Викентий Преображенский - Удивительная океанология

Ученые считают, что Мировой океан появился 3,5 миллиарда лет назад.

На сегодняшний день существует несколько гипотез образования воды на Земле. Прежде всего, имеются сторонники космического происхождения воды: они утверждают, что вода попала на нашу планету с потоками космических лучей. Они пронизывают Вселенную и содержат протоны – ядра атомов водорода. Оказавшись в верхних слоях земной атмосферы, протоны захватывают электроны, превращаются в атомы водорода, а затем, вступив в реакцию с кислородом, образуют воду. Ежегодно в стратосфере образуется полторы тонны такой «космической воды». Расчеты показали, что за миллиарды лет «космическая вода» вполне могла заполнить все моря и океаны.

Согласно другой гипотезе, вода имеет земное происхождение: она появилась из горных пород, слагающих земную мантию, став следствием дегазации магмы и последующей конденсации паров атмосферы. В самом деле, при извержениях вулканов расплавленные горные породы изливались на земную поверхность, и из них выделялись летучие компоненты – разнообразные газы и водяные пары. Подсчитано: если изверженной «геологической воды» в среднем поступало 0,5–1,0 кубических километров в год, то за всю историю Земли ее могло выделиться столько, сколько сейчас содержит Мировой океан.

Считается, что большинство океанских бассейнов современности возникло в последние 250 миллионов лет в результате раскола древнего суперконтинента. Согласно этой версии, миллиард лет назад Земля уже была покрыта прочной оболочкой, в которой выделялись континентальные выступы и океанические впадины. Тогда площадь океанов была примерно в два раза больше площади материков. Примерно 250 миллионов лет назад на Земле был один материк – Пангея. Площадь его составляла примерно столько же, сколько площадь всех современных материков и островов вместе взятых. Этот «суперконтинент» омывался «суперокеаном», называемым Панталассой.

Создатель этой теории, немецкий ученый Альфред Вегенер (1880–1930), в 1915 году, после пяти лет исследований, опубликовал труд под названием «Происхождение материков и океанов», в котором им были придуманы названия Пангея (от греческих слов пан – «всеобщий» и гея – «земля») и Панталасса ( таласса по-гречески – «море»).

По мнению Вегенера, Пангея оказалась недолговечным образованием. Примерно 200 миллионов лет назад этот материк под действием силы вращения Земли раскололся на две части: северную – Лавразию и южную – Гондвану. Между ними появился океан Тетис (ныне его остатками являются Средиземное, Черное, Каспийское и Аральское моря, а также Персидский залив).

А потом течения мантии продолжили покрывать Лавразию и Гондвану сетью трещин и разваливать их на множество осколков. Некоторые исследователи даже считают, что именно эти процессы стали причиной гибели динозавров, но вопрос этот пока остается открытым.

Так могли выглядеть Пангея и Панталасса

Постепенно между расходившимися осколками пространство заполнялось мантийным веществом, поднимавшимся из недр Земли. Остывая, оно образовало дно будущих океанов. Со временем здесь появились три океана – Атлантический, Тихий и Индийский. По мнению некоторых ученых, Тихий океан – это остаток древнего океана Панталасса. Позднее все новые и новые разломы охватили Гондвану и Лавразию: от них отламывались куски суши (материковые плиты), которые начинали дрейфовать в разные стороны, постепенно образовав Евразию, Северную Америку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду.

Мировой океан – это неисчерпаемый источник химических элементов, содержащихся в составе его воды, а также в многочисленных месторождениях, расположенных на дне.

Средняя соленость морской воды составляет 35 ‰. Это значит, что 1000 частей воды содержит по весу 35 частей соли. Подобные тысячные доли называются промилле .

Соленый вкус воде придают содержащиеся в ней растворенные минеральные вещества – главным образом, соединения натрия и хлора.

Благодаря тому, что вода в морях и океанах постоянно перемешивается волнами и течениями, ее состав практически одинаков. То есть, с какой бы глубины и в каком бы месте мы ни взяли воду, состав ее будет идентичным, хотя абсолютное количество солей и может быть различно.

Но почему морская вода соленая?

Когда идет дождь, он растворяет частицы солей, содержащихся в почве и каменистых породах. Ручейки дождевой воды попадают в реки. Течение реки переносит соли в моря. Потом вода под действием солнца испаряется и снова выпадает на землю в виде осадков, а вот соль остается в морской воде, и за миллионы лет ее там накопилось предостаточно.

Реки стремятся в океан уже два миллиарда лет и, по некоторым данным, за год приносят 2 834 000 000 тонн всевозможных веществ. И такой круговорот солей в природе продолжается непрерывно.

Пресная речная вода также содержит соли, но состав этих солей иной. В речной воде преобладают углекислые соли (их 60,1 ‰), а в морской воде их всего около 0,3 ‰. Зато хлористых солей в морской воде 88,7 ‰, а в речной – 5,2 ‰.

Отсюда мы можем заключить, что внесение реками солей в моря и океаны не может рассматриваться как единственная причина солености.

Так, например, некоторые ученые вообще считают, что вода в Мировом океане изначально была соленой. Предполагается, что в период образования земной коры и океана из вещества мантии вместе с парами воды выделялись кислые вулканические дымы, содержащие соединения хлора, фтора, брома. Первые «порции» воды на Земле были кислыми. Эта первичная вода разрушала недавно образовавшиеся базальты, граниты и другие кристаллические породы земной коры и извлекала из них щелочные элементы – натрий, магний, калий, кальций и др. Происходила химическая реакция, при которой щелочные элементы входили в соединение с хлором, фтором, бромом и нейтрализовали раствор. Со временем поступление кислых вулканических дымов становилось все меньше, а выделение солей из пород суши продолжалось.

Соответственно, и океанская вода постепенно накапливала соли и приобретала щелочную реакцию, которая присуща ей и сейчас. И примерно 500 миллионов лет назад океанская вода стабилизировалась по солевому составу и содержанию в ней газов.

Добыча морской соли