Вода охватывает большую площадь нашей планеты. Подавляющее большинство этой воды является частью морей и океанов, поэтому она соленая и неприятная на вкус. Согласно серверу «Ocean Service», 3,5% океанов состоят из хлорида натрия или кухонной соли. Это – тонны соли. Но откуда она берется и, следовательно, почему море соленое?
Почему в море соленая вода: 3 основных теории
Моря гораздо больше рек, но состав их остается практически неизменным. Если всю морскую соль распределить на суше, мы получим слой толщиной более 150 метров, это равняется высоте 45-этажного здания . Рассмотрим несколько теорий, почему море соленое
Первая теория
Моря становятся солеными от воды впадающих в них рек. В этом нет ничего удивительного. Речная вода кажется довольно пресное, но в она тоже содержит соль. Ее содержание в 70 раз меньше, чем в водах Мирового океана. Впадая в морские просторы, реки разбавляют их состав, но при испарении речной воды соль остается на дне морей.
Вторая теория
Вторая теория, почему в море соленая вода. Соли, попадающие из рек в море, оседают на дне . В течение многих лет из солей образуются огромные каменные глыбы и скалы. Со временем морские течения вымывают из них легкорастворимые вещества и соли. Частицы, вымытые из скал и горных пород, делают морскую воду соленой и горьковатой.
Третья теория
Еще одна теория говорит о том, что подводные вулканы могут выбрасывать в окружающую среду множество веществ и соли . Когда формировалась земная кора, вулканы были предельно активны и выбрасывали кислотные вещества в атмосферу. Из кислот образовывались дожди и формировали моря. Сначала они были кислыми, но затем щелочные элементы почвы вступали в реакцию с кислотами и в результате получалась соль. Таким образом, вода в морях стала соленой.
Другие исследователи связывают соленость морских вод с ветрами, приносящие в воду соли. С почвами, через которые проходит пресная жидкость и обогащается солями, а затем впадает в океан.
Неменяющийся состав соленой морской воды
Морская вода разбавляется дождями и впадающими реками, однако от этого она не становится менее соленой. Дело в том, что многие элементы, входящие в состав в морской соли, поглощают живые организмы. Коралловые полипы, ракообразные и моллюски впитывают из соли кальций, так как он им необходим для построения раковин и скелетов. Водоросли диатомеи впитывают двуокись кремния. Микроорганизмы и другие бактерии поглощают растворенные органические вещества.
Морская вода может быть соленой и меняться в зависимости от времени года, а также климата. Наиболее высокий уровень солености отмечается в Красном море и в Персидском заливе, так как там жарко и происходит интенсивное испарение. В морских водах, в которые попадает много осадков и большой объем пресной воды из крупных рек, соленость гораздо ниже. Наименее соленые моря и океаны возле полярных льдов, так как они тают и разбавляют море пресными водами. Но в то время, как море покрывается коркой льда, уровень соли в воде повышается. Но в целом показатели соли в составе морской воды остаются постоянными.
Красное море – самое соленое море
Первое место по солености занимает уникальное Красное море. Есть несколько причин, почему это море такое соленое. Из-за расположения над поверхностью моря выпадает низкий уровень осадков, а испаряется воды гораздо больше. В это море не впадают реки, оно пополняется благодаря осадкам и водам Аденского залива, которые тоже содержат много соли.
В Красном море постоянно перемешивается вода. В верхнем слое воды происходит испарение, соли опускаются на морское дно. Поэтому содержание соли значительно повышается. В этом водоемы были обнаружены удивительные горячие источники, температура в них поддерживается от 30 до 60 градусов. Состав воды в этих источниках неизменный. Из-за отсутствия впадающих рек в Красное море не попадает грязь и глина, поэтому вода здесь чистая и прозрачная. Температура воды составляет 20-25 градусов круглый год.
Некоторые считают Мертвое море наиболее соленым. Действительно его вода содержит большое количество соли, из-за этого в нем не могут жить рыбы. Но данный водоем не имеет выхода в океан, поэтому его нельзя назвать морем . Будет правильнее считать его озером.
В Красном море чистая и прозрачная вода, с постоянной температурой, благодаря этому, в нем живут уникальные и редкие виды морских животных.
Что говорят интернет эксперты
Интересно, что море не только солёное, но и умудряется оставаться солёным, хотя в него постоянно сливается пресная вода из рек, ручьёв и подземных источников. Почему так? У учёных есть разные мнения на этот счёт. Вот две самых распространённых гипотезы.
