汽水(ブラックウォーターとも呼ばれる)[ 1 ] [ 2 ]は、淡水よりも塩分濃度が高いが海水ほどではない、自然環境に存在する水のことである。汽水は、河口のように海水(塩水)と淡水が混ざり合うことによって生じる場合もあれば、汽水性の化石帯水層に存在する場合もある。この言葉は、中世オランダ語の語根brakに由来する。特定の人間の活動によって汽水が発生することがある。特に、堤防や沿岸湿地の湛水など、淡水エビ養殖用の汽水池を作るための土木工事などが挙げられる。汽水は、塩分濃度勾配発電プロセスの主要な廃棄物でもある。汽水はほとんどの陸上植物種の生育に適さないため、適切な管理を行わないと環境に害を及ぼす可能性がある。
厳密に言えば、汽水は1リットルあたり0.5~30 グラムの塩分を含み、より一般的には0.5~30 ‰(‰)で表され、これは比重が1.0004~1.0226に相当します。したがって、汽水はさまざまな塩分濃度を包含しており、厳密に定義された状態とはみなされていません。多くの汽水域の表層水の特徴は、塩分濃度が空間的または時間的に大きく変動することです。塩分濃度が30‰を超える水は塩水とみなされます。
汽水域は、淡水と海水が混ざり合う場所で一般的に発生します。実際、世界で最も広大な汽水域は、川が海に流れ込む河口域です。
ロンドンを流れるテムズ川は、典型的な河口です。ロンドンから数マイル西にあるテディントンという町は、テムズ川の潮汐域と非潮汐域の境界を示していますが、平均塩分濃度が非常に低く、魚類相が主に淡水魚(ローチ、ダース、コイ、パーチ、パイクなど)で構成されていることから、東はバタシー付近まで淡水河川とみなされています。テムズ川河口はバタシーとグレイブゼンドの間で汽水域となり、生息する淡水魚の種類は少なくなり、主にローチとダースが見られます。一方、ヒラメ、ヨーロッパスズキ、ボラ、ワカサギなどの広塩性海水魚がはるかに多くなります。さらに東に進むと塩分濃度が上昇し、淡水魚種は完全に広塩性海水魚種に置き換わり、川がグレイブゼンドに達すると、環境は完全に海洋性となり、魚類相は隣接する北海の魚類相に似て、広塩性および狭塩性の両方の海水種が含まれるようになる。川に生息する水生植物や無脊椎動物にも同様の置き換えパターンが見られる。[ 3 ] [ 4 ]
淡水から海洋生態系へのこのような生態遷移は、河口域に典型的に見られます。河口域は、サケ、ニシン、ウナギなどの遡河性および降河性魚類の移動における重要な中継地点となり、魚類が社会集団を形成し、塩分濃度の変化に適応する時間を与えます。サケは遡河性で、海に生息し産卵のために川を遡上します。ウナギは降河性で、川や小川に生息し、繁殖のために海に戻ります。河口域を回遊する魚種以外にも、産卵のための「育成場」として、あるいは稚魚が他の場所へ移動する前に餌を食べ成長できる場所として河口域を利用する魚種は数多くあります。ニシンとヒラメは、テムズ川河口域をこの目的で利用する商業的に重要な魚種です。
河口は漁場として、また養殖や牧畜の場所としても一般的に利用されています。[ 5 ]例えば、大西洋サケの養殖場は河口によく設置されていますが、養殖魚を飼育している生け簀から逃げ出したウミジラミなどの外部寄生虫が回遊する野生の魚に大量に感染する可能性があるため、論争を引き起こしています。[ 6 ]
