Морская вода
Море занимает особенное место в круговороте воды. В то время как вода в реках и ручьях непрерывно течет, обмен ее в морях, рассматриваемый статистически, происходит за десятки лет. Обмен воды морей за счет испарения происходит только в течение 3000 лет. Несмотря па это, в природе наблюдается непрерывный круговорот воды. Для всех растворенных в воде веществ долгая миграция в море, тем не менее, заканчивается. Море является сборным бассейном всего того, что реки Земли приносят с собой. Современная концентрация солей в морской воде является суммой концентраций солей, которые миллионы лет вымывались из земли. Все количество растворенной в море соли оценивают примерно как 40 х 1018 тонн (4 с 19 нулями!).
Концентрации солей в морях мира отличаются лишь незначительно друг от друга и равны в среднем 34,7‰. Отклонения от этого значения происходят, возможно, в областях интенсивного испарения при незначительной подпитке пресной водой (приблизительно 40‰ в Красном море), в областях интенсивной подпитки пресной водой и незначительного перемешивания (3-20‰, к примеру, в Балтийском море). Хотя концентрации солей в некоторых областях могут отличаться от среднего значения, все-таки состав морской воды очень постоянен, и обычно наблюдаются отклонения не более чем на 0,005‰, В морской воде мы можем найти все элементы, которые имеются на суше. Однако, если сравнивать состав элементов в морской воде (см. таблицу на стр. 30) с их геологической частотой встречаемости, можно констатировать значительные расхождения. Причина состоит в том, что в морской воде при определенных химических реакциях некоторые вещества выпадают в осадок, а другие, к примеру, мути, особенно сильно адсорбируются. Тяжелые металлы и другие элементы, такие, как свинец, олово и медь, а также мышьяк, селен и молибден присоединяются к гидроксидам железа и марганца и оседают на морское дно. Таким образом, морская вода – результат комплексных процессов в море. Если отнести водород и кислород к элементам только воды, то лишь 13 элементов составляют 999,98‰ всего содержания солей. Большинство элементов составляет лишь 0,02‰, это меньше чем 5 мг/л. Эти элементы из-за очень низких концентраций называются микроэлементами. Основные компоненты морской воды определяют в основном физические свойства, такие, как плотность, вязкость и осмотическое давление. Микроэлементы имеют, тем не менее, несмотря на их небольшое количество, ключевые функции для многих биохимических процессов. В частности, нужно обращать внимание на это при выборе искусственных морских солей. Содержание солей может быть непосредственно или косвенно обозначено или измерено величинами, приведенными в верхней таблице. В морской воде количество катионов (положительно заряженных ионов) превосходит количество анионов (отрицательно заряженных ионов). Поэтому морская вода имеет щелочную реакцию и значение pH 8,2!
Газы в морской воде
Растворимость веществ происходит отчасти конкурентно. Если вследствие внешних условий определенное вещество в больших количествах растворяется в воде, другие, возможно, поглощаются в незначительных количествах. Это особенно наглядно проявляется при растворении газов в морской воде. Чем выше содержание солей, тем больше снижается насыщаемость газов (см. стр. 28). Таким образом, морская вода при 20 °C имеет насыщаемость примерно 7,5 мг/л, в то время как пресная вода при равной температуре – примерно 9 мг/л.
Значение газов для биохимических процессов в морской воде, по существу, такое же, как и для пресной воды. В частности, действие CO2 на карбонатную систему происходит под влиянием высоких значений pH морской воды. Об этом ниже будет рассказано подробнее. На обширных территориях на поверхности морей можно регистрировать почти полное насыщение кислородом и не только в холодных, но и в теплых морях. Так, например, содержание кислорода в Красном море при температуре от 25 °C до 30 °C составляет примерно 4,5 мл/л (примерно 6,4 мг/л) и, таким образом, находится в области насыщения. Причина этого может включаться в активном движении поверхности из-за ветров и волнения. Это высокое содержание кислорода поддерживается в тропических областях на глубине примерно от 25 до 100 метров (см. рисунок ниже, верхний график) и в субтропических областях опускается в еще более глубокие зоны (см. рисунок ниже, нижний график). Очевидно, что водные зоны, из которых морские животные попадают в наши аквариумы, снабжены достаточным количеством кислорода. В этой связи в акватехнике важная цель – постоянное обеспечение животных кислородом в достаточном количестве, так как не только рыбы и беспозвоночные, но и вся биосфера сориентирована на аэробные условия.
|
|
|
|
