получаются из протия.
Значит, в природе есть протиевая (обычная), дейтериевая (тяжелая) и тритиевая (сверхтяжелая) вода. Но тритий редок, это нестабильный изотоп, поэтому сверхтяжелой воды почти не бывает. По одним расчетам выходит, ее несколько литров на планете, а по другим – несколько наперстков. В общем, не известно сколько.
Правда, метеорологи отметили, трития в природе прибавилось, особенно в 50-х годах, когда испытывали атомное оружие в атмосфере. То был тритий техногенного происхождения, он – следствие повышенной радиации.
Надо заметить, в природе дейтерий и тритий получаются из протия под воздействием радиации, но космической. Нейтрон, попадая в водную среду, может быть захвачен атомом протия… Процесс этот сложный, его изучает физика элементарных частиц, но упрощенно он выглядит именно как «захват». Получив нейтрон космического происхождения, атом протия становится тяжелее, и с этого мгновения он уже называется дейтерием. Если к нему попадет еще один нейтрон, то атом станет тяжелее, и называться будет тритием. Атомная масса у протия 1, у дейтерия 2, у трития 3.
Мировой океан, ледники, атмосферная влага – вот природные «фабрики тяжелой и сверхтяжелой воды». «Фабрики», которые работают каждый год, каждый час, каждый миг.
Если мы откроем водопроводный кран, то и там не будет однородной воды, а будет радиоизотопная смесь. Причем молекул, содержащих дейтерий (D2O и HDO), будет немного – по массе что-то около 150 граммов в пересчете на тонну простой воды… Получается, тяжелая вода всюду – в каждой капле, и каждой луже! – проблема в том, как увидеть ее.
150 граммов на тонну это уже что-то… Много или мало? Как оценить. 0,015 % – цифра невелика, чтобы говорить о ее весомости. И тем не менее. Проведем простейший опыт. В стакан с водой бросим кристаллик марганцовки, вообразив, что марганцовка имитирует тяжелую воду… Вода окрасилась, наглядный получился опыт. А ведь несколько крупиц марганцовки – это еще не 0,015 %.
Существование дейтерия предсказал Э. Резерфорд, то было одно из выдающихся открытий, которые относятся к категории «открытий на кончике пера». А уже в 1932 году Гарольд Юри объявил миру на новогоднем собрании Американской ассоциации развития науки об открытии им тяжелого водорода – дейтерия. За это выдающееся достижение ученый был отмечен Нобелевской премией 1934 года.
Потом узнали о тяжелой воде, о ее свойствах. Оказывается, плотность ее на 10 % больше, чем обычной. Максимальная плотность бывает при температуре плюс 11 градусов.
Но самым главным отличием тяжелой воды мне показалось то, что она замерзает при положительной температуре, то есть плюс 3,81 градуса! Допустить, что именно тяжелая вода собирается в осенних льдинах, соблазнительно, не противоречило бы законам физики, фазовый переход при температуре, что на дне осенней реки, возможен. Некоторое количество льда обязательно получится.
Однако разочарование уже поджидало меня. Научная литература сообщала, что тяжелой воды (D20) в природе нет. Вернее, почти нет. Дейтерий в природной воде находится в молекулах, включающих в себя один атом кислорода, один атом протия и один атом дейтерия (НDО). У этих «гибридных» молекул свойства иные, чем у тяжелой воды, «гибриды» на 5 процентов тяжелее обыкновенной воды.
Разочарование не обескуражило, а заставило углубить поиск, расширить свои знания, не отчаиваться, идти вперед, изучать специальную литературу. И думать, думать, думать… Конечно, трудно, но надо было искать, ведь при желании можно самостоятельно освоить даже китайский язык.
Узнал, как получают тяжелую воду. Известные технологии требуют больших затрат энергии и дорогостоящего оборудования. Кстати, производительность их невелика… И вот находка, подарившая надежду.
Если сопоставить физико-химические данные (это узкоспециальный вопрос, останавливаться на нем не буду), то получится: при понижении температуры в природной воде количество молекул тяжелой воды увеличивается. А количество «гибридных» молекул, наоборот, уменьшается. Это следствие ассоциации и диссоциации молекул, то есть физического процесса, обязательного при понижении температуры. Так вещество готовится к фазовому переходу из жидкого состояния в твердое.
В реке этот процесс и начинается осенью, он изменяет водородные связи, а с ними – структуру воды: появляются удвоенные или утроенные молекулы. Это и есть процесс зарождения льда – кристаллического тела… Процесс таинственный, он разделяет водный раствор, и вода обретает свойства жидкого кристалла. Иначе говоря, она находится в некой пограничной зоне – уже не вода, но еще и не лед.
В этом процессе соединения дейтерия ведут себя, как братья в трудную пору – они объединяются. Число «гибридных» молекул уменьшается, а «чистых» дейтериевых растет! Когда созреют условия для фазового перехода, дейтериевые молекулы первыми реагируют – у дна водоема появляются кристаллы «тяжелого» льда. Эти кристаллики могут слипаться между собой и образовывать «плавающие» снежинки. Могут таять и вновь появляться в воде, более крупными кристаллами. Они не могут одного – всплыть. Потому что их плотность больше, чем плотность воды в придонной зоне водоема.
Течение понесет образовавшиеся кристаллы, «прилепит» их к ядрам сбора, то есть к корягам, камням на дне, словом, к любым преградам, встречающимся на пути. Постепенно кристаллов тяжелой воды на преградах соберется все больше, они облепят преграды и образуют белые льдины. Если преграда подвижна, то по дну реки будут кататься шары. Хрупкие ледяные шары, похожие на степное растение перекати-поле… Водолазы встречали шарообразные льдины, их катило течение замерзающей северной реки.
Почему всплывают подводные льдины? Потому, что они сложены не только из кристаллов тяжелой воды, но и простой воды, которая присутствует между хаотически намерзшими кристаллами. Такую воду называют кристаллизационной. Она и придает плавучесть подводным льдинам…
Теперь в моих рассуждениях вроде бы не было изъянов, все сложилось в мозаичную картину: фазовый переход, кристаллы, подводные льдины, состоящие из нагромождения кристаллов. Но известен ли в природе «бесформенный» лед?
Без особых надежд открываю книгу по гляциологии, чтобы узнать, какие бывают структуры льда, хотя со школы помню, лед – это кристаллическое тело. Наконец нахожу то, что не надеялся найти: «Подводный лед имеет весьма разнообразные формы. Как правило, он слагается кристаллами с хаотической ориентировкой». Эврика!
Вот оно, нагромождение смерзшихся кристаллов! Появилась уверенность. Узнаю больше о тяжелой воде, именно тяжелой, тяну за ниточку. Оказывается, дейтериевая вода подавляет все живое. Биологически очень опасное вещество! Значит, не случайно северные народы привередливы в выборе воды, вернее льда. Из реки лед в пищу не берут!
Что было дальше? А дальше я заметил, что гипотез о свойствах дейтерия высказано больше, чем достаточно. Однако данных, подтвержденных опытом, почти нет. Приходилось удивляться, как авторы иных высказываний рискнули строить выводы, располагая столь скудной информацией? Информация догадок явно преобладала над информацией факта.
