) или единицах PSU (Practical Salinity Units) практической шкалы солёности (Practical Salinity Scale).
| Элемент | Содержание, мг/л |
|---|---|
| Хлор | 19 500 |
| Натрий | 10 833 |
| Магний | 1 311 |
| Сера | 910 |
| Кальций | 412 |
| Калий | 390 |
| Бром | 65 |
| Углерод | 20 |
| Стронций | 13 |
| Бор | 4,5 |
| Фтор | 1,0 |
| Кремний | 0,5 |
| Рубидий | 0,2 |
| Азот | 0,1 |
Солёность в промилле - это количество твёрдых веществ в граммах, растворённое в 1 кг морской воды, при условии, что все галогены заменены эквивалентным количеством хлора , все карбонаты переведены в оксиды , органическое вещество сожжено.
В 1978 году введена и утверждена всем международными океанографическими организациями шкала практической солёности (Practical Salinity Scale 1978, PSS-78) , в которой измерение солёности основано на электропроводности (кондуктометрия), а не на выпаривании воды. В 1970-х годах широкое применение в морских исследованиях получили океанографические CTD-зонды, и с тех пор солёность воды измеряется в основном электрическим методом. Для поверки работы ячеек электропроводности, которые погружаются в воду, используют лабораторные солемеры. В свою очередь, для проверки солемеров используют стандартную морскую воду . Стандартная морская вода, рекомендованная международной организацией IAPSO для поверки солемеров, производится в Великобритании лабораторией Ocean Scientific International Limited (OSIL) из натуральной морской воды. При соблюдении всех стандартов измерения можно получить точность измерения солёности до 0,001 единицы PSU.
Шкала PSS-78 даёт числовые результаты, близкие к измерениям массовых долей, и различия заметны либо когда необходимы измерения с точностью выше 0,01 PSU , либо когда солевой состав не соответствует стандартному составу океанской воды.
Солёность океанических вод изменяется в зависимости от географической широты, от открытой части океана к берегам. В поверхностных водах океанов она понижена в области экватора, в полярных широтах.
| Наименование | Солёность, ‰ |
|---|---|
© Владимир Каланов,
"Знания-сила".
Океаническая среда, то есть морская вода – это не просто известное нам с самого рождения вещество, представляющее собой окись водорода Н 2 О. Морская вода – это раствор самых разнообразных веществ. В водах Мирового океана находятся в виде различных соединений практически все известные химические элементы.
Больше всего в морской воде растворено хлоридов (88,7 %), среди которых преобладает хлористый натрий, то есть обыкновенная поваренная соль NaCl. Значительно меньше содержится в морской воде сульфатов, то есть солей серной кислоты (10,8 %). На все другие вещества приходится лишь 0,5 % общего солевого состава морской воды.
После солей натрия на втором месте в морской воде стоят соли магния. Этот металл используется при изготовлении лёгких и прочных сплавов, необходимых в машиностроении, особенно в самолётостроении. В каждом кубометре морской воды содержится 1,3 килограмма магния. Технология его добычи из морской воды основана на переводе его растворимых солей в нерастворимые соединения и осаждении их известью. Себестоимость магния, получаемого непосредственно из морской воды, оказалась значительно ниже себестоимости этого металла, ранее добывавшегося из рудных материалов, в частности, доломитов.
Стоит отметить, что открытый в 1826 году французским химиком А. Баляром бром не содержится ни в одном минерале. Получить бром можно только из морской воды, где он содержится в относительно небольшом количестве – 65 граммов на кубический метр. Бром применяется в медицине как успокаивающее средство, а также в фотографии и нефтехимии.
Уже в конце XX века океан стал давать 90 % мирового производства брома и 60 % магния. Из морской воды в значительных количествах добывается натрий и хлор. А что касается пищевой (поваренной) соли, то человек издавна получал её из морской воды путём выпаривания. Морские соляные промыслы до сих пор действуют в тропических странах, где соль получают прямо на мелководных участках берега, отгораживая их дамбами от моря. Технология здесь не очень сложная. Концентрация поваренной соли в воде выше, чем остальных солей, и поэтому при выпаривании она первая выпадает в осадок. Осевшие на дне кристаллы извлекают из так называемого маточного раствора и промывают пресной водой, чтобы удалить остатки солей магния, которые придают соли горький вкус.
