Найбільша солоність світового океану

Солоність вод Світового океану

Солоність – мінералізація морської води, що показує скільки солей міститься у океанічній воді. За вагою океанська вода складається на 96,5% з чистої води та на 3,5% з різних солей. Солоних рис океанська вода набула внаслідок розчинної властивості води.

Закон постійності сольового складу води: головна особливість океанської води – постійність сольового складу води. Співвідношення солей у всіх районах Світового океану однакове, незалежно від ступеню солоності води. У океанській воді містяться всі хімічні елементи таблиці Менделєєва і їх ізотопи. Однак, домінують лише кілька видів солей:

• інші (0,2%) – органічні сполуки, біогенні речовини.

В Світовому океані загалом міститься 49,2·1015 тон солей.

Чинники зменшення солоності:

• випадіння атмосферних опадів;

• поверхневий стік із суходолу (розсолення вод у берегів);

• підземний стік (певною мірою – слабко вивчене).

Чинники підвищення солоності:

• утворення льоду – зменшення води рідини;

• випарування води із океанічної маси:

• вплив течій (певною мірою через переніс солей).

Розподіл солоності:

• солоність нормальну (середня всього Світового океану);

• знижену солоність (нижча за середню);

• підвищену (вища за середню).

Зональний розподіл солоності – поширотні зміни вмісту солей.

• Екваторіальні широти – солоність знижена – 32-34‰ і менше (до 30‰ біля західних берегів Колумбії). Причини – велика кількість атмосферних опадів, впадають великі річки з прісною водою – Амазонка, Конго, Нігер.

• Тропічні і субтропічні широти – солоність підвищена – 37-42‰. Причини – значне випарування, невелика кількість річок – поверхневого прісного стоку, мала кількість опадів.

• Помірні та полярні широти – солоність знижена – 31-35‰. Причини – більша кількість опадів, менш інтенсивне випарування, значний поверхневий стік (особливо в акваторію Північного Льодовитого океану), танення льоду (в тому числі й айсбергів) – у полярних широтах.

Класифікація морів за солоністю. Всі моря в залежності від солоності їх поверхневих вод поділяються на – 6 типів:

1. Окраїнні моря, із солоністю, яка близька до солоності океанічної води – всі Антарктичні моря (Росса, Уедделла), Норвезьке, Тім орське, Арафурське, Північне, Коралове.

2. Окраїнні моря із солоністю вищою за океанічну – Аравійське (37‰), Карибське (36‰).

3. Внутрішні моря із зниженою солоністю – Чорне (16-18‰), Азовське (10-12‰), Балтійське (10-13%), Біле (24-30‰).

4. Внутрішні моря з підвищеною солоністю – Червоне (42‰), Середземне (35-38‰), Адріатичне, Іонічне, Мармурове, Лігурійське, Тірренське.

5. Окраїнні моря зі зниженою солоністю – Карське, Лаптєвих, Східно-Сибірське, Чукотське, Баренцове, Охотське, Японське, Жовте, Східно- і Південно-Китайські моря.

6. Міжострівні моря з солоністю меншою за середню – море Баффіна (33‰).

Закономірності солоності Океанів. Якщо брати в середньому, найбільш солоним є Атлантичний океан (35,4‰), далі йдуть Тихий (34,9‰), Індійський (34,8‰), Північний Льодовитий (31,4‰, а у берегів лише 0-10‰).

Баланс солі в Світовому Океані. Всі зміни солоності в Світовому океані залежать від балансу солі в Океані. Баланс солі складається зі статей надходження солей і їх витрачання.

Доходна частина сольового балансу:

• поверхневий стік (дає до 3,2 млрд. т щороку);

• виверження вулканів (до 50 млн. т);

• випадіння з атмосферними опадами і пилом (до 1-1,3 млрд. т);

• розчинення гірських порід дна і берегів (до 200 млн. т);

• підземний стік (не оцінений).

