Морська вода

Морська вода й піна в Малаккській протоці

Морська вода (рос. морская вода, вода океана; англ. sea water, ocean water; нім. Meerwasser n, Seewasser n) — вода морів і океанів. Переважна кількість морської води знаходиться в Світовому океані (1,37 млрд км³).

Фізичні характеристики

Густина морської води коливається в межах від 1020 до 1030 кг·м⁻³. Показник кислотності pH варіюється в межах від 7,5 до 8,4. Швидкість звуку в морській воді — близько 1500 м/с.

Мінеральний склад

Мінеральний склад морської води

Загальний молярний склад морської води [1]

Компонент	Концентрація (моль/кг)
H2O	53,6
Na+<sup\>	0,546
Cl-<sup\>	0,469
Mg2+<sup\>	0,0528
SO42-	0,0283
Ca2+<sup\>	0,0103
K+<sup\>	0,0102
CT<sub\>	0,00206
Br-<sup\>	0,000844
BT<sub\>	0,000416
Sr2+<sup\>	0,000091
F-<sup\>	0,000068

Середня солоність морської води — 35 г/л. Це 0,6 молей·літр⁻¹ (у припущенні, що вся сіль являє собою NaCl, що насправді не так). Хоча солоність води в океанах майже повсюдно близька до 35 ‰, однак вода в морях має нерівномірно розподілену солоність, в залежності від ступеня їх ізольованості від океану, припливу слабкомінералізованих поверхневих вод суші, кліматичних умов. Відмічається трохи менший солевміст у полярних акваторіях і підвищений до 39-42 ‰ в тропічних. Найменш солоною є вода Фінскої затоки і північної частини Ботнічної затоки, що входять в акваторію Балтійського моря. Найсолонішою є вода Червоного моря. Солоні озера, такі як Мертве море, можуть мати значно більший рівень вмісту солей.

Середній сумарний солевміст морської води близько 35 ‰, температура замерзання 1,91 °С, густина 1020 кг/м³. Мінеральний склад морської води постійний — 99,99 % за масою сольового складу припадає на Na⁺ — 10,7 ‰, K⁺ — 0,39 ‰, Ca²⁺ — 0,42 ‰, Mg²⁺ — 1,30 ‰, SO₄²⁻ — 2,70 ‰, Cl⁻ — 19,35 ‰, Br⁻ — 0,06 ‰, CO₃²⁻ — 0,07 ‰. При цьому 85 % солей у морській воді складає NaCl, у значних кількостях присутні: MgCl₂, MgSO₄, CaSO₄, NaBr, а також розчинені гази та органічні речовини (1-5 мг/л).

Внаслідок високої концентрації компонентів і величезного їх сумарного вмісту у водах Світового океану, морська вода використовується для отримання багатьох хімічних сполук. Наприклад, у країнах жаркого клімату (КНР, Японія, Індія, Австралія, ін.) упарюванням за рахунок сонячного тепла отримують 30-40 % світового видобутку кухонної солі. В перспективі, з появою нових технологій, з морської води можливе вилучення ряду цінних корисних копалин. Морська вода містить в розчиненому вигляді практично всі елементи періодичної таблиці хімічних елементів.

Розподіл солей за глибиною загалом постійний, в нижніх горизонтах зростає вміст розчиненої вуглекислоти, внаслідок чого в глибинних ділянках осад карбонату кальцію розчиняється. Різка зміна складу води за глибиною спостерігається в Чорному морі за рахунок двох потоків через Босфор (верхнього, більш прісного, з Чорного моря і нижнього, солонішого, з Мармурового в Чорне море) і дії сульфатредукуючих бактерій, що приводить до накопичення сірководню (до 14 мг/л).

