ПОЧЕМУ МОРЕ СОЛЕНОЕ

Опубликовал admin в июля 24, 2012 в рубрике Океан

Кроме натрия и хлора, в море содержится еще свыше семидесяти химических элементов. Они выносятся из морей и вновь поступают в них в результате глобальных процессов, в число которых входят выпадение атмосферных осадков, вулканизм и спрединг океанского дна.
Как рассказывается в старинной скандинавской сказке, море потому соленое, что где-то на его дне постоянно работает волшебная солемолка. Сказка оборачивается чистой правдой. Нужно только уточнить некоторые детали. «Фабрика», как установлено современной геофизической теорией, -это срединно-океанический рифт, извилистой линией протянувшийся по всем главным океанским впадинам на расстояние около 40 тысяч миль. В областях, где океаническое дно раздвигается в разные стороны со скоростью несколько сантиметров в год, из пластичной мантии в рифт поднимается свежая базальтовая лава; вместе с ней поднимается ювенильная вода-вода, никогда ранее не пребывавшая в жидкой фазе, в которой растворены многие элементы, содержащиеся в морской воде, в том числе хлор, бром, йод, углерод, бор, азот и различные рассеянные элементы (trace elements).


Кроме того, некоторое дополнительное количество ювенильной воды, также соленой, но несколько иного химического состава, поступает в море из вулканов, обрамляющих некоторые континентальные окраины, например тихоокеанские, в пределах которых океанское дно, по-видимому, погружается в глубокие желоба.
Ювенильные воды наиболее характерны именно теми элементами, присутствие которых в морской воде нельзя было бы объяснить, если бы все твердые вещества, растворенные в ней, поступали в море просто за счет выветривания горных пород на суше. Раньше считалось, что такие «недостающие» элементы, как хлор, бром и йод, когда-то называвшиеся «избыточными летучими», поступают в море исключительно в результате вулканических извержений. Ныне установлено, что содержание хлора в ювенильной воде может быть приблизительно таким же, как и в морской воде, но первая является более кислой вследствие того, что на каждый ион хлорида (С1 ) в ней приходится один ион водорода Ш+) Как будет показано ниже, в нормальных условиях ионы водорода удаляются и замещаются ионами натрия (Na), образующими концентрацию обычной соли, составляющей свыше 90% всей «соли», содержащейся в море.
Химия моря – это в основном химия слабо изученных реакций при чрезвычайно большом разбавлении в крепком растворе соли, к которым неприложимы никакие классические теории и приемы химиков, базирующиеся на «дистиллированной воде». Отцом океанографической химии был Роберт Бойль, доказавший в семидесятых годах шестнадцатого века, что пресные воды, попадающие в моря, содержат соли в незначительном количестве. Им также была сделана первая попытка количественного определения солености путем выпаривания морской воды и взвешивания сухого остатка, но его выводы были ошибочными, потому что некоторые из составных частей морской соли являются летучими веществами. Бойль установил, что лучшим методом определения солености является просто определение удельного веса морской воды, из чего можно рассчитать количество присутствующей в ней соли. Поскольку распределение плотности в море имеет очень большое значение для океанографов, в настоящее время тот же расчет выполняется обычно в «обратном направлении»: по электропроводности морской воды в какой-либо пробе определяется ее соленость, а затем по ней и по исходной температуре пробы можно рассчитать плотность этой морской воды в точке отбора пробы.
В 1715 г. Эдмунд Галлей высказал мысль, что возраст океана, а, следовательно, и всей планеты можно оценивать по скорости переноса соли речной водой. Когда это предположение было, наконец, реализовано Джоном Джоли в 1899 г., был получен возраст около 90 миллионов лет. Вычисленная Джоли величина (общее количество вещества х в океане, деленное на количество х, ежегодно вносимое в океан реками) в настоящее время рассматривается как «время пребывания» компонента х, представляющее собой показатель относительной химической активности этого вещества в океане. Джоли получил почти правильную величину «времени пребывания» для натрия, но для таких более активных (в океанической среде) элементов, как алюминий, время пребывания сокращается до ста лет. Немногим менее двухсот лет тому назад Антуан Лоран Лавуазье сделал первый анализ химического состава морской воды, медленно испаряя ее, и путем фракционной кристаллизации получил ряд компонентов этого состава. Первым компонентом, выпадающим в осадок, является карбонат кальция (СаСОд), за ним следует гипс (CaSO4 • 2Н2О), обыкновенная соль (NaCl), глауберова соль (Na2SO4 • 10Н2О), английские соли (MgSO4 7Н,О) и, наконец, хлориды кальция (CaCL,) и магния (MgQ2). Лавуазье отметил, что при небольших изменениях условий проведения опытов возникают значительные искажения относительного количества различных кристаллизующихся солей. (В действительности путем выпаривания морской воды можно получить около пятидесяти четырех солей, двойных солей и гидратированных солей.) Чтобы получить воспроизводимый результат определения хотя бы общего весового содержания соли, надо перед выпариванием удалить из морской воды все органическое вещество, бромиды и йодиды преобразовать в хлориды, а карбонаты – в окислы (оксиды). Полученный при этом вес соли в граммах на килограмм морской воды представляет собой соленость -S%.

Оставить комментарий