Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №2.

при слиянии смежных прослоек). Формально процесс истощения части многослойной системы прослоек, при сохранении условий для деформации растягивания границ раздела, формирует эффект перемежающейся диффузии, прерываемой возникновением запирающих слоев. Это можно рассматривать как одно из условий формирования всей слоистой структуры - ламелл ЗС, завершающегося образованием устойчивого расслоения толщи вод, занятой взаимодействующими растворами, приобретая характерную для «пакета» смесей форму: промежуточные растворы упорядочены по плотности и ориентированы пространственно. В пакете ламеллы ЗС любые промежуточные смеси упорядочены согласно степеням разбавлений морской водой (соответственно плотности) за счет действия поля гравитационного потенциала, устойчивого сноса стоковым течением и бокового растекания всей этой структуры. При этом даже в стационарном состоянии (близком к нему) на поверхностях разделов неизбежно образуются локальные условия, где скорости деформации G приближаются к нулю. На таких участках торможение диффузии также не имеет места. По крайней мере, это распространяется на области локальной неустойчивости: при перегибах поверхности раздела (изменение знака кривизны, см. рис. 2в). Здесь и будут формироваться условия, когда какой-то, достаточно малый, участок /; = const. В окрестностях таких участков происходит локальный рост диффузионного потока соли через границу раздела, по (11). Подобное локально-стохастическое перемешивание растворов по контуру /; всегда будет проходить. Поэтому, по условиям в (9-10), образуется «вилка»: существуют аналитические решения задачи определения «характерного периода» перемешивания, например, с разным режимом течений. 2. Дифференциация ионов ламеллами Для коэффициента диффузии в уравнениях (9-10) отметим, что по (13) и (15) толщина запирающего слоя на границе раздела будет увеличиваться в случае роста коэффициента Д различного для разных веществ. С другой стороны, она уменьшается с ростом градиентов скорости поперечных микротечений у границ контактирующих растворов. Поэтому даже для небольших градиентов скоростей G, как и типичных для водных растворов значений D ~ 10 “ 5 'см 2 /с"1, запирающий гидродинамический слой будет иметь существенное влияние на состав растворов в разных частях ламелл. Это причина специфической избирательности по отношению к разным веществам, несмотря на незначительность размеров: размер диффузионного слоя имеет порядок 8 ~ 1Сг 1 см. При наличии нескольких не взаимодействующих друг с другом в водных растворах ионов- полиэлектролитов с разными коэффициентами D, каждый из них будет иметь свою толщину запирающего слоя, что определяется свойствами веществ и водной среды. Поэтому для разных степеней разбавления морских вод существует спектр величин D и соответствующий ему спектр для толщины блокирующего слоя (численно близкого 5 или равного ему). Это подразумевает дифференциацию солевого состава по степеням разных разбавлений морских вод, находящихся в разных областях ламелл ЗС река-море. Сам эффект должен являться предметом дальнейших исследований, а приведенное представление об избирательности переноса ионов в слоистых структурах массового типа получено на основании решения по ( 1 1 ) в данной работе. 3. Экспериментальные данные о трансформации ЗС Результаты измерений гидрофизических параметров: плотности (о), температуры ( T w) и солености ( S) в областях, реальных ЗС река-море, показывают, что при удалении от точки начального контакта морских и материковых вод их распределение в ЗС устойчиво поддерживает слоистую структуру в разных условиях. Для выявления характера трансформации ламелл по оси сноса контактирующих вод рассмотрим данные детального зондирования разреза «С» акватории Кольского залива. Общая длина охваченной наблюдениями части ~50 км, диапазон глубин - от 6 до 340 м (см. рис. 1). Трансформация ламелл ЗС по оси сноса вод КолСТ соответствует «длине» перемешивания по оси сноса [13, 14]. Представлены данные для эстуарной области от L\ = 8.3 км до порога на выходе из залива Ь2 = 58.7 км, соответствующих расстоянию от основного источника материковых вод: нижнего бьефа Туломской ГРЭС, где проходят процессы начального контакта морских и материковых вод. 49