Более совершенная технология добычи соли из морской воды используется на многочисленных солеварнях Франции и Испании, которые в больших объёмах поставляют соль не только на европейский рынок. Например, один из новых способов получения соли состоит в том, что в бассейнах солеварен устанавливают специальные распылители морской воды. Вода, превращенная в пыль (суспензию), имеет огромную площадь испарения и из мельчайших капель она испаряется мгновенно, а на землю выпадает только соль.
Добыча поваренной соли из морской воды будет в дальнейшем возрастать, потому что залежи каменной соли, как и других полезных ископаемых, рано или поздно истощатся. В настоящее время в море добывается около четверти всей необходимой человечеству поваренной соли, остальное количество добывается в соляных копях.
Содержится в морской воде также йод. Но процесс получения йода непосредственно из воды был бы совершенно нерентабельным. Поэтому йод получают из высушенных бурых водорослей, растущих в океане.
Даже золото содержится в океанской воде, правда в ничтожных количествах – 0,00001 грамма на один кубометр. Известна попытка химиков Германии в 1930-х годах извлечь золото из вод Немецкого моря (так по-немецки часто называют Северное море). Однако наполнить хранилища рейхсбанка золотыми слитками не удалось: затраты на производство превысили бы стоимость самого золота.
Некоторые учёные предполагают, что в ближайшие несколько десятилетий может стать экономически целесообразным получение из моря тяжёлого водорода (дейтерия), и тогда человечество будет обеспечено энергией на миллионы лет вперёд... А вот уран из морской воды уже добывают в промышленных масштабах. С 1986 года на берегу внутреннего Японского моря работает первый в мире завод по извлечению урана из морской воды. Сложная и дорогостоящая технология рассчитана на получение 10 кг металла в год. Для получения такого количества урана требуется профильтровать и подвергнуть ионной обработке более 13 млн.тонн морской воды. Но настойчивые в труде японцы справляются с этой работой. К тому же им хорошо известно, что такое атомная энергия. -)
Показателем количества растворённых в воде химических веществ служит особая характеристика, которая называется солёностью. Солёность – это выраженная в граммах масса всех солей, содержащаяся в 1 кг морской воды . Солёность измеряется в тысячных долях, или промилле (‰). На поверхности открытого океана колебания солёности невелики: от 32 до 38‰. Средняя поверхностная солёность Мирового океана составляет около 35‰ (более точно – 34,73‰).
Воды Атлантического и Тихого океанов имеют солёность чуть выше среднего значения (34,87‰), а воды Индийского океана – чуть ниже (34,58‰). Здесь сказывается распресняющее действие антарктических льдов. Для сравнения укажем, что обычная солёность речных вод не превышает 0,15‰, что в 230 раз меньше, чем поверхностная солёность морской воды.
Наименее солёными в открытом океане являются воды приполярных районов обоих полушарий. Это объясняется таянием материковых льдов, особенно в Южном полушарии, и большим объёмам речных стоков в Северном полушарии.
К тропикам солёность увеличивается. Наибольшая концентрация солей наблюдается не на экваторе, а в полосах широт 3°-20° к югу и северу от экватора. Эти полосы иногда называют поясами солёности.
Тот факт, что в экваториальной зоне поверхностная солёность воды относительно низкая, объясняется тем, что экватор – это зона проливных тропических дождей, опресняющих воду. Нередко в районе экватора плотные облака закрывают океан от прямых солнечных лучей, что снижает в такие моменты испарение воды.
В окраинных и особенно во внутренних морях солёность отличается от океанской. Например, в Красном море поверхностная солёность воды достигает самых высоких в Мировом океане значений – до 42‰. Объясняется это просто: Красное море находится в зоне высокого испарения, причём с океаном оно сообщается через мелководный и неширокой Баб-эль-Мандебский пролив, а пресных вод с континента не получает, так как в это море не впадает ни одна река, а редкие дожди не в состоянии сколько-нибудь заметно распреснить воду.
Балтийское море, далеко вдающееся в пределы суши, сообщается с океаном через несколько мелких и узких проливов, находится в зоне умеренного климата и принимает воды множества крупных рек и небольших речек. Поэтому Балтика один из самых распресненных бассейнов Мирового океана. Поверхностная солёность центральной части Балтийского моря составляет всего 6-8 ‰, а на севере, в мелководном Ботническом заливе опускается даже до 2-3 ‰).