Витратна частина сольового балансу:

• випадіння солей в осадок (до 2,6 млрд. т щороку);

• вилітання в атмосферу з водою під час штормів (300-400 млн. т);

• адсорбція солей завислими речовинами (1,2 млрд. т);

• шляхом випарування води і кристалізації солей у відділених частинах океанічних басейнів (лагунах) (до 600 млн. т).

Характеристики рівнів моря.

За часом розрізняють рівні моря – добові, декадні, місячні, річні та багаторічні. За характером прояву виділяють рівні моря – миттєвий, середній, найбільший, найменший.

Нуль глибин – умовна поверхня, від якої даються оцінки глибин на морських навігаційних картах. На морях, де середня величина припливу менш 50 см, за нуль глибин приймається середній багаторічний рівень моря.

Нуль Кронштадтського футштока – горизонтальна риска на металевій пластинці, що укріплена на підвалині моста через Обвідний канал у м. Кронштадті (Росія), розташована на висоті, що відповідає середньому рівні моря за період 1825-1840 рр. Цей нуль був розрахований і встановлений у 1840 р. російським дослідником М.Ф.Рейнеке. За минулі після цього понад 100 років середній рівень моря і положення Кронштадтського нуля істотно не змінилися. У колишньому Радянському Союзі і зараз у Східній Європі нуль Кронштадтського футштока офіційно прийнятий як нульова поверхня системи абсолютних відміток (Балтійська система висот – БС).

Зміни рівня моря.

• короткочасові – коливання пов’язані з наступними причинами: 1)припливами на морі, 2)хвилюванням, в тому числі й сешами, 3)згонно-нагонними явищами;

• сезонні коливання рівня води, максимум рівень моря сягає влітку, а мінімум – взимку; ці коливання невеликі – у межах 20-30 см;

• довгоперіодичні коливання охоплюють історичні інтервали часу – до кількох років. Можна окреслити 2 основні причини довгоперіодичних коливань: 1)гідрократичні – зміни об’ємів води, що заповнює океанічні западини, особливо під час епох покривних зледенінь; 2)геократичні причини – пов’язані з віковими рухами земної кори, які ведуть до змін форм і розмірів океанів; іноді гідрократичні та геократичні причини об’єднують в одну групу – евстатичних коливань.

Припливні хвилі (припливи)

Припливні явища в Світовому океані – динамічні процеси у водах морів і океанів, які викликані припливоутворюючими силами, що виникають внаслідок дії космічних сил поміж Землею, Місяцем і Сонцем.

До головних понять і характеристик припливів відносяться наступні:

• приплив – підйом рівня при проходженні припливної хвилі;

• відплив – падіння рівня води при проходженні припливної хвилі;

• повна вода (ПВ) – максимальний рівень упродовж одного періоду припливних коливань;

• мала вода (MB) – мінімальний рівень упродовж одного періоду припливних коливань;

• період припливу – проміжок часу між двома послідовними повними або малими водами;

• висота припливу (h) – положення припливного рівня по відношенню до нуля глибин;

• величина припливу (b) – різниця рівнів сусідніх повної и малої води;

• амплітуда припливу (Н) – висота повної або малої води від середнього припливного рівня;

• час повної води (t_пв) – момент настання повної води;

• час малої води мв) – момент настання малої води;

• час росту рівня (Тр) – проміжок часу, протягом якого відбувається підвищення рівня від малої до повної води (Тр = tпв — tмв);
• час падіння рівня (Тп) – проміжок часу, протягом якого відбувається падіння рівня від повної до малої води (Тп = tмв — tпв);
• тривалість стояння рівня (t_c) – час, протягом якого рівень не міняється.

Источник

Солоність Світового океану

За своєю структурою морська вода – повністю іонізований однорідний розчин. Його солоність визначається присутністю в розчиненому стані галоидов, сульфатів, карбонатів натрію, калію, магнію і кальцію (у% 0 ).

