Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №2.

большинства миграционных форм, не наблюдаемых в геохимическом классе морских растворов [8]. Общая эффективность этих процессов достигает 98-99% [2], что распространяется и на антропогенные загрязнения. Такие явления приводят к ряду последствий, имеющих важное геохимическое и экологическое значение для всей прибрежной зоны моря [2, 7, 8, 13]. Помимо гравитационной (механической) седиментации [2, 7], самоочищение водной среды в ламелле река-море связано со вкладом множества других процессов, тесно сопряженных в пределах слоистых структур. Выделим среди них изменения фазового состояния большинства форм растворенного органического вещества, ферментативную деструкцию органического вещества микрофлорой, биопоглощение, фото- и химическую деструкцию в верхней части ЗС [7, 11, 12, 15]. Анализ экспериментальных данных показывает, что большинство этих явлений развиваются по степенной кинетике [15, 17-19]. Развитие таких процессов в областях река-море связано с образованием множества барьерных обстановок в прослойках ступенчатых структур [12-18]. По данным наблюдений, в составе ламелл ЗС устойчиво формируется каскадная система сопряженных физико-химических биологических и биогеохимических барьерных обстановок [2, 8-10, 12, 16]. При этом каскады физико-химических барьеров (ФХБ) воспроизводят слоистую структуру ЗС и характерную для нее упорядоченность промежуточных растворов [6, 12-15]. По тем же причинам каскады ФХБ являются четко ориентированными в горизонтальной и вертикальной плоскости: любые типы барьеров вытянуты по направлению сноса контактирующих вод и упорядочены по плотности в толще ЗС [12-15, 17, 18]. Совокупность растворов в ламеллах ЗС и существующие здесь концентрационные разности солей- полиэлектролитов поддерживают стабильность барьерных обстановок каскадов ФХБ и выполняют по отношению к ним функции физической опоры и инициатора физико-химических процессов, протекающих в областях река-море [9, 10, 12, 13]. Экспериментальные или теоретические исследования начальных стадий смешения вод разного генезиса, в результате которого для целого класса водных объектов формируются устойчивые слоистые структуры [1, 2, 5, 7 и др.], в литературе носят единичный характер [19]. Сходная ситуация имеет место с исследованием сопряженных с ЗС каскадов ФХБ, влияющих на интенсивность самоочищения водной среды от загрязнений. Совместно это определяет низкую изученность процессов для областей река-море [9, 10, 14]. Для промежуточных растворов из ЗС считают, что приливные течения и интенсивное ветро-волновое воздействие приводят к их быстрому перемешиванию. Однако на массовом материале из разных областей установлено, что такие представления не вполне соответствуют наблюдениям. Ламеллы эстуарных зон и прибрежной области даже в условиях субарктических морей России устойчиво воспроизводятся и функционируют круглогодично, включая длительный период при минимальном объеме притока пресных вод материка [6, 9-11, 20]. При этом время обновления смешанных вод в ЗС охватывает диапазон от нескольких часов до сотен суток [1, 7, 13]. Сама проблема выявления физических механизмов устойчивости слоистых структур ЗС до настоящего времени не получила должного освещения. С другой стороны, процессы, сопровождающие образование поверхностей раздела ЗС по ходу их сноса в море, следует рассматривать как стационарный процесс в самых разных условиях [1,2, 13-14]. Оценки последствий растягивания границ раздела контактирующих вод, например, для функционирования приустьевых, речных или прибрежных морских экосистем, также отсутствуют. К мало изученным относится влияние процесса деформации границ на характер протекающих в области река-море физико­ химических процессов, в т.ч. и для образующихся здесь каскадов обстановок ФХБ [12-14,16]. Задачи аналитического описания и моделирования этих явлений, как и их влияние на разные компоненты экосистем, пока уклончиво игнорируются. Подавляющее большинство исследований в этой области сводится к полевым измерениям и накоплению экспериментальных данных. При этом систематические материалы инструментальных наблюдений, относящиеся к областям начального контакта вод разного генезиса, за редким исключением, не приводятся [1, 14, 15]. В приложении к процессам, протекающим в ЗС река-море, процедуры решения сложных моделей не отработаны [7, 19, 21]. Поэтому подробное и детализированное представление о большинстве явлений, связанных с перемешиванием морских и пресных вод, как и применение многомерных численных моделей с физическим содержанием, находится за гранью возможностей вычислительных средств. Наиболее сложные из современных региональных моделей, разработанные для прибрежных вод (эстуариев) и применяемые при выявлении особенностей режимов смешения или изучения трансформации 37