Океан. Состав океанской воды

Происхождение и состав океанской воды отличаются от воды других водных объектов рядом характерных особенностей, связанных с размером океана и условиями его водообмена с атмосферой и сушей [1, с.328].

Характерные особенности:

– чрезвычайно обширный качественный состав океанической воды. Глубочайшая впадина Мирового океана (средняя глубина 3800 м, наибольшая 11022 м), собирая различные по составу воды со всей земной поверхности и дренируя горизонты подземных вод, аккумулирует все известные в природе химические элементы;

– содержание в океанической воде колоссального количества солей. Характер водообмена океана с сушей способствует их накоплению, так как минерализация испаряющейся с поверхности воды значительно меньше минерализации воды материкового стока. В результате в океане накопилось количество солей, оцениваемое в 56×10¹⁵ т;

– весьма постоянный во времени и однородный в разных частях океана и по глубинам основной состав океанической воды. Огромная водная масса океана (1370 млн. км³), во много раз превышающая объем материкового стока
(35,5 тыс. км³), создает инертность изменения солевой массы океана во времени. Наличие же постоянного водообмена между отдельными частями океана, осуществляемого сложной системой горизонтальных и вертикальных перемещений водных масс, создает хорошее перемешивание и способствует однородности состава воды.

Постоянство состава океанской воды нарушается лишь под влиянием материкового стока в приустьевых участках при значительном опреснении и во внутренних морях при понижении солености и затрудненном водообмене с океаном.

Происхождение солевой массы океана тесно связано с эволюцией поверхности планеты и ее атмосферы. Анионный состав океанской воды своим происхождением связан главным образом с веществами, выделявшимися из недр Земли (при дегазации мантии), в то время как катионный состав в основном – с процессом химического выщелачивания водой изверженных пород.

Важнейшим этапом в формировании химического состава океана было наступление на Земле окислительной атмосферы, т.е. устойчивого присутствия в ней кислорода. В океане появились кислородсодержащие ионы: сульфатные, нитратные, нитритные и др. Дальнейшее развитие химического состава океана шло путем накопления в нем растворимых продуктов, образуемых при химическом выветривании алюмосиликатов и поступающих из недр земли. Из главных ионов, как наиболее устойчивых, в растворе накапливались хлоридные, сульфатные ионы и ионы натрия, магния и калия (табл. 7). Как видно из табл.7, в океанской воде содержится наибольшее количество хлоридных ионов и ионов натрия. Эти два иона составляют 83,6 весовых процента (от суммы веса всех ионов). Следовательно, океанская вода имеет хлоридно-натриевый характер.

Перечисленные в табл. 7 одиннадцать ионов в сумме составляют 99,98 % всех растворенных в океане веществ. Однако в концентрациях, присущих океанской воде, некоторые из главных ионов содержатся в комплексах.

На долю остальных веществ, присутствующих в морской воде, приходится всего лишь 0,02 масс. %. Это элементы, из которых составлены живые организмы, – биогенные (C, H, N, P, Si, Fe, Mn и др.); элементы, входящие в состав растворенных газов (кислород, азот, углекислый газ, аргон, сероводород, углеводороды и благородные газы); микроэлементы, концентрация которых не превышает 1×10^-6 % и, наконец, элементы органического вещества.

Если бы мы хотели рассмотреть все присутствующие в морской воде элементы, то пришлось бы перечислить 70 из 109 элементов, концентрация которых чрезвычайно незначительна, но общая масса достигает внушительных размеров. Вот только один пример: в 1 л морской воды содержится 4×10^-6 мг золота, а в 1 км³ – 4 кг. Для приближенного расчета умножьте это число на 1,5 млрд (объем гидросферы), а потом разделите на 5 млрд. (население Земли) и вы увидите, что в Мировом океане на каждого жителя планеты запасено по 12 кг золота. Вот что такое микроэлементы.

Таблица 7

Состав главных ионов океанской воды, по С.В. Бруевичу

* Концентрация ионов НСО₃^- и СО₃^2- выражена в НСО₃^-; S,% – соленость океанской воды.

В настоящее время состав главных ионов океанской воды более или менее стабильный: между приходом и расходом солей в океане существует динамическое равновесие, которое зависит от взаимодействия океана с рядом внешних факторов (материк, недра Земли, атмосфера), а также от ряда процессов, происходящих в самом океане.

Баланс океана по ионному составу воды может быть представлен приходной и расходной частью. В чем сущность расходной части Происходит…

[1] растворение осадков на глубинах и дне океана;

[2] десорбция из взвесей; ветровой внос; дегазация мантии на дне океана;

[3] выпадение в осадок; отделения морей и отдельных заливов; пропитывание морской водой илов и пород дна;

[4] ветровой вынос с брызгами воды и испарение с водной поверхности; процесс адсорбции взвесями и осадками.