Иногда я люблю съездить на море. Как известно, тамошняя вода отличается повышенной солёностью. Но недавно я задался вопросом: "Сколько же именно солей растворено в морской воде?" Нахождение средней солёности обычной морской воды не заняло у меня много времени. И именно о ней мне хотелось бы рассказать.
Средний уровень солёности морской воды
Как известно, морская вода наполняет сами моря и океаны Земли. Рассматривать среднюю солёность морской воды лучше всего на примере Мирового океана . Средний уровень солей в нём составляет около 34,7‰ (промилле) или же 3,47% (процента) . Этот показатель может колебаться от 3,4 до 3,6 % (или же 34-36‰ промилле).
Проще говоря, в каждом литре обычной морской воды содержится в районе 35 граммов разных солей (большую часть которых составляет хлорид натрия ).
Стоит отметить, что в солёность в океанах почти везде равна 35‰. Но вот вода в морях отличается более неравномерным распределением солей . Так, наименее солёными можно назвать воды Финского залива , плюс северную часть Ботнического залива . А наиболее солёными являются Красное и Мёртвое море .
Отличия между солёной и пресной водой
- большей плотностью;
- повышенной вязкостью;
- более низкой точкой замерзания;
- пониженной теплоёмкостью;
- сниженным давлением пара;
- и увеличенной скоростью прохождения звука.
Но главным отличием морской воды можно назвать её непригодность для питья . Дело в том, в морской воде содержится куда больше солей, чем нужно нашему организму для её выведения. И перед тем, как пить морскую воду, её необходимо опреснить .
Примечательно, что в 1950-ых годах Ален Бомбар (небезызвестный французский врач и странник) доказал, что человек может без вреда пить морскую воду в малых количествах (около 700 мл за сутки ) на протяжении 5-7 дней .
Морскую воду также используют в некоторых странах для работы сливных систем (в частности, в Гонконге ). Это делается для экономии пресных вод, добыча которых отличается определёнными трудностями.
В водах Мирового океана растворено огромное количество химических элементов. Их достаточно, чтобы покрыть всю поверхность суши нашей планеты слоем в 240 м. Морская вода по массе состоит на 95 % из чистой воды и более 4 % из растворенных в ней солей, газов и взвешенных частиц. Поэтому морская вода отличается от воды пресных водоемов рядом особенностей: горько-соленым вкусом, удельным весом, прозрачностью, цветом, более агрессивным воздействием на строительные материалы.
Все это объясняется содержанием в морской воде значительного количества растворенных твердых веществ и газов, а также взвешенных частиц органического и неорганического происхождения.
Количество растворенных твердых минеральных веществ (солей), выраженное в граммах на килограмм (литр) морской воды называется ее соленостью.
Средняя соленость Мирового океана равна 35 ‰. …
В отдельных районах Мирового океана соленость может в широких пределах отклоняться от средней величины в зависимости от гидрологических и климатических условий.
В морской воде растворено много различных веществ, но представлены они неодинаково. Одни вещества содержатся в ней в сравнительно больших количествах (в граммах на 1 кг (литр) воды), другие - в количествах, исчисляемых лишь тысячными долями грамма на тонну воды. Эти вещества - микроэлементы, распространенные в морской воде.
Впервые состав морской воды был определен Дитмаром на основании исследования 77 проб, собранных в различных пунктах Мирового океана. Вся масса океанической воды представляет собой жидкое "рудное тело". В ней содержатся практически все элементы таблицы Менделеева.
Теоретически в морской воде находятся все известные химические элементы, но весовое их содержание различно. Выделяют две группы элементов, содержащихся в морской воде. К первой группе относятся 11 основных элементов, которые, собственно, и определяют свойства морской воды, главнейшие из них мы уже называли; ко второй группе относятся все остальные элементы - их часто называют микроэлементами, общее содержание которых не превышает 3 мг/кг. Так, например, в 1 кг морской воды содержится 3х10-7 г серебра, 5х10-7 золота, а такие элементы, как кобальт, никель, олово, обнаруживают только в крови морских животных, улавливающих их из воды.