У середньому солоність Світового океану дорівнює 35 % о, але коливається в досить широких межах залежно від рівня випаровування і обсягів річкового стоку. У тому випадку, коли річковий стік в морях переважає, солоність падає нижче середнього значення. Наприклад, в Балтійському морі вона дорівнює 6-11 % о. Якщо переважає випаровування, то солоність піднімається вище середнього значення. У Середземному морі вона коливається від 37 до 38 % о, а в Червоному морі становить 41 % о. Самою високою солоністю володіють Мертве море і деякі солоні і гірко- солоні озера ( Ельтон, Баскунчак та ін.)

У океанської воді розчинені гази: N2, O2, СO2, Н2S та ін Завдяки високій горизонтальної та вертикальної гідродинаміки, зумовленої різницею температур, щільності і солоності, відбувається перемішування атмосферних газів. Зміна їх змісту пов’язано з життєдіяльністю організмів, підводним вулканізмом, хімічними реакціями в товщі води і на дні, а також інтенсивністю винесення виваженого або розчиненої речовини з материків.

Для деяких напівзамкнутих частин Світового океану – Чорного моря або затоки Омана – характерно сірководневе зараження, яке поширюється з глибин 200 м. Причиною такого зараження є не тільки ювенільні гази, а й хімічні реакції, що призводять до відновлення сульфатів, які відбуваються в опадах за участю анаеробних бактерій.

Велике значення для життєдіяльності морських організмів має прозорість води, тобто глибина проникнення сонячного світла на глибину. Прозорість залежить від зважених у воді мінеральних часток і обсягу мікропланктону. За умовну прозорість океанської води приймають глибину, на якій білий диск, так званий диск Секкі, діаметром 30 см стає невидимим. Умовна прозорість ( м) частин Світового океану різна.

Источник

Соленость мирового океана: причины ее возникновения и способы измерения

Более 96 % водной оболочки планеты Земля занимает Мировой океан, наполненный водными массами, содержащими значительное количество соли. На долю пресноводных рек и озер приходится менее 4%.

Соленость мирового океана — величина, показывающая среднее количество граммов соли в килограмме океанической воды. Это один из важнейших параметров, влияющих на подводный мир. Среднее значение показателя составляет 35 ‰, то есть в килограмме океанической воды содержится 35 граммов соли.

Свойства океанической воды

Жидкость в океане обладает горько-соленым вкусом. Отличается от пресной цветом, степенью прозрачности, удельным весом, температурой замерзания, количеством минеральных веществ. По разному взаимодействует с теми или иными веществами.

• обладает лекарственными свойствами: антисептические, заживляющие, содействующие укреплению иммунитета;
• питает и укрепляет кожу, волосы, ногти;
• благотворно влияет на нервную систему, оказывает успокаивающее действие благодаря разнообразным минеральным веществам, необходимым для нормального функционирования ЦНС.

• не предназначена для использования в быту, в том числе для полива почвы и растений;
• невозможно использовать в качестве питья;
• плавание в соленой воде при некоторых болезнях и кожных повреждениях может нанести вред здоровью;
• подходит не для всех живых организмов.

Что такое соленость воды

Под соленостью понимается наличие в воде растворенных веществ, обладающих соответствующими свойствами. Соли — вещества, молекулы которых состоят из анионов кислотных оснований (нитраты, сульфаты), соединенных с катионами металлов (калия, натрия). Катионы несут положительный заряд, анионы — отрицательный.

Причины

Согласно наиболее распространенной гипотезе, моря и океаны были обогащены солью вследствие ее вымывания из почвы и горных пород. Океаны и моря наполняются жидкостью в основном за счет впадающих в них рек.

