З чаго складаецца марская вада: склад у працэнтах і шчыльнасць

Мора пакрывае большую частку планеты Зямля. Але што мы ведаем пра яго? З чаго складаецца марская вада? Якія яе фізічныя ўласцівасці? Чым марская вада адрозніваецца ад пітной? І як зрабіць з адной іншую? Пастараемся адказаць на ўсе гэтыя пытанні па чарзе.

Проста салёная вада?

Шмат хто ведае, какое море на смак, а тыя, хто не ведае, здагадваюцца. Яно салёнае. Але няўжо можна стварыць моры дома, усяго толькі змяшаўшы соль і ваду? Гэта не зусім так. Колькасць звычайнай вады ў марской складае 96,5%. Астатнія 3,5% - гэта прымешкі. Іх дакладны склад удалося высветліць толькі ў канцы 19 стагоддзя, падчас кругасветнай экспедыцыі. Але задоўга да гэтага навукоўцы ведалі, што прымешкі, якія робяць ваду такой салёнай, ўяўляюць сабой не звычайную павараную соль. На самай справе ў моры раствораныя ўсе элементы з перыядычным сістэмы Мендзялеева. Іх прысутнасць мінімальна, але бясспрэчна.

У той самай экспедыцыі былі ўзятыя 77 пробаў вады ў розных раёнах Сусветнага акіяна. Тады было зроблена дзіўнае адкрыццё: нягледзячы на велізарную колькасць марской вады на паверхні Зямлі, адсоткавыя суадносіны асноўных іёнаў у ёй заўсёды застаецца нязменным. Што гэта значыць, разбяром ніжэй. Заадно даведаемся, з чаго складаецца марская вада.

Сталасць солевага складу

Менавіта гэта адкрыццё, таксама званае законам Дзітмара, было зроблена ў кругасветнай экспедыцыі канца 19 стагоддзя. Хімік, чыё імя было дадзена гэтай заканамернасці, высвятліў, што ў марской вадзе колькаснае суадносіны галоўных іёнаў практычна нязменна ў розных рэгіёнах планеты. Доля астатніх рэчываў настолькі малая, што не з'яўляецца істотнай і не ўлічваецца пры правядзенні розных гідрахімічных даследаванняў.

Галоўныя іёны, т. Е. Рэчывы ў колькасці больш за 0,01%, складаюць асноўную масу соляў. Менавіта яны галоўным чынам ўплываюць на фізічныя і хімічныя ўласцівасці марской вады. Іх колькасць залежыць ад розных фактараў, у тым ліку і ад умоў навакольнага асяроддзя. Але пры агульнай канцэнтрацыі солі ў марской вадзе, роўнай 35,16 ‰, масы прымешак маюць дакладнае значэнне, прыведзенае ў табліцы ніжэй. Паглядзім, з чаго складаецца марская вада.

Як мы можам бачыць, большую частку складаюць хларыды. З улікам сталасці солевага складу на аснове гэтых дадзеных можна вызначыць поўны склад пробы марской вады. Для гэтага вылічаюць канцэнтрацыю хлору, а на аснове атрыманых дадзеных даведаюцца метадам суадносін, якую долю складаюць астатнія элементы.

фізічныя ўласцівасці

Як і любое іншае рэчыва, марская вада валодае рознымі характарыстыкамі, якія навукоўцы пазнаюць у выніку даследаванняў. Гэтыя дадзеныя дазваляюць атрымаць уяўленне аб шматлікіх працэсах, якія адбываюцца на глыбіні і якія аказваюць уплыў на нашу планету. Напрыклад, не ўсе ведаюць, што вада валодае здольнасцю сціскацца. Пад ціскам масы, якая ўзьдзейнічае на яе зверху, яна можа мяняць аб'ём.

На паверхні гэта практычна незаўважна, але чым глыбей, тым выразней становіцца дадзеная асаблівасць. Пад ціскам у сотні атмасфер сціскальнасць дасягае даволі вялікіх маштабаў. Навукоўцы сцвярджаюць, што калі б не гэтая ўласцівасць вады, ўзровень акіяна быў бы вышэй на 30 метраў. У гэтым выпадку паверхню Зямлі выглядала б зусім інакш.

салёнасць

Мы ўжо высветлілі, колькі солі ў марской вадзе, і ведаем, што яе колькасць практычна нязменна. Тым не менш яно трохі вар'іруецца - ад 33 да 37 ‰, за рэдкімі выключэннямі. Сярэдняе значэнне складае 34,72 ‰. Гэты паказчык залежыць ад колькасці ападкаў, выпадаючых ў тым ці іншым рэгіёне, тэмпературы паветра, якая ўплывае на інтэнсіўнасць выпарэнняў, і колькасці прэсных вадаёмаў, наўпрост злучаных з морам.