Геохімічне пояснення

Хімічні елементи (за масою) Елемент Відсоток Елемент Відсоток Кисень 85,7 Сірка 0,0885 Водень 10,8 Кальцій 0,04 Хлор 1,9 Калій 0,0380 Натрій 1,05 Бром 0,0065 Магній 0,1350 Вуглець 0,0026

Наукове обґрунтування появі солоної води в морі було покладено роботами сера Едмонда Хеллі в 1715 році. Він припустив, що сіль й інші мінерали вимивалися із ґрунту й доставлялися в море річками. Досягши океану, солі залишалися й поступово концентрувалися. Хеллі помітив, що більшість озер, що не мають водного зв'язку з океанами, мають солону воду. Теорія Хеллі почасти вірна. Доповнюючи її, варто згадати, що натрій вимивався із дна океанів на ранніх етапах їхнього формування. Присутність іншого елемента солі — хлору, пояснюється його вивільненням (у вигляді соляної кислоти) з надр Землі при виверженнях вулканів. Натрій і хлор поступово стали основного складового сольового складу морської води.

Морська вода нормальна

Нормальна морська вода (рос. морская вода нормальная; англ. normal sea water, нім. normales Meerwasser n, normales Seewasser n) — морська вода з солоністю 34-35 ‰ (г/дм³). Лабораторним шляхом для досліджень готують морську воду штучну, що містить солі NaCl, MgCl₂, Na₂SO₄, CaCl₂, KCl, NaHCO₃, KBr, H₃BO₄, SCl₂, NaF, які взято у певній пропорції. Необхідно вводити поправку на вміст кристалізаційної води в застосовуваних реактивах, якщо вона в них є.

Розподіл температур

Середньорічна температура поверхні Світового океану. Дані зі Світового океанічного атласа, 2001.

Температура разом із солоністю визначає щільність води. Чим нижча температура, тим більша щільність. Вода — одна з речовин, яка має найбільшу теплоємність 4200 кДж/кг. Тільки 10 метровий шар океанських вод містить тепла більше, ніж вся земна атмосфера. Саме велика теплоємність океану робить його головним акумулятором і регулятором температури географічної оболонки планети. На відміну від розподілу температур за глибиною, на поверхні океанів температури розподілені зонально. У екваторіальному поясі температура води становить 27-28°С протягом всього року. У тропіках західні частини океанів тепліші (20-25°С), тому що сюди підходять пасатні течії з екваторіальними водами. Східні частини океанів холодніші через холодні течії (15-20°С). Східні області океанів у помірному поясі обігріваються Північноатлантичною та Північнотихоокеанською течіями, західні області охолоджуються Лабрадорською та Курильською течіями. У помірних широтах південної півкулі температура змінюється зонально від 10°С біля 40° південної широти до 0° С на 60° південної широти і далі знижується до межі морських льодів. У полярних поясах температура води опускається до 2-3°С, не перетворюючись на лід через її солоність.

Розподіл солоності

Середньорічна солоність води Світового океану (в проміле). Дані з Світового океанічного атласу, 2001.

Середня солоність океану змінюється на його поверхні незначно. У екваторіальній зоні солоність може знижуватися через випадання рясних дощів та велику хмарність до 32 ‰. У тропіках солоність води підвищена до 38 ‰. Це пов'язано з відсутністю хмарності та дією постійних вітрів, що викликають посилене випаровування води. Солоність помірних широт відповідає середній солоності океану. До полярних широт вона зменшується до 32 ‰, що обумовлено надходженням прісних вод з материків і таненням льодовиків. Солоність внутрішньоматерикових морів особливо залежить від припливу річкових і океанічних вод. Зміна солоності з глибиною відрізняється великою розмаїтістю. Суттєві зміни відбуваються лише у верхньому шарі, до глибини 1500 м. Нижче цього горизонту коливання солоності надзвичайно малі. У деяких районах океанів солоність стає одноманітною зі значно вищих горизонтів. У полярних областях солоність сильно змінюється тільки лише глибини 200 м, а глибше вона практично незмінна.

Придатність для пиття

Морська вода непридатна для пиття через високий зміст мінералів, для виведення яких з організму потрібно води більше, ніж її випита кількість. Однак після дистиляції морську воду можна пити.

Курйози

У Гонконзі морська вода широко використовується в зливальних системах туалетів. Більш ніж 90 % з них використають для змивання саме морську воду задля економії прісної води. Початок цій практиці було покладено в 1960-х й 1970-х роках, коли скорочення запасів прісної води стало проблемою для жителів цієї британської колонії.

Див. також

• Прісна вода
• Водні маси

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.

Джерела

• (англ.) Tables and software for thermophysical properties of seawater.