В процессе течения по руслу потоки пресной воды соприкасаются с различными породами, из которых вымывают соли и другие вещества, и направляются в океаны. При нагревании от солнечных лучей жидкость испаряется, затем снова попадает в реки, и процесс начинается заново. Покинуть свое местонахождение молекулы соли не могут, так как они не участвуют в процессе испарения. В течение многих миллионов лет минеральные соединения накапливались, и водоемы становились все более солеными.

Существует еще одна гипотеза: моря и океаны не были пресными изначально. В период формирования планеты Земля по причине мощной вулканической активности на поверхность выпадали кислотные дожди, которые наполнили самый первый водоем. Постепенно молекулы кислоты разъедали горные породы и образовывали с ними новые химические соединения — соли, которые постепенно полностью заменили кислоты.

Как измеряют

С 1970-х годов для измерений солености ученые наиболее часто пользуются электрическим методом. Ячейки электропроводности опускаются в исследуемую жидкость, их работу фиксируют лабораторные солемеры. На основе такого исследования получают точность измерения до 0,001 ПЕС. Кроме лабораторных, используются более простые методы.

Инструменты, которыми пользуются для измерения растворов:

• ручной рефрактометр;
• гидрометр;
• кондуктометр.

С помощью этих приборов соленость можно исследовать самостоятельно. Наиболее точным прибором считается рефрактометр.

Соленость мировых океанов

Измеряется в промилле ( ‰ ) — это физическая единица, обозначающая количество граммов определенного вещества в килограмме воды. В зависимости от широты, количества впадающих пресных рек, климатических условий и других факторов показатели могут меняться.

Тихий

Занимает территории обоих земных полушарий. На западе окружен континентами Евразия и Австралия, на востоке граничит с Северной и Южной Америкой, на юге — с Антарктидой. Занимает более 30 % поверхности Земли, его площадь — 178 784 000 км². Объем — 710,36 млн км³, это почти половина общего объема Мирового океана. Рельеф дна очень разнообразен — здесь находится наибольшая часть глубоководных желобов Мирового океана.

Средняя соленость — 34,5 ‰. Максимальные показатели наблюдаются в тропических районах (до 35,6 ‰) вследствие активного испарения жидкости и скудных осадков. На востоке показатели снижаются благодаря холодным течениям. На экваторе параметры также невысокие по причине обильных осадков.

Индийский

Большая часть Индийского океана находится в южном полушарии. Он граничит с Евразией на севере и северо-востоке, с Африкой — на западе, с частью Южного океана — на юго-востоке. Площадь — 76 174 000 км². Объем — 282,65 км³.

Средняя соленость — 34,8 ‰. Именно здесь, в Красном море и Персидском заливе, наблюдаются наиболее высокие показатели всего мирового океана — 40–41 ‰. Значениям выше 36 ‰ соответствует степень солености водных масс южного тропического пояса и Аравийского моря в северном полушарии. Низкие показатели (30–34 ‰) наблюдаются в Бенгальском Заливе вследствие опреснения воды за счет рек Иравади, Ганг и Брахмапутра.

В арктических и экваториальных районах можно заметить довольно значительную сезонную разницу в солености. Муссонное течение зимой транспортирует водные массы низкой солености с северо-восточных океанических областей и образует вдоль 5° северной широты «язык» пониженного содержания солей, который исчезает в летний период.

Атлантический

Находится на втором месте по величине. Площадь — 106 500 000 км² . Объем — 330,1 км³. На западе граничит с Северной и Южной Америкой, на востоке — с Европой и Африкой, на юге — с Антарктидой.

Степень содержания солей в Атлантическом океане практически такая же, как в Тихом — в среднем 35,4 ‰. Показатели понижены в зонах, расположенных рядом с экватором, из-за обильных осадков ( 34 ‰) и повышены в области субтропиков и тропиков ( 37,25 ‰). Максимальное значение наблюдается в Средиземном море — 39 ‰. Резкое снижение показателей фиксируется в зонах близ устьев рек (Ла-Плата — 18–19 ‰).

