عذبٌ وأُجاج

في مضيق سكاجيراك، حيث يلتقي بحر البلطيق ببحر الشمال، تترتب كتلتان من المياه فوق بعضهما البعض تماماً مثل الزيت والماء. فبحر البلطيق، الذي تغذيه الأنهار ومياه الأمطار، أقل ملوحة بكثير؛ أما بحر الشمال، المفتوح على المحيط الأطلسي، فهو أكثر ملوحة وكثافة. تطفو المياه الأخف وزناً فوق المياه الأثقل في طبقات محددة بوضوح، ويمكن للفاصل بينهما أن يمتد لعشرات الكيلومترات. وصف عالم المحيطات الألماني ألبرت ديفانت هذا الهيكل الطبقي في عشرينيات القرن العشرين، وظل هذا الوصف قائماً طوال القرن الماضي: حيث يلتقي البحران، فإنهما لا يمتزجان بقدر ما يتراكمان فوق بعضهما.

تعتمد هذه الآلية على مبدأ مباشر؛ فالملح المذاب يضيف كتلة إلى الماء دون تغيير حجمه، لذا فإن الماء الأكثر ملوحة يزن أكثر من الماء العذب عند نفس درجة الحرارة. وعندما تتلامس كتلتان مائيتان مختلفتان في الملوحة، تغوص الكتلة الأثقل وتطفو الأخف حتى تجد كل منهما عمقها المناسب. والحد الفاصل الذي يتشكل ليس جداراً، بل هو منطقة تتغير فيها الكثافة بشكل مستمر وسريع. وكلما كان التغير حاداً، زادت مقاومة الطبقتين للامتزاج. وبدون طاقة خارجية - كالعواصف، أو المد والجزر، أو الرياح القوية - تحافظ الطبقات على مواقعها.

تحدث بعض أكثر الأمثلة إثارة لهذه الظاهرة في الأعماق. ففي مضيق جبل طارق، تتدفق مياه البحر الأبيض المتوسط فوق عتبة وتنساب إلى المحيط الأطلسي كطبقة تحت سطحية على عمق عدة مئات من الأمتار، ويمكن تمييزها لسنوات بعد ذلك من خلال بصمتها الفريدة في درجة الحرارة والملوحة. وقد وصف عالم المحيطات الأمريكي هنري ستوميل هذا التبادل في خمسينيات القرن العشرين، ومنذ ذلك الحين تم تتبع طبقة مياه المتوسط وهي تنتشر في أعماق شمال المحيط الأطلسي. وحيثما يصب نهر في البحر، ينتج المبدأ نفسه حداً على شكل إسفين يمكن أن يمتد لكيلومترات داخل البحر؛ حيث تتدفق المياه العذبة نحو البحر في الأعلى، بينما تتدفق المياه المالحة نحو اليابسة في الأسفل، ويلتقيان عند حد فاصل حاد يمكن لأي شخص يسبح عبره أن يشعر به.