Основные элементы находятся в морской воде обычно в виде соединений (солей), главными из которых являются:
1) хлориды (NaCl и MgCl), составляющие 88,7 % от веса всех растворенных в морской воде твердых веществ;
2) сульфаты (MgSO4, СаБ04,К2804), составляющие
3) карбонаты (CaCO3) - составляющие 0,3 %.
Изменение солености поверхностных вод Мирового океана по широтам. Соленость на поверхности океана в открытых его частях зависит главным образом от соотношения между количеством осадков и величиной испарения. Чем больше разность температуры воды и воздуха, скорости ветра, тем больше величина испарения.
Выпадение осадков уменьшает поверхностную соленость. Кроме того, существенное влияние на изменение солености оказывает перемешивание вод океанов и морей. В полярных областях соленость изменяется при таянии, образования льда. Вблизи устьев рек соленость зависит от стока пресной воды.
Все перечисленные факторы позволяют судить об изменении солености по широтам.
Колебания солености по широтам имеют примерно одинаковый характер для всех океанов. Соленость увеличивается в направлении от полюсов к тропикам, достигает максимального значения около 20-25 северных и южных широт и снова уменьшается на экваторе. Такая закономерность связана с режимом осадков и испарения.
В полосе пассатной циркуляции большую часть года сохраняется ясная, солнечная погода без осадков, постоянно дующие сильные ветры при достаточно высокой температуре воздуха, что вызывает интенсивное испарение, достигающее 3 м в год, в результате чего соленость поверхностных вод в тропических широтах океанов постоянно самая высокая.
В экваториальной зоне, где ветры очень редки, несмотря на высокую температуру воздуха, а выпадающие осадки обильны, наблюдается некоторое понижение солености.
В умеренной полосе осадки преобладают над испарением и соленость в связи с этим понижается.
Равномерное изменение поверхностной солености нарушается благодаря наличию океанических и прибрежных течений, а также в результате выноса пресных вод крупными реками (Конго, Амазонка, Миссисипи, Брахмапутра, Меконг, Хуанхэ, Тигр, Евфрат и др.).
Область самой высокой солености Мирового океана (S = 37,9 %), не считая некоторых морей, лежит к западу от Азорских островов. Соленость морей тем больше отличается от солености океана, чем меньше моря сообщаются с океаном, и зависит от их географического положения. Соленость вод большую, чем воды океана, имеют моря: Средиземное - на западе 37-38 %, на востоке 38-39 %; Красное - на юге 37 %, на севере 41 %; Персидский залив - на севере 40 %, в восточной части 41 %. Соленость на поверхности морей Евразии колеблется в широких пределах. В Азовском море в средней его части составляет 10-12 % , а у берегов 9,5 %; в Черном море - в средней части 18,5 %, а в северо-западной части 17 %; в Балтийском море при восточных ветрах 10 %, при западных и юго-западных 20-22 %, а в Финском заливе, в отдельные дождливые годы, при восточных ветрах соленость уменьшается до 2-3 % . Соленость полярных морей в удаленных от берега районах составляет 29-35 % и может несколько изменяться в зависимости от притока вод из других областей океана.
Бессточные моря (Каспийское и Аральское) имеют соответственно среднюю соленость 12,8 % и 10 %.
Изменение солености по глубине. По глубине заметные колебания солености происходят лишь до 1500 м, а ниже этого горизонта соленость меняется незначительно. В ряде мест величина солености стабилизируется начиная с меньшей глубины.
В приполярных областях при таянии льда соленость с глубиной повышается, а при образовании льда - понижается.
В умеренных широтах соленость мало изменяется с глубиной.
В субтропической зоне соленость быстро убывает до глубины 1000-1500 м.
В тропической зоне соленость нарастает до глубины 100 м, затем убывает до глубины 500 м, после чего незначительно увеличивается до глубины 1500 м и ниже остается неизменной.
На распределение солености по глубине так же, как и на поверхности, влияют горизонтальные перемещения и вертикальная циркуляция водных масс.
