Почему вода в море соленая?

Мировой океан покрывает почти ⅔ поверхности Земли. Соленая вода составляет 97,5% всех мировых запасов, а вот пресная - всего 2,5%. Современные технологии позволяют получить из соленой воды питьевую с относительно небольшими затратами, но все же неочищенная вода таковой не считается. Но сегодня мы не будем говорить о технологиях, а разберемся с тем, чем обусловлена концентрация соли в воде.

Почему океан соленый?

Все начинается с дождя. Вода с поверхности океана испаряется и поднимается вверх образуя там облака, состоящие из микрокапелек дистиллята, практически не содержащего растворенных частиц. Когда эти капли укрупняются и выпадают на землю дождем, они контактируют с атмосферой. Одним из основных компонентов воздуха является углекислый газ, который отлично растворяется в воде, образуя слабую угольную кислоту. Когда этот раствор падает на землю, он медленно вымывает разнообразные минеральные породы. Ионы растворяются в воде ручьев, которые впадают в реки, а они, в свою очередь, впадают в океан. Часть этих примесей поглощается морскими микроорганизмами или осаждается на дно в результате химических реакций, а часть накапливается в виде растворенных ионов в огромных объемах воды океанов.

Второй причиной являются жидкости, которые поступают из гидротермальных источников на океанском дне. Вода просачивается через разломы и трещины в морском дне и нагревается магмой, содержащейся в ядре Земли. Это нагревание приводит к тому, что из воды выделяются кальций, магний, растворенный кислород, но растворяются другие минералы: например, железо, цинк, медь и пр.

Реже соли образуются в воде благодаря извержениям подземных вулканов.

Какие соли есть в морской воде?

Если попробовать морскую воду на вкус, она будет отличаться от обычной воды, в литре которой растворили 35 граммов соли, не правда ли?

Хлорид натрия действительно составляет довольно весомую часть солености, но на самом деле вода содержит множество других наименований минеральных примесей. Ниже в таблице представлены ионы, которые составляют 99,9% массы морской соли.

Часть элементов является биогенными и сорбируется водорослями и живыми микроорганизмами, а часть просто находится в растворенном состоянии в морской воде. Концентрация соли в морской воде также влияет на стабильность тканей рыб и водорослей. Это обусловлено осмотическим эффектом, который вызывает перемещение воды из объема с большей концентрацией солей в объем с меньшей.

Сколько соли в литре морской воды?

Средняя соленость мирового океана составляет 35 ‰ (или 35 ПЕС), простыми словами это значит, что в литре воды растворено 35 граммов соли. Средняя соленость подразумевает под собой среднее арифметическое значение, полученное из множества проб воды из разнообразных точек на поверхности земного шара.

Как измеряется соленость воды?

Существует два метода измерения количества соли в воде:

• когда определяют сколько граммов соли в одном литре воды путем выпаривания (в данном случае единицы называют промилле и обозначают “‰”);
• когда измеряют электропроводность воды (кондуктометрия), в данном случае солесодержание определяется в ПЕС (практические единицы солености).

Понятно, что какие-то водоемы могут содержать больше растворенных солей, а какие-то меньше, это зависит от ряда параметров: осадков, впадающих рек, температуры. Океан можно представить, как стакан с водой - на него действуют те же процессы: растворение, разведение, диффузия и пр. Конечно в зависимости от объема воды они замедляются и сглаживаются, но в целом картина очень схожа.

Осадки

Количество дождя, которое выпадает вокруг бассейнов рек, впадающих в моря и океаны, а также на поверхность воды, играет, пожалуй, самую важную роль. Например, средняя соленость Атлантического океана составляет 35,4 ‰. В субтропической зоне, где очень мало осадков, она выше - 37,25%. А уже в его экваториальной части, где постоянно идут дожди, соленость ниже - всего 34‰.

Самое низкое солесодержание чаще всего наблюдается в устьях крупных рек, где оно может достигать 18‰, связано это с тем, что большие объемы пресной воды быстро смешиваются с соленой. В таких случаях соленость довольно быстро снижается при отдалении от берега.

Испарение

Сильная солнечная активность, которая приводит к усиленному испарению воды с океанической поверхности, является одной из причин повышения солености. Вероятно, этим можно объяснить тот факт, что в придонных океанических слоях соленость обычно ниже, чем на поверхности.