Причина разнобоя (или неосведомленности?), по-моему, в… чрезвычайно высокой цене дейтерия на рынке (в тысячи раз дороже нефти). И в секретности, которой окутаны работы с ним. Ведь если поначалу на дейтерий смотрели как на химический курьез, то в конце 30-х годов, после исследований знаменитого итальянского физика Энрико Ферми, начался настоящий бум, акции дейтерия баснословно подскочили – тяжелая вода, как доказал гениальный итальянец, имеет огромное значение в военной промышленности будущего. Приближалась атомная эра человечества, а за ней виднелась водородная энергетика – экологически самая чистая. За ценой не стояли! Лучшие умы науки принялись совершенствовать технологию, которую до Второй мировой войны применила норвежская фирма «Норск-Гидро» – тогдашний монополист на рынке тяжелой воды.
В дальнейшем потребность в тяжелой воде лишь росла – она зарекомендовала себя в атомной энергетике как замедлитель быстрых нейтронов, как теплоноситель в реакторах. Изотопы водорода нашли применение в геологии, в биологии. И – все свыклись с мыслью, что дейтерий очень дорогой, что его очень мало, что нынешняя технология его получения единственно возможная.
Действительно, этим и можно объяснить скудность сведений о дейтерии (имею в виду геологическую и географическую науку).
По крупицам собирал я знания. Начал с происхождения природного дейтерия. Вроде бы ясно, он образуется из протия вследствие захвата космического нейтрона. Ясно и то, что дейтерий – стабильный изотоп. Но возник законный «географический» вопрос, а где на планете лучшие условия для образования дейтерия?
Воды экваториальной зоны Мирового океана, там, мол, наилучшие условия, прочитал я в одной из книг. Но так ли? Если верить пробам воды, то верно, концентрации дейтерия в экваториальных морях выше, чем в морях умеренных широт. Однако как не вспомнить Козьму Пруткова: «Не верь глазам своим». Почему у экватора дейтерия должно быть больше? Не ясно.
Думаю, разговор об условиях зарождения дейтерия лучше начать с космоса. И вот почему. Если взглянуть на планету со стороны, то увидишь сферичность ее поверхности и «приплюснутость» атмосферы. Над экватором слой атмосферы самый мощный, более 20 километров. А над полюсами наоборот – ее толщина не превышает 10 километров. Отсюда вывод. Если атмосфера защищает Землю от радиации, то космическим частицам легче пройти слой атмосферы в полярных районах, чем в экваториальных.
Утверждение логично, но в нем есть один нюанс, к которому мы вернемся чуть позже.
В полярных районах наиболее благоприятные условия для зарождения дейтерия еще и потому, что там поверхность почти вся покрыта протием – вода, снег, ледники. Не случайно плавающий многолетний (паковый) лед в Арктике богаче дейтерием, чем вода, омывающая его, но этот доказанный факт чаще почему-то принимается за исключение, чем за правило. Воистину: «Не верь глазам своим»…
«Воды высоких широт бедны дейтерием», – фраза прижилась едва ли не во всех учебниках. Почему бедны? Оказывается, в 40-е годы проводился анализ проб воды и льда из Большого Медвежьего озера в Канаде и из реки Колумбии в США, было отмечено: содержание дейтерия там ниже, чем в южных водоемах. Отсюда и пошло это расхожее утверждение.
В «северных» пробах известный физик И. Киршенбаум и его коллеги сомневались, полученный результат выглядел странно, он не вписывался в картину «дейтериевого» мира и противоречил логике, но с ним согласились. А нужно-то было задать один-единственный вопрос – не задали. Если в зимнем водоеме дейтерия меньше, чем летом, спрашивается, где «зимует» дейтерий? Вот, собственно, и весь вопрос.
Мне он показался уместным, потому что летом процентное содержание дейтерия в северных водоемах возвращается к норме, о том написал сам И. Киршенбаум, разбирая пример реки Колумбии, упоминал о нем и К. Ранкама… Куда девается на зиму дейтерий, вернее, часть его? Как тут не вспомнить о белых льдинах, всплывающих осенью со дна рек Севера, когда температура воды положительная и ледостав еще не начался… Вернемся к началу нашего очерка, на якутскую землю. В осень. К льдинам, которые, подобно белым лебедям, одиноко плавают на застывающей реке.
Пройдет время, бурный весенний паводок взломает лед на реке, разольется половодье, льдины понесутся в Северный Ледовитый океан. Так бывает каждую весну. Могучие реки питают полярный океан, только один Енисей каждую секунду поставляет 20 тысяч кубометров воды, а в ней есть и дейтериевая. Сколько ее? Фантастически много! Каждые сутки река выносит в Арктику 256 тысяч кубических метров тяжелой воды…
Кто теперь скажет, что тяжелая вода редкий ресурс?
Всего за год Арктика получает не менее 3 миллионов кубометров тяжелой воды из различных источников – стоков рек, океанических течений, атмосферных осадков. Цифра фантастически гигантская, но реальная. Данные А. Редфилда и И. Фридмана косвенно говорят о том же. Эти исследователи прошли, образно говоря, от Арктики до Антарктиды, придерживаясь атлантического меридиана, и пронаблюдали содержание в воде дейтерия. Они просмотрели планету как бы в разрезе, от полюса до полюса. И что же? Самые значительные концентрации тяжелой воды обнаружились в Арктическом бассейне!
Но эти наблюдения остались без внимания, они даже не вызвали дискуссию. Старая догма творила свое магическое действие.
В Арктике безо всякой системы, только в 6 пунктах, эти два исследователя взяли по несколько проб океанической воды: Северная Шотландия, центр Норвежского моря, Шпицберген, Северный полюс, Центральная Арктика, мыс Барроу. Последний пункт дал максимальный результат. Почему? Да потому что пробы взяли там, где оказывало влияние течение, точнее, вода, поступающая от таяния плавающего льда.
В Арктике, как и в северной реке, те же условия для фазового перехода тяжелой воды, для ее накопления в виде льда. «Осенние» льдины с рек, попадая весной в Северный Ледовитый океан, за короткое лето частично тают, частично остаются на плаву и потом вмерзают в протиевый морской лед, начинают дрейфовать. Все видели в кино летнюю Арктику, одинокие белые льдины, которые плавают в ее холодных водах.
Арктика – это огромное плавающее ледяное поле в океане. Поле, под которым свисают ледяные сталактиты, похожие на сосульки, это тоже внутриводный лед, одна из форм. Он никем не исследован, слишком сложно вести наблюдение. Мощные сталактиты свисают на десятки и сотни метров, находясь в сравнительно теплых слоях океана…
Для большинства людей льды – просто льды, для географа – природная система, а в природе нет ничего лишнего, простого, случайного. Все взаимосвязано, все в комплексе. Те же «тяжелые» льды. Зарождаются они согласно законам природы, и движение их в океане тоже согласуется с этими законами. За год только через Гренландское море проходит до 3 миллионов кубических метров тяжелой воды. Солидная «сырьевая база» для добычи.
