Состав солей

В морской воде в той или иной степени растворяются практически все известные в природе минеральные соединения. Общее содержание солей в воде оценивают в граммах солей на 1000 г воды, т. е. в промилле (‰). Средняя, или нормальная, соленость вод Мирового океана составляет 34,72‰. Таким образом, если испарить 1 кг воды, то в сухом остатке останется около 35 г солей. При всем многообразии химического состава солей, растворенных в воде Мирового океана, этот состав в основном определяют всего четыре наиболее распространенных соединения - хлористый натрий, или обычная поваренная соль, - 27,2‰, хлористый магний - 3,8‰, сернокислый магний - 1,7‰ и сернокислый кальций - 1,2‰. Из других солей, содержание которых ниже 1‰, можно отметить сернокислый калий, углекислый кальций и бромистый магний. В составе солей доминируют хлориды - около 88,7% и сульфаты - 10,8%, карбонаты и другие соли составляют всего половину процента всех растворенных в воде солей.

Таким образом, содержание солей в воде Мирового океана характеризуется двумя параметрами - солевым составом (какие соли растворены) и соленостью (в каком количестве).

Интересным свойством Мирового океана является выявленное еще в прошлом веке постоянство состава растворенных солей. Это тем более удивительно, что соленость вод Мирового океана меняется в зависимости от географических и климатических факторов, но солевой состав растворенных солей при этом остается постоянным. Изменяется он лишь в некоторых внутренних водоемах - морях со значительным речным стоком и некоторых изолированных заливах.

Растворенные в воде соли обычно диссоциируют, т. е. содержатся в воде в виде заряженных частиц - ионов. Среди положительно заряженных ионов в морской воде наиболее распространены катионы натрия (10,76‰), магния (1,29‰), кальция (0,40‰), калия (0,38‰) ; среди отрицательно заряженных ионов - анионы хлора (19,35‰), сульфатный анион (2,70‰), бикарбонатный анион (0,14‰) и карбонатный анион (0,07‰). Анионов в морской воде несколько больше, поэтому она имеет слабую щелочную реакцию.

Кроме солей, в морской воде растворен ряд газов; установлено также невысокое и нестабильное содержание во взвешенном состоянии ряда минеральных и органических веществ.

Сравнительно постоянен состав растворенных газов. Больше всего в морской воде содержится углекислого газа (50 мл на 1 л воды), азота (13 ^мл/_л), кислорода (2-8 ^мл/_л), аргона (0,32 ^мл/_л) и других газов. Растворимость газов возрастает в холодной и более пресной воде, поэтому в субполярных областях с низкой температурой воды происходит интенсивное поглощение газов из атмосферы; в экваториальной области с ее высокой температурой, наоборот, происходит выделение растворенных газов в атмосферу.

Количество газа, участвующего в этом круговороте, естественно, определяется его индивидуальной растворимостью в морской воде. Так, в воде Мирового океана сейчас содержится в растворенном и связанном виде около 1,4х10¹⁴ т углекислоты, что в 60 раз больше ее содержания в атмосфере. Значительно меньше растворено кислорода - всего 8х10¹² т, что в 130 раз меньше, чем в атмосфере.

Углекислота играет особую роль в сохранении солевого состава Мирового океана. Примерно до глубины 4 км углекислота интенсивно поглощается водорослями в процессе фотосинтеза. В условиях недостатка углекислоты часть ионов растворимого бикарбоната переходит в ион нерастворимого карбоната, который немедленно выпадает в осадок. Поэтому в условиях небольших глубин происходит необратимое захоронение углерода в виде известковых илов, переходящих затем в известняки и доломиты. Если же осадок нерастворимого карбоната погружается глубже 4 км (в глубоководных котловинах), то здесь он, оказавшись в холодной воде с высоким содержанием углекислоты, переходит снова в растворенную форму бикарбоната; восходящие течения плотностной конвекции снова выносят его в поверхностные слои и цикл повторяется.

Таким образом происходит круговорот углекислоты в океане, сопровождающийся захоронением части углерода. По подсчетам, количество захороненного таким путем углерода в земной коре достигает 5х10¹⁶ т при средней скорости около 2,5х10⁸ т в год.