Самы высокі працэнт салёнасці зарэгістраваны ў Атлантычным акіяне. Сярэдні паказчык у яго паўночнай часткі складае 35,06 ‰. Найменшае значэнне належыць Ціхага акіяну. Тым не менш існуюць вадаёмы, у якіх паказчык салёнасці значна перавышае асераднёныя значэнні. Да іх адносяць Міжземнае і Чырвонае мора. Высокія тэмпературы паветра, вялікая інтэнсіўнасць выпарэння і малая колькасць ападкаў падымаюць узровень салёнасці да рэкордных 38-42 ‰. У цэлым жа склад марской вады Чорнага мора і многіх іншых прыкладна аднолькавы. Верагодна, справа ў тым, што ўсе яны звязаныя паміж сабой.

Некаторыя сцвярджаюць, што марская вада змяшчае 5 ‰ солі. Але такі паказчык сустракаецца вельмі рэдка, толькі ў мінеральных азёрах. Напрыклад, узровень салёнасці Азоўскага мора - 11 ‰, Чорнага - 18 ‰, Чырвонага - 41 ‰, а Мёртвага - 300 ‰.

тэмпература

Было б наіўна меркаваць, што гэты паказчык аднолькавы для ўсёй марской вады ў свеце. Тэмпература паветра ў рэгіёнах, набліжаных да канцавоссяў, апускаецца да мінімальных адзнак. На экватары ж, наадварот, заўсёды адзначаецца стабільна спякотнае надвор'е. А вось дыяпазон змяненняў тэмпературы вады значна ніжэй, ён вагаецца ад -2 да 30 ^аб С. Сярэдні паказчык ва ўсім Сусветным акіяне складае ўсяго 3,73 ^аб С. Прычым на паверхні вада ў некалькі разоў цяплей, чым на глыбіні 2-5 тыс. м.

Можа выклікаць непаразуменьне той факт, што тэмпература марской вады ў некаторых рэгіёнах апускаецца да -2 ^аб С. Усе ведаюць, што пры 0 ^аб З H ₂ O ператвараецца ў лёд. Так і ёсць, але марская вада, як мы ўжо высветлілі, ўключае прымешкі, якія змяняюць яе характарыстыкі, і ў тым ліку зніжаюць тэмпературу замярзання. Чым вышэй адсотак салёнасці, тым ніжэй гэты паказчык. Напрыклад, пры параўнальна невялікай колькасці солі ў вадзе (24,7 ‰) тэмпература замярзання будзе роўная -1,33 ^аб С.

шчыльнасць

Найменшыя змены гэтага паказчыка выклікаюць рух вады і прыводзяць да ўзнікнення вертыкальных і гарызантальных патокаў. Менавіта таму шчыльнасць марской вады вывучаюць пры любых океанологических даследаваннях. Яна вымяраецца ў кг / м ³ і ўяўляе сабой масу адзінкавага аб'ёму.

Шчыльнасць прэснай вады пры тэмпературы 4 ^аб З складае 1000 кг / м ^3, а марскі пры салёнасці, роўнай 35 ‰, - 1.027,81 кг / м ^3. Гэтая розніца ўзнікае з-за прымешак, якія ўваходзяць у яе склад. Чым больш змяшчаецца солі ў марской вадзе, тым вышэй будзе паказчык шчыльнасці. Звычайна яе значэнне вагаецца ад 1025 да 1033 кг / м ^3.

Акрамя таго, шчыльнасць марской вады змяняецца ў залежнасці ад глыбіні: чым бліжэй да паверхні, тым яна ніжэй. Але існуюць выключэнні. Напрыклад, пры выпарвання, звязаных з высокай тэмпературай паветра, на паверхні павялічваецца салёнасць. Адпаведна, і шчыльнасць мора ў верхніх пластах расце.

Хімічны склад

Як мы высветлілі вышэй, колькасць прымешак ў марской вадзе прыкладна аднолькава. Але якія менавіта рэчывы робяць яе такой, якая яна ёсць?

Лічыцца, што сучасны хімічны склад марской вады сфармаваўся прыкладна 1 млрд гадоў таму. Ужо тады яна была такой жа салёнай, як цяпер. І асабліва дзіўным здаецца здагадка Р. Квинтона, які ў 1904 году заявіў, што мінеральны склад марской вады і крыві прыкладна аднолькавы. У 1910 году А. Б. Маллун пацвердзіў гэтую здагадку. На яго думку, набор хімічных рэчываў у марской вадзе таго перыяду, калі з'явіліся першыя касцістага і храстковыя рыбы, аналагічны крыві ўсіх жывёл. Але да гэтага часу гэтая гіпотэза мае як прыхільнікаў, так і праціўнікаў.

Марская вада змяшчае розныя рэчывы, колькасць якіх у працэнтах прыведзена ў табліцы ніжэй.

Гэты спіс можа трохі адрознівацца ў розных рэгіёнах. Напрыклад, склад марской вады Чорнага мора насычаны серавадароду, паколькі сульфатредуцирующие бактэрыі тут асабліва актыўныя.