Возможна ошибка в этом прогнозе? Конечно. Гипотеза отличается от теории тем, что она не бесспорна. Однако и от фантазии отличается, потому что имеет под собой научные факты, подтверждающие мысль автора. Не поэтому ли анализ проб, взятых во фьордах Гренландии, показал самое высокое процентное содержание дейтерия? Но во внутренних районах Антарктиды условия для поиска дейтерия еще лучше… Как говорится, дело за малым.
Все-таки удивителен мир, в котором мы живем, он бесконечен для познания! Арктика и Антарктида станут поставлять топливо для водородной энергетики, не странно ли?
…Всякий раз переживаю, вспоминая папку с коллекцией сведений о тяжелой воде. Хобби есть хобби, минуты счастья одинаковы у всех коллекционеров, обладателей редкостей, но я был бы не я, если б оставил свою «коллекцию» в прозябании… Естественно, принялся ждать осени и готовить себя к экспедиции в Якутию – за образцами тяжелого льда. Иначе моя коллекция была бы неполной, ей требовался заключительный экспонат.
Я понимал, за этим экспонатом придется нырять в ледяную воду, поэтому закалялся физически – «моржевал» на Москве-реке, ежедневно тридцать – сорок минут плавал. О моральной стороне дела не думал. Так продолжалось до октября, то есть до самой поездки. Температуру воды научился измерять собственным телом, о чем мог бы написать очерк.
В ненаписанном очерке были бы строки, как договаривался с руководством Якутского порта о месте на судне, закрывавшем навигацию на Лене, здесь целая история (мы вышли-таки по чистой воде!). Помню, как ночью меня разбудили одним словом: «лед», этого слова я ждал два дня… Помню, как спустили на воду катер, и мы с капитаном поплыли брать пробы. Помню стужу, сковавшую тело, и тепло ледяной воды. Но главное – лед! Рыхлый, податливый, он ждал прикосновения моей руки…
А что случилось потом, стараюсь забыть, как страшный сон. Москва холодно приняла мои находки, к ее холоду я оказался абсолютно не готов. Начались откровенные унижения. Последней каплей стало требование денег – огромной суммы! – за то, чтобы сделать анализ привезенных проб. Денег у меня, естественно, не было, было другое – знание… Но не ведал еще, что чернила ученого и кровь мученика имеют перед Небом одинаковую ценность. Я в отчаянии выбросил в Москву-реку свое сокровище вместе с папкой.
Безнадежность убивала, не давала дышать, тогда нашел лекарство, которое спасло мне жизнь: новую тему. Чтобы подальше удалиться от земной грязи, стал собирать сведения о серебристых облаках… самых высоких облаках на свете.
Они, как привидения, появляются в сумерках. Когда чистое-чистое небо. Я видел их не раз за городом и всегда удивлялся – еще одна неизведанная загадка природы. Серебристые облака, редкие пришельцы неба, словно серебристо-синяя вуаль, висят над планетой. Вуаль, сквозь которую проглядывают звезды. Кажется, таинственная фея летит куда-то… Почему эти облака загадка?
Непонятно, как образуются. Их не должно быть. Капельки воды, согласно физическим законам, никогда не поднимутся выше пятнадцати километров, там другая среда – вакуум, где свои законы. Атмосферная влага (та, что в воздухе) лишь до высоты шесть километров способна собраться в облачность: там появляются перистые или перисто-слоистые облака, самые высокие.
Серебристые же облака живут на высоте 80–85 километров. Почему?
За счет чего висят они в атмосфере, вернее, в безвоздушном пространстве? И куда исчезают зимой? Почему не видели их в странах, лежащих у экватора? А наблюдают летом, на широте между Тулой и Петрозаводском. В Южном полушарии они тоже видны летом и тоже в интервале 55–60 градусов широты.
Собственно, все это известно давно. Высказано немало гипотез. Существует мнение, что серебристые облака – это космическая пыль, покрытая ледяной оболочкой. Есть и иное: кристаллики космического льда, покрытые пылью. Были высказаны и другие гипотезы, но все они не ответили на простой вопрос – как кристаллики попали на такую высоту?
После первых полетов космонавтов сведений о серебристых облаках прибавилось. С космического корабля их можно наблюдать у полюса и у экватора. Наша планета окутана тончайшими облаками, которые не отовсюду видимы из-за особенностей преломления света в атмосфере. «Серебристые облака завораживают, – сообщал космонавт В. Севастьянов. – Холодный белый цвет, чуть матовый, иногда перламутровый. Структура либо очень тонкая и яркая на границе абсолютно черного неба, либо ячеистая, похожая на крыло лебедя, когда облако проектируется на фон Земли».
Еще космонавты заметили, серебристые облака лежат в два-три яруса. Поверхность их волнистая, как и у обычных кучевых облаков, знакомых каждому, кто летал в самолете. Теперь стали известны и закономерности появления серебристых облаков, их сезонные изменения. Но на главный вопрос ответа нет – как появились они? Откуда? Почему?
И – у меня родилась мысль… Влага с поверхности планеты подняться так высоко не может. Космическая пыль – тоже. Тогда что здесь может быть? Почувствовал, настала пора задать (для уточнения) «географический» вопрос, где – здесь? С него надо начинать.
Серебристые облака, строго говоря, появляются в пограничном слое между мезосферой и термосферой. Это важное уточнение. Мезосфера – разреженный, очень холодный слой атмосферы, ее температура минус 90 градусов Цельсия. А термосфера – наоборот, горячий слой атмосферы, он выше мезосферы, имеет температуру до 1500 градусов Кельвина.
Разумно предположить, серебристые облака – конденсат, который образуется на границе холодного и горячего газообразного тела… Возможно. Тогда новый вопрос, какое вещество конденсирует? По-моему, это вода. Не простая вода, а разновидность тяжелой. Появиться она может так.
Известно, что с поверхности планеты поднимается водород, за Землей тянется шлейф газа – водорода, самого распространенного элемента Вселенной. В термосфере на атомы водорода воздействуют космические лучи. И некоторое количество протия превращается в дейтерий. Атомы кислорода – еще одного газа, из которого состоит атмосфера – тоже присутствуют в термосфере, и они подвергаются обработке космической радиацией. Образуются изотопы кислорода.
Причем тут космическая радиация? Но серебристые облака появляются после вспышек солнечной активности, метеорных потоков и иных возмущений… Остается лишь спросить, могут ли изотопы водорода и кислорода соединиться? Иначе говоря, могут ли появиться молекулы тяжелой воды?
Могут. Температуры термосферы достаточно для реакции соединения. Именно при такой температуре гениальный Антуан Лавуазье соединил два газа – кислород и водород, и мир узнал о строении воды. Правда, Лавуазье провел свою реакцию, поместив газы в закупоренный ружейный ствол, который потом прокалил в печи. В нашем же случае атомы водорода и кислорода соединяются в естественных условиях – в термосфере.
Из серебристых облаков, как и из других облаков, выпадают осадки – мельчайшие кристаллики, они опускаются вниз, к Земле, смешиваясь с атмосферной влагой (дождями и снегом), попадают в водоемы, пополняя их тяжелыми изотопами…
Остаются два вопроса. Почему исчезают серебристые облака зимой? Да потому, что в зимнее время солнечная активность приходится на противоположное полушарие – лето! А где лето, там и зарождаются серебристые облака, ибо там гелиофизическая активность, то есть сильнее космические лучи.
