Где река взаимодействует с морем
Эстуарий охватывает область взаимного влияния речных и морских вод. С суши поступают пресная вода, растворённые вещества и наносы; со стороны моря действуют приливы, нагонные явления и поступление солёной воды. Их соотношение меняется, поэтому граница солёных вод может смещаться в течение суток и сезона. Эстуарий — не точка впадения реки, а водная система с протяжёнными градиентами условий.[1]
В классическом океанографическом понимании важны связь с морем и разбавление морской воды стоком. В более широком употреблении выделяют также пресноводные эстуарии у крупных озёр, где взаимодействуют речная и озёрная вода. NOAA[8][6][3][2][1] относит к ним, например, Old Woman Creek на озере Эри. Такие системы не следует описывать как смешение пресной и солёной воды: термин здесь применяется по аналогии гидрологических и экологических процессов.[1][2]
Почему вода не всегда перемешивается полностью
Морская вода обычно плотнее пресной. При слабом перемешивании пресная вода растекается поверх более солёной, а у дна может продвигаться солёный клин. Между слоями происходит обмен, но различия сохраняются. При достаточно сильном приливном перемешивании солёность по глубине выравнивается; между этими состояниями существуют частично перемешанные эстуарии. Поэтому солоноватая вода не обязательно представляет собой однородную смесь во всём водоёме.[2]
Режим зависит от расхода реки, приливов, ветра, глубины и формы русел. После сильных осадков или снеготаяния пресноводное влияние может усилиться, а при маловодье морская вода — проникнуть дальше. Даже если приливные течения периодически меняют направление, результирующий перенос воды и веществ за полный цикл не обязан быть нулевым. Для описания циркуляции нужны наблюдения за приливным циклом, а не одно измерение скорости.[2]
Форма эстуария и его происхождение
Воронкообразное расширение устья — лишь один вариант. Эстуарии возникают в затопленных речных долинах, за прибрежными барами и островами, в тектонических понижениях и во фьордах. Например, Чесапикский залив сформировался при затоплении речной долины, а залив Сан-Франциско связан с тектонической депрессией. Происхождение определяет очертания и глубины, но само по себе не задаёт единственный режим перемешивания.[3]
Названия «залив», «лагуна» и «фьорд» описывают форму или происхождение водоёма, тогда как эстуарный режим связан с взаимодействием вод. Поэтому один объект может одновременно быть заливом и эстуарием. Прибрежная лагуна с речным притоком и морским водообменом может иметь эстуарные свойства; по одному слову «лагуна» наличие такого режима установить нельзя.[3]
Что происходит с наносами
Речной материал не обязательно сразу выносится в открытое море. Частицы оседают, вновь поднимаются течениями и могут задерживаться в определённых частях эстуария. Возникают зоны повышенной мутности. В наблюдениях USGS на севере залива Сан-Франциско положение и выраженность таких зон связывали с солёностью, рельефом дна и приливами. Мутность здесь не только признак внешнего загрязнения: она может быть естественным результатом движения и повторного взмучивания наносов.[4]
Осаждение материала формирует донные местообитания, но частицы способны переносить и загрязняющие вещества. В модельных экспериментах с эстуарным максимумом мутности показана роль скорости оседания, приливного перемешивания и поступления наносов. Поэтому изменение речного стока или условий течения может перестроить места накопления материала, даже если общий объём поступающего вещества остаётся сходным.[5]
Почему эстуарии важны для организмов
Эстуарий обычно включает мозаику мелководий, русел, илистых отмелей и прибрежной растительности. Она обеспечивает места питания, укрытия и размножения. Одни виды проводят здесь всю жизнь, другие используют только отдельные стадии: например, молодь рыб растёт на защищённых мелководьях, а мигрирующие птицы останавливаются на кормёжку. Поэтому значение эстуария нельзя оценить только по списку постоянно живущих в нём видов.[6]
Связь с речным бассейном и морем делает эти местообитания частью более обширных жизненных маршрутов. Прибрежное рыболовство зависит не только от состояния открытого моря, но и от сохранности участков, где развивается молодь. При этом не каждый эстуарий одинаково продуктивен и не каждый морской вид в нём нуждается: роль определяется конкретными местообитаниями и жизненными циклами.[6]
Пример: дефицит кислорода в Чесапикском заливе
В тёплый сезон различия плотности могут затруднять обмен между поверхностными и придонными слоями. Если поступает избыток питательных веществ, усиливается рост водорослей; разложение их органического вещества расходует кислород. Когда его расход у дна превышает пополнение, возникает гипоксия. В Чесапикском заливе этот процесс объясняют совместным действием стратификации, температуры и питательной нагрузки. Солёностное расслоение само по себе не «производит загрязнение», но влияет на возможность восстановления кислорода.[7]
Что наблюдают для оценки состояния
Измеряют солёность и температуру на разных глубинах, растворённый кислород, мутность, питательные вещества и показатели развития водорослей. Данные сопоставляют с приливами, речным стоком и сезоном. Проба у поверхности может не обнаружить дефицит кислорода у дна, а разовое изменение солёности после дождя ещё не означает долговременного ухудшения. Мониторинг должен различать естественную изменчивость и устойчивый сдвиг режима.[8]