Распределение солености на поверхности Мирового океана на картах показано при помощи линий, называемых изогалины - т. е. линии равной солености.
В различные периоды года соленость тоже имеет свои колебания. Для анализа изменения солености во времени строится график - галиноизоплет, на котором по вертикальной оси выписывается величина солености, а по горизонтали - время наблюдения. Горизонтальное распределение солей на различных глубинах существенно отличается от распределения ее по поверхности. Это объясняется рядом причин. Одна из них состоит в том, что распределение воды в океане по слоям определяется ее плотностью, а так как температура воды с глубиной обычно понижается, то для устойчивого равновесия не требуется повышения солености по мере увеличения глубины. Соленость с глубиной может понижаться (анагалинность), возрастать (катагалинность) или оставаться неизменной (гомогалинность).
Так, например, в высоких широтах обильные осадки распресняют поверхностную воду, делают ее менее плотной, что вызывает большую устойчивость вод и препятствует перемешиванию. Поэтому в районах минимальной поверхностной солености не обязательно ожидать аналогичного положения солености на глубине. Большую роль в нарушении согласованности в горизонтальном распределении солености на поверхности и на глубинах играют глубинные течения. Так, в горизонте 75-150 м у экватора в Тихом и Атлантическом океанах уже не прослеживается вторичный минимум солености, свойственный поверхностным горизонтам. Здесь поверхностные воды подстилаются горизонтом высокосоленой воды (36 %о), глубинными экваториальными противотечениями Кромвела и Ломоносова.
Происхождение солей в Мировом океане. На вопрос о происхождении солей в Мировом океане ученые еще не дали определенного ответа. До недавнего времени имелись два предположения на этот счет. Согласно первому вода Мирового океана была соленой со времени его возникновения. Согласно второму океан осолонялся постепенно, вследствие выноса солей в океан реками и благодаря вулканической деятельности.
В подтверждение правильности первого предположения приводятся анализы состава древнейших отложений калийной соли, образовавшихся в отдаленные эры существования Земли. Эти отложения возникли вследствие усыхания морских бассейнов с соленой водой. Остатки древних морских организмов, сохранившихся в упомянутых отложениях, дают основания предполагать, что они существовали в соленых водах. К тому же вода является прекрасным растворителем, и невозможно предполагать, что воды первичного океана были пресными.
Очевидной является правильность второго предположения об изменчивости солености и солевого состава под влиянием речного стока и процессов дегазации Мантии Земли. И особенно справедливо это утверждение для периода, предшествовавшего появлению биологического регулятора солевого состава.
В последние годы выдвинута еще одна гипотеза по поводу про-исхождения солености Мирового океана, являющаяся как бы синтезом различных сторон рассмотренных только что предположений. Согласно этой гипотезе:
1. Воды первичного океана были солеными с момента его возникновения, но их соленость и солевой состав, безусловно, были иными, чем теперь.
2. Соленость Мирового океана и состав его солей по своему генезису являются результатом сложных и длительных процессов, связанных с историей развития Земли. Роль одного только речного стока хотя и может объяснить накопление всей массы солей по количеству, но недостаточна для объяснения существующего ныне состава. Поступление главнейших катионов в воды океана действительно обязано процессам выветривания горных пород и речному стоку, большинство же их, наверное, поступило из недр земных.
3. Соленость менялась в течение всего периода существования Мирового океана, как в сторону ее повышения, так и в сторону понижения, а не односторонне, как это следует согласно второму предположению. К концу палеозоя, судя по составу солей существующих тогда морей и впоследствии высохших, химический состав океана был уже близок к современному.
4. Соленость и состав воды меняются и в настоящее время, но этот процесс настолько медленный, что из-за недостаточной чувствительности методов химического анализа люди не могут заметить эти изменения. Смена геологических периодов, резко отличающихся характером горообразовательной, вулканической деятельности, а также климатическими условиями, появление жизни в океане - вехи, знаменующие направленность процесса изменчивости солевого состава и солености Мирового океана.