Почему облака видны с поверхности планеты не повсеместно, а в узком интервале широты? И в густых сумерках? Это зависит от строения атмосферы и от нашего зрения…
Если мои рассуждения не противоречат действительности, то напрашивается новая мысль, которая отнюдь не бесспорна: в слоях термосферы может появиться не только вода, но любое другое вещество, в том числе органическое.
Следы органических веществ наблюдали (и не раз) при изучении метеоритов!
Здесь, на границе термосферы, могут обитать неизвестные нам формы жизни. Почему нет? В термосфере есть атомы углерода, азота, других элементов, входящих в состав живой материи. И нет никаких препятствий тому, чтобы под воздействием космических лучей не проходили сложные физико-химические реакции. Любые! Даже те, в результате которых появилась живая материя.
Выходит, жизнь на небесах возможна… Что, если и вправду дух витает над планетой? Высший Разум, с которого началось все материальное и нематериальное на Земле?
Москва, издательство «Знание», серия «Знак вопроса».
Март 1989 г.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРесДве котельные остановились в городе Якутии из-за шуги на реке
https://ria.ru/20131009/968679477.html
Две котельные остановились в городе Якутии из-за шуги на реке
Две котельные остановились в городе Якутии из-за шуги на реке — РИА Новости, 01.03.2020
Две котельные остановились в городе Якутии из-за шуги на реке
Две котельные в якутском городе Среднеколымске, отапливающие более 20 домов, детсад и школу, остановились из-за того, что образовавшийся на реке Колыма лед выдавил понтон водозабора на берег, сообщает республиканское министерство ЖКХ и энергетики.
2013-10-09T07:52
2013-10-09T07:52
2020-03-01T15:12
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn21.img.ria.ru/images/sharing/article/968679477.jpg?1583064732
среднеколымск
европа
среднеколымский улус
дальневосточный фо
весь мир
республика саха (якутия)
россия
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2013
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
общество, среднеколымск, республика саха (якутия), россия
07:52 09.10.2013 (обновлено: 15:12 01.03.2020)Две котельные в якутском городе Среднеколымске, отапливающие более 20 домов, детсад и школу, остановились из-за того, что образовавшийся на реке Колыма лед выдавил понтон водозабора на берег, сообщает республиканское министерство ЖКХ и энергетики.
ТЕРМИЧЕСКИЙ И ЛЕДОВЫЙ РЕЖИМ РЕК
Изменение температуры воды по длине рекиИзменения температуры воды в реках по их длине зависят от условий питания, приточности, особенностей теплового режима и свойств ландшафтных зон, по которым река проносит свои воды.
Почти на всех реках температура от истока повышается на некотором расстоянии вниз по течению. На реках, текущих с юга на север, это повышение прекращается при переходе из лесостепной зоны в лесную. Далее к северу температура воды понижается. Особенно заметно повышение температуры воды в степной и лесостепной зонах, где нагрев речных вод происходит наиболее интенсивно и притоки, протекающие в этих зонах, несут более теплые воды, чем главная река.
На реках, текущих с севера на юг, температура воды непрерывно повышается от истоков к устью, если только река не принимает притоков с более холодной водой. На реках, текущих в широтном направлении, температура воды меняется мало, за исключением верховьев, где температура повышается на некотором расстоянии от истока. Это же явление наблюдается вообще на небольших реках.
На горных реках температура также повышается вниз по течению, но положение границы ее повышения меняется в течение года. Летом повышение температуры происходит на всем протяжении реки до устья; весной и осенью, а на некоторых реках и зимой повышение температуры прекращается при выходе из предгорий.
На температуру воды рек, вытекающих из озер, большое влияние оказывает температура озерных вод, причем чем больше водная масса озера, тем на большее расстояние это влияние распространяется. Так, влияние холодных вод оз. Байкал на температуру воды р. Ангары до зарегулирования ее стока водохранилищами было заметно на расстоянии 1170 км от истока. Далее температура постепенно выравнивалась и почти не отличалась от температуры воды рек района.
Термический режим рек на отдельных участках в значительной степени определяется хозяйственной деятельностью человека. Сброс в реки теплых промышленных и бытовых вод нарушает естественные изменения температуры речных вод.
Фазы ледового режима
В ледовом режиме рек можно выделить три фазы: замерзание — появление первичных форм ледообразования, ледостав со всеми сопутствующими ему явлениями и вскрытие. Не на всех реках наблюдаются все три фазы ледового режима. Их наличие или отсутствие обусловливается климатическими и динамическими причинами и поступлением в русло рек более теплых подземных вод.
Прибрежные участки, отмели, заводи являются первыми очагами ледовых образований. Здесь возникают забереги. Забереги бывают первичные, постоянные и наносные. Первичные забереги возникают в тихие мо-розные ночи; днем при повышении температуры воздуха они обычно исчезают или взламываются волнением. По мере усиления морозов образуются постоянные забереги. Они постепенно растут в ширину и толщину до тех пор, пока не наступит ледостав. На крупных реках во время осеннего ледохода плывущие по реке лед и шуга прибиваются к берегу, примерзают к нему и образуют наносные забереги, обычно с неровной поверхностью.
Одновременно с заберегами, а иногда несколько позже на реках появляется сало (скопления смерзшихся ледяных игл в виде пятен серовато-свинцового цвета).
При обильном выпадении снега на незамерзшую водную поверхность образуется снежура, или снежница, плывущая комковатыми скоплениями, еле возвышающимися над водой, в виде рыхлой несмерзающейся массы.
На многих реках перед началом ледостава образуется внутриводный (глубинный) лед, а на дне — скопления донного льда. Образование донного льда бывает особенно обильным на каменистом дне, на участках с большими скоростями течения. Иногда донный лед скапливается в таком количестве, что образует ледяные плотины.
Одна из весьма распространенных форм ледовых образований на реках, связанных с внутриводным льдом, — шуга. Шугой называется всплывший на поверхность внутриводный лед, в массе которого часто содержится также сало, снежница и мелкобитый лед. Шуга может находиться в состоянии движения — шугоход — или в неподвижном состоянии под ледяным покровом — подледная шуга. Обычно шуга формируется в период, предшествующий ледоставу. Во время ледостава она образуется лишь на участках, свободных от ледяного покрова, где создаются условия, благоприятные для возникновения внутриводного льда. На горных реках явление образования внутриводного льда и шугоход наблюдаются ежегодно и в течение почти всей зимы. На равнинных реках наиболее интенсивное возникновение внутриводного льда происходит на участках с быстрым течением и каменистым дном (на перекатах, порогах). Обилием шуги отличаются мно-гие реки Кольского полуострова, Карелии, реки Свирь, Нева, Ангара и др.
Шуга нередко, в особенности на северных и горных реках нашей страны, забивает живое сечение реки подо льдом, возникают зажоры. Вследствие сужения живого сечения потока возникают резкие подъемы уровня.