Адкуль бярэцца соль?

Мы ўжо высветлілі, які склад марской вады ў працэнтах. Але адкуль бяруцца ўсе гэтыя рэчывы і чаму акіян такі на смак?

На самай справе солі змяшчаюцца не толькі ў марской вадзе, але і ў пресноводных вадаёмах. Толькі канцэнтрацыя мінералаў там настолькі нізкая, што яе немагчыма распазнаць без спецыяльнага аналізу. Ракі вымываюць з глебы на сваім шляху солі, якія пазней трапляюць у акіян. Пад дзеяннем тэмпературы вада ў моры выпараецца, а мінералы застаюцца на месцы.

Але нават калі б такі працэс доўжыўся доўгія гады, марская вада не стала б настолькі салёнай. Пачатак усяму паклала вулканічная актыўнасць, якая праходзіць у зямной кары. Магма, выходзячы на паверхню, змешваецца з вадой і насычае яе разнастайнымі мінеральнымі рэчывамі. Менавіта таму хімічны склад акіяна склаўся яшчэ прыкладна 1 мільярд гадоў таму, калі вулканічная дзейнасць была найбольш актыўнай.

Ці можна яе піць?

Напэўна ў кнігах або фільмах вы сустракалі сцвярджэнні аб тым, што марскую ваду нельга піць ні ў якім разе? Але чаму? Бо гэта такая ж вада, як і любая іншая, толькі з невялікім колькасцю прымешак. На самай справе менавіта з-за іх яна і з'яўляецца непрыдатнай для піцця.

Колькасць солі ў марской вадзе настолькі вялікае, што для іх вывядзення з арганізма спатрэбіцца ў некалькі разоў больш H ₂ O, чым было выпіта першапачаткова. Менавіта таму пасля любой салёнай ежы так хочацца піць. А ў марской вадзе, як мы ўжо высветлілі, сярэдні паказчык салёнасці складае амаль 35 ‰. Гэта вельмі шмат.

У 1950-х гадах лекар і па сумяшчальніцтве падарожнік Ален Бамбар на ўласным вопыце даказаў, што марскую ваду без шкоды для здароўя можна піць на працягу тыдня. Але правяраць на сабе гэта сцвярджэнне не варта.

Але няўжо ўся вада ў Сусветным акіяне прападае і зусім не можа быць выкарыстана для пітва? Можа, але толькі пасля праходжання працэсу апраснення.

Як пазбаўляюцца ад солі?

Мы высветлілі, з чаго складаецца марская вада. Але для таго каб яна стала прыдатнай для піцця, колькасць прымешак у ёй неабходна паменшыць амаль у 70 разоў. Але як жа дабіцца такога выніку?

Існуе некалькі спосабаў апраснення вады: іённы абмен, дыстыляцыя, электродиализ і т. Д. Найбольш эфектыўнымі лічацца тыя, што патрабуюць найменшых затрат энергіі і фінансаў. Самым распаўсюджаным спосабам з'яўляецца дыстыляцыя, але не менш папулярны і зваротны осмос. У гэтым выпадку пры ачыстцы вады выкарыстоўваюць падвышаны ціск. Вынік - за 16 000 літраў за ўсё за 1 долар.

Метад электродиализа, як зразумела з назвы, ажыццяўляецца з дапамогай электродаў. У момант уключэння току катыёны і аніёны, пра якія мы казалі ў самым пачатку артыкула, імкнуцца адпаведна да катода і анода праз адмысловыя мембраны. Вада паміж электродамі паступова апрасняецца.

Карысць марской вады

Нярэдка тых, хто пакутуе ад захворванняў дыхальных шляхоў, адпраўляюць на адпачынак да ўзбярэжжа. Гэта правільна, паколькі марская вада аказвае дабратворны ўплыў на лёгкія, бронхі і звязкі. Насычаная мінераламі вадкасць абеззаражвае і знішчае хваробатворных мікробаў. Чым жа яшчэ яна карысная?

Знаходжанне ў марскім клімаце і купанне ў салёнай вадзе аказваюць на арганізм чалавека агульнаўмацавальнае дзеянне, а таксама паляпшаюць працу эндакрыннай сістэмы. Вынік - павышаны імунітэт.

Якія змяшчаюцца ў марской вадзе бром, кальцый і ёд спрыяюць умацаванню зубной эмалі і дзёсен пры паласкання. Для дасягнення найлепшага эфекту паласкаць рот варта некалькі разоў на тыдзень па 2-3 хвіліны. Вядома, для гэтых мэтаў падыдзе толькі спецыяльна вычышчаная марская вада, якую можна знайсці ў аптэцы. Перад ужываннем яе неабходна нагрэць да пакаёвай тэмпературы.

Марская вада з'яўляецца добрым антысептыкам. Яна спрыяе гаенню невялікіх ран і ранак, памяншае сверб ад укусаў насякомых.