Инструкция
Уровень средней солености Мирового океана составляет 35 промилле – именно эту цифру чаще всего называют в статистике. Чуть более точное значение, без округления: 34,73 промилле. На практике это означает, что в каждом литре теоретической океанической воды должно быть растворено порядка 35 г соли. На практике эта величина довольно сильно варьируется, так как Мировой океан настолько огромный, что воды в нем не могут быстро смешиваться и образовывать однородное с точки зрения химических свойств пространство.
Соленость воды в океане зависит от нескольких факторов. Во-первых, ее определяет процентное соотношение испаряющейся из океана воды и выпадающих в него осадков. Если осадков много, уровень локальной солености падает, а если осадков нет, но вода интенсивно испаряется, то соленость повышается. Поэтому в тропиках в определенные сезоны соленость вод достигает рекордных для планеты значений. Самая часть океана – Красное море, его соленость составляет 43 промилле.
При этом, даже если содержание солей на поверхности моря или океана колеблется, обычно эти изменения практически не касаются глубинных слоев воды. Поверхностные колебания редко превышают 6 промилле. В некоторых областях соленость воды уменьшается благодаря обилию стекающих в моря пресных рек.
Соленость Тихого и Алтантического океана чуть выше, чем остальных: она составляет 34,87 промилле. Индийский океан имеет соленость 34,58 промилле. Наименьшая соленость у Северного Ледовитого океана, и причина этому – таяние полярных льдов, которое особенно интенсивно происходит в Южном полушарии. Течения Северного Ледовитого океана влияют и на Индийский, именно поэтому его соленость ниже, чем у Атлантического и Тихого океана.
Чем дальше от полюсов, тем выше соленость океана, по тем же причинам. Тем не менее, самые соленые широты – от 3 до 20 градусов в обоих направлениях от экватора, а вовсе не сам он. Иногда про эти «полосы» даже говорят, что это пояса солености. Причина такого распределения в том, что экватор – зона постоянного выпадения обильных проливных тропических дождей, которые опресняют воду.
Видео по теме
Обратите внимание
Изменяется не только соленость, но и температура воды в Мировом океане. Горизонтально температура изменяется от экватора к полюсам, но имеет место также и вертикальное изменение температуры: она понижается к глубине. Причина в том, что солнце не в состоянии проникнуть через всю водную толщу и нагреть воды океана до самого дна. Температура поверхности вод различается очень сильно. В районе экватора она достигает +25-28 градусов Цельсия, а неподалеку от Северного полюса может опускаться до 0, а порой бывает и немного ниже.
Полезный совет
Площадь Мирового океана составляет примерно 360 миллионов кв. км. Это около 71% от всей территории планеты.
Считается, что средняя соленость поверхностных вод Атлантического океана наибольшая по сравнению с другими океанами. Однако у берегов Африки в точке Б она существенно ниже, чем в точке А. Объясните, с чем это связано, указав две причины. Соленость поверхностных вод мирового океана зависит от количества выпадающих осадков и испарения, от притока речных вод. Точка б расположена в экваториальном климатическом поясе,где в течение года осадков выпадает больше чем в тропическом климатическом поясе, в котором расположена точка а. В точке б испарение с поверхности меньше, так как в экваториальном поясе высокая облачность, которая уменьшает испарение с поверхности. В точке а испарение больше, так как в тропическом поясе отсутствие облачности и нисходящие токи воздуха увеличивают испарение. Точка б находится в гвинейском заливе, куда впадают крупные реки африки. Комментарий.
Слайд 14 из презентации «Задания ЕГЭ по географии» . Размер архива с презентацией 6304 КБ.География 11 класс
краткое содержание других презентаций«Характеристика Мексики» - Сельское хозяйство. Развитая страна. Природные условия. Знания об особенностях стран Латинской Америки. Население. Возможные проблемы. Природные ресурсы. Мексика. Транспорт. Экономика. Географическое положение. Лесное хозяйство.