На некоторых реках наблюдаются пятры — ледяные острова, покоящиеся на ледяном основании в форме усеченного конуса, малое сечение которого прикреплено ко дну. Конус этот сложен из внутриводного льда.
Осенний ледоход
Плывущие по реке льдины и ледяные поля, сформировавшиеся в результате смерзания обломившихся заберегов, сала, снежуры и шуги, образуют осенний ледоход. Осенний ледоход наблюдается не на всех реках. Отсутствие ледохода характерно для малых рек. На горных реках осенний ледоход заменяется шугоходом.
На больших равнинных реках осенний ледоход наблюдается ежегодно и протекает сравнительно спокойно. На отдельных участках (крутые повороты, сужение русла), где пропускная способность русла не соответствует количеству проходящего по нему ледового материала, происходит скопление плывущих льдин и образуются заторы. Эти скопления льда, так же как и зажоры, оказывают динамическое сопротивление водному потоку и вызывают повышение уровня воды выше по течению. Подъемы уровня воды при осенних заторах относительно невелики (из-за малой водности реки в этот период).
Продолжительность осеннего ледохода колеблется в широких пределах: от нескольких дней до месяца, а иногда и более, и возрастает с увеличением водности реки. На крупных реках, вытекающих из озер (Нева), осенний ледоход принимает затяжной характер в результате тех же процессов, которые охарактеризованы для Ангары. Длительный ледоход свойствен также рекам с неустойчивым ледовым режимом, на которых похолодания сменяются оттепелями, наблюдаются повторные вскрытия и замерзания (Западная Двина, Неман, Днестр и др.).
Распределение сроков начала осеннего ледохода на наших реках носит характер широтной зональности. Раньше всего, во второй половине сентября, осенний ледоход начинается на крайнем севере азиатской части СССР — на реках Таймыра, Индигирки; позже всего наступает в Закавказье — в январе. На крупных реках Сибири наступление осеннего ледохода запаздывает по сравнению со сроками замерзания малых рек данной географической зоны вследствие переноса этими реками больших количеств тепла.
Для характеристики распределения дат начала осеннего ледохода, так же как и других ледовых явлений, строятся карты изохрон — линий, соединяющих на карте пункты с одинаковыми датами наступления этих явлений.
Ледостав
Ледостав — это наличие неподвижного ледяного покрова на поверхности реки (озера).
На всех стадиях ледообразования, от начальных до ледостава включительно, отчетливо проявляется влияние температуры воздуха. По мере перехода от начальных форм ледообразования к ледоставу роль климатических факторов несколько ослабевает и усиливается значение прочих факторов — водности реки, морфологии русла, скоростей течения и т. п. Наибольшее влияние неклиматических факторов сказывается на образовании ледостава. В предледоставный период водная масса охлаждена настолько, что образованию ледостава препятствуют лишь повышенные скорости течения, и тепло, приносимое грунтовыми и озерными водами и водами, сбрасываемыми промышленными предприятиями. На реках, на которых влияние этих факторов ослаблено, ледостав при одинаковых климатических условиях наступает раньше. Малые реки, как правило, замерзают раньше больших, и ледяной покров на них образуется путем срастания заберегов, поэтому он обычно равный и относительно гладкий. На больших реках формирование ледостава связано с возникновением заторов льда, вызывающих подпор и уменьшение скоростей течения. В местах заторов происходит торошение льда, ледяной покров становится неровным, с беспорядочным нагромождением льдин.
Так как заторы возникают далеко не всюду и не в одно время, то ледостав на больших реках равнинных районов образуется не одновременно на различных участках: сначала ледостав образуется на плёсах, затем на перекатах, причем разница в сроках наступления ледостава на различных участках одной и той же реки возрастает с увеличением водности и скоростей течения.
Исследования последних лет показали, что установление ледостава на больших реках на значительном протяжении происходит в результате последовательного перемещения кромки льда вверх по течению от очагов ледяных перемычек. На горных реках ледостав представляет собой сравнительно редкое явление, в особенности в южных районах, как, например, на Кавказе и в Средней Азии. Здесь он формируется на участках, где образуются скопления больших масс шуги.
Большая часть рек нашей страны характеризуется устойчивым ледоставом. Только на реках Черноморского побережья Кавказа и на реках Южного берега Крыма ледостав не наблюдается вовсе вследствие теплого климата. Распределение сроков наступления ледостава на реках СНГ характеризуется в общем широтной зональностью. На европейской части эта зональность несколько нарушается под влиянием вторжений теплых масс воздуха с Атлантики. Ледостав на больших реках Сибири запаздывает по сравнению с малыми реками примерно на 10 дней. В период ледостава на реках иногда сохраняются участки со свободной ото льда водной поверхностью — полыньи, или майны. Полыньи имеют двоякое происхождение: динамические полыньи и термические. Полыньи первой категории возникают на участках сосредоточенного падения — на порогах, стремнинах. Они распространены на реках Карелии, в северной части Русской равнины, на горных и полугорных реках Сибири. Эти полыньи сохраняются иногда в течение всей зимы и являются очагами возникно-вения шуги, скопления которой подо льдом ниже полыньи образуют зажоры.
Полыньи термического происхождения возникают либо под влиянием обильных выходов относительно теплых грунтовых вод или сброса промышленных вод, либо, если река вытекает из озера, вследствие подтока более теплых вод озера. Термические полыньи иногда достигают значительных размеров. Так, например, р. Емца, приток Онеги, не замерзает на протяжении более 100 км, несмотря на суровые зимы. Термические полыньи распространены на реках Яно-Колымской горной страны и Чукотки. В большинстве случаев участки с полыньями на этих реках расположены в области предгорий, которые характеризуются мощными отложениями галечников, изобилующими выходами грунтовых вод в русло реки.
Примером полыней в истоках рек, вытекающих из озер, могут служить полыньи в истоках Невы, Ангары, Волхова и др. В период ледостава на некоторых реках, часто в районах многолетней мерзлоты, на поверхности ледяного покрова образуются наледи — наросты льда в виде напластований, утолщений, бугров, порой причудливой формы.
Зимой в связи с увеличением толщины ледяного покрова или закупоркой русла шугой, промерзанием уменьшается площадь живого сечения. В таких случаях подо льдом образуется напор, взламывающий лед, и через трещины вода выходит на поверхность льда.
Нарастание толщины льда на реках
Ледяной покров изолирует воду от атмосферы в термическом отно-шении и выполняет роль регулятора в теплообмене между водой и воздухом. Если через лед удаляется в воздух больше тепла, чем поступает к нему из воды, то толщина льда увеличивается; в противном случае лед подтаивает. Очевидно, что лед всегда стремится достигнуть такой толщины, при которой создается равновесие между теплом, передаваемым в атмосферу и поступающим из водной массы. Эту регулирующую роль ледяной покров выполняет вместе со снежным покровом, находящимся на нем. Лед значительно лучше проводит тепло, чем снежный покров. Таким образом, основная роль в защите водной массы от потерь тепла принадлежит снегу, лед же служит основанием, на котором покоится снежный покров. Вот почему между толщиной льда и толщиной снежного покрова всегда существует некоторое определенное соотношение: толщины снега hс и льда hл приблизительно пропорциональны друг другу и при плотности снега 0,2 отношение hc/hn равно 0,4. При увеличении толщины снежного покрова это соотношение нарушается, лед погружается в воду, последняя выступает на поверхность льда, смачивает снег, замерзает и в результате толщина льда увеличи-вается настолько, что восстанавливается нормальное соотношение между толщинами снега и льда. В периоды между снегопадами лед приобретает излишнюю плавучесть, и равновесие восстанавливается с увеличением толщины снежного покрова.
