Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе

Еще раз было доказано, что летом возникают наилучшие условия, при которых разлившаяся нефть может разноситься далеко по воде и достигать удаленных берегов. При обычно небольшой скорости юго-западного течения (0,1 узла) крупное нефтяное пятно объемом 3,8 миллиона литров (1 миллион галлонов), появившееся в одной миле от берега залива Мачиас, легко могло бы достичь Акейдского Национального парка, залива Пе-нобскот, а возможно, и Портленда. Есть предположение, что остатки такого пятна, главным образом в виде комков мазута, могут достичь даже северной части побережья штата Массачусетс. ЭВМ предсказала со 100-процентной вероятностью, что если бы юго-западное течение было остановлено или под воздействием ветра потекло в обратном направлении, пятно объемом 1 миллион галлонов, появившееся в водах залива Мачиас, подгоняемое сильными приливными течениями, достигло бы берегов Канады у залива Фанди.

Созданные ЭВМ модели траекторий движения нефтяных пятен около побережья обычно слишком упрощены. Особенно это относится к моделям для северной части штата Мэн. По причинам математического характера и особенностям программирования компьютер лучше всего моделирует прямые береговые линии без заливов и полуостровов. Смоделированной береговой линии не хватает еще одной важной черты, которая навечно делает северную часть штата Мэн несовместимой с нефтяной промышленностью: вдоль побережья от залива Пенобскот на север густо разбросаны сотни больших и маленьких островов и обнажаемые во время отлива скалы. Представим себе пленку нефти шириной в несколько километров, попавшую в сильное приливное течение. Она приближается к острову, разделяется, когда остров перехватывает часть нефти, и продолжает двигаться уже в виде двух полос, которые, в свою очередь, перехватываются другими островами, расположенными на ее пути. В результате, когда нефть наконец достигает береговой линии, она оказывается разбитой на огромное число отдельных пятен. Это неимоверно затрудняет работы по сдерживанию и уничтожению нефтяных загрязнений.

Исследователи МТИ считают, что присутствие островов в районах с сильными приливными течениями должно рассматриваться как серьезное лимитирующее обстоятельство при выборе места для строительства береговых нефтеочистительных заводов. Даже зная это, программисты не могли создать никакой надежной модели движения нефтяных пятен в заливах и гаванях, расположенных в районе эксперимента, так как в их распоряжении не было достаточной информации о приливных течениях у побережья штата Мэн.

Хотя физические аспекты появления нефти в море были определены количественно и запрограммированы, подвергнуты анализу и обсуждены в многочисленных научных статьях, в отчетах правительственных промышленных комитетов и в специальных комиссиях и тому подобное, сравнительно мало что известно о влиянии нефти на биологию моря, выраженном в виде обоснованных цифр и неопровержимых фактов. Во многих случаях отсутствуют даже оценки "ballpark" (это выражение, широко используемое в настоящее время технократами, означает количественную оценку, хотя и неточную, но находящуюся в пределах здравого смысла).

Утверждение, что разлитая нефть содержит в себе биологическую угрозу, звучит несколько парадоксально, ибо это вещество создано самой жизнью. Нефть, представляющая собой невероятно сложную химическую смесь, — это остаток еще более сложных форм материи и энергии, в которых миллионы лет назад на какие-то мгновения замерцала жизнь, а затем прекратила свое существование. На протяжении миллионов лет медленного распада огромные массы остатков растений и животных постепенно аккумулировались в огромных бассейнах, или карманах, Земли. Скрытые от высоких температур и разлагающего воздействия кислорода и бактерий, они превратились в нефть. Существует ошибочное мнение, что нефть якобы сосредоточена в больших подземных бассейнах. На самом деле она присутствует в недрах в таком же виде, как подземная вода, занимая небольшие промежуточные пространства и трещины между песчинками или крохотные щели в пористой породе. Нефть очень часто бывает смешана с соленой водой. Когда бур проникает в нефтеносные отложения глубоко под земной поверхностью, огромное давление заставляет жидкость выходить из трещин, и она начинает просачиваться на многие мили вокруг, пока не достигнет скважины, откуда вырывается наружу, часто со взрывной силой.

Нефть состоит в основном из двух элементов — углерода и водорода, хотя в ней присутствуют в разных количествах и другие элементы, главным образом кислород, азот и сера. Атомы различных элементов вступают между собой в соединения. Каждое такое соединение представляет собой молекулу, а одинаковые молекулы, взятые в совокупности, образуют вещество.

Химия нефти основана на том, что у атомов углерода есть тенденция присоединяться друг к другу, образуя цепочки атомов. Углеводороды — соединения, составляющие основную массу нефтяной смеси, — состоят только из углерода и водорода. Самый простой углеводород — это метан, затем идут этан, пропан и бутан. В зависимости от величины молекул и веса соединения бывают легкие или тяжелые. Самые легкие соединения, включая вышеупомянутые, — это главным образом природные газы. А соединения, состоящие из молекул с большим весом, — это жидкости при комнатной температуре и атмосферном давлении. Для любого данного ряда соединений температура кипения (при которой жидкость превращается в газ) обычно увеличивается с молекулярным весом. Температура кипения часто используется для классификации соединений и смесей нефти.

