Остров Ифалук

Коренным основанием острова является древний риф, но неизвестно, на какой глубине он расположен. Это основание, как и верхний слой почвы, сравнительно пористое, и вся та часть его, которая расположена ниже среднего уровня океана, пропитана морской водой. Можно предположить, что вода в колодцах атолла должна быть соленой. В некоторых случаях это так. Там, где осадков выпадает мало, почва слишком пористая, а сами островки очень маленькие или колодцы расположены слишком близко к берегу, — грунтовые воды так засолены, что непригодны для использования человеком.

Наличию пресной воды Ифалук и многие другие атоллы обязаны обильным дождям, а также тому счастливому обстоятельству, что морская вода благодаря своей солености несколько тяжелее пресной. Соотношение удельных весов приблизительно сорок один к сорока. Пресная и соленая воды легко смешиваются, если их взбалтывать. Но если в сосуд с морской водой осторожно но стенке вылить стакан пресной, то, будучи более легкой, она останется вверху, а смешивание будет незначительно.

Подобные явления наблюдаются в недрах атолла. Дождевая вода впитывается в почву, увлажняет грунт и просачивается сквозь гальку и песок до подземного уровня морской воды. Здесь она останавливается, постепенно накапливается и образует большие подземные бассейны, которые фактически плавают на морской воде. Смешение вод происходит на границе соприкосновения этих слоев, однако процесс этот очень незначительный и медленный, так как воды, находящиеся в песчаных или губчатых фильтрах, нелегко смешать, а диффузия солей очень небольшая. Чем больше дождей, тем толще становится подземный слой пресной воды.

^{Разрез рифа (схема)}

Такие подземные резервуары пресной воды на островах гидрологи называют линзами Гибена — Герцберга. Гибен и Герцберг — голландский и немецкий исследователи, впервые описавшие это явление. Линзами их называют потому, что они действительно по своей форме напоминают линзу: самая толстая часть их расположена под центром острова (по крайней мере в идеальных случаях), а по направлению к берегам они становятся тоньше, постепенно сходя на нет. Линзы обычно бывают двояковыпуклые. Нижняя поверхность их гораздо более выпуклая, чем верхняя. Их радиусы кривизны составляют отношение один к сорока. Самый высокий уровень воды в линзе находится под самым низменным участком суши. В центральной части, в болотах, где растет таро, верхняя часть линзы часто выходит на поверхность земли. По краям болот, в более высоких местах, слой воды находится в нескольких футах от поверхности. Здесь растения с короткими корнями живут за счет почвенной влаги, и только деревьям с большими корнями удается получать воду из подземного резервуара. Арноу обнаружил, что на Ифалуке центры линз немного смещены к лагунной стороне островков. Вероятно, как он предполагал, это происходило потому, что нижний слой подветренных берегов, состоящий из гальки, был более проницаем для морской воды, чем пески и гравий, которые окаймляли лагуну.

Однако масса почвенной и грунтовой воды не статична. Она напоминает банковский счет, который изменяется в зависимости от прихода и расхода. Приход и расход воды не всегда находятся в равновесии; баланс сокращается в засушливые и возрастает в дождливые сезоны. Величина и динамика этих колебаний — вопрос первостепенной важности для гидролога.

Размеры линз испытывают не только сезонные, но и суточные изменения по вертикальной оси. Уровень моря поднимается и падает дважды в течение каждого приливного цикла, равного приблизительно двадцати четырем часам пятидесяти минутам. Соответственно наблюдается подъем и спад морских вод под линзой, хотя эти сдвиги частично задерживаются и угасают под островами. В результате резервуары пресной воды поднимаются и опускаются в соответствии с приливами. Этот процесс очень медленный и не вызывает большого смешения вод. Некоторое количество пресной воды по краям линз теряется, особенно при отливах. В эти часы можно видеть, как из берега, чуть выше уровня моря, просачиваются маленькие ручейки; вода в них пригодна для питья. Дожди и такое просачивание разбавляют морскую воду в береговых водоемах, заливаемых во время приливов, и морские организмы вынуждены здесь приспосабливаться к уменьшению солености морской воды в шесть раз.