От чего зависит соленость воды в океане: почему Карское и Красное море имеют высокую минерализацию

Как определяется солёность воды

Под соленостью понимается содержание соли в воде. Чаще всего соленость измеряется в «промилле» (‰). Ppm — это одна тысячная от числа. Возьмем пример: соленость воды 27 ‰ будет означать, что литр воды (около 1000 граммов) содержит 27 граммов соли.

Считается, что пресная вода имеет среднюю соленость 0,146 ‰.

Средняя соленость Мирового океана — 35. Сама соленая вода сделана из хлорида натрия, также известного как поваренная соль. Среди других солей его доля в морской воде самая высокая.

Самое соленое море — Красное море. Его соленость 41‰.

Альтернативная версия, объясняющая соленый вкус моря

Согласно альтернативной гипотезе, изначально морская вода была соленой. И причина тому не реки, а вулканы. Считается, что во время высокой активности вулканов, когда образовывалась земная кора, вулканические пары, содержащие бром, фтор и хлор, выпадали в виде осадков — кислотных дождей.
То есть изначально моря земные были кислыми. Взаимодействуя с горными породами, морская вода постепенно вымывала из них щелочные элементы: калий, натрий, магний. В них образовались соли, обеспечивающие нейтрализующий эффект. Со временем кислотность морской воды снизилась.
В обычном современном виде морская вода появилась около 500 миллионов лет назад. Большинство исследователей сходятся во мнении, что обе эти гипотезы логичны, надежны и не исключают друг друга, а дополняют друг друга.

Какое же море все-таки самое соленое?

Но право называться самым соленым принадлежит Красному морю.

В одном литре воды 41 грамм соли. Почему Красное море такое соленое? Во-первых, его воды пополняются только за счет дождя и Аденского залива. Второй тоже соленый. Во-вторых, испарение воды здесь в двадцать раз превышает ее запас, чему способствует размещение в тропической зоне.

Он был бы немного южнее, ближе к экватору, и характерное для этого района количество осадков резко изменило бы его состав. Благодаря своему расположению (а Красное море находится между Африкой и Аравийским полуостровом), это также самое теплое море из всех на планете Земля. Его средняя температура составляет 34 градуса по Цельсию. Вся система возможных климатических и географических факторов сделала море таким, каким оно является сейчас. И это касается любого водоема с соленой водой.

Правдивы ли версии?

Откуда взялась соль в море? Какая гипотеза наиболее верна? Ни один из вариантов не может считаться наиболее правильным. Вода в море и океане формировалась за миллионы лет, поэтому у ученых нет надежных доказательств ее солености. Известно, что вода смывает материк, в котором не так много соли. Соленость воды менялась в разные геологические эпохи. И каждое море имеет разную концентрацию соли и разные свойства. Плотность воды разная, есть отличия в точках замерзания.

Оказывается, всем известен факт засоления, но точная причина этого явления остается загадкой.

Уникальность минерального состава

Мы уже говорили, что минеральный состав в каждом водоеме уникален. Поскольку море соленое и соленое, это определяется интенсивностью испарения, то есть температурой ветра на водохранилище, количеством рек, впадающих в водохранилище, богатством флоры и фауны фауна. Итак, все знают, что это за море Мертвых и почему они так его называют.

Начнем с того, что называть этот водоем морем некорректно. Это озеро, так как оно не имеет никакого отношения к океану. Его назвали мертвым из-за огромной доли солей: 340 граммов на литр воды. По этой причине ни одна рыба не может выжить в пруду. Но как больница Мертвое море очень и очень популярно.

Версия №2 – соль была в воде изначально

Миллиарды лет назад, когда наша планета была еще очень молодой, в ее коре происходила бурная вулканическая активность. Извержения больших и малых вулканов были в порядке вещей.

В атмосферу и воды Мирового океана было выброшено большое количество вулканических газов, содержащих свободный хлор, бром и фтор. Атомы этих элементов реагировали с водяным паром и образовывали молекулы кислоты, поэтому в начальный период своего существования морская вода была не соленой, а кислой.

Эти кислоты, наделенные высокой химической активностью, вступали в реакцию с металлами, содержащимися в вулканических породах — натрием, магнием, калием и др. соединения, образовавшиеся в результате реакции, были солями, которые придали воде сегодняшний «морской» вкус.

Кислоты были почти полностью нейтрализованы, а нынешний состав морской воды стабилизировался около 500 миллионов лет назад, что было продемонстрировано при изучении горных пород в море и на дне океана.

