Благодаря какому свойству воды морская вода стала соленой
Море
Почему вода соленая только в морях и океанах, а в реках и озерах – пресная?
В течение 4 млрд. лет дождь поливает землю, дождевая вода проникает в скалы, откуда находит свой путь в море. Она несет с собой растворенную соль. В ходе геологической истории содержание соли в море постепенно увеличивается. Если бы вода из всех океанов сегодня испарилась, оставшаяся соль сформировала бы по всему миру слой высотой 75 м.
ОТКУДА БЕРЕТСЯ СОЛЬ В МОРЕ?
Да, часть соли попадает в воду непосредственно с морского дна. На дне есть целый ряд солесодержащих камней, из которых соль проникает в воду. Часть хлорида натрия также поступает из вулканических клапанов. Однако, большая часть соли поступает с материка. Поэтому, хлорид натрия с суши – это основная причина, почему море соленое.
Каждый килограмм морской воды содержит в среднем 35 г соли. Большинство из этого вещества (около 85%) представляет собой именно хлорид натрия, известную всем кухонную соль. Соли в моря поступают из нескольких источников:
- Первый источник – выветривание скал на материке; когда камни промокают, из них смываются соли и другие вещества, которые реки несут в моря (точно такое же действие оказывают скалы на морском дне);
- Другим источником являются взрывы подводных вулканов – вулканы выпускают лаву в воду, которая реагирует с морской водой и растворяет в ней некоторые вещества.
Вода также проникает в трещины, которые лежат глубоко на дне океана в районах т.н. срединно-океанических хребтов. Здесь камни горячие, часто на дне есть лава. В трещинах вода нагревается, благодаря чему растворяет значительное количество солей из окружающих пород, которые проникают в морскую воду.
Хлорид натрия является наиболее распространенной солью в морской воде, потому что она максимально растворима. Другие вещества растворяются хуже, поэтому в морях их не так много.
Особыми случаями являются кальций и кремний. Реки приносят в океаны большое количество этих двух элементов, но, несмотря на это, в морской воде их мало. Кальций «подбирают» различные водные животные (кораллы, брюхоногие и двустворчатые моллюски) и встраивают их в свои резервуары или скелеты. Кремний, в свою очередь, используют микроскопические водоросли для создания клеточных стенок.
Солнце, освещающее океаны, вызывает испарение большого количества морской воды. Однако выпаренная вода оставляет всю соль. Благодаря этому выпариванию соль в море концентрируется, вследствие чего вода становится соленой. В то же время, на морском дне осаждается некоторая соль, которая поддерживает баланс солености воды – в противном случае, море с каждым годом становилось бы все более соленым.
Соленость воды или содержание соли в воде варьируется в зависимости от положения водного ресурса. Наименее солеными являются моря и океаны у северных и южных полюсов, где солнце не сияет так сильно, и вода не испаряется. Кроме того, соленая вода разбавляется таянием ледников.
Напротив, море около экватора испаряется больше из-за повышенных температур, которые преобладают в этой местности. Этот фактор не только является ответом на вопрос, почему море соленое, но и отвечает за повышенную плотность воды. Этот процесс характерен для некоторых крупных озер, которые в его ходе становятся солеными. Примером является Мертвое море, где вода настолько соленая и плотная, что люди могут спокойно лежать на ее поверхности.
Указанные выше факторы – это причины солености морской воды, как их понимают ученые на современном уровне научных знаний. Однако есть несколько нерешенных вопросов. Неясно, например, почему разные соли встречаются повсюду в мире практически в тех же пропорциях, хотя соленость отдельных морей значительно различается.
ПРАВДИВЫ ЛИ ЭТИ ГИПОТЕЗЫ?
Конечно, ни одна гипотеза не является полностью верной. Морская вода формировалась в течение очень долгого времени, поэтому у ученых нет достоверных доказательств о причинах ее солености. Почему все указанные гипотезы можно опровергнуть? Вода вымывает землю, где нет столь высокой концентрации соли. В геологические эпохи соленость воды изменялась. Содержание соли также зависит от конкретного моря.
Вода воде рознь – соленая вода имеет разные свойства. Морская – характеризуется соленостью около 3,5% (1 кг морской воды содержит 35 г соли). Соленая вода имеет разную плотность, варьируются и точки замерзания. Средняя плотность морской воды составляет 1,025 г/мл, замерзает она при температуре -2°С.
Вопрос может звучать иначе. Как мы знаем, что вода в море – соленая? Ответ простой – каждый может легко попробовать ее «на вкус». Поэтому всем известен факт солености, но точная причина такого явления остается загадкой.
