Сегодня попытаемся поразмышлять и ответить на, казалось бы, детский вопрос. А действительно, почему вода в реках и озёрах пресная, а в морях и океанах – солёная?
Дождь, выпадающий на сушу, смывает реки отложения, содержащие соли и другие минералы, которые растворяются в речной воде. Река в конечном итоге впадает в море (речная вода не на 100% пресная – она содержит некоторое количество растворенных солей). Подводные извержения вулканов также добавляют соли и минералы в океаны. Транспортировка солей и минералов по воде с суши в море – это путешествие в один конец. Это происходит потому, что, когда вода испаряется из океанов (образуя дождевые облака), испаряются только молекулы воды, оставляя соли и минералы.
За миллиарды лет океаны достигли концентрации растворенных солей (морская вода содержит около 3,5% соли или 35 промилле) и минералов, которые мы наблюдаем сегодня. Почти все природные минералы растворены в морской воде, включая натрий, кальций, магний, калий, фосфор, железо, медь и цинк. Есть даже золото (и да, люди уже рассматривали возможность добычи золота из морской воды, хотя стоимость добычи превышает стоимость любого золота, полученного методами, опробованными до сих пор). Но почему именно 3,5% соли, а не 1% или 10%?
Соленость океана уравновешивается притоком минералов и солей из рек и вулканов, а также тем, что удаляется морскими животными, химическими процессами и образованием отложений эвапоритов. Морская жизнь извлекает из океана растворенные элементы, необходимые для создания раковин и тканей тела (углерод, кремний, кальций, натрий, калий, магний и другие питательные вещества). Когда морской организм умирает или съедается, его тело попадает в отложения на морском дне, где минералы утилизируются и удаляются из океана.
Натрий и хлор не так полезны для биоты, как другие элементы, поэтому они остаются в океане, чтобы медленно накапливаться. Ионы биологически полезных элементов, таких как кальций, имеют относительно короткое время присутствия – около 1 миллиона лет. Железо очень полезно с биологической точки зрения, и его срок пребывания в океане составляет всего около 200 лет. Фактически, железо настолько полезно, что, когда оно расходуется в каком–либо месте океана, его отсутствие ограничивает рост растений и животных – железо является ограничивающим питательным веществом в океане.
Ионы натрия и хлора имеют длительное время пребывания около 100 миллионов лет. Основным способом извлечения соли (хлорида натрия) из океана является образование отложений эвапоритов, возникающих, когда лагуны, а иногда и более крупные водоемы отсекаются от моря и высыхают, оставляя соли на мелководье. Океан мог быть более соленым в геологическом прошлом, чем в настоящее время, из-за толстых пластов эвапоритов, отложившихся во время мезозоя, которые обычно связаны с нефтяными месторождениями.
Соленость океана сегодня – это показатель равновесия, достигнутый за счет баланса между конкурирующими процессами в течение геологического времени. Не существует естественного закона, определяющего, какой должна быть соленость океана. Океан содержит в среднем 3,5% растворенных солей, потому что сегодня есть именно это цифра. Не больше, не меньше.
- Изображения из открытого доступа (CC BY). Текст распространяется по лицензии CC Attribution (CC BY). Кому надо, пользуйтесь на здоровье, но не забывайте делать на нас ссылку!
- Не забудьте подписаться на «Аква-Космос» теперь и в Telegram. Там мы иногда пишем и даем картинки того, о чём нельзя писать и чего нельзя показывать здесь, на Дзене.