Чтобы понять первую, нужно прежде всего вернуться назад во времени на много миллиардов лет и узнать, откуда вообще взялась вода на Земле и как появились моря.
Земля сформировалась из облаков космической пыли, в которой были все известные в природе химические элементы (в том числе и кислород с водородом, из которых состоит вода). Облака пыли сбились в раскалённый шар. Он постепенно остывал, и поверхность его стала покрываться плотной корой - не сплошной, а испещрённой многочисленными вулканами, которые всё время извергались. Из их кратеров вырывались пары кислот и воды. На некотором расстоянии от земли этот пар остывал и окутывал Землю сплошным облачным покровом, а затем выпадал обратно на Землю в виде дождя. Эти дожди шли, шли и шли, и так продолжалось миллионы лет подряд! А дожди эти были кислотные, ведь в них были продукты извержения вулканов.
Постепенно вода от этих дождей стала наполнять впадины земной коры, и так остывшая Земля покрылась первобытным океаном. Извержения прекратились, облака рассеялись, и Земля наконец приняла облик, похожий на современный: на ней были участки суши, но большая часть поверхности была покрыта морем. И море это было кислое, потому что, как мы помним, оно появилось из кислотных дождей. А кислота - штука едкая. И кислоты из этой воды стали вступать в реакции, как бы “разъедать” земную кору, и вымывать из неё минеральные соли. Поэтому море перестало быть кислым, а стало солёным.
Еще одна гипотеза
Вторая популярная гипотеза связана с вопросом “откуда же берётся пресная вода?”. Всему виной круговорот воды в природе: на солёное море с неба светит солнце, от него теплая вода с поверхности моря испаряется и на высоте превращается в облака. При этом испаряется только вода, а соли остаются. То есть, в облаках конденсируется пресная вода. Ветер сносит эти облака с моря на сушу, и там она выпадает в виде дождя и снега. Часть воды просачивается под почву, другая часть превращается в ручьи и реки, и всё это сливается обратно в море.
Мнение интернет эксперта Ирины О.
Этот вопрос до сих пор является открытой дискуссией и постоянно вызывает сомнения у специалистов. На настоящий момент есть две адекватные рабочие теории, однако и они заключают в себе ряд противоречий.
В первой теории речь идёт о многолетнем накоплении соли в процессе длительного круговорота воды в природе. Проще говоря, дождь, реки и прочие потоки воды вымывали соли из пород долгое время и перемещали их, а в результате испарения и дальнейших осадков, процесс повторялся снова и снова. Сторонники второй теории утверждают, что вода изначально была солёной ещё на начальном этапе формирования нашей планеты. Дело в том, что в ходе этого процесса извергались вулканы и испарения также происходили, активно снабжая воду солью.
Мнение интернет эксперта Клавдия К.
В течение 4 млрд. лет дождь поливает землю, дождевая вода проникает в скалы, откуда находит свой путь в море. Она несет с собой растворенную соль. В ходе геологической истории содержание соли в море постепенно увеличивается. Балтийское море, из-за низких температур воды, содержит в 8 раз меньше соли, чем, например, Персидский залив. Если бы вода из всех океанов сегодня испарилась, оставшаяся соль сформировала бы по всему миру когерентный слой высотой 75 м.
Какая из этих версий более правдоподобна? Наверняка нам неизвестно. Но вполне вероятно, что обе гипотезы верны.
Видео — Почему вода в море соленая
Откуда берется соль в море
Да, часть соли попадает в воду непосредственно с морского дна. На дне есть целый ряд солесодержащих камней, из которых соль проникает в воду. Часть хлорида натрия также поступает из вулканических клапанов. Однако, по словам ВВС, большая часть соли поступает с материка. Поэтому, хлорид натрия из суши – это основная причина, почему море соленое
Каждый килограмм морской воды содержит в среднем 35 г соли. Большинство из этого вещества (около 85%) представляет собой именно хлорид натрия, известную всем кухонную соль. Соли в моря поступают из нескольких источников:
- Первый источник – выветривание скал на материке, когда камни промокают, из них смываются соли и другие вещества, которые реки несут в моря (точно такое же действие оказывают скалы на морском дне).