汽水域におけるもう一つの重要な生息地は、マングローブ林、すなわちマンガルです。マングローブ林の多くは、潮の満ち引きによって塩分濃度が変化する河口や潟湖に隣接していますが、すべてではありません。マングローブ林に生息する最も特殊な生物としては、陸上で餌を探すトビハゼや、樹上に住む昆虫などの小動物に唾を吐きかけて水中に落とし、捕食するスズキに似たテッポウウオなどが挙げられます。河口と同様に、マングローブ林は多くの魚にとって非常に重要な繁殖地であり、フエダイ、サヨリ、ターポンなどの魚が産卵したり、成長したりします。魚類以外にも、イリエワニ、アメリカワニ、テングザル、ダイヤモンドバックテラピン、カニクイガエル(旧名:Rana cancrivora )など、数多くの動物がマングローブ林を利用しています。また、マングローブ林は、サギ、コウノトリ、ヘラサギ、トキ、カワセミ、渉禽類、海鳥など、多くの鳥類にとって重要な営巣地となっています。
マングローブ湿地は、蚊やその他の昆虫に悩まされ、人間にとって不快な場所となることが多いものの、陸と海の間の非常に重要な緩衝地帯であり、特にハリケーンや津波による被害に対する自然の防御策となっている。[ 7 ]
スンダルバンとビタルカニカのマングローブ林は、世界でも有数の大規模なマングローブ林であり、どちらもベンガル湾沿岸に位置している。
海や湖の中には汽水域もあります。バルト海は北海に隣接する汽水域です。もともとは更新世以前のエリダノス川水系でしたが、その後北海に浸食され、現在でも近隣の陸地から大量の淡水が流入しているため、水は汽水となっています。海水は密度が高いため、バルト海の水は層状構造になっており、底に海水、上に淡水があります。潮汐や嵐がないため混合が限られており、その結果、表層の魚類は淡水魚が主体で、深層部の魚類は海水魚が主体となっています。タラはバルト海の深海にのみ生息する魚種の一例であり、パイクは塩分濃度の低い表層水域に生息しています。
カスピ海は世界最大の湖であり、塩分濃度が通常の海水の約3分の1の汽水域です。カスピ海は、数少ない非海洋性アザラシ(カスピアアザラシ)や、キャビアの主要な産地である大型チョウザメなど、独特の動物相で有名です。
ハドソン湾は北極海の汽水性の縁海であり、外洋とのつながりが限られていること、広大なハドソン湾流域からの淡水流出量が非常に多いこと、そして年間の半分以上が氷に覆われているため蒸発率が低いことなどから、汽水域となっている。
黒海の表層水は汽水で、平均塩分濃度は約17~18パーミルであるのに対し、海洋では30~40である。[ 8 ]黒海の深層にある無酸素水は、地中海の温暖で塩分濃度の高い水に由来する。
テキソマ湖は、アメリカ合衆国のテキサス州とオクラホマ州の境界にある貯水池で、内陸盆地の一部でもなく、海洋に直接つながってもいない珍しい汽水湖です。ただし、その塩分濃度は、ここで言及されている他の水域よりもかなり低くなっています。この貯水池は、レッドリバー・オブ・ザ・サウスを堰き止めて作られました。レッドリバー(およびそのいくつかの支流)は、上流地域の埋没した堆積物からの自然浸透によって大量の塩分を受け取っています。塩分濃度は十分に高いため、通常は海水にしか生息しないストライプドバスが、この湖で自立的に繁殖しています。[ 9 ] [ 10 ]
汽水湿地は、大量の淡水流入によって海水が汽水レベルの塩分濃度に希釈された塩水湿地から発達します。これは一般的に、沿岸河川の河口付近の塩水湿地の上流、または淡水流入量の多い沿岸河川の河口付近で、潮位差が小さい場合に発生します。[ 11 ]
汽水は、さまざまな分野で人間によって利用されています。一般的には発電用の冷却水として、また鉱業、石油・ガス産業でさまざまな用途に使用されています。脱塩処理後は、農業、畜産、都市用水としても利用できます。[ 12 ]汽水は、逆浸透、電気透析、その他のろ過プロセスを使用して処理できます。 [ 13 ]