Proč jsou řeky sladké a moře různě slaná? Co se stane, když se slanost moří změní?

Proč jsou moře slaná a většina jezer a řeky sladké?

Možná vás někdy napadlo, jak je možné, že řeky, které do moří neustále přinášejí minerály a soli vymyté z hornin, samy slané nejsou. Odpověď leží v rozdílu mezi „dopravníkem“ a „nádrží“. Řeka je v neustálém pohybu; voda v ní teče příliš rychle na to, aby se v ní rozpuštěné látky stačily nahromadit. Je to neustálý „průplach“ krajiny, kde se koncentrace minerálů pohybuje v tak nízkých hodnotách, že je naše chuťové buňky vůbec nezaznamenají. Řeky jsou tedy pouhým potrubím, nikoliv skladištěm.

Moře je naproti tomu konečnou stanicí – gigantickým „evaporačním kotlem“. Zatímco voda se z hladiny oceánu díky slunečnímu záření neustále odpařuje a vrací se do koloběhu jako déšť, rozpuštěné soli v moři zůstávají. Tento proces trvá miliardy let. Každý litr vody, který se vypařil, po sobě zanechal nepatrný zlomek soli, který se v moři kumuluje.

To, co dnes vnímáme jako slanost, je výsledkem dlouhodobé bilance. I když se do moře sůl neustále dodává, její koncentrace neroste do nekonečna. Oceány a moře jsou totiž zatím v dynamické rovnováze. Sůl z něj průběžně odchází prostřednictvím mořských organismů, které ji využívají ke stavbě schránek, nebo se usazuje ve formě sedimentů na dně. Rozdíl mezi řekou a mořem je tak vlastně jen otázkou času a koncentrace.

A jak je to s jezery? Ta fungují jako „lakmusový papírek“ celého systému. Pokud má jezero odtok, je to jen „odpočívadlo“ pro říční vodu. Proto jsou jezera sladká. Pokud ale jezero odtok nemá, stává se z něj konečná stanice, kde se sůl hromadí po tisíciletí. Mrtvé moře a další podobná jsou pak jasným důkazem toho, co se stane, když voda ztratí možnost volně odtékat a zbývá jí jen cesta vzhůru do mraků.

Slané jezero – Mrtvé moře

Mrtvé moře sice neleží v Evropě (leží ma Blízkém východě), ale z hlediska pochopení slanosti moří je důležité. Technicky se nejedná o moře, ale o takzvané bezodtoké jezero. Voda do jezera přitéká, ale pryč se dostane pouze odpařováním. A protože sůl se neodpařuje, v jezeře zůstává. Čím déle tento proces trvá, tím je voda slanější. Voda do něj přitéká z Jordánu, ale neodtéká. Kvůli obrovskému horku se odpařuje tak rychle, že je jezero přesycené solí, proto se v něm nedá potopit a život v něm téměř neexistuje.

Slaná voda středozemního moře pod horkým sluncem

Kvůli subtropickému podnebí a vysokým teplotám ve středozemním moři dochází k masivnímu výparu vody. Protože je toto moře téměř uzavřenou nádrží s jediným úzkým propojením s Atlantikem v Gibraltarském průlivu, a nemá tolik velkých přítoků, nestíhá se tato ztráta vody doplňovat. Voda se tak stává slanější a má vyšší hustotu. Proto se Vám zdá, že mnohem víc nadnáší, když se na ni položíte.

Tento fyzikální fakt krom biodiverzity zásadně ovlivňuje námořní techniku. Lodě plující ve Středomoří a přístavní infrastruktura čelí mnohem agresivnějšímu prostředí. Slanější voda totiž působí jako elektrolyt, který velmi urychluje korozi kovových trupů i přístavních konstrukcí, což si vynucuje nákladnější údržbu a pokročilé antikorozní nátěry.

Téměř sladká voda a archiv historie mořeplavby v Baltském a Černém moři

Na opačném konci spektra slanosti stojí Baltské a Černé moře, která se svými parametry blíží spíše obrovskému jezeru než skutečnému moři. Celý Balt je podstatě brakickou vodou. Pojem brakická voda označuje specifické prostředí, v němž se setkává sladká říční voda s tou mořskou.

Nejde ale jen o pouhé „naředěné moře“, jde o unikátní ekosystém. Vzniká v ústích velkých řek (estuárech) nebo v polootevřených pánvích, jako je právě Baltské moře. Velkých řek ústí do Baltu hned několik. Chladné podnebí, kdy se neodpařuje tolik vody a částečné uzavření od slaného moře způsobuje, že Balt je výrazně sladší než jiná moře.