С увеличением глубины солёность меняется . Это объясняется движением подповерхностных вод, то есть гидрологическим режимом конкретного бассейна. Например, в экваториальных широтах Атлантического и Тихого океанов ниже глубины 100-150 м прослеживаются слои очень солёных вод (выше 36 ‰), которые образуются за счёт переноса глубинными противотечениями с западных окраин океанов более солёных тропических вод.
Солёность резко изменяется только до глубин порядка 1500 м. Ниже этого горизонта колебания солёности почти не наблюдается. На больших глубинах разных океанов показатели солёности сближаются. Сезонные изменения солёности на поверхности открытого океана незначительны, не более 1 ‰.
Аномалией солёности специалисты считают солёность воды в Красном море на глубине около 2000 м, которая достигает 300 ‰.
Основным методом определения солёности морской воды является метод титрования. Суть метода состоит в том, что к пробе воды добавляют некоторое количество азотнокислого серебра (AgNO 3), которое в соединении с хлористым натрием морской воды выпадает в осадок в виде хлористого серебра. Так как отношение количества хлористого натрия к другим растворённым в воде веществам постоянно, то, взвесив осаждённое хлористое серебро, можно довольно просто рассчитать солёность воды.
Имеются и другие способы определения солёности. Поскольку такие, например, показатели, как преломление света в воде, плотность и электропроводность воды зависят от её солёности, то, определив их, можно измерить солёность воды.
Взять пробы морской воды для определения её солёности или других показателей – совсем непростое дело. Для этого пользуются специальными пробоотборниками – батометрами, обеспечивающими взятие проб с разных глубин или из разных слоёв воды. Этот процесс требует от гидрологов много внимания и осторожности.
Итак, основными процессами, влияющими на солёность воды, являются скорость испарения воды, интенсивность перемешивания более солёных вод с менее солёными, а также частота и интенсивность осадков. Эти процессы определяются климатическими условиями того или иного района Мирового океана.
Кроме этих процессов на солёность морской воды влияют близость тающих ледников и объёмы пресной воды, приносимой реками.
В целом процентное соотношение различных солей в морской воде во всех районах океана почти всегда остаётся одинаковым. Однако в отдельных местах на химический состав морской воды заметное влияние оказывают морские организмы. Они используют для своего питания и развития многие растворённые в море вещества, хотя и в различных количествах. Некоторые вещества, как например, фосфаты и азотистые соединения, потребляются особенно в больших объёмах. В районах, где морских организмов много, содержание этих веществ в воде несколько уменьшается. Заметное влияние на химические процессы, происходящие в морской воде, оказывают мельчайшие организмы, входящие в состав планктона. Они дрейфуют по поверхности моря или в приповерхностных слоях воды и, отмирая, медленно и непрерывно падают на дно океана.
Солёность Мирового океана. Карта текущего мониторинга
(увеличить)
.
Каково же общее содержание солей в Мировом океане? Теперь ответить на этот вопрос совсем не сложно. Если исходить из того, что общее количество воды в Мировом океане равно 1370 млн.кубических километров, а средняя концентрация солей в морской воде равна 35‰, то есть 35 г в одном литре, то получается, что в одном кубокилометре содержится примерно 35 тысяч тонн соли. Тогда количество соли в Мировом океане выразится астрономической цифрой 4,8*10 16 тонн (то есть 48 квадриллионов тонн).
Это означает, что даже активное извлечение солей для бытовых и промышленных нужд не сможет изменить состав морской воды. В этом отношении океан без преувеличения можно считать неисчерпаемым.
