Морской снег: метель, которая идёт в толще моря круглый год

Опустите маску в воду в тихий день, встаньте спиной к солнцу и посмотрите не вдаль, а вниз — в косой луч, уходящий под вас. Между вами и дном висит пыль. Не мутная взвесь после ливня, а редкие светлые крупинки; и если удержать взгляд на одной, окажется, что она едет вниз. Ровно, медленно, без всякой связи с тем, что творится на поверхности.

У этого снегопада есть имя — морской снег. Так океанологи называют непрерывный поток органических частиц из освещённого верхнего слоя в темноту. Идёт он круглые сутки и круглый год, во всех морях планеты. Американская океанографическая служба NOAA описывает его без поэзии: «в основном биологический мусор, который зарождается в верхних слоях океана и дрейфует ко дну, служа основным источником энергии для животных глубины». Скорость измерена и разбросана широко — от долей метра до тысячи с лишним метров в сутки; до дна океана крупинка идёт неделями.

Из чего слеплена снежинка

Состав непрезентабельный. Отмершие клетки водорослей, обломки погибших рачков, фекальные катышки зоопланктона — плотные комочки, которыми рачок отправляет вниз непереваренное, минеральная пыль с суши, речная глина, пыльца, занесённая ветром за милю от берега. По отдельности всё это почти не тонет: одиночная клетка фитопланктона опускается примерно на метр в сутки. С такой скоростью она добиралась бы до стометровой глубины треть года — и была бы кем-нибудь съедена задолго до финиша.

Мелочь склеивает слизь. Фитопланктон и бактерии выделяют полимеры, липкие настолько, что столкнувшиеся частицы уже не расходятся. Есть и отдельная фабрика этих комков — аппендикулярии, крошечные родственники асцидий, похожие на прозрачных головастиков. Каждая строит вокруг себя слизистый домик с фильтрующей сеткой и процеживает через него воду. Сетка забивается за считаные часы, домик бросают и строят новый — иногда по нескольку раз в сутки. Брошенные домики тонут, собирая по дороге всё, что липнет, и считаются одним из главных поставщиков морского снега. В Чёрном море такой строитель ровно один — Oikopleura dioica, единственная местная аппендикулярия; её численность заметно просела, когда в море ворвался гребневик мнемиопсис.

Слипшийся комок называют агрегатом. Обычно это доли миллиметра, но в спокойной воде он дорастает до нескольких сантиметров: рыхлый сероватый хлопок, который под фонарём и правда выглядит снежинкой.

Крупнее — не значит быстрее

Логика подсказывает: чем крупнее комок, тем он тяжелее и тем быстрее идёт вниз. Море отвечает: не всегда. Агрегат устроен как пористая губка: вода проходит сквозь него, и рыхлый пятимиллиметровый хлопок способен опускаться медленнее плотной крупинки вдесятеро меньшего размера. В одной из работ по скоростям оседания разброс уложился в 43–95 метров в сутки при среднем 68 — и это для частиц одного и того же происхождения.

Решает балласт. Комок, в который замешана минеральная крошка — известковые пластинки кокколитофорид, речная глина, песчаная пыль, — идёт вниз бодрее органического пуха того же диаметра. Отсюда неожиданный вывод: муть после ливня портит видимость, но заодно ускоряет доставку органики на глубину. Глина работает грузилом.

Единственная еда темноты

Глубже нескольких десятков метров фотосинтезу не хватает света. Всё, что живёт ниже, живёт на привозном — на том, что упало сверху. Для глубины морской снег не приправа к меню, а всё меню целиком.

Порции скромные. Из органики, выращенной планктоном в освещённом слое, вниз уходит от одного до сорока процентов, а до самого дна океана добирается около процента. Остальное перехватывают по дороге: съедают, разбирают на молекулы бактерии, выпускают обратно в воду. Глубоководное сообщество живёт на крохах — и в масштабах всей планеты.

У падения есть побочный эффект того же размера. Углерод, забранный водорослями из воды на поверхности, уезжает вниз вместе со снегом и выпадает из оборота на тысячу лет и больше — пока глубинная вода когда-нибудь не вернётся наверх. Механизм называют биологическим насосом. Часть работы он делает не самотёком: рачки каждую ночь поднимаются кормиться к поверхности, а к рассвету уходят на глубину и дышат уже там. Про этот ночной лифт у нас отдельный рассказ — почитайте, если хотите понять, почему вода под килем после заката оживлённее, чем в разгар дня.

В Чёрном море дорога короткая

Океанской снежинке падать четыре километра, и недели в пути ей вполне хватает. У нас арифметика другая.

