ترکیب و شوری آب دریا
آب دریا محلولی رقیق از تقریباً هر عنصر طبیعی است، با این حال شش یون اصلی آن تقریباً در همه جا با نسبتهای ثابتی یافت میشوند، بنابراین یک عدد — شوری — میزان کلی شوری آن را نشان میدهد.
Definition
شوری معیاری برای کل محتوای نمکهای حل شده در آب دریا است، در حالی که ترکیب آب دریا به هویت و نسبت یونها و عناصر حل شده در آن اشاره دارد.
Scope
این موضوع یونهای اصلی که بیشتر جرم حل شده آب دریا را تشکیل میدهند، عناصر فرعی و کمیاب موجود در غلظتهای بسیار پایینتر، اصل ترکیب ثابت، تعریف و اندازهگیری شوری، و ورودیها و حذفهایی که بودجه شیمیایی اقیانوس را در طول زمان زمینشناسی متعادل میکنند، پوشش میدهد.
Core questions
- کدام یونهای حل شده بر جرم آب دریا غالب هستند و چرا نسبتهای آنها تقریباً ثابت میماند؟
- شوری چگونه تعریف و اندازهگیری میشود، از تیتراسیون شیمیایی تا رسانایی؟
- چه منابعی مواد حل شده را به اقیانوس اضافه میکنند و چه فرآیندهایی آن را حذف میکنند؟
- چرا توزیع عناصر کمیاب بسیار بیشتر از یونهای اصلی متفاوت است؟
Key theories
- اصل نسبتهای ثابت
- نسبت یونهای اصلی به یکدیگر در سراسر اقیانوس باز اساساً یکنواخت است، بنابراین اندازهگیری یکی (یا شوری کلی) بقیه را تعیین میکند، نتیجهای که از تحلیلهای دوره چلنجر (Challenger) به دست آمده است.
- زمان ماندگاری و تعادل شیمیایی
- غلظت هر عنصر بازتابی از تعادل بین ورودیهای رودخانهای، جوی و گرمابی و حذف به رسوبات است، به طوری که عناصر واکنشپذیر به سرعت تغییر میکنند و یونهای محافظهکار برای میلیونها سال باقی میمانند.
Mechanisms
هوازدگی سنگهای قارهای و تبادل گرمابی در پشتههای میاناقیانوسی، یونهای حل شده را به دریا میرسانند؛ یونهای اصلی محافظهکار (conservative major ions) انباشته شده و به طور یکنواخت مخلوط میشوند، در حالی که عناصر کمیاب واکنشپذیر (reactive trace elements) روی ذرات جذب شده یا توسط موجودات زنده جذب شده و به رسوبات منتقل میشوند، که به هر عنصر زمان ماندگاری و توزیع مشخصی میدهد.
Clinical relevance
شوری یک ردیاب اساسی برای گردش اقیانوسی، چرخه آب و تغییرات اقلیمی است، و دانش دقیق از ترکیب آب دریا زیربنای کالیبراسیون هر اندازهگیری شوری و چگالی است که در دریا انجام میشود.
History
مارسه (Marcet) ثبات ترکیب آب دریا را در سال ۱۸۱۹ پیشنهاد کرد؛ دیتمار (Dittmar) آن را از طریق تحلیل دقیق هفتاد و هفت نمونه چلنجر (Challenger) در سال ۱۸۸۴ تأیید کرد، و جداول شوری و روش تیتراسیون کنودسن (Knudsen) اندازهگیری شوری را استاندارد کرد تا اینکه مقیاسهای مبتنی بر رسانایی در اواخر قرن بیستم جایگزین آن شدند.
Key figures
- Alexander Marcet
- William Dittmar
- Martin Knudsen
Related topics
Seminal works
- pilson2013
- millero2013
Frequently asked questions
- یونهای اصلی در آب دریا کدامند؟
- از نظر جرمی، یونهای حل شده غالب کلرید و سدیم هستند، و پس از آنها سولفات، منیزیم، کلسیم و پتاسیم قرار دارند که مجموعاً بخش عمدهای از نمک موجود در آب دریا را تشکیل میدهند.
- چرا ترکیب شوری تقریباً در همه جا یکسان است؟
- یونهای اصلی سریعتر از آنکه اضافه یا حذف شوند، مخلوط میشوند، بنابراین اگرچه شوری کلی بین مناطق متفاوت است، نسبتهای نسبی یونهای اصلی در سراسر اقیانوس باز تقریباً ثابت میماند.