Моря и океаны солёные потому, что реки миллиарды лет вымывают минеральные соли из горных пород и несут их в океан, где вода испаряется, а соли остаются и накапливаются.
Попробуйте глотнуть морской воды. Ощущение запоминается навсегда — резкий, горький, жгучий вкус. В одном литре океанской воды растворено примерно 35 граммов солей. Это почти две столовых ложки. Вопрос «почему моря и океаны соленые» кажется простым, но ответ на него включает геологию, химию и четыре с половиной миллиарда лет земной истории.
Содержание
- Короткий ответ
- Подробное объяснение
- Почему воды океанов соленые, а озёра — нет
- Причины и доказательства
- Частые ошибки
- Почему солёность океана стабильна
- Что запомнить
- Вопросы и ответы
Короткий ответ
Океанская вода солёная из-за двух главных процессов: реки непрерывно вымывают минералы из земной коры и приносят их в океан, а гидротермальные источники на дне выбрасывают дополнительные растворённые вещества. Вода испаряется с поверхности океана и возвращается на сушу дождём, но соли остаются. За миллиарды лет они накопились до нынешней концентрации.
Читайте также
- Почему звезды мерцают разным цветом: атмосфера, температура и оптические эффекты
- Что такое черная дыра в галактике и почему она там находится
Подробное объяснение
Механизм солёности океана работает как огромный геохимический конвейер. Разберём его по этапам.
Дождь как слабая кислота
Дождевая вода, проходя через атмосферу, поглощает углекислый газ. Образуется слабая угольная кислота с pH около 5,6. Это не опасно для кожи, но достаточно, чтобы медленно разрушать горные породы. Гранит, базальт, известняк — кислотные дожди растворяют их все, просто с разной скоростью.
Растворённые ионы натрия, хлора, магния, кальция, калия и сульфатов попадают в ручьи, затем в реки. Каждая река несёт крошечную долю солей. Но рек на планете — миллионы.
Реки как транспорт солей
Речная вода тоже содержит соли, но их концентрация в сотни раз ниже, чем в океане. По оценкам Геологической службы США (USGS), реки ежегодно доставляют в мировой океан около 4 миллиардов тонн растворённых веществ. Именно поэтому моря и океаны соленые — это результат непрерывной «доставки» минералов.
Почему речная вода кажется пресной? Потому что её состав постоянно обновляется осадками, а соли транзитом уходят вниз по течению. Река — трубопровод, а не резервуар.
Гидротермальные источники на дне
Второй крупный источник солей — подводная вулканическая активность. Морская вода просачивается через трещины в океанической коре, нагревается магмой до 350–400 °C и выбрасывается обратно, обогащённая железом, марганцем, серой и другими элементами. Эти «чёрные курильщики» открыли только в 1977 году, и они серьёзно дополнили картину солёности океана.
По оценкам Вудсхолского океанографического института (WHOI), гидротермальные источники вносят значительный вклад в химический баланс океана, особенно по таким элементам, как магний и сульфаты.
Почему воды океанов соленые — гидротермальные источники выбрасывают минералы на дне, инфографика
Испарение — механизм концентрации
Солнце нагревает поверхность океана, вода испаряется. Каждый год с поверхности мирового океана испаряется колоссальный объём воды, который потом возвращается дождями. Но молекулы H₂O улетают, а ионы солей — нет. За 4,5 миллиарда лет этот цикл «вода уходит, соли остаются» привёл к концентрации около 35 промилле.
Я часто слышу аналогию с кастрюлей на плите: если кипятить подсоленную воду, бульон становится всё солонее. Аналогия рабочая, хотя и грубая — океан «кипит» на солнце неизмеримо медленнее.
Почему воды океанов соленые, а озёра — нет
Вопрос «почему воды океанов соленые» логично подводит к сравнению с пресными водоёмами. Озёра ведь тоже получают речную воду с растворёнными минералами. Разница в одном: у большинства озёр есть сток. Вода приходит и уходит, унося соли дальше.
Замкнутые озёра без стока — совсем другая история. Мёртвое море, Большое Солёное озеро в Юте, озеро Урмия в Иране — все они гиперсолёные именно потому, что работают по «океанскому» принципу: вода испаряется, соли копятся.
Океан — это, по сути, конечный резервуар. Ему некуда сливать свою воду (кроме как в атмосферу через испарение), и соли, попавшие в него, остаются там надолго.
Причины и доказательства
Перечислим все основные источники солей в океане:
- Выветривание горных пород. Главный источник ионов натрия и хлора. Дождевая вода и грунтовые воды растворяют минералы, реки доставляют их в океан.
- Подводный вулканизм и гидротермальные источники. Поставляют железо, марганец, сульфаты, кремний. Особенно активны в зонах срединно-океанических хребтов.
- Подводные извержения вулканов. Выбрасывают газы (хлороводород, диоксид серы), которые растворяются в воде и образуют кислоты.