- Другим источником являются взрывы подводных вулканов – вулканы выпускают лаву в воду, которая реагирует с морской водой и растворяет в ней некоторые вещества.
- Вода также проникает в трещины, которые лежат глубоко на дне океана в районах т.н. срединно-океанических хребтов. Здесь камни горячие, часто на дне есть лава. В трещинах вода нагревается, благодаря чему растворяет значительное количество солей из окружающих пород, которые проникают в морскую воду.
Хлорид натрия является наиболее распространенной солью в морской воде, потому что она максимально растворима. Другие вещества растворяются хуже, поэтому в морях их не так много
Особыми случаями являются кальций и кремний . Реки приносят в океаны большое количество этих двух элементов, но, несмотря на это, в морской воде их мало. Кальций «подбирают» различные водные животные (кораллы, брюхоногие и двустворчатые моллюски) и встраивают их в свои резервуары или скелеты. Кремний, в свою очередь, используют микроскопические водоросли для создания клеточных стенок.
Солнце, освещающее океаны, вызывает испарение большого количества морской воды. Однако выпаренная вода оставляет всю соль. Благодаря этому выпариванию соль в море концентрируется, вследствие чего вода становится соленой. В то же время, на морском дне осаждается некоторая соль, которая поддерживает баланс солености воды – в противном случае, море с каждым годом становилось бы все более соленым.
Соленость воды или содержание соли в воде варьируется в зависимости от положения водного ресурса. Наименее солеными являются моря и океаны у северных и южных полюсов, где солнце не сияет так сильно, и вода не испаряется.
Напротив, море около экватора испаряется больше из-за повышенных температур, которые преобладают в этой местности. Этот фактор не только является ответом на вопрос, почему море соленое, но и отвечает за повышенную плотность воды. Этот процесс характерен для некоторых крупных озер, которые в его ходе становятся солеными.
Примером является Мертвое море, где вода настолько соленая и плотная, что люди могут спокойно лежать на ее поверхности
Указанные выше факторы – это причины солености морской воды, как их понимают ученые на современном уровне научных знаний. Однако есть несколько нерешенных вопросов. Неясно, например, почему разные соли встречаются повсюду в мире практически в тех же пропорциях, хотя соленость отдельных морей значительно различается.
Верны ли гипотезы
Конечно, ни одна гипотеза не является полностью верной. Морская вода формировалась в течение очень долгого времени, поэтому у ученых нет достоверных доказательств о причинах ее солености. Почему все указанные гипотезы можно опровергнуть? Вода вымывает землю, где нет столь высокой концентрации соли. В геологические эпохи соленость воды изменялась. Содержание соли также зависит от конкретного моря.
Вода воде рознь – соленая вода имеет разные свойства:
- Морская – характеризуется соленостью около 3,5% (1 кг морской воды содержит 35 г соли).
- Соленая вода имеет разную плотность, варьируются и точки замерзания.
- Средняя плотность морской воды составляет 1,025 г/мл, замерзает она при температуре -2°С.
Вопрос может звучать иначе. Как мы знаем, что вода в море – соленая? Ответ простой – каждый может легко попробовать ее «на вкус». Поэтому всем известен факт солености, но точная причина такого явления остается загадкой.
Интересный факт! Если вы посетите Сан-Карлес-де-ла-Рапита и отправитесь в бухту, вы увидите белые горы, сформированные из соли, добытой из морской воды. Если добыча полезных ископаемых и торговля соленой водой будут успешными, то в будущем, гипотетически, море рискует стать «пресноводной лужей»…
Хлорид натрия — жизненно необходимый минерал
Две стороны соли
На Земле существуют огромные запасы соли, которые могут быть извлечены из моря (морская соли) и из шахт (каменная соль). Было научно доказано, что кухонная соль (хлорид натрия) является жизненно важным веществом. Даже без точных химических и медицинских анализов и исследований людям с самого начала было ясно, что соль является очень ценным, полезным и поддерживающим веществом, которое и им самим, и животные позволяет выживать в мире.
С другой стороны, чрезмерная соленость вызывает снижение плодородия почвы. Она не позволяет растениям получать минералы в корни. В результате чрезмерной солености почвы, например в Австралии, широко распространено опустынивание.