«Население страны США» - Распределение доходов населения США. Распределение населения США по возрасту. Перепись населения – каждые десять лет. Интересные факты и справочный материал. Проверь себя и дополни выводы. Распределение населения США по расам и этническим группам. Быстрее всего росло население Запада. Численность населения и особенности динамики. Выводы и прогнозы. Особенности размещения населения. Население Соединенных Штатов Америки.
«Штат Аризона» - Значительная часть территории штата приходится на горы, плато. Штат Аризона. География. Колорадо. Климат. Экономика. Содержание. Население. Этимология. История.
««ЮАР» география» - Герб Южно-Африканской Республики. Южно-Африканская Республика. Население. Интересные факты о ЮАР. Томас Бейнс. Внутренние районы ЮАР. Столица. Искусство. В ЮАР представлены разнообразные климатические зоны. Отрасли народного хозяйства. Растительный мир ЮАР. География. Животный мир ЮАР. Слова гимна ЮАР. История. Джордж Пемба. Экономика. Религия. Президент ЮАР.
«Ашит» - Красив наш край и разнообразен. Исследование воды. Лебеди-шипуны. Каково экологическое состояние реки Ашит. В реке мало рыбы. Основное питание. В чём польза реки Ашит. Мельничные плотины. Обобщённые показатели. Памятник природы. Неорганические вещества. Проезжие. Отходы. Вопрос. Экологическая ситуация в Республике Татарстан. Река Ашит поздней осенью. Экологическое состояние реки Ашит. Можно ли купаться в реке Ашит.
«Вода – основа жизни» - Проблемы малых рек. Отношение жителей. Описать свойства воды. Протяженность берегов. Самое аномальное вещество. Водные ресурсы Земли. Мероприятия по экологическому оздоровлению рек. Положительное влияние на воду. Основные источники загрязнения воды. Вода – это богатство. Краса всей природы. Методы очистки воды в быту. Пашня спускается к самому берегу водоема. Вода – основа жизни на Земле. Исследования качества водопроводной воды.
Общее количество растворённых минеральных веществ, т.е. солей, в 1 кг морской воды, впрочем, как и воды соляных озёр (рапы), в отдельных случаях, воды глубоких водоносных горизонтов, взятое по массе (в граммах), называется солёностью воды. Средняя солёность воды Мирового океана составляет 35 г солей, растворённых в 1 кг морской воды, т.е. 0,035 долей килограмма (Л.К. Давыдов и др. Гидрология. Гидрометеоиздат., Л., 1973).
Солёность рапы соляных озёр может достигать 200 и даже 400 г/кг (например, озёра Баскунчак, Эльтон, Мертвое море и др.). Тоже можно отнести и к рассолам глубоких подземных водоносных горизонтов.
В океанологической и лимнологической практике солёность выражается в тысячных долях, т.е. промилле (от лат. pro mille – за тысячу), и обозначается S ‰, то же, что и г/кг.
В гидрогеологии чаще используется понятие минерализации. Размерность величины минерализации г/л (г/дм 3) или для низкоминерализованных вод мг/л.
Перевести солёность в минерализацию и обратно возможно при помощи величины плотности, что видно из подробно рассмотренных задач №№ 1 – 36. Значения плотности воды при выбранной температуре для данной величины солёности можно взять из соответствующего справочника, либо экспериментально замерить её с высокой точностью специальным прибором – ареометром.
Минерализация морской воды равна 20,25 г/л, а её плотность при температуре 20 0 С 1,0125 г/см 3 . Определить солёность этой воды в ‰.
Решение :
1). 1,0125 г/мл = 1,0125 кг/л = 1012,5 г/л и др. Выберем удобную для дальнейших расчётов размерность, например, последнюю. Составим первую пропорцию.
1012,5 г данной морской воды занимает объём 1 л
Х = 1000 · 1: 1012,5 = 0,9877 л
В 1 л морской воды содержится 20,25 г солей
В 0,9877 л - Х г солей
Х = 0,9877 л · 20,25 г/л = 20,00 г. Столько солей содержится в воде, объёмом 0,9877 л или массой 1 кг.
3). Таким образом, концентрация солей составляет ровно 20 г/кг или солёность равна 20‰.
