Состав и соленость морской воды

Морская вода представляет собой разбавленный раствор почти всех природных элементов, однако ее шесть основных ионов присутствуют практически в постоянных пропорциях повсюду, поэтому одно число — соленость — отражает ее общую соленость.

Definition

Соленость — это мера общего содержания растворенных солей в морской воде, тогда как состав морской воды относится к идентичности и пропорциям растворенных ионов и элементов, которые она содержит.

Scope

Эта тема охватывает основные ионы, составляющие большую часть растворенной массы морской воды, минорные и микроэлементы, присутствующие в гораздо более низких концентрациях, принцип постоянства состава, определение и измерение солености, а также поступления и удаления, которые уравновешивают химический бюджет океана в геологическом масштабе времени.

Core questions

• Какие растворенные ионы доминируют в массе морской воды и почему их пропорции остаются почти постоянными?
• Как определяется и измеряется соленость, от химического титрования до электропроводности?
• Какие источники добавляют растворенный материал в океан и какие процессы его удаляют?
• Почему распределение микроэлементов варьируется гораздо больше, чем основных ионов?

Key theories

Принцип постоянства пропорций

Соотношения основных ионов друг к другу по существу однородны во всем открытом океане, поэтому измерение одного (или общей солености) определяет остальные, что было установлено на основе анализов эпохи «Челленджера».

Время пребывания и химический баланс

Концентрация каждого элемента отражает баланс между речными, атмосферными и гидротермальными поступлениями и удалением в отложения, при этом реактивные элементы быстро обновляются, а консервативные ионы сохраняются в течение миллионов лет.

Mechanisms

Выветривание континентальных пород и гидротермальный обмен на срединно-океанических хребтах поставляют растворенные ионы в море; консервативные основные ионы накапливаются и равномерно перемешиваются, в то время как реактивные микроэлементы поглощаются частицами или усваиваются организмами и экспортируются в отложения, что придает каждому элементу характерное время пребывания и распределение.

Clinical relevance

Соленость является фундаментальным индикатором циркуляции океана, круговорота воды и изменения климата, а точное знание состава морской воды лежит в основе калибровки каждого измерения солености и плотности, проводимого в море.

History

Марсе предложил постоянство состава морской воды в 1819 году; Диттмар подтвердил это тщательным анализом семидесяти семи образцов «Челленджера» в 1884 году, а таблицы солености и метод титрования Кнудсена стандартизировали измерение солености до тех пор, пока в конце двадцатого века его не заменили шкалы, основанные на электропроводности.

Key figures

• Alexander Marcet
• William Dittmar
• Martin Knudsen

Seminal works

• pilson2013
• millero2013

Frequently asked questions

Какие основные ионы содержатся в морской воде?

По массе доминирующими растворенными ионами являются хлорид и натрий, за ними следуют сульфат, магний, кальций и калий, которые вместе составляют подавляющее большинство соли в морской воде.

Почему соленость почти одинакова повсюду?

Основные ионы смешиваются быстрее, чем они добавляются или удаляются, поэтому, хотя общая соленость варьируется между регионами, относительные пропорции основных ионов остаются почти постоянными во всем открытом океане.