Живая толща Чёрного моря тонкая. Кислород есть только в верхнем слое: у нашего берега граница проходит на 100–150 метрах, в центрах круговоротов поднимается до 70–100, а ниже 150–200 метров вся вода уже сероводородная. Сколько под килем на разных участках сочинского берега — в разборе глубин: там цифры по подводным каньонам и объяснение, почему у Имеретинского мыса двадцать метров начинаются в восьмидесяти метрах от пляжа.

Возьмите теперь типичные для агрегата десятки метров в сутки — и снежинка пересекает всю живую часть Чёрного моря за сутки-двое. То, что в океане сошло бы за разминку, здесь вся дистанция.

Этот снег и сделал сероводород

Метель не останавливается на границе кислорода. Она уходит ниже, в мёртвую воду, и там её встречают уже не рачки и не рыбы. Там работают бактерии, которым надо разлагать органику, а кислорода нет. Они берут кислород из сульфатов, растворённых в морской воде, и на выходе остаётся сероводород.

Черноморская бездна, о которой любят рассказывать страшное, — это переработанный морской снег. Не подземный источник, не наследие катастрофы: каждая крупинка, ушедшая за границу кислорода, добавила в неё свою долю. Механизм предложил Николай Андрусов сразу после того, как сероводород нашли в 1890 году, а бактериальную природу процесса доказал Николай Зелинский. Как это выглядело с палубы канонерской лодки — стоит прочитать хотя бы ради тросов, которые поднимались со дна почерневшими.

На дне лежит дневник

В обычном море всё, что легло на грунт, немедленно перепахивают черви, моллюски и рачки: осадок перемешан, слои смазаны. На глубоком дне Чёрного моря перемешивать некому — роющую живность бескислородная вода не держит. И осадок ложится ровно так, как выпал: тончайшими слойками.

Тёмная прослойка — органика. Светлая — известковые пластинки кокколитофорид, тех самых микроводорослей, что в июне красят наше море в молочную бирюзу. Пара «тёмная плюс светлая» равна одному году, и толщина её в среднем около 0,2 миллиметра. Верхняя, кокколитовая пачка донных илов нарастает примерно на 26 сантиметров за тысячу лет; ниже лежит сапропель — тёмный, богатый органикой ил, накопившийся, когда в море хозяйничали другие водоросли.

Слойки считают, как годовые кольца на спиле. По ним датировали и смену эпох: кокколитофориды заселили Чёрное море около тысячи шестисот лет назад, когда солёность доросла до приемлемой для них отметки. Керн со дна — подшивка: сколько слойков, столько лет.

Что из этого видно с палубы

Честный ответ — немного, и именно поэтому про морской снег мало кто слышал.

У берега его перебивает другая взвесь: песок, поднятый прибоем, и глина, вынесенная Мзымтой после дождя. Чтобы разглядеть сам снегопад, нужна чистая вода, а самая чистая у нас летом и в миле-другой от берега. Почему так устроен календарь прозрачности — отдельный разбор с цифрами по сезонам, заодно там про белый диск, которым прозрачность меряют полтора века.

Подводная съёмка со вспышкой выдаёт снегопад вообще без усилий: белые точки на кадрах, которые фотографы ругают «обраткой», — это подсвеченная в упор взвесь, и часть её именно снег.

А ночью та же вода умеет отвечать на движение голубыми вспышками. Это уже ночесветка — другой механизм и другое зрелище; загляните перед тем, как соберётесь купаться после заката, чтобы понимать, что именно вы видите.

Коротко

• Морской снег — постоянный поток отмершего планктона, слизи, катышков зоопланктона и минеральной пыли из верхнего слоя вниз, круглый год и во всех морях.
• Замеренные скорости: от долей метра до тысячи с лишним метров в сутки. Одиночная клетка водоросли — около метра, слипшийся агрегат с минеральным балластом — десятки и сотни.
• Для всего, что живёт ниже света, это единственная еда: из выросшего наверху вниз уходит 1–40 %, до дна океана добирается около процента.
• В Чёрном море дистанция короткая: живой слой всего 100–150 метров, снежинка проходит его за сутки-двое.
• Ниже границы кислорода снег разбирают бактерии, забирая кислород из сульфатов, — так и получается черноморский сероводород.
• На дне слойки никто не перемешивает: тёмная и светлая пара — это один год, около 0,2 миллиметра.

Увидеть эту воду сверху и в разрезе можно только с борта, в спокойный день и подальше от прибойной полосы: маску берите свою, погоду подберёт капитан. Борта, точки выхода и актуальные цены — в каталоге, остальные морские сюжеты — в журнале.