Tento typ prostředí je pro většinu mořských organismů nepřátelský, protože vyžaduje obrovské energetické výdaje na regulaci vnitřní rovnováhy těla vůči okolní vodě. Proto jsou brakické oblasti biologicky méně pestré než otevřená moře. Zároveň jsou ale nesmírně produktivní, protože řeky do nich přinášejí velké množství živin z pevniny. Právě tato kombinace nízké salinity a vysokého přísunu živin vytváří specifické podmínky, kde se daří jen úzké skupině vysoce přizpůsobivých druhů.

Pro námořníky nižší slanost znamená méně problémů s korozí. Pro námořní historiky jde o naprostý poklad. V běžných mořích totiž dřevěné vraky lodí nemají šanci přežít útok červotoče lodního, který v brakických vodách Baltu ani v Černém moři nedokáže přežít. Díky tomu na dně Baltu a Černého moře ležely, a některé stále leží, dokonale zakonzervované lodě, jako je například slavná loď Vasa, které nám umožňují nahlédnout do života dávných námořníků s nevídanou přesností. U Černého moře to má ještě jeden důvod, o kterém si povíme v některém z dalších dílů.

Co se stane, když se změní rovnováha – salinita – hustota vody v konrétních evropských mořích?

V Baltském moři vede rostoucí přísun sladké vody (z tajících ledovců a zvýšených srážek) k „rozředění“ prostředí. To mění hustotu vody, což omezuje promíchávání hlubin a prohlubuje problémy s mrtvými zónami bez kyslíku.

Ve Středozemním moři naopak hrozí opačný extrém. Nadměrné odpařování způsobené vlnami veder zvyšuje salinitu vody. Voda je příliš těžká, což může zhoršuje přirozenou výměnu s Atlantikem která stabilizuje klima jižní Evropy.

V Černém moři by sebemenší výkyv v salinitě (např. kvůli změně průtoku velkých řek) mohl narušit křehké vrstvení vody. Pro ekosystém, který je už tak na hraně kvůli toxickému sirovodíku u dna, by jakákoliv náhlá změna v hustotě vodních vrstev mohla znamenat katastrofální promíchání hlubin s povrchem. O sirovodíku si povíme podrobněji v některém z dalších článků téhle série.

Technologie budoucnosti – odsolování a obnovitelný zdroj energie

Slaná voda je výzvou pro moderní technologie. Země obklopující slané Středozemní moře se staly světovými lídry v technologiích reverzní osmózy, tedy v odsolování vody, která je pro ně životně důležitá.

Zatímco odsolování mořské vody pomocí reverzní osmózy je dnes již zavedenou technologií, věda se začíná čím dál více soustředit na proces získávání energie z rozdílu mezi sladkou a slanou vodou. Tato technologie se označuje jako modrá energie (nebo také osmotická energie) a představuje jeden z nejslibnějších, i když technicky nejnáročnějších zdrojů obnovitelné energie.

Princip je geniálně jednoduchý. Využívá fyzikální jev zvaný osmóza, při kterém se molekuly vody snaží vyrovnat koncentraci soli přes polopropustnou membránu. Když umístíte sladkou a slanou vodu do oddělených komor s touto membránou, sladká voda se přirozeně tlačí do slané, aby koncentraci soli naředila. Tento pohyb vody vytváří obrovský hydrostatický tlak. V osmotické elektrárně tento tlak slouží k pohonu turbíny, která vyrábí elektřinu.

Hlavní výhodou této technologie je její naprostá předvídatelnost. Na rozdíl od větru, který nefouká vždy, nebo slunce, které nesvítí v noci, řeky do moří vtékají nepřetržitě. Potenciál je obrovský. Každé místo, kde mohutná řeka ústí do oceánu, je potenciálním zdrojem stabilní energie. Aktuálně největší výzvou zůstává vývoj odolných a zároveň vysoce propustných membrán, které by dokázaly pracovat dlouhodobě bez zanášení nečistotami. Pokud se podaří tyto materiály zlevnit a zdokonalit, modrá energie by se mohla stát důležitým pilířem energetického mixu pobřežních států, a to bez jakýchkoliv emisí nebo vizuálního znečištění krajiny.

Jakmile se koncentrace soli vychýlí, ať už nadměrným přítokem sladké vody z tajících ledovců, nebo naopak nadměrným odpařováním v přehřátých oblastech, celý systém začne kolabovat. Dnes vidíme, jak se díky klimatickým změnám tato jemná rovnováha mění. Pochopit, proč a jak je moře slané, je tedy prvním krokem k tomu, abychom pochopili, proč je tak důležité, aby takovým zůstalo. Pokud totiž změníme slanost, změníme samotnou podstatu života v mořích.