ДВУЛИКАЯ СОЛЬ
На Земле существуют огромные запасы соли, которые могут быть извлечены из моря (морская соли) и из шахт (каменная соль). Было научно доказано, что кухонная соль (хлорид натрия) является жизненно важным веществом. Даже без точных химических и медицинских анализов и исследований людям с самого начала было ясно, что соль является очень ценным, полезным и поддерживающим веществом, которое и им самим, и животные позволяет выживать в мире.
С другой стороны, чрезмерная соленость вызывает снижение плодородия почвы. Она не позволяет растениям получать минералы в корни. В результате чрезмерной солености почвы, например в Австралии, широко распространено опустынивание.
Источник
Кто хоть раз испытал на себе счастье глотнуть морской водички прекрасно знает, на сколько она далека по составу от привычной нам пресной воды, которую мы ежедневно употребляем. Отсюда возникает закономерный вопрос: почему вода в море соленая? Для понимания этого явления необходимо разобраться с тем, откуда появилась вода в морях и океанах.
Течение рек
Моря и океаны пополняются за счет вод рек, впадающих в них, а также за счет дождей, снега и таяния ледников. Но все эти источники несут в себе пресную воду. Конечно, эта вода тоже содержит соль, но в небольших количествах. Реки вымывают соль из минералов, находящихся почве и с течением выносят ее в океан. Однако, в отличие от рек, океанические воды никуда не стекают. Под воздействием солнечного света происходит испарение воды, а вот соль, растворенная в ней, выпаривается и остается. Испаренная вода вновь выпадает на землю в виде осадков, после чего процесс начинается заново. Вода, попадая в почву, вымывает из нее некоторое количество солей и несет их прямиком в океан.
Эта теория подтверждается существованием соленых озер. К примеру, воды Мертвого моря, Большого Соленого озера и некоторых других озер по оценкам ученых, содержат в 10 раз больше соли, чем моря. Но почему же это произошло? Как правило, озера являются лишь хранилищем воды: некоторые реки впадают в них, некоторые вытекают. Но у озер с соленой водой нет выходов. Вся соль, принесенная в озера реками, остается в озере. Именно этот процесс и сделал воду в океане соленой.
Гидротермальные вентиляционные отверстия
Однако соль в океан попадает не только с помощью рек. Исследователи обнаружили на дне океана гидротермальные вентиляционные отверстия. Эти образования представляют собой места, где вода проникла внутрь земной коры, нагрелась там, и теперь выходит обратно в океан вместе с большим количеством минеральных веществ, которые растворились в ней.
Вулканическая активность
Однако ошибочно думать, что вода в морях и океанах изначально была пресной, а соленой стала только с течением времени благодаря рекам. Стоит заглянуть на миллионы лет назад и рассмотреть процесс формирования морей и океанов. В солености этих огромных резервуаров воды виноваты вовсе не реки, которых на тот момент просто не было, а вулканическая активность. В те времена нашу планету покрывали вулканы, которые участвовали в формировании первичного океана. Его воды были образованы из вулканического газа, который на 75% состоял из воды, на 15% из углекислого газа и на 10% из различных химических соединений. В число химических элементов, из которых состоял вулканический газ, входили бром, метан, хлор, аммиак, а также другие газы. Когда вулканы извергались, и продукты извержений оседали на землю в виде кислотных дождей, происходила химическая реакция, в результате которой и образовался соленой раствор.
Вулканизм и в наши дни является источником поступления соли в океан. Только речь идет о подводном вулканизме. В результате подводного извержения вулканов морская вода вступает в реакцию с горячими продуктами вулканической активности и растворяет часть содержащихся в них минералов.
В заключении стоит отметить, что по оценке некоторых исследователей вода в морях и океанах достигла некоторого устойчивого состояния и солонее уже не станет. Связано это с тем, что часть соли из морской воды тратится на образование минеральных пород, чем и компенсируется поступление новой соли в океанские воды.
Источник
Порой самый простой вопрос в состоянии ввести в ступор мудреца. Отдыхая летом на море, часть людей задумывается, почему здесь вода соленая (с характерным горьковато-соленым вкусом), а в реке, что протекает через мой город, она пресная и годится для питья. Ответ кажется простым, но когда больше задумываешься над ним, то простота куда-то начинает исчезать. Сейчас в мире имеются 2 главные теории, объясняющие соленость морской воды. Попробуем рассмотреть обе, но сначала коснемся понятия солености воды в общем.
Фотография Мертвого моря. Источник изображения: picdeer.com
Как определяют соленость воды?
Концентрацию какого-либо вещества в жидкости принято измерять в процентах (1/100 доля) или в промилле (1/1000 доля). Для определения солености воды решили использовать промилле, причем за точку отсчета выбрали концентрацию солей воды Бискайского залива – там она составляет 35 промилле. Это означает, что в литре Бискайской воды растворено 35 грамм различных солей.