Ответ: соленость данной воды 20 ‰.
Минерализация морской воды равна 10,05 г/л, а её плотность при температуре 20 0 С 1,0053 г/см 3 . Определить солёность этой воды в ‰.
Решение:
1). 1,0053 г/мл = 1,0053 кг/л = 1005,3 г/л и др. Выберем удобную для дальнейших расчётов размерность, например, последнюю. Составим первую пропорцию.
1005,3 г данной морской воды занимает объём 1 л
1000 г, т.е. 1 кг этой воды - Х л
Х = 1000 · 1: 1005,3 = 0,9947 л
Именно этот объём воды «весит» 1 кг.
2). Составим вторую пропорцию:
В 1 л морской воды содержится 10,05 г солей
В 0,9947 л - Х г солей
Х = 0,9947 л · 10,05 г/л = 9,997 г. Столько солей содержится в воде, объёмом 0,9947 л или массой 1 кг.
3). Таким образом, концентрация солей составляет 9,997 г/кг или солёность равна 9,997 ‰.
Ответ: соленость данной воды 9,997 ‰.
Варианты задач 1 и 2
Величины плотностей морской воды даны для произвольных температур
| № задачи | Минерали- зация, г/л | Плотность, г/мл | № задачи | Минерали- зация, г/л | Плотность, г/мл |
| 10,12 | 1,0061 | 30,02 | 1,0262 | ||
| 11,15 | 1,0099 | 31,21 | 1,0268 | ||
| 12,45 | 1,0104 | 32,34 | 1,0272 | ||
| 15,63 | 1,0211 | 33,65 | 1,0279 | ||
| 18,00 | 1,0219 | 34,11 | 1,0297 | ||
| 20,22 | 1,0225 | 34,57 | 1,0310 | ||
| 24,59 | 1,0231 | 35,25 | 1,0337 | ||
| 28,68 | 1,0258 | 37,97 | 1,0345 |
Солёность рапы соляного озера составляет 120 ‰, и плотность при 20 0 С 1,0857 г/мл. Определить минерализацию данной рапы в г/л.
Решение:
1). 1,0857 г/мл = 1,0857 кг/л = 1085,7 г/л и др. Выберем удобную для дальнейших расчётов размерность, например, последнюю. Составим первую пропорцию.
1085,7 г данной рапы имеют объём 1 л
Х = 1000 · 1: 1085,7 = 0,9211 л
Т.е. 1000 г рапы имеют объём 0,9211 л.
2). 120 ‰ = 120 г/кг, следовательно, в 1 кг рапы содержится 120 г солей, но ведь 1 кг рапы занимает объём 0,9947 л, следовательно, можно записать 120 г/кг = 120 г/0,9211 л.
120 г солей содержится в 0,9211 л рапы
Х = 120 · 1: 0,9211 = 130,28 г/л
Ответ: минерализация воды равна 130,28 г/л.
Солёность рапы соляного озера составляет 260 ‰, и плотность при 20 0 С 1,1972 г/мл. Определить минерализацию данной рапы в г/л.
Решение:
1). 1,1972 г/мл = 1,1972 кг/л = 1197,2 г/л и др. Выберем удобную для дальнейших расчётов размерность, например, последнюю. Составим первую пропорцию.
1197,2 г данной рапы имеют объём 1 л
1000 г данной рапы (рассола) - Х л
Х = 1000 · 1: 1197,2 = 0,8353 л
Т.е. 1000 г рапы имеют объём 0,8353 л.
2). 260 ‰ = 260 г/кг, следовательно, в 1 кг рапы содержится 260 г солей, но ведь 1 кг рапы занимает объём 0,8353 л, следовательно, можно записать 260 г/кг = 260 г/0,8353 л.
3). Составим вторую пропорцию:
260 г солей содержится в 0,8353 л рапы
Х = 260 · 1: 0,8353 = г/л
Ответ: минерализация воды равна 311,27 г/л.
Варианты задач 19 и 20
Величины плотностей рапы даны для произвольных температур