Больше интересных фактов и свежих новостей читайте на нашем сайте
Вы когда-нибудь задумывались о том, что бы вы сделали, если бы оказались на необитаемом острове в открытом океане? Вы сначала хотели бы найти пищу, добыть огонь, сделать укрытие и найти воду. Вода? Правильно, и хотя вас может окружать бескрайний океан, те из вас, кто был на морском пляже, знают, что морская вода не подходит для питья.
Почему нет? Потому что . Но почему морская вода соленая и не подходит для питья?
Океаническая вода соленая, потому что содержит большое количество растворенных минералов. Эти минералы часто называют «солями». В зависимости от того, в какой части мира вы находитесь, морская вода включает примерно 3,5% солей. Вода около имеет большую соленость, в то время как северные воды содержат меньше солей.
На дне находится огромное количество минералов, которые разрушаются и поднимаются на поверхность естественными течениями океана. По мере того как движение воды и волн разрушает океаническое дно, минералы растворяются в воде, и количество солей увеличивается. Так океан постоянно восполняет свою соленость.
Океаны и моря также получают часть своей соли из ручьев, рек и озер. И хотя это может казаться нелогичным, поскольку в этих водоемах содержится пресная вода, вы можете быть удивлены, узнав, что все озера, реки и ручьи содержат некоторое количество растворенных солей. Однако концентрация солей в этих водоемах, намного меньше, чем в океанах, поэтому их вода кажется менее солёной, чем океаническая.
Соли не могут накапливаться в большинстве озер, потому что у них есть выходы, такие как реки и ручьи. Эти выходы позволяют воде течь к океанам, унося с течением минералы.
С другой стороны, является примером водоема без выхода. Минералы, которые стекают в Мертвое море, не могут высвободиться в открытый океан, поскольку отсутствует сток. В связи с этим Мертвое море содержит одни из самых соленых вод на Земле.
Фактически, до 35% солей находится в водах Мертвого моря! Это почти в десять раз больше, чем концентрация соли в океанах. Соленая вода Мертвого моря смертельна для большинства живых существ, поэтому вы не найдете там рыб или морских существ. Только несколько видов бактерий и водорослей могут выжить в суровых условиях Мертвого моря. Вот почему оно называется Мертвым!
Хотя вы, конечно, не захотите пить воду из этого моря, в нем можно плавать. Из-за высокой концентрации соли плотность воды в Мертвом море намного больше, чем в пресном водоеме. Это позволяет пловцу хорошо удерживаться на поверхности воды. Погружение в Мертвое море немного напоминает падение пластиковой крышки в миску с водой. Плотная вода позволяет легко плавать, даже без особых усилий. Фактически, вода делает пловцов настолько плавучим, что им очень сложно добраться ко дну или плыть под водой.
Возможно, не все встречались лично с океаном, но все видели его как минимум на школьных атласах. Каждый хотел бы туда попасть, правда? Океаны невероятно красивы, их жители заставят замереть от удивления. Но... у многих также мог возникнуть вопрос: «Соленая или пресная вода в океане?». Все-таки в океаны впадают пресные реки. Может ли это послужить причиной опреснения океанской воды? А если вода все же соленая, то как океану удалось спустя такое количество времени сохранить ее такой? Так какая вода в океанах - пресная или соленая? Сейчас во всем разберемся.
Почему в океанах соленая вода?
В океаны действительно впадает множество рек, но они приносят не только пресную воду. Эти реки берут свое начало в горах и, стекая вниз, вымывают из горных вершин соли, и, когда речная вода добирается до океана, она уже насыщена солью. И учитывая, что в океанах вода постоянно испаряется, а соль остается, можно сделать вывод: от впадающих в океан рек пресным он не станет. А теперь углубимся в самое начало появления на Земле Мирового океана, когда сама природа начала решать вопрос, будет в океанах вода соленая или пресная. Вулканические газы, которые были в атмосфере, реагировали с водой. В следствии таких реакций образовывались кислоты. Они в свою очередь реагировали с силикатами металлов в породах океанского дна, что привело к образованию солей. Так океаны и стали солеными.
Также утверждают, что пресная вода в океанах все же имеется, на самом дне. Но возникает вопрос: «Как она оказалась на дне, если пресная вода легче соленой?». То есть, должна оставаться на поверхности. Во время экспедиции на Южный океан в 2014 году ученые обнаружили на дне пресную воду и объяснили это тем, что из-за вращения Земли она просто не может подняться наверх через более плотную соленую воду.