Источник изображения: redsearch.org
Границу между пресной и соленой воду определили в 1 промилле – вся вода где растворено солей меньше 1 грамма является пресной, больше – соленой. Почувствовать соленость в 1 промилле не совсем просто, а вот ощутить разницу вкуса вод различных морей очень даже реально.
Максимальной соленостью обладает Мертвое море, где она может достигать 350 промилле (в литре воды содержится до 350 грамм солей), правда это и не море, а бессточное озеро. Минимальная соленость в 7 промилле в водах Балтийского моря. Средняя соленость Мирового океана 35 промилле.
Общепринятая теория
Еще во время сидения за школьной партой практически каждый человек слышал объяснение солености морской воды из уст учителя географии. Педагог рассказывал, что с поверхности океанов и морей вода испаряется очень чистой – чуть ли ни дистиллированной. Различных веществ в ней реально мало, поэтому солей почти нет. А выпав на поверхность земли (а дождевая вода почти вся пришла из морских испарений), она впитывается в почву. Затем под землей вода собирается в ручейки, которые на поверхности объединяются в реки и впадают в моря. Так происходит гидрологический цикл или круговорот воды в природе.
Схема круговорота воды в природе. Источник изображения: Геологическая служба США (USGS) — агентство Министерства внутренних дел США (https://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleprint.html)
На своем пути к морю речная вода размывает минеральные породы и растворяет в себе некоторую часть солей. Концентрация этих солей невелика, поэтому речная вода на всем протяжении остается пресной. Накопленные по пути соли сбрасываются в Мировой океан, а из него деться некуда – ведь испаряется чистая вода, без примесей. Если учесть, что подобный круговорот длится миллиарды лет, то становится вполне понятно из-за чего морская вода имеет соленый вкус.
Эта теория хорошо объясняет соленость Мирового океана и большую концентрацию солей в некоторых бессточных водоемах. Но морская вода содержит в основном привычную всем поваренную соль NaCl, концентрация других соединений во много раз меньше. А пресная вода рек больше всего насыщена карбонатами, то есть солями угольной кислоты. Было бы логично, если бы карбонатов содержалось много и в морской воде, но ведь этого как раз и нет.
Новая теория
Не так давно ученые выдвинули новую теорию, которая быстро завоевала популярность в научных кругах. Уже нет ни у кого сомнения, что в дни когда Земля была молодой, на ее поверхности текла бурная вулканическая деятельность. Крупные извержения были ежедневной нормой.
На фотографии извержение вулкана Вильяррика в Араукании, Чили (2015 год). Источник изображения: Франциско Негрони. Агентство UNOFuente
В атмосферу поступало весьма изрядное количество вулканических газов, они были насыщены хлором, фтором и бромом в несвязанном виде. Эти газы быстро вступали в соединение с водяным паром образуя различные кислоты. Затем эти получившиеся жидкости выпадали кислотными дождями, в том числе и в первоначально образовавшийся океан, так что вода в нем поначалу была всегда кислая.
Кислоты Мирового океана обладали высокой химической активностью и вступали с металлами поверхности дна (натрий, калий, магний) в соединения. А соединения кислоты с металлом и приводит к образованию соответствующих солей. Отсюда и появился привычный вкус морской воды. Со временем вулканическая активность планеты упала. Примерно полмиллиарда лет назад кислоты оказались нейтрализованы, а океанская вода приобрела нынешний вкус.
Какая из теорий верна?
Соль мертвого моря. Источник изображения: gettyimages.com
Какая из изложенных выше теорий истинна – решать читателю, каждая из них имеет право на жизнь. Автору статьи кажется, что в разной мере справедливы оба научных утверждения. Вероятно, первые соли в Мировом океане и были получены вследствие беспрерывных извержений вулканов. А сейчас соленость морей поддерживается за счет выноса их из суши в растворенном виде пресной речной водой. А еще соленость может поддерживаться морскими обитателями, которым нужны растворенные вещества для строительства своих организмов.
Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех. Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
Источник
- 13 Сентября, 2018
- Советы туристу
- Резеда Зарипова
Вода занимает большую часть территории Земли. Подавляющее большинство воды находится в океанах и морях, и она соленая. Согласно данным Ocean Service, в состав воды океанов входит более 3 % хлорида натрия (обычная соль).
Почему в морях и океанах вода соленая и откуда эта соль берется? С ответом на этот вопрос попытаемся разобраться в статье.
Общие сведения
Случалось такое, что моряки кораблей, заблудившихся в морских водах или потерпевших крушение, погибали от жажды, хотя кругом много воды. Мало кто знает, что морская вода имеет состав, не подходящий для человеческого организма. У нее специфический горько-соленый вкус, который придают соли, растворенные в воде.