Северный ледовитый

Самый маленький в мире океан находится весь целиком в северном полушарии, граничит с Евразией и Северной Америкой. Площадь — 14 750 000 км². Объем — 18,07 км³.

Это океан с самым низким содержанием солей — 32 ‰. Показатель варьируется в зависимости от слоя водных массивов. У поверхности наблюдаются более низкие значения из-за опресняющего влияния рек, стока талых вод и очень малого испарения.

Следующий слой более соленый (до 34,3 ‰ ) за счет слияния верхнего с нижним (37 ‰ и выше), подстилающим промежуточным, источник которого находится в Гренландском море. Глубинный слой характеризуется меньшими значениями (35 ‰) по сравнению с предыдущим, он также переносится из Гренландского моря.

Южный

Представляет собой совокупность южных частей океанов, омывающих Антарктиду (Тихого, Атлантического, Индийского). Отсутствуют четкие очертания его границ. Площадь — около 86 000 000 км² (данные разнятся).

Степень содержания солей — 34–34,2 ‰. На юге показатели сниженные, а в самых северных областях повышаются до 34,8–35 ‰. В разные сезоны соленость неодинакова — летом ниже, чем зимой. Это особенно ярко выражается в прибрежных районах.

Имеет значение и глубина — чем ниже расположен водный слой, тем выше в нем концентрация солей, а поверхностный слой наиболее пресный среди прочих. Все изменения параметра находятся в диапазоне от 33 ‰ до 35 ‰. Образование и таяние ледников является одним из факторов изменения солености.

Почему меняется соленость

Уровень солености водных масс непостоянен, показатели меняются, не бывают одинаковыми даже в одной климатической зоне в разные сезоны.

• интенсивность испарений;
• количество осадков;
• образование/таяние ледяного покрова;
• объем и количество впадающих рек;
• подводные течения.

Распределение солености воды зависит от глубины. Испаряясь, молекулы воды (H₂O) покидают океан, но соль не испаряется и остается в оставшемся количестве жидкости. В результате соленость повышается. При выпадении осадков в океане увеличивается количество воды, но содержание минеральных соединений остается прежним. В результате соленость понижается.

В прибрежных районах, где в океан впадает множество пресных рек, соленость понижена. Например, в Каспийском море в дельте Волги показатель составляет 0,3 ‰ , в то время как в открытой части значения составляют 12–13 ‰.

В процессе образования льдов участвует вода, но не соль. Поэтому ледники содержат в себе именно пресноводные запасы. При образовании льда молекулы солей остаются в незамерзшей жидкости и тем самым повышают ее соленость. В период таяния, напротив, показатель понижается вследствие увеличения количества воды.

Соленость меняется в зависимости от течений — теплые увеличивают ее, холодные — понижают. Кроме этого, на показатели оказывает влияние глубина: чем она ниже, тем вода более пресная.

Исследования

В 18 веке океанические воды изучал Михаил Васильевич Ломоносов. Позже, в 19 веке, имеющиеся данные обогатились исследованиями Ивана Федоровича Крузенштерна и Юрия Федоровича Лисянского, участвовавших в океанографической экспедиции.

Более подробные исследования проводил Э. X. Ленц (1804-1865). С помощью изобретенного им же самим барометра ученый изучил глубинные образцы воды. Он опровергнул господствовавшее ранее утверждение о том, что на территориях близ экватора соленость более высокая по сравнению с другими областями. Ленц доказал, что в этих районах плотность вод и концентрация солей ниже, чем на территориях с субтропическим климатом. Способы и инструменты исследования, изобретенные этим ученым, применяются и в наши дни.

С 1881 года океанографией занялся еще один русский исследователь С. О. Макаров. Он занимался изучением мирового океана и, в частности, вопросами, касающимися черноморских водных масс. Макаров раскрыл механизм встречных (поверхностного и глубинного) течений Босфора, применив для этого ряд оригинальных приемов. Полученные данные пролили свет на многие особенности гидрологического режима и палеогеографии Черного моря. К роме этого, ученый составил карту течений Тихого океана.

