Czasami najprostsze pytanie może zmylić mędrca. Wypoczywając latem nad morzem, niektórzy zastanawiają się, dlaczego woda tutaj jest słona (o charakterystycznym gorzko-słonym smaku), aw rzece przepływającej przez moje miasto jest świeża i dobra do picia. Odpowiedź wydaje się prosta, ale kiedy się nad tym bardziej zastanowić, prostota zaczyna gdzieś znikać. Obecnie na świecie istnieją 2 główne teorie wyjaśniające zasolenie wody morskiej. Spróbujmy rozważyć oba, ale najpierw zajmijmy się ogólną koncepcją zasolenia wody.
Jak określa się zasolenie wody?
Zwykle mierzy się stężenie jakiejkolwiek substancji w cieczy w procentach (ułamek 1/100) lub w ppm (ułamek 1/1000). Do określenia zasolenia wody zdecydowano się użyć ppm, a za punkt wyjścia przyjęto stężenie soli w Zatoce Biskajskiej - tam jest 35 ppm. Oznacza to, że 35 gramów różnych soli rozpuszcza się w litrze wody biskajskiej.
Granicę między wodą słodką i słoną określono na 1 ppm - cała woda, w której rozpuszczone sole są mniejsze niż 1 gram, jest świeża, więcej soli. Nie jest łatwo wyczuć zasolenie w 1 ppm, ale odczucie różnicy w smaku wód różnych mórz jest bardzo realne.
Morze Martwe ma maksymalne zasolenie, gdzie może osiągnąć 350 ppm (litr wody zawiera do 350 gramów soli), choć nie jest to morze, a niekończące się jezioro. Minimalne zasolenie w wodach Bałtyku wynosi 7 ppm. Średnie zasolenie Oceanu Światowego wynosi 35 ppm.
Film promocyjny:
Teoria konwencjonalna
Nawet siedząc przy szkolnej ławce prawie wszyscy słyszeli wyjaśnienie zasolenia wody morskiej z ust nauczyciela geografii. Nauczyciel powiedział, że woda paruje z powierzchni oceanów i mórz bardzo czysta - prawie destylowana. Jest w nim naprawdę niewiele różnych substancji, więc prawie nie ma soli. Opadając na powierzchnię ziemi (a prawie cała woda deszczowa pochodzi z oparów morskich), jest wchłaniana przez glebę. Następnie woda podziemna zbierana jest w strumieniach, które na powierzchni łączą się w rzeki i wpływają do mórz. W ten sposób w przyrodzie zachodzi cykl hydrologiczny lub cykl wodny.
Schemat obiegu wody w przyrodzie. Źródło obrazu: United States Geological Survey (USGS) - Agencja Departamentu Spraw Wewnętrznych USA.
W drodze do morza woda rzeczna zmywa skały mineralne i rozpuszcza część zawartych w nich soli. Stężenie tych soli jest niskie, więc woda rzeczna pozostaje świeża na całej swojej długości. Zgromadzone po drodze sole trafiają do Oceanu Światowego i nie ma gdzie z niego wyjść - w końcu czysta woda odparowuje bez zanieczyszczeń. Biorąc pod uwagę, że taki cykl trwa miliardy lat, staje się jasne, dlaczego woda morska ma słony smak.
Teoria ta dobrze wyjaśnia zasolenie Oceanu Światowego i wysokie stężenie soli w niektórych zamkniętych zbiornikach wodnych. Ale woda morska zawiera głównie zwykłą sól chlorku sodu, stężenie innych związków jest znacznie mniejsze. A słodka woda rzek jest najbardziej nasycona węglanami, czyli solami kwasu węglowego. Byłoby logiczne, gdyby w wodzie morskiej było dużo węglanów, ale tak nie jest.
Nowa teoria
Nie tak dawno naukowcy przedstawili nową teorię, która szybko zyskała popularność w środowisku naukowym. Nie ma już wątpliwości, że w czasach kiedy Ziemia była młoda, po jej powierzchni płynęła gwałtowna aktywność wulkaniczna. Duże erupcje były codzienną normą.
Na zdjęciu erupcja wulkanu Villarrica w Araucania w Chile (2015).
Do atmosfery dostało się bardzo dużo gazów wulkanicznych, były one nasycone chlorem, fluorem i bromem w postaci niezwiązanej. Gazy te szybko łączyły się z parą wodną, tworząc różne kwasy. Następnie te powstałe ciecze spadały wraz z kwaśnymi deszczami, w tym do pierwotnie utworzonego oceanu, więc woda w nim była początkowo zawsze kwaśna.
Kwasy Oceanu Światowego miały wysoką aktywność chemiczną i wchodziły w związki z metalami znajdującymi się na dnie (sód, potas, magnez). A związki kwasu z metalem prowadzą do powstania odpowiednich soli. Stąd pojawił się znajomy smak wody morskiej. Z biegiem czasu aktywność wulkaniczna planety spadła. Około pół miliarda lat temu kwasy zostały zneutralizowane, a woda oceaniczna nabrała obecnego smaku.
Która teoria jest poprawna?
Czytelnik decyduje, która z powyższych teorii jest prawdziwa, każda z nich ma prawo do życia. Autorowi artykułu wydaje się, że oba twierdzenia naukowe są w różnym stopniu prawdziwe. Prawdopodobnie pierwsze sole w Oceanie Światowym uzyskano w wyniku ciągłych erupcji wulkanów. A teraz zasolenie mórz jest utrzymywane dzięki usuwaniu ich z lądu w postaci rozpuszczonej przez słodką wodę rzeczną. Zasolenie może być również utrzymywane przez organizmy morskie, które potrzebują substancji rozpuszczonych do budowy swoich organizmów.
Sól z Morza Martwego.