تركيب مياه البحر وملوحتها
مياه البحر هي محلول مخفف لكل عنصر طبيعي تقريبًا، ومع ذلك، فإن أيوناتها الرئيسية الستة توجد بنسب ثابتة تقريبًا في كل مكان، لذا فإن رقمًا واحدًا – الملوحة – يعبر عن ملوحتها الإجمالية.
Definition
الملوحة هي مقياس لإجمالي محتوى الأملاح الذائبة في مياه البحر، بينما يشير تركيب مياه البحر إلى هويات ونسب الأيونات والعناصر الذائبة التي تحتويها.
Scope
يغطي هذا الموضوع الأيونات الرئيسية التي تشكل معظم الكتلة الذائبة في مياه البحر، والعناصر الثانوية والعناصر النزرة الموجودة بتركيزات أقل بكثير، ومبدأ التركيب الثابت، وتعريف الملوحة وقياسها، والمدخلات والمخرجات التي توازن الميزانية الكيميائية للمحيط على مدى الزمن الجيولوجي.
Core questions
- ما هي الأيونات الذائبة التي تهيمن على كتلة مياه البحر، ولماذا تبقى نسبها ثابتة تقريبًا؟
- كيف تُعرّف الملوحة وتُقاس، من المعايرة الكيميائية إلى التوصيلية؟
- ما هي المصادر التي تضيف المواد الذائبة إلى المحيط، وما هي العمليات التي تزيلها؟
- لماذا تختلف العناصر النزرة في توزيعها أكثر بكثير من الأيونات الرئيسية؟
Key theories
- مبدأ النسب الثابتة
- تكون نسب الأيونات الرئيسية لبعضها البعض موحدة بشكل أساسي في جميع أنحاء المحيط المفتوح، لذا فإن قياس أحدها (أو الملوحة الإجمالية) يحدد البقية، وهي نتيجة أُثبتت من تحليلات عصر تشالنجر.
- وقت الإقامة والتوازن الكيميائي
- يعكس تركيز كل عنصر توازنًا بين المدخلات النهرية والجوية والحرارية المائية والإزالة إلى الرواسب، حيث تتجدد العناصر التفاعلية بسرعة وتستمر الأيونات المحافظة لملايين السنين.
Mechanisms
يُغذي تجوية الصخور القارية والتبادل الحراري المائي عند مرتفعات منتصف المحيط الأيونات الذائبة إلى البحر؛ تتراكم الأيونات الرئيسية المحافظة وتختلط بشكل موحد، بينما تُنتزع العناصر النزرة التفاعلية على الجسيمات أو تمتصها الكائنات الحية وتُصدر إلى الرواسب، مما يمنح كل عنصر وقت إقامة وتوزيعًا مميزين.
Clinical relevance
تُعد الملوحة مؤشرًا أساسيًا لدوران المحيطات، ودورة المياه، وتغير المناخ، وتُشكل المعرفة الدقيقة لتركيب مياه البحر أساس معايرة كل قياس للملوحة والكثافة يتم إجراؤه في البحر.
History
اقترح مارسي ثبات تركيب مياه البحر عام 1819؛ وأكده ديتار من خلال تحليل دقيق لسبع وسبعين عينة من بعثة تشالنجر عام 1884، وقد وحدت جداول كنودسن للملوحة وطريقة المعايرة قياس الملوحة حتى حلت محلها المقاييس القائمة على التوصيلية في أواخر القرن العشرين.
Key figures
- Alexander Marcet
- William Dittmar
- Martin Knudsen
Related topics
Seminal works
- pilson2013
- millero2013
Frequently asked questions
- ما هي الأيونات الرئيسية في مياه البحر؟
- بالكتلة، الأيونات الذائبة السائدة هي الكلوريد والصوديوم، يليهما الكبريتات والمغنيسيوم والكالسيوم والبوتاسيوم، والتي تشكل معًا الغالبية العظمى من الملح في مياه البحر.
- لماذا تكون الملوحة بنفس التركيب تقريبًا في كل مكان؟
- تُخلط الأيونات الرئيسية بشكل أسرع مما تُضاف أو تُزال، لذا على الرغم من أن الملوحة الكلية تختلف بين المناطق، فإن النسب النسبية للأيونات الرئيسية تبقى ثابتة تقريبًا في جميع أنحاء المحيط المفتوح.