Нарастание толщины ледяного покрова большей частью происходит с нижней его поверхности, в слое воды, прилегающем к этой поверхности. Охлаждение этого слоя воды обусловливается отдачей тепла в виде теплового потока, идущего от водной массы через лед в атмосферу. При тепловом равновесии толщина льда не меняется.
Вскрытие рек. Весенний ледоход
Весной с момента перехода температуры воздуха через 0° С начинается таяние снега на льду и берегах реки. На поверхности ледяного покрова появляется вода. Одновременно с действием солнечной радиации и теплых воздушных масс она способствует таянию льда. Ледяной покров теряет прочность. Монолитность строения ледяных масс нарушается, лед приобретает столбчатую структуру и сравнительно легко разламывается под возрастающим напором речного потока.
Прежде всего уменьшается прочность связи ледяного покрова с берегами. Образуются закраины — полосы воды, свободной ото льда. Возникновению закраин способствуют также трещины, появляющиеся у берегов вследствие вспучивания льда при подъеме уровня воды. Оторвавшийся от берега ледяной покров на отдельных участках перемещается на короткие расстояния. Возникают так называемые подвижки льда. Таких подвижек бывает несколько. Местами в ледяном покрове появляются промоины и проталины. При дальнейшем разрушении он разламывается на отдельные поля и льдины. Плывущие по реке ледяные поля и льдины образуют ледоход.
Характер вскрытия рек различен в зависимости от роли в этом процессе тепловых и механических факторов. Если основная роль принадлежит тепловым факторам, а роль механических ничтожна, разрушение и ликвидация ледяного покрова происходят медленнее и спокойно, подобно тому как это бывает на озерах. Такой тип вскрытия присущ рекам, на которых весенний подъем уровней незначителен либо наступает поздно. В этом случае весенний ледоход отсутствует, лед тает на месте.
При возрастании роли механических факторов вскрытие рек может происходить при значительной толщине льда и сопровождается мощным весенним ледоходом и частыми заторами льда. Наиболее ярко эти явления выражены на крупных реках Сибири и севера европейской части СНГ, текущих на север. Здесь вскрытие начинается в верховьях и постепенно перемещается вниз по течению. Волна половодья обгоняет фронт снеготаяния и встречает на своем пути участки реки, еще покрытые толстым и прочным льдом. В этих условиях ледоход начинается при больших подъемах уровня, возрастающих вниз по течению.
Исследования последних лет показывают, что возможны разные случаи формирования весенних заторов льда. В одном случае заторы льда на каком-либо участке обусловливаются в начальной стадии вскрытия главным образом сопротивлением ледяного покрова напору подвижных масс воды и льда, перемещающихся с верхних участков. Увеличение давления со стороны этих масс вызывает местное многослойное нагромождение льдин. Эти явления типичны для рек, текущих на север, для участков с крутыми поворотами, для зоны выклинивания подпора от гидротехнических сооружений и др. В другом случае заторы льда образуются при ледоходе на участках с резкими морфометрическими изменениями русла (уменьшение ширины, многорукавность и т. п.), где ледопропускная способность русла меньше массы льда, поступающей сверху.
К настоящему времени установлено, что ледяной покров к моменту вскрытия оказывается наиболее толстым и прочным в местах с большой осенней зашугованностью. Это создает дополнительные предпосылки к формированию в этих местах мощных заторов. Подобные явления наблюдались на реках Енисее, Иртыше, Северной Двине, Сухоне и др. (рис. 105). Подъемы уровня при весенних заторах нередко превышают максимальные уровни весеннего половодья.
Массы льда, забивающие живое сечение реки порой до 50-80%, испытывают при заторе значительные напряжения, в результате чего возможны надвиги льдин на берега. Торосистые нагромождения льда представляют большую опасность как для береговых сооружений, так и для зимующих вблизи берегов судов. Во время ледохода происходят иногда значительные деформации берегов.
На реках, вытекающих из озер, наблюдается вторичный ледоход, обязанный своим происхождением выносу озерного льда в реку (Нева, Свирь и др.).
Вскрытие Томи может произойти раньше обычного » tvtomsk.ru
В первой декаде февраля специалисты провели обследование Томи на случай образования возможных заторов во время ледохода.
Как рассказал сегодня на заседании межведомственной комиссии директор Сибирского регионального центра ГМСН Виктор Льготин, средняя толщина льда на реке в середине феврале составляет 53-55 см. Это меньше, чем в среднем в предыдущие годы. Прирост, по сравнению с декабрем, составил 26-30 см.
Подледная шуга в этом году почти не обнаружена. Только в районе Коммунального моста есть шуга до полутора метров. Также очень характерно повсеместное наличие наледи — выхода воды на лед.
«Аномально теплый зимний период этого года оказывает сильное влияние на формирование ледового покрова на Томи, которое на сегодняшний день существенно меньше показателей прошлого года. С учетом малой толщины льда можно ожидать вскрытия Томи в средние сроки с отклонением в сторону ранних»,
– директор Сибирского регионального центра ГМСН — филиала ФГБУ «Гидроспецгеология» Виктор Льготин.
До 1 марта планируется провести работы по исследованию ледового покрова, по результатам которых будут даны рекомендации по проведению противопаводковых мероприятий.
«С учетом малой толщины льда можно ожидать вскрытие Томи в средние сроки<…>. В общих чертах повторяется прошлогодний сценарий с тем отличием, что уровень воды несколько выше и количество осадков в этом году чуть больше прошлогодних. В период прохождения ледохода возможно формирование умеренных заторных явлений на участке Батурино — Казанка, в первую очередь, на протоке Светлой и в районе Боярских островов и Коммунального моста. В то же время <…> формирование мощных заторов маловероятно»,
– Виктор Льготин.
Значительное влияние на прохождение половодья оказывают весенние метеоусловия, в первую очередь, температурный режим. По большому счету, чем раньше температура поднимется выше нуля, тем больше вероятность, что уровень будет выше.
По словам специалистов, как будет развиваться ситуация с ледоходом и когда ждать вскрытия реки, зависит и от погоды, которая установится весной. На сегодняшний день каких-то опасных прогнозов делать нет никаких оснований.
«Мы считаем, что небольшой объем взрывных работ необходимо провести в районе протоки Светлой, там традиционно есть проблемы по прохождению. В пределах города оснований это делать совершенно точно нет. От деревни Чернильщиково до Северного моста вполне можно проводить. С учетом того, что лед достаточно тонкий — 40-45 см, расти он будет вряд ли»,
– Виктор Льготин.
© При полном или частичном использовании материалов в интернете и печатных СМИ ссылка на tvtomsk.ru обязательна. Отсутствие ссылки, либо ссылка на иной источник (Вести-Томск, ГТРК «Томск» и др.) является нарушением прав на интеллектуальную собственность.
Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter
Шуга — понятие и значение
Рассмотрим что означает понятие и значение слова шуга .
Шуга это — 1. Мелкий рыхлый лед, появляющийся перед ледоставом или во время весеннего ледохода.
Шуга это — На реках, в водоемах мелкий рыхлый лед, появляющийся пере/ ледоставом, во время ледохода. По рек* идетш.
Шуга это — 1. Шуги, множественное число нет, собирательное , Мелкий рыхлый лед, появляющийся перед ледоставом или идущий весной во время ледохода.
-и, женский род
Мелкий рыхлый лед, появляющийся перед ледоставом или идущий весной во время ледохода.
По реке плывет свинцово-серая шуга. Арамилев, В лесах Урала.
Часть речи
Имя существительное
Словоформы
шуги, шуге, шугу, шугой, шугою
Синонимы wiki
лед, калтан, колтужник, ледяные иглы, метик, сокуй, шарашь, шарш, шауш, шельпяк, шерошь, шорох, шорош, шуг
См. также
… Это самая распространенная форма остроумия (короткий шуточный рассказ , часто содержащий неожиданные повороты и столь же необычную концовку ), без которого трудно себе представить современное межличностное общение , особенно в узком кругу близких людей Бытовавший главным образом за пределами сферы массовой информации , в годы перестройки , устранения цензурных ограничений в деятельности СМИ , анекдот как любимый народом жанр совершил активную «агрессию »; на страницы газет , журналов , стал непременным … (ОСНОВЫ ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖУРНАЛИСТА)
… если идеал достичь невозможно , лицо мере осознает несовершенство реально существующего мира , Шук аючы пути его совершенствования есть, дух стремится реализоваться в формировании желаемого как належногежного Красота … (Эстетика)
… через невнимательное отношение к сотрудникам , которых вам никогда выслушать . Чит Марчвински и Джон Шук указывают еще два источника потерь — стены и стену , которые означают соответственно … (Анализ и реинжиниринг бизнес процессов)
Река черного ила, называемая осадочной слизью, протекает через Аризону после лесного пожара
Округ Пима, штат Аризона, в США, теперь является домом для темной, грязной, липкой реки, полной черного ила, которая течет по региону со скоростью воды. Видео в Твиттере, опубликованное властями графства, показывает почти мрачный вид на реку, которая выглядит больше, чем жизнь, почти как если бы она идет для всех нас, и для катастрофы, которая наступит в 2020 году.
Причина черной реки смерти — или по крайней мере, это то, на что это похоже — это, как вы уже догадались, изменение климата.Или, скорее, лесные пожары, вызванные изменением климата, которые недавно сотрясали штат Аризона в Соединенных Штатах. Эти пожары, по данным Геологической службы США, изменяют способ протекания воды по суше, делая почву менее абсорбирующей. Пожары изменяют состав почвы, вводя более жесткие металлы и водоотталкивающие токсины. В то же время пожары стирают всю растительность, скрепляющую почву, вызывая более плотный сток. Оба эти явления увеличивают вероятность внезапных наводнений, при этом небольшой ливень также может вызвать разрушительные наводнения.
Связанные с Swaddle:
Covid19 сделал нас более уязвимыми к изменению климата. Что теперь?
Содержимое этой реки из черного ила — это мусор, возникающий из сгоревшей земли, такой как палки, грязь и сажа, которые могут быстро превратиться в опасный, быстро движущийся поток, попав в дождь. Это одно из наиболее распространенных явлений после пожара, называемое осадком, которое в будущем будет становиться все более опасным, поскольку изменение климата усугубляет лесные пожары во всем мире.
Токсичный ил не только опасен и токсичен для человека (он может просачиваться в источники питьевой воды, которые мы используем), он также делает большие регионы непригодными для жизни рыб и других диких животных, дестабилизируя целые экосистемы на своем пути. Единственный способ предотвратить превращение окружающей среды в черный ил — это остановить процессы изменения климата, такие как повышение температуры, ведущее к сильной жаре и, как следствие, засухи, которые способствуют возникновению лесных пожаров и усугубляют их. Без согласованных усилий по признанию воздействия неконтролируемых выбросов углерода и детального долгосрочного плана по их ограничению 2020 год вполне может перерасти в будущее.
Эта причудливая река черного ила в Аризоне полностью реальна
15 июля 2020 года то, что выглядело как ваш типичный сухой водный путь, было охвачено тошнотворной пылью, набухающей черной грязью, напоминающей злодейский токсин из мультфильма Хексус из FernGully: The Last Rainforest .
Мыс Каньяда-дель-Оро в Аризоне захлебнулся этим чудовищем — известным как осадочный осадок — после того, что, по словам официальных лиц, было небольшим штормом, в то время как поблизости бушевал снежный пожар.
Зловещее видео, размещенное должностными лицами округа Пима в Твиттере, снятое бывшим сотрудником, запечатлело быстро движущийся ил, темный от пепла и сажи.
У кого это было на карточке бинго 2020 hellscape? pic.twitter.com/fUNvIVS7aw
— Официальный округ Пима (@pimaarizona) 16 июля 2020 г.
Считалось, что обломки, питающие снежный огонь, были воспламенены молнией; С 5 июня пожар охватил более 48 377 гектаров (119 541 акр) национального парка в регионе, который охватывает разнообразные экосистемы от насаждений кактусов сагуаро до сосновых и еловых лесов.Пока его взяли под контроль, огонь все еще горит у подножия гор Каталины.
Как будто у дикой природы недостаточно того, с чем нужно бороться после того, как пожары опалили их ландшафт, пожары делают и будущие дожди опасными.
«Лесные пожары, такие как снежный пожар, оставляют землю обугленной, бесплодной и неспособной поглощать воду», — написали официальные лица округа Пима в Twitter. «Даже небольшой дождь может вызвать разрушительные внезапные наводнения и сели, часто без предупреждения».
Пожар изменяет структуру почвы за счет минерализации органических веществ и высвобождения питательных веществ, металлов и токсинов, которые обычно не уносятся водой.Новая структура почвы отталкивает воду.
«Требуется гораздо меньше осадков, чтобы вызвать потоки селей из сгоревших бассейнов, чем из несгоревших участков», — поясняет Калифорнийский центр водных наук Геологической службы США. «В Южной Калифорнии всего 7 миллиметров (0,3 дюйма) осадков за 30 минут вызвали сели».
С потерей растительности, удерживающей почву на месте, пепел и рыхлая земля в конечном итоге заглушают водные пути. Это снижает уровень растворенного кислорода, а увеличение количества питательных веществ способствует росту цианобактерий и цветению водорослей, которые потребляют еще больше кислорода.
Возможная нехватка кислорода приводит к удушению рыб, крабов и других водных животных, что приводит к массовой гибели людей, подобных тем, которые наблюдались после беспрецедентных лесных пожаров в Австралии летом 2019–2020 годов.
Если рыба и другие дикие животные каким-то образом выживают, они могут умереть от голода, не имея возможности видеть свою пищу, поскольку мутная вода снижает видимость и лишает водные растения и водоросли света, необходимого им для фотосинтеза.