Температура

Этот фактор также играет немаловажную роль. Когда снижается температура воды, падает и растворимость большинства минералов, поэтому холодные течения являются менее солеными, чем теплые.

Важно, кстати, отметить, что растворимость основного компонента морской воды - хлорида натрия или поваренной соли зависит от температуры мало, возможно если бы базовым компонентом был какой-то другой минерал, колебания солевого состава воды сделали бы его менее населенным разнообразными живыми существами, которые могут функционировать в воде благодаря осмотическим процессам.

Ледники

Еще одним важным элементом, регулирующим соленость, является наличие льда. Поскольку температура замерзания солевых растворов понижается с увеличением их концентрации, то при формировании морского или океанического льда, происходит своеобразное концентрирование чистой воды, которая замерзает быстрее. Соответственно, жидкая вода становится более соленой. Когда лед тает, вода, опять разводится и становится менее концентрированной, то есть менее соленой. Это касается преимущественно северных морей. Если говорить о Северном Ледовитом океане, который является наименее соленым, то там все работает наоборот.

Уровень солености морей и океанов

Выше мы узнали, что средняя соленость вод мирового океана составляет 35 ‰, и от каких условий она зависит. А теперь рассмотрим более детально, где вода более соленая, а где менее.

Средняя соленость вод Атлантического океана составляет 35,4‰, максимальная соленость наблюдается в Средиземном море (39%), а в открытой части океана в субтропиках - до 37,2%. Минимальная соленость характерна для экваториальной зоны, где много рек и дождей.

Средняя соленость Индийского океана - 34,8‰, максимальная - 40-41‰ в Персидском заливе и Красном море; в Бенгальском заливе за счет опресняющего влияния стока Ганга, Брахмапутры и других полноводных рек соленость снижается (30-34‰).

Средняя соленость Тихого океана около 34,5%, максимальная - 35,5—35,6‰, снижается солесодержание в его восточной и северной частях.

Наименее соленым является Северный Ледовитый океан. Среднее содержание соли в нем всего 32 г/л. Причины низкой солености Северного Ледовитого океана в том, что за счет низкой температуры мало воды испаряется с его поверхности, а также он постоянно пополняется довольно большим речным стоком и талыми водами, которые постоянно уменьшают концентрацию соли разведением. В данном случае также интересен тот факт, что соленость воды с глубиной возрастает, а не снижается.

Рейтинг солености морей

Соленость морской воды может сильно отличаться от океанической. Если вспомнить нашу аналогию со стаканом, то все факторы, которые мы обсуждали выше, будут влиять на состав воды сильнее.

Испарение верхнего слоя воды из-за активного солнечного излучения и низкий речной сток, всегда говорят о том, что соленость будет выше. Например, Красное море, которое окружено пустыней и не имеет ни одного пресного источника, имеет самую высокую соленость (41 г/л). В Средиземном море наблюдается подобная ситуация: чем холоднее климат и больше впадающих рек, тем ниже соленость, чем теплее, тем она выше.

Обратная ситуация наблюдается в Балтийском море, средняя соленость вод которого всего 7‰, но ее разброс по разным участкам огромен. Например, у Датских проливов, которые связывают Балтийское море с Северным, она достигает 20‰, в центральной части она достигает 6-8‰, а уже в Финском и Ботническом заливе, где максимальный речной сток, она составляет всего 2-3‰. Важно отметить, что в данном случае соленость с глубиной также возрастает.

Ниже приведена таблица солености морей, которая позволяет сравнить все факторы и оценить их влияние на соленость воды.

Кратко хочется остановиться на морях, которые находятся рядом с Украиной: Черном и Азовском.

Средняя соленость воды в Черном море составляет 18‰, она характерна для поверхностного слоя воды. Нижний же слой воды насыщен сероводородом и имеет соленость около 22‰, там практически нет кислорода и не обитают никакие организмы, кроме серобактерий, которые, собственно, и генерируют этот сероводород.

Что касается Азовского моря, оно имеет один из самых низких показателей солености - в среднем 14‰, а еще 15 лет назад она вообще составляла 9,5‰. Низкая соленость воды в Азовском море обусловлена большим притоком пресной воды и слабым водообменом с Черным морем. Особенностью воды Азовского моря является то, что преобладающим ионным компонентом солености являются не ионы хлора и натрия, а кальций, сульфаты и карбонаты.