Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ

Этот ядовитый газ выделяется некоторыми морскими растениями и животными. Эверетт Дуглас из Скриппсовского океанографического института установил, что окись углерода растворяется в морской воде хуже, чем кислород, но лучше, чем водород или азот.

Это хлор, бром, сера и бор. Характерно, что эти элементы относятся к наиболее летучим, и их распространенность в морской воде свидетельствует в пользу вулканической гипотезы формирования состава морской воды.

434. Какое наименьшее количество растворенных в морской воде твердых веществ можно измерить лабораторными методами?

Профессор Дайтон Керрит из Массачусетского технологического института разработал метод прямого анализа проб морской воды на содержание чрезвычайно малых количеств свободных металлов. Употребляя специальные термины, можно определить его методику как анодную пленочную вольтометрию с использованием тонкопленочных ртутно-графитных электродов. Во время 85-го рейса НИС «Чейн» химик У. Ф. Фитцджеральд измерил чрезвычайно малые количества цинка, меди, свинца и кадмия в пробах морской воды. Количество этих элементов составляло примерно миллиардную долю процента.

Присутствие щелочных элементов (натрий, кальций, магний и калий) делает морскую воду слегка щелочным раствором.

Соленость определяется как общее количество растворенных веществ, содержащихся в 1 кг морской воды. Океанологи считают соленость в единицах, называемых «промилле» и обозначаемых ‰. Соленость 35‰ означает, что в 1 кг морской воды содержится 35 г солей. Под соленостью подразумевается содержание всех растворенных в воде веществ, а не только солей.

Хлорность определяется как общая масса ионов хлора, содержащихся в 1 кг воды. Содержание хлора в морской воде измеряют по количеству азотнокислого серебра, которое нужно добавить к пробе морской воды для образования осадка, состоящего из хлористого серебра. Океанологи вынуждены вычислять хлорность морской воды, так как непосредственное измерение солености химическими методами проводить трудно. Между соленостью и хлорностью установлена следующая зависимость: соленость (‰) = 1,8066 хлорности (‰).

Один из источников солей в океане — выветривание и эрозия коренных пород земной коры. Некоторые из солей попали в морскую воду из коренных и осадочных пород ложа океана. Большая часть солей попала в океан из первичной атмосферы, насыщенной вулканическими газами.

В течение долгого времени считалось, что первоначально океаны были пресноводными. В этом вопросе среди ученых до сих пор нет единодушия, но все же сейчас преобладает представление о том, что морская вода либо была соленой с самого начала, либо стала соленой в период формирования океанов в результате растворения солей, содержавшихся в коренных породах. За время геологических эпох огромное количество растворенного материала поступило в океаны с суши.

Присутствие в воде растворенных солей увеличивает ее плотность, а следовательно и ее выталкивающую силу, что имеет большое значение для морских животных. Кроме того, в морской воде помимо натрия и хлора содержится большое количество других химических веществ, служащих исходным материалом для синтеза растениями органического вещества, которое в свою очередь становится источником пищи для морских животных.

На 85% растворенные в морской воде соли состоят из хлористого натрия. Кроме него, в ней в значительных количествах присутствуют хлористый магний, сернокислый магний, сернокислый кальций, сульфит калия, углекислый кальций и бромистый магний. В небольших количествах содержатся многие другие вещества.

По-видимому, все встречающиеся в природных условиях элементы содержатся и в морской воде.

В основном мировая добыча соли сосредоточена на суше (причем соляные месторождения имеют, по-видимому, морское происхождение). Однако в благоприятных климатических условиях поваренную соль можно добывать в мелководных бассейнах путем естественного ее выпаривания. Так, во Франции, Италии, Испании, а также в бухте Сан-Франциско и в других местах соль до сих пор добывается из морской воды.

В открытом океане содержание солей обычно колеблется от 33 до 38‰, а средняя соленость Мирового океана составляет 35‰. Средняя соленость океана примерно, соответствует солености стакана воды, в котором размешана чайная ложка соли. Содержащейся в океанах соли достаточно для того, чтобы покрыть все материки толщиной 150 м.

Соленость Мирового океана несомненно должна возрастать: ведь реки ежегодно вносят в него примерно миллиард тонн солей. Однако на протяжении нескольких миллиардов лет существования океана соленость его, по-видимому, изменилась незначительно. Об этом свидетельствует тот факт, что кровь таких древних животных, как акулы, по своему составу очень близка к морской воде. В таких же пропорциях (хотя и в пониженной концентрации) соли содержатся и в организмах более молодых видов. Впрочем, значительная часть попавшей в океан соли возвращается на сушу. Когда ветер срывает гребни волн, вместе с брызгами в атмосферу попадают частички соли, которые могут непосредственно переноситься на сушу, а могут попадать туда вместе с дождем, для которого они послужили ядрами конденсации. Кроме того, соль возвращается на сушу вместе с осадочными породами, поднимающимися в течение геологических эпох со дна океана.

В тех районах, где происходит таяние льда, сказывается влияние речного стока или выпадают обильные осадки, соленость может составлять всего лишь 10‰. Одним из таких районов является Балтийское море. В районах избыточного испарения, например в Средиземном и Красном морях, соленость может достигать 40‰и более.

Наибольшую соленость имеют воды Красного моря и Персидского залива — более 42‰. В Северной Атлантике соленость составляет в среднем 37,9‰, причем наивысшая соленость отмечается в Саргассовом море — за счет сильного испарения и удаленности от речного стока, В отдельных точках Красного моря вблизи дна была измерена соленость более 270‰— это уже почти насыщенный раствор.