Морская вода: особенности, польза и вред

Морскую воду пить категорически запрещено из-за высокой концентрации солей и других минералов. В некоторых странах он используется в повседневной жизни, например в канализационных системах.
интересно отметить, что единицей измерения солей, содержащихся в воде, является промилле. Обычно за пределами научных лабораторий это измеряют аквариумисты и фермеры. Для них важен уровень соленакопления, так как для разных пород животных, водных обитателей и сельскохозяйственных культур оптимальные показатели солености различаются. Такие устройства, как рефрактометр и ареометр, используются для измерения солености жидкости.
Соль в океанах распространяется неравномерно. Основным фактором, влияющим на этот показатель, являются климатические условия, а также направление и характер течений, речные потоки, количество осадков, жизнедеятельность растений, микроорганизмов и морских обитателей. Пальма первенства по солености принадлежит Красному морю, а Балтийское море — наименее соленое.

Химические вещества из вулканов, привносящие соль в море

В то время, когда земная кора постоянно формировалась, происходили частые выбросы магмы с невероятным количеством различных элементов на поверхность, как на суше, так и под водой. Газы, незаменимые спутники извержений, смешиваясь с влажностью, превращались в кислоты. А те, в свою очередь, вступили в реакцию с почвенными щелочами, образуя соли.

Этот процесс все еще продолжается, потому что сейсмологическая активность также намного ниже, чем это было миллионы лет назад, но она все еще присутствует.

В принципе, остальные факты, объясняющие, почему морская вода соленая, уже изучены: соли попадают в моря с земли за счет движения осадков и ветра. Кроме того, в каждом открытом водоеме химический состав основной земной жидкости индивидуален. На вопрос, почему море соленое, «Википедия» отвечает так же, указывая только на ущерб, который морская вода наносит человеческому телу, например, на питье, и на пользу купания, вдыхания и тому подобное. Не зря морская соль настолько популярна, что ее даже добавляют в пищу вместо поваренной соли.

Научные объяснения факта

Реки — главный источник соли в морях и океанах.

Да, те реки, которые считаются пресными (вернее, менее солеными, потому что свежий только дистиллят, то есть без примесей солей), в которых соленость не превышает промилле, делают моря солеными. Это объяснение можно найти у Эдмунда Галлея, человека, известного благодаря комете, носящей его имя. Помимо космоса, он изучал и более приземленные вопросы, и именно он первым предложил эту теорию. Реки постоянно уносят в морские глубины огромное количество воды с небольшими смесями солей. Там происходит испарение воды, а соли остаются. Возможно, раньше, много сотен тысяч лет назад, воды океана были совсем другими. Но они добавляют еще один фактор, который может объяснить, почему моря и океаны соленые: извержения вулканов.

Как поддерживается водно-солевой баланс

Солевой баланс поддерживается с помощью самых разных процессов. Система существует миллионы лет. На соленость той или иной части Мирового океана влияют такие факторы, как физико-географические, гидрометеорологические и океанологические.

Наиболее значительную роль играют:

• испарение с поверхности океана;
• осадки (дождь, снег, град);
• приток пресной воды с континентов;
• образование и таяние льда;
• вертикальное и горизонтальное смещение воды.

Водный баланс восстанавливается за счет:

• осадки;
• реки;
• растворите воду;
• доход от соседних водоемов.

Потеря воды происходит из-за:

• испарение;
• образование льда;
• сток воды в близлежащие водоемы;
• просачивание через дно.

Возможен прием соли:

• с осадками;
• с ручьями с материка;
• из недр при дегазации мантии;
• в процессе растворения горных пород со дна океана.

Потери соли объясняются:

• их осадки;
• кристаллизацией изо льда при низких температурах (ниже -55 ° C;
• испарение с поверхности закрытых и полузамкнутых морей, расположенных в теплом климате;
• выброшено на берег с брызгами волн и порывами ветра.

Немного о пользе и вреде соли

Прежде чем мы узнаем, почему море соленое, а реки нет, давайте определимся, полезна соль или вредна. Как оказалось, на Земле огромные запасы соли, как в морях (море), так и в недрах земли (камень). Научно доказано, что хлорид натрия является жизненно важным веществом. Людям давно известно, что соль — довольно полезное и ценное вещество, необходимое как людям, так и животным.

Однако есть и обратная сторона: чрезмерное количество соли в почве приводит к снижению ее плодородия. В результате происходит опустынивание (например, в Австралии).

Откуда соль в морях и океанах

Ученые до сих пор расходятся во мнениях относительно того, была ли морская вода изначально соленой или со временем она приобрела такие свойства. В зависимости от версии учитываются и разные источники солей в Мировом океане.

Дожди и реки

В пресной воде всегда присутствует небольшое количество соли, и дождевая вода не исключение. В нем всегда присутствуют следы растворенных в нем веществ, которые были захвачены при прохождении через атмосферу. Попадая в землю, дождевая вода смывает небольшое количество солей и в конечном итоге переносит их в озера и моря. С поверхности последнего вода интенсивно испаряется, выпадает обратно в виде дождя и приносит с земли новые минералы. Море соленое, потому что в нем остаются все соли.

