海水的组成

研究在过去的一个世纪已经证明了作文的海水本质上是统一的,各种离子的相对比例几乎是常数。在开放海域盐度(大约的总溶解固体的重量每公斤)平均大约35‰部分,但可能上升到40‰等地区部分红海和波斯湾低,降雨和流入高蒸发。氯化钠是占主导地位的复合和盐的解决方案包括约四分之三的整体;其余部分主要由氯化物和硫酸盐镁,钙,钾。

尽管许多次要的数据和微量元素在海水中(表),这些数据的解释是受到一些不确定因素。这些元素的浓度可能是变量多为主要元素,可能在某种程度上取决于取样的位置。尤其适用于由海洋生物利用的元素。磷是一个很好的例子;显著减少在地表和近地表水域的生物活性,但它丰富了海洋的更深层次的部分通过溶解死亡的生物体。硅是带进海洋河在大量解决方案水很快,但大多数是迁到成为硅藻的骨料,放射虫和海绵。

海水还包含溶解气体变量数量。正常盐度的海水在0°C (32°F)平衡与大气将包含大约8毫升每升溶解吗氧气和14毫升每升的溶解氮。溶解氮是一种惰性组成,但溶解氧起着基本的作用与衰亡的生物,所以在浓度变化很大从一个地方到另一个地方。停滞的地区富含腐烂的有机物的水可能完全耗尽在自由氧,和一个相当大的浓度硫化氢可能存在。大部分的黑海几百米深以下这种情况。

另一个溶解气体最重要的生物活性二氧化碳。控制它的浓度条件十分复杂,然而,因为它在溶液中可以作为免费的礼物二氧化碳,不游离的碳酸碳酸,离子,碳酸氢离子。这些离子的浓度也会影响生物活性和碳酸钙的沉淀或解散。

通过水圈循环的水

水的循环通过水库的水气在很大程度上控制海洋的影响。从海洋表面蒸发沉淀降雨。落在地上,有些直接re-evaporated,一些被吸收到地下水的水库,和一些从直接流入河流和小溪。年总降水量的地球估计为123×10吗¹⁸克,和总年度径流海洋的32×10¹⁸克。

甚至最纯粹的降雨在溶液中包含了一些材料,不仅溶解气体,也非易失性材料。降雨在海滩附近总是包含了一些氯化钠和少量的其他海洋盐的浓度通常脱落与海洋的距离。当然工业地区的降雨可能含有多种污染物;在很多方面它本质上是一种稀释硫酸解决方案。这种材料也可以抬远远超出了原产地;酸性降雨在北欧国家可能起源于部分从英国和德国。

陆地流失包含额外的材料解决方案,拿起在循环通过地壳的岩石。河水平均约120 ppm溶解固体,但范围是伟大的,从大约10 ppm到几千ppm。通常,从50到200 ppm范围;内容大于200 ppm通常的结果人类活动或排水的土壤含有可溶性盐,如沙漠地区。

平均含量为120 ppm溶解物质,世界的河流提供3.9×10⁹吨的材料解决方案每年向大海。平均浓度的重要成分(ppm)是:碳酸氢盐,58.4;硫酸11.2;氯7.8;硝酸盐、1.0;钙,15.0;镁,4.1;钠6.3;钾,2.3;铁0.67;和硅13.1点。虽然这些十成分占大多数的溶解物质,许多其他元素在河流和湖泊水域被发现。

地球化学平衡的海水

3.9×10⁹吨每年进行解决海洋是但是总额的一小部分材料在溶液中在海洋中。不过,当集成在整个地质时间,超过4×10⁹年,它大大超过目前的材料解决方案。的一些材料,尤其是氯化钠,当然是周期性的,从海洋到陆地,流传的气溶胶和纳入海洋沉积岩,最终在很大程度上被径流回到海洋。

Goldschmidt做了有趣的计算地球化学平衡在海水中。数量和组成的沉积岩他估计侵蚀在地质时间已达到约160公斤火成岩每平方厘米地球表面的。结合这个数字的海水每平方厘米,273公斤,他推导出图600克每千克火成岩侵蚀的海水。假设这600克已经完全进入解决方案(显然问题过于简单化了,但限制),他起草了一份资产负债表大量的不同元素之间的潜在的提供给海洋和大量实际存在。其中的一些数据呈现的表。尽管该方法的缺陷,结果当然是定性意义重大。一些elements-chlorine,溴,硼,海水中硫存在数量远远超出那些可以被侵蚀派生。这些“大量的”元素的来源可能已经被火山活动和相关的岩浆活动。卤化物、硫酸盐和硼酸盐沉积的火山气体,在温泉的解决方案。的相对损耗氟关于氯在海水中可以归结于高度不溶性fluorine-bearing的降水化合物,主要是磷灰石(氟磷酸钙)。钠显然仍在解决一个更大的程度上比钾;后者元素与沉积材料反应生成不溶性potassium-bearing硅酸盐如伊利石和海绿石,没有sodium-bearing类似物。钙从解决方案更有效地删除锶显然,因为它是利用生物体。Goldschmidt指出,许多高度有毒的元素,如砷和硒,一直在提供潜在的危险。注意力仍然很低,但是,大概是因为有效的去除过程的不溶性化合物。吸附在胶体粒子的粘土和铁氧化物是一个可能的过程。

地质和地球化学证据表明,海水,已经很长一段时间,在本质上是不变的成分的稳定状态。添加材料由陆地流失调整反应在海水或之间的海水和沉积材料,基本上各个元素的浓度保持不变。在地质时间稳态多远一直持续,这仍是一个悬而未决的问题。大多数形式的海洋生物的存在从寒武纪到现在表明一致性的海洋条件在过去的600000000年里;多少回前寒武纪阐明这种一致性扩展更困难。前寒武纪铁形成的早期讨论建议的可能性非常不同的大气成分大约2000000000年前,和大气和海洋的相当大的相互依存成分表明,这可能会导致海水的化学差异。