Реки, впадающие в моря, имеют пресную воду, в которой концентрация растворенных солей намного ниже, чем в морской. Но как такое возможно, почему вода в море соленая, а в реке пресная?
На протяжении 4 млрд лет материки поливаются водами дождей. Вода, проникая в скалы, находит путь в море. Несет она с собой в него растворенную соль. В процессе длительной геологической истории количество соли постепенно увеличивается. Это одна из простейших гипотез.
Немного о пользе и вреде соли
Прежде чем выясним, почему море соленое, а реки нет, определимся, полезна или вредна соль. Как выяснилось, на Земле есть огромные запасы соли, как в морях (морская), так и в недрах земных (каменная). Научно доказано, что хлорид натрия – жизненно важное вещество. Издавна людям стало известно, что соль является довольно полезным и ценным веществом, необходимым и людям, и животным.
Однако есть и отрицательная сторона: чрезмерное количество соли в почве приводит к уменьшению ее плодородия. В результате происходит опустынивание территорий (например, в Австралии).
Почему вода в море соленая
Часть соли в воду попадает с морского дна, в котором есть содержащие соли камни, из которых и попадает соль в воду. Хлорид натрия также может поступать и из вулканических клапанов. Но в большей степени соли поступают с материков. Один килограмм морской воды в среднем содержит в себе до 35 граммов соли, причем, большая часть (примерно 85 %) – хлорид натрия (известная всем кухонная соль).
Источники поступления соли в море:
- Выветривание скал: когда промокают камни, из них смываются вещества, и соли уносятся в моря (подобное действие происходит и со скалами на морском дне).
- Взрывы вулканов подводных: они выпускают в воду лаву, реагирующую с морской водой и растворяющую в ней некоторые вещества.
Вода имеет способность проникать в трещины, лежащие на глубине океана в зонах срединно-океанических хребтов. Камни там горячие (на дне часто бывает лава). Вода, нагреваясь в трещинах, растворяет большое количество солей из подводных пород, которые попадают в морскую воду.
Почему вода в море соленая? Потому что хлорид натрия – наиболее распространенная в ней соль в связи с тем, что именно она лучше всех веществ растворяется. Однако кремний и кальций тоже приносятся реками в океаны в большом количестве. При этом в морской воде их не так уж и много. Связано это с тем, что кальций «подбирается» различными водными животными (кораллами, брюхоногими и двустворчатыми моллюсками), а кремний используется микроскопическими водорослями (создаются клеточные стенки).
Солнце вызывает испарение огромного количества воды в морях и океанах. Из выпаренной воды остается соль, концентрирующаяся в море. Поэтому вода становится соленой. Следует отметить, что некоторая соль осаждается на морском дне. Благодаря этому поддерживается баланс концентрации соли в воде, иначе море становилось бы еще более соленым.
Правдивы ли версии?
Откуда соль в море? Какая из гипотез самая верная? Ни одну версию нельзя причислить к самой правильной. Вода в море и океане формировалась в течение миллионов лет, поэтому ученые не имеют достоверных доказательств ее солености. Известно, что вода вымывает материковую землю, которая не содержит столько соли. Соленость воды в разные геологические эпохи изменялась. Да и каждое море обладает разной концентрацией соли и различными свойствами. Различна плотность воды, есть различия и в точках замерзания.
Выходит, что всем известен факт солености, однако загадкой остается точная причина этого явления.
Некоторые факторы, влияющие на концентрацию соли в воде
Отвечая на вопрос, почему вода в море соленая, следует выяснить и то, почему концентрация соли разных морей отличается. Варьируется соленость воды в зависимости от расположения природного водоема. Наименее соленые океаны и моря расположены ближе к северному и южному полюсам, где солнце не сильно сияет, в связи с чем и вода не испаряется. Помимо этого, вода разбавляется водами растаявших ледников.
Воды морей у экватора испаряются больше в связи с повышенными температурами. Данный фактор влияет и на повышенную плотность воды в этих местах. Такой процесс может происходить и на некоторых крупных озерах, которые тоже превращаются в соленые. Примером может служить Мертвое море, где плотность и соленость воды позволяет людям спокойно лежать на ее поверхности.
На концентрацию соли влияет и температура воды в море. В качестве примера можно привести и Балтийское море. В связи с низкими температурами воды, соли в нем содержится в 8 раз меньше, чем, например, в Персидском заливе.
В заключение
Указанные выше гипотезы причины солености воды в морях и океанах – мнение ученых на современном уровне знаний.
Интересен один факт. Если бы из всех существующих на Земле океанов и морей вода сегодня испарилась, оставшаяся соль образовала бы по всему миру слой высотой до 75 метров.
Источник