То же самое и с реками. Каждый из них не совсем свежий, но содержит небольшое количество соли, застрявшей на земле.

Река впадает в море

Подтверждение теории – солёные озёра

Самые соленые озера, Большое Соленое озеро и Мертвое море, демонстрируют, что соль течет через реки. Оба они примерно в 10 раз соленее, чем морская вода. Почему эти озера соленые, а большинство озер в мире — нет?

Озера обычно являются временными хранилищами воды. Реки и ручьи несут воду к озерам, а другие реки уносят ее из этих озер. То есть с одного конца вода поступает, с другого — уходит.

Мертвое море

Большое Соленое озеро, Мертвое море и другие соленые озера не имеют выходов. Вся вода, которая попадает в эти озера, выходит только за счет испарения. По мере испарения воды растворенные соли остаются в водоемах. Поэтому некоторые озера соленые, потому что:

• реки приносили им соль;
• вода в озерах испарилась;
• соль осталась.

С годами уровень соли в озерной воде накопился до нынешнего уровня.

Интересный факт: плотность соленой воды в Мертвом море настолько высока, что она практически выталкивает человека наружу, не давая ему уйти на дно.

Та же процедура сделала моря солеными. Реки несут растворенные соли в океане. Вода испаряется из океанов, чтобы снова идти дождь и пополнять реки, но соли остаются в океане.

Гидротермальные процессы

Реки и дожди — не единственные источники растворенных солей. Не так давно на дне океана были обнаружены гидротермальные источники. Они представляют собой места, где морская вода просочилась в земную кору, стала теплее и теперь стекает обратно в океан. Вместе с ним поступает большое количество растворенных минералов.

Гидротермальные скважины в нижней части

Подводный вулканизм

Еще один источник соли в океанах — подводный вулканизм: извержение подводных вулканов. Это похоже на предыдущий процесс в том, что морская вода вступает в реакцию с горячими вулканическими продуктами и растворяет некоторые минеральные компоненты.

Вулканические процессы

В период активности вулканы излучают на поверхность магму, которая, согласно одной из научных теорий, образовала земную кору и вулканические газы. На ранней стадии формирования гидросферы воды были кислыми и потрескавшимися, размывая поднятые из глубины породы, высвобождая кальций, магний, калий и другие элементы.

Из-за высоких температур и повышенной кислотности были созданы условия для протекания химических реакций, в которых участвовали различные соединения, в том числе натрий, фтор, бром и хлор. Некоторые из них образовали хлориды, которые сегодня преобладают в составе морской соли. Таким образом, поваренная соль, химическая формула которой напоминает NaCl, является результатом реакции между хлорной кислотой HClO4, которая растворяется в водах океана, и ионами натрия Na, смытыми с горных пород.

Постепенно кислотность океана снизилась, но он стал более соленым. Сторонники этой версии утверждают, что современный состав морской воды сформировался около 500000000 лет назад. Это стало возможным после очистки планеты от вулканических газов.

Согласно этой теории, карбонаты, которые несут реки, не оказывают существенного влияния на химический состав океана. Эти соединения поглощаются морскими обитателями во время фильтрации морской воды. Обитатели океанов используют карбонаты для формирования скелета и раковин.

Народное мнение

Но люди, далекие от науки, периодически выдвигают и другие интересные гипотезы, объясняющие, почему море соленое. Наиболее интересными и заслуживающими внимания на сегодняшний день являются два из них:

• первоначально моря планеты были сформированы из соленой воды, а реки — из пресной. Если бы не было речного течения, эти водоемы также могли стать солеными;
• на заре эволюции даже воды рек были солеными. Но из-за того, что животные использовали воду для питья, запасы хлорида натрия постепенно иссякли. Но эта версия относится скорее к разряду развлечений, чем науки.

Соли океана

Соленость океанской воды практически во всем мире составляет 3,4-3,6%. В основном это хлорид натрия NaCl. В океане отвечает за соленый вкус.

Масса, полученная при испарении морской воды, состоит из:

• 78% из хлорида натрия;
• 22% горьких соединений магния и кальция;
• 1% из более чем 75 других химических элементов.

Разница в содержании солей определяется также глубиной и интенсивностью процесса испарения. Наибольшая концентрация наблюдается на небольших глубинах в теплых регионах земного шара. Там вода быстрее испаряется, а доля солей, масса которых в общем объеме остается неизменной, увеличивается. Если море холодное, на большой глубине процесс испарения замедляется. В этой воде будет меньше соли.

Однако разница в степени солености на разных глубинах в пределах одного водоема будет относительно небольшой. Нельзя забывать о вертикальном перемешивании слоев воды при смене времен года, сильных ветрах и движении земной коры. Процесс предполагает относительно небольшую глубину. Так, в Черном море вертикальное перемешивание не превышает 200 м, но этого достаточно для обеспечения более-менее однородного состава.