Соленая или пресная вода: Атлантический океан
Как мы уже выяснили, в океанах вода соленая. Более того вопрос "соленая или пресная вода в океане?" для Атлантического в общем-то неуместен. Атлантический океан считается самым соленым, хотя часть ученых все же уверены, что самый соленый океан - Индийский. Но стоит отметить, что соленость воды в океанах колеблется в разных участках. Однако в воды практически одинакова везде, поэтому в общем соленость не настолько скачет.
Интересен тот факт, что вода в Атлантическом океане, как говорят многие информационные сети, "исчезает". Было предположение, что в результате ураганов в Америке воду просто унесло потоком ветра, но феномен исчезновения переместился к побережьям Бразилии и Уругвая, где ураганов и в помине не было. В следствии был сделан вывод, что вода просто стремительно испаряется, но причины по-прежнему не ясны. Ученые озадачены и не на шутку встревожены, данный феномен расследуется и по сей день.
Соленая или пресная вода: Тихий океан
Тихий океан можно без преувеличения назвать величайшим на нашей планете. И величайшим он стал именно из-за своих размеров. Тихий океан занимает почти 50 % территории Мирового океана. Он расположился на третьем месте по солености среди океанов. Следует обратить внимание, что максимальный процент солености Тихого океана припадает на зоны тропиков. Это обосновано интенсивностью испарения воды и подкрепляется малым количеством осадков. Следуя к востоку, замечено понижение солености из-за холодных течений. И если в тропических зонах при малом количестве осадков вода наиболее соленая, то на экваторе и в зонах западной циркуляции умеренных и субполярных широт все наоборот. Относительно низкая соленость воды вследствие большого количества осадков. Однако на дне океана вполне может находиться некоторое количество пресной воды, как и в любом другом океане, так что вопрос «соленая или пресная вода в океане?» в данном случае поставлен некорректно.
Кстати говоря
Океанские воды исследованы не так хорошо, как хотелось бы, но ученые всеми силами пытаются это исправить. Каждый день мы узнаем об океанах что-то новое, шокирующее и завораживающее. Океан исследован примерно на 8 %, но уже успел удивить нас. К примеру, до 2001 года гигантские кальмары считались легендой, выдумкой рыбаков. Но сейчас Интернет просто кишит фотографиями огромных морских обитателей и это, несомненно, заставляет вздрогнуть.
Но больше всего хочется узнать после заявления, что 99 % всех видов акул были уничтожены. Морские жители выглядят для нас просто невероятно, и мы можем только представить, какие красавцы больше никогда не вернутся в наш мир по вине человечества.
Вы никогда не задумывались над этим вопросом? А между тем он долгие годы вызывал жаркие споры.
Если выпарить литр океанской воды, то на стенках и на дне кастрюли останется примерно 35 граммов соли.
Много это или мало – чайная ложка примерно на стакан воды? Самые недоверчивые могут попробовать…
Если же подсчитать, сколько соли растворено во всем Мировом океане, цифры получатся весьма внушительными. Достаточно привести такой пример: если всю извлеченную из океана соль рассыпать ровным слоем по поверхности материков, архипелагов и даже островов, то она покроет сушу слоем, в котором спрячется ленинградский Исаакиевский собор!
Но вот что любопытно: каждый год реки выносят в океаны примерно миллиард тонн солей и около 400 миллионов тонн силикатов, а между тем ни соленость океанской воды, ни ее состав заметно не меняются. В чем тут дело?
С силикатами более или менее ясно: они тут же выпадают в осадок. А соль?.. По‑видимому, частички соли с брызгами волн мельчайшей пылью поднимаются в воздух и подхватываются воздушными течениями. Крошечные кристаллики поднимаются вверх и начинают играть роль ядер для конденсации атмосферной влаги. Вокруг них образуются капельки воды, которые собираются в облака. Ветер гонит облака далеко от океана, и там они проливаются дождями, возвращая похищенную соль земной коре. И снова начинается ее путешествие с водой к океану. Вот какой получается круговорот…
И все‑таки почему же океан соленый? С самого начала был он таким или посолонел постепенно? Чтобы ответить на эти вопросы, ученым пришлось сначала решить проблему происхождения океана вообще. Вместе ли с Землей образовалась ее гидросфера или позже?