В 19-20 веках исследования продолжил Юлий Михайлович Шокальский. Благодаря своим научным трудам, ученый смог окончательно выделить океанографию как отдельную науку.

Температура воды

Температура в подавляющей части Мирового океана постоянная и составляет от 0 до +2 °С (океаническая вода замерзает не при 0 °С, а при -2 °С из-за высокого содержания соли). Но на глубине выше 2 км от поверхности этот параметр может меняться.

Факторы, влияющие на изменение температуры:

• нагрев от Солнца;
• состояние атмосферы, влияющее на сохранение тепла;
• впадающие реки;
• течения;
• ветра.

Температура воды повышается по мере приближения к экватору.

Отличие от пресных вод

Температура замерзания соленой воды в среднем на 2 градуса Цельсия ниже пресной. Плотность ее тоже выше, 1 литр морской жидкости на 25 граммов тяжелее пресной. Благодаря этому в ней легче держаться на плаву, вода как бы выталкивает тело вверх. В океане водные массы богаче по составу, в них содержится до 60 химических соединений.

Морская вода испаряется дольше, чем пресная. Молекулам жидкости необходимо сначала отделиться от солевого окружения. После этого вода сможет перейти в газообразное состояние. На процесс разделения требуется определенное количество времени.

Условия существования обитателей рек и морей отличаются, имеют свои особенности. Не все океанские организмы смогут выжить в пресноводных реках и озерах.

Людям нельзя пить соленую морскую жидкость в больших количествах, так как в организме может нарушиться водно-солевой баланс и осмотическое давление ( избыточное гидростатическое воздействие , при котором прекращается проникновение растворителя через клеточную мембрану).

Интересные факты

Мертвое море — самое соленое на Земле. Здесь показатели достигают 270 ‰. Водоем находится рядом с территориями Израиля и Иордании. Плотность жидкости равна 1,3–1,4 г/м³, что сводит возможность утонуть практически к нулю.

Пресной считается вода, соленость которой менее 1 ‰ . Наименее соленое море (7‰) — Балтийское.

Соленая вода может замерзнуть, только если она находится вблизи поверхности или немного ниже нее расположен более соленый слой. В северных морях рыбы не замерзают благодаря содержащимся в крови особым белкам, которые мешают превращению воды в лед.

Вода Каспийского моря тоже является соленой, но по своему составу сильно отличается от морской, однако пить ее тоже нельзя. Набор полезных минеральных веществ в ней тоже не такой большой. Водоем замкнутый и не слишком глубокий, поэтому его можно отнести к озерам. Здесь хорошо развито рыболовство и ведется добыча морепродуктов в промышленных масштабах.

Посещая соленые озера России, можно увидеть «космические» ландшафты берегов таких водоемов, на них практически отсутствует растительность. С помощью этой воды лечатся заболевания кожи и дыхательных путей. Большинство водоемов находится на границе с Казахстаном, в сильно засушливых местах.

Самые известные соленые озера на территории России:

• Баскунчак — расположено на северо-востоке Астраханской области, вода настолько насыщена солью, что на дно не может опуститься металлическая пластина толщиной в 3 мм;
• Чаны — самое большое, расположено в Новосибирской области;;
• Эльтон — находится на территории Волгоградской области, единственное из соленых озер, которое расположено ниже уровня моря на несколько десятков метров ;
• Булухта — лидирует по насыщенности минеральными веществами, тоже принадлежит Волгоградскому региону ;
• Развал — имеет не каменистый, а песчаный пляж, местонахождение озера — юго-восточная окраина Соль-Илецка в Оренбургской области .

Видео

Посмотрите видео, в котором даны объяснения, почему в море вода соленая.

Источник