Соленость

Тема 4. Физические и химические свойства морской воды

Океанская вода по весу состоит на 96,5 % из химически чистой воды и на 3,5% из растворенных в ней солей (т.е. ее соленость равна 35 ‰), газов и взвешен­ных нерастворимых частиц. Присутствие сравнительно неболь­шого количества различных веществ придает ей существенные отличия от других природных вод. Это питательный раствор, содержащий все известные на Земле химические элементы. Осо­бенно много водаокеана содержит хлора, натрия, магния, серы. Значительно меньше содержится в ней брома, углерода, строн­ция, бора. На все остальные элементы приходится меньше 1 %, т. е. их содержание ничтожно мало. Среди них и биоген­ные элементы (фосфор, азот и т.п.) и микроэлементы, совер­шенно необходимые для организмов. Общее количество солей в Океане достигает 50·10 т. Они могут покрыть дно Океана слоем примерно в 60 м, всю Землю слоем в 45 м, а сушу слое в 153 м. Больше всего в Океанской воде (27,2 г/л) натрия в виде поваренной соли NaCI и сульфатов Na₂S0₄, поэтому вода Океана на вкус соленая. Затем следуют соли магния MgCl₂ (3,8 г/л) и MgS0₄ (1,7 г/л), придающие воде горький вкус. В воде Океана содержится серебра 0,3 мг в 1 м ³ и золота 0,008 мг в 1 м³ и, хотя общее количество их значительно (зо­лота около 11 млрд. т), добыча при такой концентрации нерента­бельна.

Удивительная особенность океанской воды - постоянство солевого состава. Раствор может быть в разных частях Oкeaнa слабее или крепче, но соотношение главнейших солей остается неизменным. Поэтому для определения общей солености воды достаточно определить содержание хлора Cl и полученную вели­чину умножить на 1,81 (S‰ = 1,81 Cl‰). Причину постоянства солевого состава океанской воды видят в ее перемешивании, по это объяснение нельзя считать исчерпывающим. Возникает во­прос о происхождении такой солености. Предполагают, что при выделении воды из вещества мантии вместе с водяным паром выделялись вулканические дымы, содержащие соединения хлора, брома, фтора. «Первичная" вода на Земле была кислой, она разру­шала, выщелачивала горные породы, извлекая из них щелочные элементы: натрий, калий, кальций, магний и др. В результате их реакций с хлором и бромом раствор нейтрализовался, а затем за счет продолжавшегося поступления щелочных элементов стал, как теперь, слегка щелочным. Когда в Oкeaнe возникла расти­тельная жизнь (более 3 млрд. лет назад), появился свободный кислород; при окислении азота, выделявшегося из земных недр, образовались соединения азота, а при окислении соединений угле­рода - свободная углекислота. Начиная с палеозоя (500 млн. лет назад) солевой состав Океанской воды, судя по ископаемым остаткам обитателей Океана, не изменялся. Но как это можно объяснить, если реки непрерывно несут в Oкeaн воду иного со­левого состава? Количество вносимых ими растворенных веществ достигает 5,4 млрд.т в год, а взвешенных 32,5 млрд.т в год (cм. таблица).

Вещества, растворенные в воде	Содержание солей (в % от общей массы) в воде
В океанской	в речной
Хлориды Сульфиды Карбонаты Прочие вещества	88,7 10,8 0,3 0,2	5,0 10,0 60,0 25.0
100,0	100,0

Средняя соленость Мирового океана 35‰. Отклонения от средней солености в ту и другую сторону вызываются главным образом изменениями в приходно-расходном балансе пресной воды. Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность Океана, сток с суши, таяние льдов вызывают понижение солености, испа­рение; образование льда, наоборот, повышают ее. Приток вод с суши заметно сказывается на солености у берегов и особенно вблизи впадения рек.

Поскольку соленость на поверхности Океана в его открытой части зависит в основном от соотношения атмосферных осадков и испарения (т.е. от климатических условий), постольку в ее распределении обнаруживается широтная зональность. Это хо­рошо видно на карте изогалин - линий, соединяющих пункты с одинаковой соленостью.

В экваториальных широтах поверхностные слои воды не­сколько опреснены вследствие того, что здесь количество осадков больше испарения. В субтропических и тропических широтах соленость поверхностных слоев повышенная, она дости­гает максимума для поверхности открытого Океана - 36-37‰. Это объясняется тем, что расход воды на испарение не покры­вается осадками; Океан теряет влагу, соли же остаются. К северу и югу от тропических широт соленость океанских вод посте­пенно понижается до 33-32‰ из-за уменьшения испарения и увеличения количества осадков. Понижению солености на поверхности Океана в высоких широтах способствует таяние пла­вучих льдов.

Широтную зональность в распределении солености на поверх­ности Океана нарушают течения: теплые повышают ее, холодные, наоборот, понижают.

Средняя соленость на поверхности Океанов различна. Наибольшую среднюю соленость имеет Атлантический океан - 35,4‰, наименьшую - Северный Ледовитый - 32‰. Повышенная соленость Атлантического Oкeaнa объясняется влиянием матери­ков при его сравнительной суженности. В Северном Ледовитом океане опресняющее действие оказывают сибирские реки (у бе­регов Азии соленость падает до 20‰).

Так как изменения солености связаны в основном с приходом и расходом пресной воды, они заметны только в поверхностном слое, непосредственно получающем атмосферные осадки и испаряющем воду, и в некотором слое под ним, определяемым глубиной перемешивания. Перемешивание охватывает толщу воды до глубины 1500 м. Глубже соленость вод Мирового океан остается неизменной (34,7 -34, 9‰).

Соленость воды из поверхности морей может сильно отли­чаться от солености в открытой части Океана. Она также определяется, прежде всего, балансом воды и, значит, зависит от клима­тических условий. Мореиспытывает влияние омываемой ими суши значительно в большей степени, чем открытый Океан. Чем глубже вдается море в сушу, чем меньше связь его с, Океаном, тем больше отличается соленость его воды от средней океанской.

Большая соленость Красного моря (до 42‰) объясняется его положением, среди суши, в усло­виях сухого и жаркого климата. Осадки на поверхность моря выпадают за год всего в количестве 100 мм, сток, с суши отсут­ствует, а испарение достигает 3000 мм в год. Водообмен с Океа­ном происходит через узкий Баб-эль-Мандебский пролив глуби­ной 125 м.

Все окраинные моря, тесно связанные с Океаном, имеют соленость, близкую к солености прилежащей части Океана. В прибрежных частях морей, принимающих реки, вода сильно опресняется и часто имеет соленость всего несколько промилле.

Изменение солености с глубиной в морях зависит от соле­ности на поверхности и связанного с ней водообмена с Океаном (или с соседним морем). Если соленость моря меньше, чем соле­ность Oкeaнa (соседнего моря) у соединяющего их пролива, бо­лее плотная океанская вода проникает в море через пролив и опускается вниз, заполняя глубины, моря. В этом случае соле­ность в море с глубиной увеличивается. Если море более соленое, чем соседняя часть Океана (моря), вода в проливе движется по дну в сторону Oкеaнa, по поверхности - в сторону моря. Поверх­ностные слои приобретают соленость и температуру, свойствен­ные морю в данных физико-географических условиях. Соленость придонных вод соответствует солености на поверхности в период наиболее низких температур.

Дата добавления: 2015-04-30