Многие годы в науке господствовала гипотеза о том, что соль в море принесли реки. Но эта гипотеза, на первый взгляд вполне убедительная, оказалась научно несостоятельной. Установлено, что каждую секунду реки нашей планеты выносят в океан около миллиона тонн воды, а годовой их сток равен 37 тысячам кубических километров. Для полного обновления воды в Мировом океане требуется 37 тысяч лет – примерно за такое время можно речным стоком заполнить океан. И если принять, что в геологической истории Земли таких периодов было не менее ста тысяч, а содержание солей в речной воде в среднем приближении составляет около 1 грамма на литр, то получится, что за всю геологическую историю Земли в океан реками было вынесено около 1,4*10 20 тонн солей. А по подсчёту учёных, который мы только что привели, в Мировом океане растворено 4,8*10 16 тонн соли, то есть в 3 тысячи раз меньше. Но дело не только в этом. Химический состав солей, растворённых в речной воде, резко отличается от состава морской соли. Если в морской воде абсолютно преобладают соединения натрия и магния с хлором (89 % сухого остатка после выпаривания воды и лишь 0,3 % составляет углекислый кальций), то в речной воде углекислый кальций занимает первое место – свыше 60 % сухого остатка, а хлориды натрия и магния вместе – лишь 5,2 процента.
У учёных осталось одно предположение: океан стал солёным в процессе своего рождения. Самые древние животные не могли существовать в слабосолёных, а тем более в пресных бассейнах. Значит, состав морской воды не менялся с момента его возникновения. Но куда подевались карбонаты, приходящие в океан вместе с речными стоками в течение сотен миллионов лет? Единственно правильный ответ на этот вопрос дал основоположник биогеохимии, великий русский учёный академик В.И. Вернадский. Он утверждал, что почти весь углекислый кальций, а также соли кремния, приносимые реками в океан, сразу же извлекаются из раствора теми морскими растениями и животными, которым эти минералы нужны для их скелетов, панцирей и раковин. По мере отмирания этих живых организмов содержащийся в них углекислый кальций (CaCO 3) и соли кремния отлагаются на морском дне в виде осадков органического происхождения. Так живые организмы на протяжении всего времени существования Мирового океана поддерживают неизменным состав его солей.
А теперь несколько слов ещё об одном минерале, содержащемся в морской воде. Мы потратили так много слов для восхваления океана за то, что в его водах содержится много разных солей и других веществ, в том числе таких как дейтерий, уран и даже золото. Но мы не упомянули о главном и основном минерале, который находится в Мировом океане – о простой воде Н 2 О . Без этого «минерала» на Земле не было бы вообще ничего: ни океанов, ни морей, ни нас с вами. Об основных физических свойствах воды у нас уже была возможность поговорить. Поэтому здесь мы ограничимся лишь некоторыми замечаниями.
За всю историю науки люди не разгадали всех тайн этого достаточно простого химического вещества, молекула которого состоит из трёх атомов: двух атомов водорода и одного атома кислорода. К слову сказать, современная наука утверждает, что атомы водорода составляют 93 % всех атомов Вселенной.
А среди загадок и тайн воды остаются, например, такие: почему замёрзшие водяные пары превращаются в снежинки, форма которых является удивительно правильной геометрической фигурой, напоминающей великолепные узоры. А рисунки на оконных стёклах в морозные дни? Вместо аморфного снега и льда мы видим кристаллики льда, которые выстроились таким удивительным образом, что выглядят как листья и ветви каких-то сказочных деревьев.
Или вот ещё. Два газообразных вещества – кислород и водород, соединившись вместе, превратились в жидкость. Многие же другие вещества, в том числе твёрдые, соединившись с водородом, становятся, как и водород, газообразными, например, сероводород Н 2 S, селеноводород (H 2 Se), или соединение с теллуром (H 2 Te).
Известно, что вода хорошо растворяет многие вещества. Говорят, что она растворяет, хотя и в исчезающее малой степени, даже стекло стакана, в который мы её налили.
Однако самое важное, что нужно сказать о воде, это то, что вода стала колыбелью жизни. Вода, изначально растворив в себе десятки химических соединений, то есть став морской водой, превратилась в уникальный по разнообразию компонентов раствор, который в итоге оказался благоприятной средой для зарождения и поддержания органической жизни.
В первой главе этого нашего рассказа мы уже отметили, что является почти общепризнанной. Гипотеза теперь превратилась в теорию происхождения жизни, каждое положение которой, по мнению авторов этой теории, опирается на фактические данные космогонии, астрономии, исторической геологии, минералогии, энергетики, физики, химии, в том числе биологической химии и других наук.
