Пена

Когда на поверхности моря появляются белые барашки и ветер срывает их, моряки знают: скорость ветра достигла 8 м/с. Скопище воздушных пузырьков в оболочке из органической пленки, появляющееся при опрокидывании волн, образует пену. Пузыри лопаются обычно быстрее чем за минуту, совершая свое великое дело, которое мы описали выше. Пену, время жизни которой исчисляется секундами, океанологи называют динамической: это барашки волн, буруны, прибойная пена. Иногда шторм взбивает стабильную пену, хлопья которой или целые поля могут сохраняться в море и у берега в течение минут и часов. Сорванные хлопья пены ветер забрасывает на большое расстояние от берега. Иногда они зависают на проводах и портят линии электропередачи. Известны случаи, когда хлопья падали на рельсы, и пленки "мыльных пузырей" заставляли буксовать поезда. Ю. П. Зайцев [1974] отмечает биологическую активность пены: в малом количестве она стимулятор, а в большом - ингибитор; она вызывает покраснение и приток крови к коже, некоторые рыбаки натираются ею, чтобы вылечиться от ревматизма.

Именно на стабильной пене, собранной в заливах Каспийского моря, и были проведены Б. А. Скопинцевым [1939] первые химические анализы. Этим было положено начало химии морского поверхностного подслоя, которая теперь очень интенсивно развивается. Концентрация органического вещества, определенная Б. А. Скопинцевым по перманганатной окисляемости, оказалась в пене в 20 - 30 раз выше, чем в воде. Повышена в ней также концентрация аммония и фосфатов, что, учитывая рассказанное в предыдущем разделе, вполне понятно. Однако найденные в пене высокие значения концентрации бактерий были отнесены тогда к числу недоразумений: считалось, что в пограничном подслое больших водоемов жизнь невозможна из-за волн и главным образом из-за губительных ультрафиолетовых солнечных лучей, поглощаемых верхним 10-сантиметровым слоем воды.

Интереса особого такая "пустыня" к себе не вызывала, и через 20 лет после пионерной работы Б. А. Скопин-цева жизнью в пограничном подслое интересовались во всем мире только два биолога: А. И. Савилов в Институте океанологии АН СССР и Ю. П. Зайцев на Одесской биологической станции АН УССР. Они и обнаружили, что жизнь в пограничных подслоях океана и атмосферы (нейстон, от греч. неин-плавать) действительно богата, разнообразна и исключительно важна для населения остальной толщи вод. С тех пор пограничный подслой и пена привлекли внимание биологов и химиков. Прямыми измерениями органического углерода подтвердилось концентрирование органики [Бордовский и др., 1979]. В составе вещества пены нашли многие органические соединения, получили доказательства трансформация их в пене, фракционирование ионов металлов, как при флотации. Были выделены не только органические, но и минеральные ПАВ, которыми оказались алюмосиликаты типа Na₂Al₄Si₄₀O₁₄₁ стабилизирующие пену [Голованов, Бутенко, 1975].

Удалось изучить химический состав не только стабильной, но и динамической пены [Голованов, Буденко, 1975], а также дать эмпирические соотношения для расчета толщины пенного слоя, суммарной площади пузырьков в пене, доли площади поверхности моря, покрытой пеной. Сведения об этом обобщены в статье Ю. И. Ляхина [1975], уже упоминавшейся.