Соль в морском воздухе: пузырьки, брызги и следы на стекле

После ветреного дня на окне гостиницы у моря остаётся белёсый налёт, хотя волны до него точно не доставали. На губах после прогулки по набережной тоже солоно. Испарением это не объяснить: когда морская вода испаряется, соль остаётся в море, пар пресный. Иначе и дождь был бы солёным.

Соль попадает в воздух другим путём, механическим. Её выбрасывают пузырьки, которые лопаются на поверхности воды, и один пузырёк способен выстрелить вверх до тысячи мельчайших капель.

Брызги небольшой волны у камней. Сгенерированная иллюстрация.

Что происходит, когда лопается пузырёк

Обрушиваясь, волна захватывает воздух и утаскивает его под воду. Белая пена на гребне и есть этот воздух, разбитый на пузырьки. Они всплывают, и каждый напоследок срабатывает дважды.

Сначала рвётся верхняя плёнка пузырька, тонкая, как у мыльного. Она разлетается на самые мелкие капли, их называют плёночными, и по числу их больше всего. Затем в оставшуюся ямку со всех сторон схлопывается вода, и из центра вверх бьёт тонкая струйка, которая распадается на капли покрупнее, струйные. Подлетают они невысоко, сантиметров на двадцать над водой, но ветру этого хватает, чтобы их подхватить.

В шторм добавляется третий способ, самый грубый: ветер срывает воду прямо с гребней. Эти брызги крупные и тяжёлые, они возвращаются в море через несколько десятков метров. Именно они мочат набережную и лицо. А на окно в глубине квартала прилетает мелочь из пузырьков: мелкие частицы держатся в воздухе долго и уносятся от берега на расстояние до двадцати пяти километров.

Брызги и волны на морской поверхности. Фото: Louis Maxime Galibert; Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Капля высыхает, соль остаётся

В полёте капля теряет воду, и от неё остаётся крупинка или капелька крепкого рассола. Попав на стекло, она досыхает и превращается в белую точку. Тысячи точек складываются в тот самый налёт, который не берёт сухая тряпка: соль нужно сначала растворить.

В Чёрном море соли вдвое меньше, чем в океане, около восемнадцати граммов на килограмм воды против тридцати пяти. Следы от брызг здесь слабее океанских, но механизм тот же, и стекло с морской стороны дома всё равно мутнеет быстрее, чем с дворовой.

Соль в этих каплях не единственный груз. В 2011 году группа Кимберли Пратер в Институте океанографии Скриппса устроила море в лаборатории: в 33-метровый лоток накачали воду прямо из Тихого океана и пустили по ней волны. В получившемся аэрозоле нашлись и простые соли, и сложная органика, и целые бактериальные клетки. Капля уносит с собой то, что было в воде у самой поверхности. Так что «морской воздух» буквально содержит море, только очень мелко нарезанное.

Сколько её в воздухе сегодня

Постоянной «концентрации соли» у берега нет. Модель Люка Дейке, Брэндона Райхла и Фабьена Поло, о которой рассказывает лаборатория геофизической гидродинамики NOAA, считает выброс аэрозоля от трёх вещей: состояния моря, ветра и температуры воды. Чем чаще рушатся гребни, тем больше пузырьков. В штиль соли в воздухе мало, после шторма заметно больше, и держится она ещё какое-то время.

Отсюда бытовая арифметика. Очки и объектив телефона после ветреной набережной покрыты той же солью, что и окно, и протирать их сухой футболкой значит возить кристаллы по стеклу. Сначала сполоснуть пресной водой, потом вытирать. Для поляризационных очков порядок тот же.

Вода у борта катера на ходу. Собственный архив.

На катере к пузырькам добавляются собственные брызги лодки, и распределяются они неравномерно. С наветренной стороны летит больше, и где сесть, чтобы остаться сухим, знает капитан. После выхода лодку окатывают пресной водой из шланга: соль, оставленная на металле, ускоряет ржавчину.

А белёсое окно после шторма показывает ту же историю в замедленной съёмке: море добралось до стекла по воздуху, по одной капле.

Источники: NOAA GFDL, модель образования морского аэрозоля; Scripps Institution of Oceanography, эксперимент с морским аэрозолем; Wikipedia, Sea spray.