Первым мнение о том, что жизнь зародилась в океане, высказал в 1893 году немецкий естествоиспытатель Г. Бунге. Он понял, что удивительное сходство между кровью и морской водой по составу растворённых в них солей не является случайным. Позднее теорию океанического происхождения минерального состава крови детально разработал английский физиолог Мак-Келлюм, который подтвердил правильность этого предположения результатами многочисленных анализов крови различных животных, начиная с беспозвоночных моллюсков и кончая млекопитающими.
Оказалось, что не только кровь, но и вся внутренняя среда нашего организма демонстрирует следы, сохранившиеся от длительного пребывания наших далёких предков в морской воде.
В настоящее время у мировой науки нет никаких сомнений по поводу океанического происхождения жизни на Земле.
© Владимир
Каланов,
"Знания-сила"
Семьдесят процентов поверхности нашей планеты покрыты водой - большая часть ее приходится на океаны. Воды Мирового океана неоднородны по своему составу и имеют горьковато-соленый привкус. Не каждый родитель может ответить на вопрос ребенка: «Почему у морской воды такой вкус?» Что же определяет количество соли? Существуют разные точки зрения на этот счет.
Вконтакте
В разные времена года в разных частях гидросферы соленость неодинакова. На ее изменение влияют несколько факторов:
В то время как вода с поверхности океана испаряется, соль не выветривается и остается
. Ее концентрация увеличивается. Подобный эффект - у процесса замерзания. В ледниках содержится наибольший запас пресной воды на планете. Соленость Мирового океана во время их образования увеличивается.
Противоположным действием характеризуется таяние ледников, при котором содержание солей уменьшается. Источником соли также являются реки, впадающие в океан и атмосферные осадки. Чем ко дну ближе, тем меньше соленость. Холодные течения уменьшают соленость, теплые - увеличивают.
Как утверждают специалисты, концентрация соли в морях зависит от их расположения
. Ближе к северным районам концентрация увеличивается, к югу - понижается. Однако в океанах концентрат соли всегда больше, чем в морях, и расположение не оказывает на это никакого влияния. Этот факт ничем не объясняется.
Соленость обуславливается наличием в ней магния и натрия . Одним из вариантов объяснения различной концентрации считают наличие определенных участков суши обогащенных залежами таких компонентов. Однако, такое пояснение не сильно правдоподобно, если брать во внимание морские течения. Благодаря им со временем уровень соли должен по всему объему стабилизироваться.
Соленость океана зависит от географической широты, близости рек, климатических особенностей объектов
и т. д. Среднее ее значение согласно измерению равно 35 промилле.
Возле Антарктики и Арктики в холодных районах концентрация меньше, но зимой, во время образования льда, количество соли увеличивается. Поэтому вода в Северном Ледовитом океане наименее соленая, а в Индийском - концентрация соли самая большая.
В Атлантическом и Тихом океанах приблизительно одинаковая концентрация соли, которая понижается в экваториальной зоне и, наоборот, повышается в тропических и субтропических районах. Некоторые холодные и теплые течения друг друга уравновешивают. Например, соленое течение Лабрадор и несоленое Гольфстрим.
Интересно знать: Сколько существует на Земле?
Есть разные точки зрения, раскрывающие суть наличия в океане соли . Ученые считают, что причиной является способность водных масс разрушать горную породу, выщелачивая из нее легкорастворимые элементы. Процесс этот протекает постоянно. Соль насыщает моря и придает горьковатый вкус.
Однако по этому вопросу имеются и диаметрально противоположное мнение:
Вулканическая деятельность со временем уменьшилась, и атмосфера очистилась от паров. Кислотные дожди выпадали все меньше, и приблизительно 500 лет назад состав океанской водной поверхности стабилизировался и стал таким, каким мы его сегодня знаем. Карбонаты же, которые попадают с речной водой в океан, для морских организмов являются прекрасным строительным материалом.
На нашей планете около 80 морей. Конечно, Мертвое море заняло бы первую ступень в рейтинге, так как его воды знамениты соленостью. Мёртвое море - это один из самых солёных водоёмов на Земле, солёность составляет 300-310 ‰, в некоторые годы до 350 ‰. Но ученые называют этот водоем озером.
Красное море находится между берегами Африки и Азии. Красное море кроме солености и теплоты может похвастаться своей прозрачностью. Многие туристы обожают отдыхать именно на его берегу.