Химики называют семью углеводородов, которая начинается с метана, парафиновым рядом. Это название она получила по самым большим молекулам в этом ряду, имеющим 18 или более атомов углерода. При комнатной температуре эти соединения находятся в твердом состоянии; они образуют парафин. Члены парафинового ряда составляют главную фракцию многих видов сырой нефти. К счастью, эти углеводороды почти не растворяются в воде, в силу чего они не очень токсичны, хотя, как известно, могут оказывать анестезирующее или наркотическое воздействие на различные морские организмы.

В химическом отношении все зло, заключенное в нефти, идет в первую очередь от семьи так называемых ароматических углеводородов. Они получаются в результате того, что соседние атомы углерода соединяются двойными связями, образуя химически стабильные кольца, состоящие из шести атомов углерода. Самым простым ароматическим углеводородом является бензин.

Подобно парафинам, ароматические углеводороды отлич-аются большим многообразием, благодаря тому что они присоединяют к себе боковые цепи и даже многократно повторяющиеся кольца. Они обладают сильной склонностью вступать в реакции со своим химическим окружением и замещать атомы, например хлора, водородом. Такие замещенные соединения легче растворяются в воде и, таким образом, вступают в гораздо более тесный контакт с водной жизнью, чем парафиновые углеводороды. В то же самое время ароматические углеводороды намного более ядовиты.

Трудно представить себе судьбу омара, рыбы или какого-нибудь другого неосторожного существа, пойманного в липкие объятия нефтяного пятна. Вообразите себе для сравнения судьбу человека, попавшего в атмосферу какого-то нового губительного смога. Постепенно он станет проникать в кожу, образует пленку на глазах, в ушах и органах дыхания, вызовет потерю координации движений, дезориентацию, а затем быструю смерть.

Острая токсическая реакция на разлитую нефть вызывается присутствием в нефти легких ароматических веществ и их замещенных производных. Эти соединения, обычно их называют растворимыми ароматическими производными (РАП), составляют около 5 % всего веса сырой нефти, но в очищенных продуктах, например газолине и керосине, их содержание доходит до 20 %.

Ученые определили смертельные концентрации РАП в морской воде. Они установили, что многие морские организмы, начиная с водорослей и кончая рыбами, быстро погибают даже при ничтожных, едва различимых концентрациях РАП: от 5 до 50 частей нефти на миллион частей воды. Особенно чувствительны к нефти пелагические креветки. Они чувствительны уже к одной части нефти на миллион частей воды, что эквивалентно двум каплям на полную ванну воды. Интересно, что обыкновенные береговые улитки, литторины, — самые резистентные к нефти из всех известных животных. Их способность выделять обильные количества слизи на открытых участках тела, вероятно, предохраняет их и делает невосприимчивыми к РАП в концентрациях, в 100 и более раз превышающих концентрации, смертельные для креветок.

Личинки морских организмов, особенно рыб, по-видимому, в 10-100 раз чувствительнее взрослых животных. Возможно, что в основном все дело здесь в уровне развития. Главные нервные центры, дыхательные и другие органы крошечной, в толщину бумажного листа, личинки расположены настолько близко к поверхности ее тела, что ядовитые вещества попадают на эти жизненно важные участки через покровы. Наоборот, нефть, попадая на кожу человека или другого крупного животного, быстро проникает лишь на ничтожно малую глубину и не вызывает никаких токсических реакций, так как первой линией защиты является вся масса тела.

Очень слабые двигательные возможности — еще одна причина, почему личинки так восприимчивы к нефти. Не имея сил плыть против даже самого незначительного течения, личинки вынуждены дрейфовать, Циркуляция вод океана выносит их в нужном им направлении, и этот дрейф продолжается до тех пор, пока они не обретают способности сами управлять своими движениями. Такой порядок хорошо служил личинкам много миллионов лет, но он перестает действовать в присутствии нефти в море.

Обладая очень низким уровнем толерантности, личинки восприимчивы к самым незначительным концентрациям РАП. Воздействие РАП выражается в появлении дефектов развития, получивших название тератогенных. Это мрачное слово впервые широко прозвучало в связи с трагедиями, вызванными употреблением талидомидных препаратов, а затем во время войны во Вьетнаме, когда рождение детей с уродствами связывали с использованием гербицидов в военных целях. При крайне низких концентрациях, которые не были непосредственно летальными, РАП вызвали аномалии в развитии тресковой икры, плавающей на поверхности моря. Так, у некоторых эмбрионов не была развита голова, хотя вид туловища был нормальным. Во многих случаях развитие происходило правильно, но у выклюнувшейся из икринки личинки трески тело было искривленным. У других личинок тело было деформировано в такой степени, что походило на штопор, они были неестественно слабыми и не могли нормально плавать. Все погибли вскоре после появления на свет.