해수 조성 및 염분

해수는 거의 모든 자연 원소의 희석 용액이지만, 6가지 주요 이온은 거의 모든 곳에서 거의 고정된 비율로 존재하므로, 단일 숫자(염분)로 전체적인 염도를 나타낼 수 있습니다.

Definition

염분은 해수에 용해된 총 염분 함량을 측정하는 척도이며, 해수 조성은 해수에 포함된 용해된 이온과 원소의 종류 및 비율을 의미합니다.

Scope

이 주제는 해수에 용해된 질량의 대부분을 구성하는 주요 이온, 훨씬 낮은 농도로 존재하는 미량 및 극미량 원소, 일정 조성의 원리, 염분의 정의 및 측정, 그리고 지질학적 시간 규모에서 해양의 화학적 균형을 맞추는 유입 및 제거 과정을 다룹니다.

Core questions

• 해수 질량의 대부분을 차지하는 용해된 이온은 무엇이며, 그 비율이 거의 일정하게 유지되는 이유는 무엇입니까?
• 화학적 적정에서 전도도에 이르기까지 염분은 어떻게 정의되고 측정됩니까?
• 해양에 용해된 물질을 추가하는 원천은 무엇이며, 어떤 과정이 이를 제거합니까?
• 미량 원소의 분포가 주요 이온보다 훨씬 더 다양하게 나타나는 이유는 무엇입니까?

Key theories

일정 비율의 원리

주요 이온들의 상대적 비율은 외해 전반에 걸쳐 본질적으로 균일하므로, 하나의 이온(또는 전체 염분)을 측정하면 나머지를 알 수 있으며, 이는 챌린저호 시대의 분석을 통해 확립된 결과입니다.

체류 시간과 화학적 균형

각 원소의 농도는 강, 대기, 열수 유입과 퇴적물로의 제거 사이의 균형을 반영하며, 반응성 원소는 빠르게 순환하고 보존성 이온은 수백만 년 동안 지속됩니다.

Mechanisms

대륙 암석의 풍화 작용과 해령에서의 열수 교환은 용해된 이온을 바다로 공급합니다. 보존성 주요 이온은 축적되어 균일하게 혼합되는 반면, 반응성 미량 원소는 입자에 흡착되거나 유기체에 의해 흡수되어 퇴적물로 운반되며, 각 원소에 특징적인 체류 시간과 분포를 부여합니다.

Clinical relevance

염분은 해양 순환, 수문학적 순환, 기후 변화의 근본적인 추적자이며, 해수 조성에 대한 정확한 지식은 해상에서 이루어지는 모든 염분 및 밀도 측정의 교정 기반이 됩니다.

History

마르세(Marcet)는 1819년에 해수 조성의 불변성을 제안했습니다. 디트마르(Dittmar)는 1884년 챌린저호(Challenger) 샘플 77개를 신중하게 분석하여 이를 확인했으며, 크누센(Knudsen)의 염분표와 적정법은 20세기 후반 전도도 기반 척도로 대체될 때까지 염분 측정의 표준이었습니다.

Key figures

• Alexander Marcet
• William Dittmar
• Martin Knudsen

Seminal works

• pilson2013
• millero2013

Frequently asked questions

해수의 주요 이온은 무엇입니까?

질량 기준으로 지배적인 용해 이온은 염화물과 나트륨이며, 그 다음으로 황산염, 마그네슘, 칼슘, 칼륨이 뒤따르는데, 이들이 해수 염분의 대부분을 차지합니다.

염분 조성이 거의 모든 곳에서 동일한 이유는 무엇입니까?

주요 이온은 추가되거나 제거되는 속도보다 더 빠르게 혼합되므로, 총 염분은 지역마다 다르지만, 주요 이온의 상대적 비율은 외해 전반에 걸쳐 거의 일정하게 유지됩니다.