2. Средиземное море имеет соленость в 39.5‰.
Средиземное море омывает берега Европы и Африки. Кроме солености оно может похвастаться и своими теплыми водами – летом они прогреваются до 25 градусов выше нуля.
3. Эгейское море с соленостью в 38.5‰.
Воды этого моря с большой концентрацией натрия могут вызвать раздражение кожи. Поэтому после купания лучше принять пресный душ. Летом вода прогревается до 24 градусов по Цельсию. Его воды омывают берег Балканского полуострова, Малой Азии и острова Крит.
4 . Ионическое море с соленостью 38 ‰.
Это самое плотное и соленое греческое море. Его воды позволяют плохо плавающим людям отточить это умение, так как высокая плотность поможет держать тело на плаву. Площадь Ионического моря - 169 тысяч квадратных километров. Омывает берега Южной Италии, Албании и Греции.
5 . Японское море, соленость которого 35‰
Находится море между континентом Евразия и Японскими островами. Также его воды омывают остров Сахалин. Температура воды зависит от географического положения: на севере – 0 -+12 градусов, на юге – 17-26 градусов. Площадь Японского моря более 1 миллиона квадратных километров.
6. Баренцево море с соленостью 34,7-35 ‰
Этоокраинное море Северного Ледовитого океана. Оно омывает берега России и Норвегии.
7. Море Лаптевых с соленостью в 34‰.
Площадь — 662 тысячи квадратных километров. Находится оно между Новосибирскими островами и Северной Землей. Среднегодовая температура воды – 0 градусов по Цельсию.
8. Чукотское море с соленостью в 33‰.
Зимой соленость этого моря повышается до 33‰, в летний же период соленость чуть понижается. Чукотское море имеет площадь 589.6 тысяч км². Средняя температура летом – 12 градусов тепла, а зимой - почти 2 градуса по Цельсию.
9. Белое море тоже отличается высокой соленостью. В поверхностных слоях показатель остановился на уровне 26 процентов, но на глубине он увеличивается до 31 процента.
10. Море Лаптевых. У поверхности фиксируется соленость на уровне 28 процентов
Море обладает суровым климатом с температурой ниже 0 °C в течение более чем девяти месяцев в году, скудной флорой и фауной, а также низкой численностью населения на побережье. Большую часть времени, за исключением августа и сентября, оно находится подо льдом. Солёность морской воды у поверхности в северо-западной части моря зимой составляет 34 ‰ (промилле), в южной части - до 20-25 ‰, летом уменьшаясь до 30-32 ‰ и 5-10 ‰ соответственно. Сильное влияние на солёность поверхностных вод оказывают таяние льда и сток сибирских рек.
В водах Мирового океана растворено огромное количество химических элементов. Их достаточно, чтобы покрыть всю поверхность суши нашей планеты слоем в 240 м. Морская вода по массе состоит на 95 % из чистой воды и более 4 % из растворенных в ней солей, газов и взвешенных частиц. Поэтому морская вода отличается от воды пресных водоемов рядом особенностей: горько-соленым вкусом, удельным весом, прозрачностью, цветом, более агрессивным воздействием на строительные материалы.
Все это объясняется содержанием в морской воде значительного количества растворенных твердых веществ и газов, а также взвешенных частиц органического и неорганического происхождения.
Количество растворенных твердых минеральных веществ (солей), выраженное в граммах на килограмм (литр) морской воды называется ее соленостью.
Средняя соленость Мирового океана равна 35 ‰. В отдельных районах Мирового океана соленость может в широких пределах отклоняться от средней величины в зависимости от гидрологических и климатических условий.
В морской воде растворено много различных веществ, но представлены они неодинаково. Одни вещества содержатся в ней в сравнительно больших количествах (в граммах на 1 кг (литр) воды), другие - в количествах, исчисляемых лишь тысячными долями грамма на тонну воды. Эти вещества - микроэлементы, распространенные в морской воде.
Впервые состав морской воды был определен Дитмаром на основании исследования 77 проб, собранных в различных пунктах Мирового океана. Вся масса океанической воды представляет собой жидкое "рудное тело". В ней содержатся практически все элементы таблицы Менделеева.