Пробки наносов также могут просачиваться в плотины и угрожать нашей питьевой воде, делая грязь слишком густой для систем фильтрации.
Когда крупный твердый мусор присоединяется к быстро движущемуся илу, он способствует эрозии всего на пути потока, в том числе дестабилизирует дороги и тропы и создает риск для инфраструктуры водоочистки.
«Быстро движущиеся, разрушительные потоки мусора, вызванные интенсивными дождями, являются одной из наиболее опасных после пожара. Такие потоки мусора особенно опасны, потому что они, как правило, возникают без предупреждения», — поясняется в отчете Геологической службы США.
«Селевые потоки могут лишить растительность, заблокировать дренажные системы, повредить конструкции и поставить под угрозу жизнь людей.»
Эколог Пол МакИнерни из CSIRO и его коллеги объяснили в статье» The Conversation «, что использование наносов и других мер по борьбе с эрозией может помочь ограничить размер этих осадочных пробок. срок
Но эти события могут привести к десятилетиям воздействия. В некоторых случаях популяции рыб никогда не восстанавливаются, сказал эколог Ли Баумгартнер The Guardian , указав на лесные пожары 1939 года, уничтожившие популяции рыб в австралийской реке Лахлан.
Конечно, ограничение климатических изменений, вызывающих лесные пожары, было бы наилучшим способом уменьшить появление таких слизистых отложений. Но, возможно, мы, как и Хексус, слишком любим наш токсичный осадок.
Что такое осадок сточных вод и что с ним можно сделать?
Введение
До 1950 года большинство общин в Соединенных Штатах сбрасывали свои сточные воды или сточные воды в ручьи и реки практически без какой-либо очистки. По мере роста городского населения естественная способность ручьев и рек справляться со сточными водами была нарушена, что привело к ухудшению качества воды во многих регионах.В ответ на озабоченность по поводу ухудшения качества воды тысячи общин по всей территории Соединенных Штатов построили системы очистки сточных вод в 1950-х и 1960-х годах. Это привело к значительному улучшению качества воды в ручьях и реках, но при этом появился еще один материал, с которым нужно было бороться: ил сточных вод. Примерно 99% потока сточных вод, попадающих на очистные сооружения, сбрасывается в виде обновленной воды. Остальное — это разбавленная суспензия твердых веществ, которая была захвачена в процессе обработки.Эти твердые частицы очистки сточных вод обычно называют осадком сточных вод.
«Осадок сточных вод» или «Твердые биологические вещества» — что в названии?Термин «твердые биологические вещества» недавно был введен промышленностью по очистке сточных вод. Промышленность определяет твердые биологические вещества как отстой сточных вод, прошедший достаточную обработку для стабилизации и уменьшения количества патогенов и достаточно высокого качества для внесения в почву. Этот термин предназначен для различения высококачественного очищенного осадка сточных вод от неочищенного осадка сточных вод и от осадка сточных вод, который содержит большое количество загрязнителей окружающей среды.Термин «твердые биологические вещества» также помогает отличить ил сточных вод от промышленного ила, подчеркивая, что первый образуется в результате биологического процесса. Некоторые критиковали этот термин как попытку замаскировать реальную природу осадка сточных вод, тем самым сделав внесение этого материала в землю менее неприемлемым для широкой публики. Хотя «твердые биологические вещества», несомненно, не вызывают в воображении тех же негативных образов, что и «осадок сточных вод» или просто «осадок», это законный и функциональный термин при правильном использовании для обозначения описанного выше различия.В этом документе термин «осадок сточных вод» будет использоваться для обозначения твердых веществ при очистке сточных вод в целом, а «твердые биологические вещества» будет использоваться для обозначения конкретно материала, который подходит для внесения в почву.
Производство осадка бытовых сточных вод
Городские сточные воды или сточные воды — это вода, которая использовалась в городских и пригородных домах или на предприятиях для мытья, купания и смыва туалетов. Городские сточные воды также могут включать воду из промышленных источников. Для удаления химикатов или загрязняющих веществ, образующихся в результате промышленных процессов, промышленные предприятия, использующие муниципальные системы сточных вод, должны предварительно очищать свои сточные воды перед их сбросом в канализационную систему.Сточные воды передаются через систему бытовой канализации на централизованные очистные сооружения (иногда называемые государственными очистными сооружениями или POTW). В POTW сточные воды проходят серию этапов очистки, в которых используются физические, биологические и химические процессы для удаления питательных веществ и твердых веществ, разложения органических материалов и уничтожения патогенов (вызывающих болезни организмов) в воде. Обновленная вода попадает в ручьи и реки или может разбрызгиваться на большие участки земли.
Предварительная очистка неочищенных сточных вод включает просеивание для удаления крупных предметов, таких как палки, бутылки, бумагу и тряпки, и стадию удаления песка, во время которой неорганические твердые частицы (песок, крошка, шлак) быстро осаждаются из воды. Сетки и песчинки, удаляемые на этой стадии очистки, обычно вывозятся на свалку и не становятся частью осадка сточных вод.
Первичная обработка включает процессы гравитационного осаждения и флотации, которые удаляют примерно половину твердого материала, поступающего на эту стадию.Твердый материал (как органический, так и неорганический), который осаждается на этой стадии обработки, отбирается снизу и составляет первичный отстой. В большинстве POTW плавающий материал (масло, жир, древесина и растительные вещества), который снимается с поверхности воды во время первичной обработки, утилизируется отдельно и не становится частью первичного ила.
Вторичная очистка — это тщательно контролируемый и ускоренный биологический процесс, в котором естественные микроорганизмы используются для разложения (разложения или переваривания) взвешенных и растворенных органических веществ в сточных водах.Этот материал превращается в углекислый газ, который выбрасывается в атмосферу, и в массу микробных клеток.
Во вторичных отстойниках масса микробных клеток оседает на дно и удаляется. Этот в основном органический материал называется вторичным илом.
Некоторые очистные сооружения также включают стадии доочистки, предназначенные для дальнейшего снижения количества питательных веществ для растений (азота и фосфора), взвешенных твердых частиц или биологической потребности в кислороде в сточных водах. Химически осажденный фосфор и фильтрация производят третичный осадок.
Наконец, вода проходит дезинфекцию для уничтожения патогенных микроорганизмов. Затем обновленная вода сбрасывается в ручей или реку или может быть разбрызгана на большие участки земли.
Методы обработки осадка городских сточных вод
Первичный, вторичный и третичный ил обычно объединяют, и полученная смесь, содержащая от 1 до 4% твердых веществ, называется «сырым» осадком сточных вод. Неочищенный осадок сточных вод из-за содержания патогенных микроорганизмов и его нестабильной, разлагаемой природы представляет собой потенциальную опасность для здоровья и окружающей среды; однако в настоящее время используются несколько процессов очистки для стабилизации осадка сточных вод, снижения содержания в нем патогенных микроорганизмов и увеличения содержания в нем твердых веществ.Некоторые из наиболее часто используемых процессов для стабилизации и снижения уровней патогенов в осадке сточных вод перечислены и кратко описаны в таблице 1.