Долгое время существовало мнение, что планеты вначале находились в расплавленном состоянии. Понятно, что в таком случае ни о какой воде на поверхности говорить не приходилось. При таком положении вещей над раскаленной Землей должен был носиться пар, который время от времени проливался бы горячими дождями и тут же снова испарялся и собирался в облака и тучи. Лишь постепенно, по мере остывания планеты вода из атмосферы стала задерживаться в выемках и впадинах рельефа. Появились первые моря и океаны. Какими они могли быть? Конечно, пресными, если произошли от воды из атмосферы, от дождя. И лишь потом, через много лет, воды Мирового океана посолонели от соли, вынесенной в океаны реками из земной коры. Такая довольно стройная картина существовала долгие годы.
Однако в наши дни в ней все изменилось. Прежде всего, сегодня большинство ученых считают, что Земля, как и остальные планеты Солнечной системы, образовалась из холодного газопылевого облака. Слепилась под действием сил притяжения из огромных ледяных и железокаменных глыб, летавших в космосе. Потом постепенно вещество этого начального планетного кома стало расслаиваться. Молодая планета разогревалась. Более плотные, тяжелые глыбы опускались глубже, ближе к центру, а к поверхности выталкивались более легкие вещества, в том числе вода и газы. Газы образовали первичную атмосферу, а вода – гидросферу. Горячие струи под большим давлением пробивали себе путь из недр наверх. По дороге они насыщались минеральными солями. И вырвавшаяся из плена на поверхность молодой Земли вода, наверное, больше походила на насыщенный рассол, столько было в ней растворенных химических элементов. А это означало, что с самого начала, с самого своего рождения океан был уже соленым. Может быть не таким, как сегодня, но о том речь еще впереди.
Мысль о глубинном, магматическом происхождении океанской воды еще в 30‑х годах нашего столетия высказал русский и советский ученый Владимир Иванович Вернадский. Сегодня его точку зрения поддерживают большинство специалистов всего мира.
Академик А. П. Виноградов считает, что океан «пережил» три стадии своего развития начиная от рождения. Первая из них приходилась на время «безжизненного» состояния нашей планеты. Было это от четырех до трех миллиардов лет назад. На Земле еще не существовало биосферы. Мировой океан скорее всего был тогда невелик по объему и неглубок. Вулканы выбрасывали из недр массу растворов, летучих дымов, в которых содержались всевозможные кислоты. Дожди с неба лились горячие и едкие. От таких добавок вода в океане должна была обладать резко выраженной кислой реакцией.
Правда, долго эта «кислая стадия» в развитии океана продолжаться не могла. Вырвавшиеся на поверхность горячие растворы вступали в реакции с солями, связывали металлы и уменьшали как свою кислотность, так и кислотность первичного океана.
А потом в какой‑то момент времени, примерно три миллиарда лет назад, в первичном «бульоне» стала формироваться жизнь. Сначала примитивнейшая, потом все более сложная.
Эпоха формирования жизни длилась чрезвычайно долго. Живые организмы извлекали из атмосферы углекислый газ и выделяли свободный кислород, которого сначала в первичной атмосфере практически не было. Кислород неузнаваемо менял все, даже главное свойство атмосферы: из восстановительной она превращалась в окисляющую. Кислород окислял и осаждал, делал менее подвижными такие элементы, как железо и сера, кальций и магний, носившиеся в дыме вулканов над поверхностью Земли. Они осаждались и накапливались в воде. Бор и фтор образовывали труднорастворимые соли, которые тоже выпадали в осадок. Вода в океане остывала, и в ней переставал растворяться кремнезем. Мельчайшие живые организмы учились использовать его для постройки своих панцирей, которые после отмирания уходили в осадки…
Примерно шестьсот миллионов лет назад состав воды в океанах и состав атмосферы более или менее стабилизировались. Это подтверждают остатки вымерших животных, которые палеонтологи находят в глубоких земных слоях.
Я думаю, что вам должно быть ясно: соленость воды – это очень важная характеристика Мирового океана. И если она вдруг в каком‑то районе меняется, это сигнал: значит, здесь нужно ожидать от Нептуна неожиданностей.