Теоретически в морской воде находятся все известные химические элементы, но весовое их содержание различно. Выделяют две группы элементов, содержащихся в морской воде. К первой группе относятся 11 основных элементов, которые, собственно, и определяют свойства морской воды, главнейшие из них мы уже называли; ко второй группе относятся все остальные элементы - их часто называют микроэлементами, общее содержание которых не превышает 3 мг/кг. Так, например, в 1 кг морской воды содержится 3х10-7 г серебра, 5х10-7 золота, а такие элементы, как кобальт, никель, олово, обнаруживают только в крови морских животных, улавливающих их из воды.
Основные элементы находятся в морской воде обычно в виде соединений (солей), главными из которых являются:
1) хлориды (NaCl и MgCl), составляющие 88,7 % от веса всех растворенных в морской воде твердых веществ;
2) сульфаты (MgSO4, СаБ04,К2804), составляющие
3) карбонаты (CaCO3) - составляющие 0,3 %.
Изменение солености поверхностных вод Мирового океана по широтам. Соленость на поверхности океана в открытых его частях зависит главным образом от соотношения между количеством осадков и величиной испарения. Чем больше разность температуры воды и воздуха, скорости ветра, тем больше величина испарения.
Выпадение осадков уменьшает поверхностную соленость. Кроме того, существенное влияние на изменение солености оказывает перемешивание вод океанов и морей. В полярных областях соленость изменяется при таянии, образования льда. Вблизи устьев рек соленость зависит от стока пресной воды.
Все перечисленные факторы позволяют судить об изменении солености по широтам.
Колебания солености по широтам имеют примерно одинаковый характер для всех океанов. Соленость увеличивается в направлении от полюсов к тропикам, достигает максимального значения около 20-25 северных и южных широт и снова уменьшается на экваторе. Такая закономерность связана с режимом осадков и испарения.
В полосе пассатной циркуляции большую часть года сохраняется ясная, солнечная погода без осадков, постоянно дующие сильные ветры при достаточно высокой температуре воздуха, что вызывает интенсивное испарение, достигающее 3 м в год, в результате чего соленость поверхностных вод в тропических широтах океанов постоянно самая высокая.
В экваториальной зоне, где ветры очень редки, несмотря на высокую температуру воздуха, а выпадающие осадки обильны, наблюдается некоторое понижение солености.
В умеренной полосе осадки преобладают над испарением и соленость в связи с этим понижается.
Равномерное изменение поверхностной солености нарушается благодаря наличию океанических и прибрежных течений, а также в результате выноса пресных вод крупными реками (Конго, Амазонка, Миссисипи, Брахмапутра, Меконг, Хуанхэ, Тигр, Евфрат и др.).
Область самой высокой солености Мирового океана (S = 37,9 %), не считая некоторых морей, лежит к западу от Азорских островов. Соленость морей тем больше отличается от солености океана, чем меньше моря сообщаются с океаном, и зависит от их географического положения. Соленость вод большую, чем воды океана, имеют моря: Средиземное - на западе 37-38 %, на востоке 38-39 %; Красное - на юге 37 %, на севере 41 %; Персидский залив - на севере 40 %, в восточной части 41 %. Соленость на поверхности морей Евразии колеблется в широких пределах. В Азовском море в средней его части составляет 10-12 % , а у берегов 9,5 %; в Черном море - в средней части 18,5 %, а в северо-западной части 17 %; в Балтийском море при восточных ветрах 10 %, при западных и юго-западных 20-22 %, а в Финском заливе, в отдельные дождливые годы, при восточных ветрах соленость уменьшается до 2-3 % . Соленость полярных морей в удаленных от берега районах составляет 29-35 % и может несколько изменяться в зависимости от притока вод из других областей океана.
Бессточные моря (Каспийское и Аральское) имеют соответственно среднюю соленость 12,8 % и 10 %.
Изменение солености по глубине. По глубине заметные колебания солености происходят лишь до 1500 м, а ниже этого горизонта соленость меняется незначительно. В ряде мест величина солености стабилизируется начиная с меньшей глубины.
В приполярных областях при таянии льда соленость с глубиной повышается, а при образовании льда - понижается.
В умеренных широтах соленость мало изменяется с глубиной.
В субтропической зоне соленость быстро убывает до глубины 1000-1500 м.