- Ветровой перенос. Ветер поднимает частицы пыли и аэрозоли с суши и переносит их в океан. Вклад небольшой, но постоянный.
- Растворение донных отложений. Осадочные породы на дне океана частично растворяются, возвращая часть солей в воду.
Натрий и хлор — два доминирующих иона. Вместе они составляют около 85% всех растворённых солей океана. Это та самая поваренная соль, NaCl, которую мы чувствуем на вкус.
Солёность морей и океанов — испарение воды концентрирует соли в мировом океане, инфографика
Частые ошибки
«Океан солёный из-за морской соли на дне» — Распространённое заблуждение. Соль не лежит на дне, ожидая, пока её растворят. Она попадает в воду уже растворённой из внешних источников. Донные залежи соли (эвапориты) — это как раз результат высыхания древних морей, а не причина солёности.
«Реки пресные, значит, не они виноваты» — Реки содержат очень малые концентрации солей, но их суммарный вклад за миллиарды лет огромен. 4 миллиарда тонн в год — это не мало.
«Раньше океан был пресным, а потом стал солёным» — Геохимические данные показывают, что океан был солёным практически с момента своего формирования. Вулканические газы ранней Земли (хлороводород, фтороводород) растворялись в первичных водах и создавали кислую, минерализованную среду. Океан никогда не был «чистой водой».
«Глобальное потепление делает океан солонее» — Ситуация сложнее. Потепление усиливает испарение в субтропиках (солёность растёт), но увеличивает осадки в высоких широтах (солёность падает). Результат — изменение распределения солёности по регионам, а не равномерный рост.
Почему солёность океана стабильна
Если реки каждый год несут 4 миллиарда тонн новых солей, почему океан не становится всё солонее и солонее?
Потому что существуют механизмы удаления солей:
- Часть ионов осаждается на дне в виде минералов.
- Морские организмы (кораллы, моллюски, фораминиферы) извлекают кальций и кремний для строительства раковин и скелетов.
- Соли захватываются глинистыми частицами и оседают.
- Тектонические процессы «запечатывают» солевые отложения в горных породах.
Этот баланс поступления и удаления держит среднюю солёность мирового океана на уровне около 35 промилле уже как минимум 500 миллионов лет. Система находится в динамическом равновесии.
Почему реки пресные а океан солёный — схема накопления солей за миллиарды лет, инфографика
Что запомнить
- Почему моря и океаны соленые: реки за 4,5 миллиарда лет принесли триллионы тонн растворённых минералов, а испарение оставляло соли в океане.
- Главные ионы в морской воде — натрий и хлор (около 85% всех растворённых солей).
- Гидротермальные источники на океанском дне — второй по значимости поставщик минералов после речного стока.
- Океан был солёным с самого начала — вулканические газы молодой Земли растворялись в первичных водах.
- Солёность океана стабильна: поступление новых солей компенсируется осаждением на дне и биологическим потреблением.
- Замкнутые озёра без стока (Мёртвое море, Большое Солёное озеро) становятся солёными по тому же принципу, что и океан.
- Средняя солёность мирового океана — около 35 промилле, или 35 граммов солей на литр воды.
Вопросы и ответы
Может ли океан стать ещё солонее?
Солёность мирового океана остаётся относительно стабильной уже сотни миллионов лет. Приток новых солей компенсируется их осаждением на дне и включением в горные породы. Локальные изменения возможны — например, из-за усиления испарения в субтропиках при глобальном потеплении. Но глобальный скачок солёности маловероятен при текущих геологических условиях.
Почему реки пресные, если они несут соли в океан?
Речная вода содержит около 0,05 промилле растворённых солей — это в 700 раз меньше, чем в океане. Реки постоянно обновляются дождевой водой, а минералы транзитом уходят вниз по течению. Река работает как конвейер: соли проходят через неё, не задерживаясь.
Какое море самое солёное на Земле?
Среди настоящих морей лидирует Красное море — солёность до 41 промилле. Причины: почти нет впадающих рек, интенсивное испарение, ограниченный водообмен с Индийским океаном. Мёртвое «море» (по факту — озеро) достигает 300+ промилле, но это замкнутый водоём.
Можно ли пить морскую воду?
Нет. При концентрации 35 г/л соли почки не справляются с выведением такого количества натрия и хлора. Организм тратит больше воды на выведение солей, чем получает с выпитой порцией. Питьё морской воды ускоряет обезвоживание.
Источники:
- Why Is Ocean Water Salty? Understanding Salinity — WHOI
- Why is the Ocean Salty? — U.S. Geological Survey
- Why is the ocean salty, but rivers flowing into it are not? — NOAA
Похожие статьи
- Почему океан соленый: откуда берётся соль в морской воде
- Как работает GPS: от спутника до вашего телефона
- Как работает мозг книга: какую выбрать и с чего начать
← Предыдущая: Почему океан соленый: откуда берётся соль в морской воде