В тропической зоне соленость нарастает до глубины 100 м, затем убывает до глубины 500 м, после чего незначительно увеличивается до глубины 1500 м и ниже остается неизменной.
На распределение солености по глубине так же, как и на поверхности, влияют горизонтальные перемещения и вертикальная циркуляция водных масс.
Распределение солености на поверхности Мирового океана на картах показано при помощи линий, называемых изогалины - т. е. линии равной солености.
В различные периоды года соленость тоже имеет свои колебания. Для анализа изменения солености во времени строится график - галиноизоплет, на котором по вертикальной оси выписывается величина солености, а по горизонтали - время наблюдения. Горизонтальное распределение солей на различных глубинах существенно отличается от распределения ее по поверхности. Это объясняется рядом причин. Одна из них состоит в том, что распределение воды в океане по слоям определяется ее плотностью, а так как температура воды с глубиной обычно понижается, то для устойчивого равновесия не требуется повышения солености по мере увеличения глубины. Соленость с глубиной может понижаться (анагалинность), возрастать (катагалинность) или оставаться неизменной (гомогалинность).
Так, например, в высоких широтах обильные осадки распресняют поверхностную воду, делают ее менее плотной, что вызывает большую устойчивость вод и препятствует перемешиванию. Поэтому в районах минимальной поверхностной солености не обязательно ожидать аналогичного положения солености на глубине. Большую роль в нарушении согласованности в горизонтальном распределении солености на поверхности и на глубинах играют глубинные течения. Так, в горизонте 75-150 м у экватора в Тихом и Атлантическом океанах уже не прослеживается вторичный минимум солености, свойственный поверхностным горизонтам. Здесь поверхностные воды подстилаются горизонтом высокосоленой воды (36 %о), глубинными экваториальными противотечениями Кромвела и Ломоносова.
Происхождение солей в Мировом океане. На вопрос о происхождении солей в Мировом океане ученые еще не дали определенного ответа. До недавнего времени имелись два предположения на этот счет. Согласно первому вода Мирового океана была соленой со времени его возникновения. Согласно второму океан осолонялся постепенно, вследствие выноса солей в океан реками и благодаря вулканической деятельности.
В подтверждение правильности первого предположения приводятся анализы состава древнейших отложений калийной соли, образовавшихся в отдаленные эры существования Земли. Эти отложения возникли вследствие усыхания морских бассейнов с соленой водой. Остатки древних морских организмов, сохранившихся в упомянутых отложениях, дают основания предполагать, что они существовали в соленых водах. К тому же вода является прекрасным растворителем, и невозможно предполагать, что воды первичного океана были пресными.
Очевидной является правильность второго предположения об изменчивости солености и солевого состава под влиянием речного стока и процессов дегазации Мантии Земли. И особенно справедливо это утверждение для периода, предшествовавшего появлению биологического регулятора солевого состава.
В последние годы выдвинута еще одна гипотеза по поводу про-исхождения солености Мирового океана, являющаяся как бы синтезом различных сторон рассмотренных только что предположений. Согласно этой гипотезе:
1. Воды первичного океана были солеными с момента его возникновения, но их соленость и солевой состав, безусловно, были иными, чем теперь.
2. Соленость Мирового океана и состав его солей по своему генезису являются результатом сложных и длительных процессов, связанных с историей развития Земли. Роль одного только речного стока хотя и может объяснить накопление всей массы солей по количеству, но недостаточна для объяснения существующего ныне состава. Поступление главнейших катионов в воды океана действительно обязано процессам выветривания горных пород и речному стоку, большинство же их, наверное, поступило из недр земных.
3. Соленость менялась в течение всего периода существования Мирового океана, как в сторону ее повышения, так и в сторону понижения, а не односторонне, как это следует согласно второму предположению. К концу палеозоя, судя по составу солей существующих тогда морей и впоследствии высохших, химический состав океана был уже близок к современному.
4. Соленость и состав воды меняются и в настоящее время, но этот процесс настолько медленный, что из-за недостаточной чувствительности методов химического анализа люди не могут заметить эти изменения. Смена геологических периодов, резко отличающихся характером горообразовательной, вулканической деятельности, а также климатическими условиями, появление жизни в океане - вехи, знаменующие направленность процесса изменчивости солевого состава и солености Мирового океана.