Пробы морской воды берут с помощью специальных приборов – батометров. Снаряды это нехитрые. Обыкновенный полый цилиндр с двумя крышками, которые легко запираются. Процесс этот происходит полуавтоматически с помощью грузика, спускаемого сверху, когда батометры достигают требуемой глубины. Делается это так: гирлянду с привязанными к длинному тросу батометрами опускают с борта исследовательского судна в воду. При этом следят, чтобы каждый прибор в паре с термометром оказались на своем заданном горизонте. Дальше следует немножко подождать, чтобы термометры пришли в тепловое равновесие с окружающей водой. А когда время ожидания истекает, сверху пускают по тросу грузик. Разрезная гиря с дыркой посередине скользит, добирается до первого батометра, освобождает его крышки, которые наглухо защелкиваются. Кроме того, при этом опрокидываются термометры, фиксируя измеренную температуру, и освобождается второй груз – вторая гирька. Она проделывает ту же операцию со вторым батометром, третья – с третьим и так далее до самого последнего прибора на глубине. После этого всю гирлянду можно вытаскивать наверх.
Но главное начинается в лаборатории, где довольно сложными химическими методами определяют сначала хлорность воды, а потом пересчитывают ее на соленость. Правда, за последние годы инженеры сконструировали приборы, которые измеряют соленость непосредственно по электропроводности воды. Ведь чем больше в воде соли, тем меньше сопротивления оказывает она электрическому току. Есть даже специальный так называемый СТГ‑зонд (СТГ – соленость, температура, глубина), который показывает непрерывное по глубине распределение всех этих трех важнейших параметров океанской воды.
Обычно соленость океана колеблется между 33 и 38 промилле. (1 промилле равняется десятой части процента. И чтобы составить раствор насыщенностью в 1 промилле, нужно в литре пресной воды растворить 1 грамм соли). Но есть районы, в которых соленость отличается от нормы. Там могут быть выходы подземных рек.
Океан – «кухня погоды»
Что такое «погода»? Некоторые к этому понятию относятся легкомысленно. Говорят: «Погода? Да посмотри в окно – это и будет погода». На самом же деле погода – это состояние атмосферы в данный момент и в данном месте. Если же рассматривать режим погоды в среднем за много лет, то это уже климат. О том, что важно уметь предсказывать погоду и знать, как будет меняться климат, много говорить не нужно. Это и так всем ясно. Совершенствование методов прогнозирования погоды и других явлений природы – важная народнохозяйственная задача. Понятно: от погоды зависит урожай, от погоды зависят работы на стройках, которые ведет наша страна, от погоды зависит, наконец, здоровье людей.
Вы вправе спросить: «А при чем же здесь океан, если мы живем чуть не в центре огромного континента?»
Чтобы ответить на этот вопрос, я расскажу вам об одной интересной работе ученых.
Уже довольно давно синоптики заметили, что среднегодовая температура в некоторых районах Северной Атлантики периодически колеблется. То она поднимается на 1,5 и даже на 3 градуса, то понижается. Специалисты присвоили этим явлениям названия «теплого моря» и «холодного моря». При этом температурные отклонения шагали в ногу с изменениями атмосферного давления. В случае «теплого моря» над Бермудскими островами устанавливался антициклон с повышенным давлением, при «холодном море» в том же районе давление понижалось. Менялась при этом и граница между теплым Гольфстримом и холодным Лабрадорским течением.
Но самое интересное заключалось в том, что ровно через месяц обстановка над Бермудскими островами начинала совершенно определенным образом сказываться в Шотландии и Скандинавии, через 1,5 месяца – в Польше, через 2 месяца погодные изменения добирались и до европейской части нашей страны. Получалось, как писал академик Л. М. Бреховских: «Если вы хотите узнать, какая будет погода через два месяца в районах европейской части СССР, то внимательно изучите, что сейчас происходит в Северной Атлантике у берегов Исландии – каковы там морские течения, каков теплозапас воды, температура воздуха и т. д. Для соответствующего прогноза на четыре месяца вперед необходимо столь же подробно выяснить, что делается в районе Карибского моря».
Например, при установлении в январе режима «холодного моря» можно с достаточной определенностью сказать, что февральская температура в Швейцарии будет градуса на три ниже нормы. А это наверняка повлечет за собой перерасход электроэнергии, топлива. При установлении режима «теплого моря» через 2 месяца жди и у нас затяжных циклонов с дождями и низким давлением…
Пока механизм этих связей ученым не совсем ясен. Комплексные исследования океана и атмосферы только начинаются. Еще в 70‑х годах метеорологи задумали осуществить большую международную программу ПИГАП – Программу исследований глобальных атмосферных процессов. Для чего? Чтобы сделать прогнозы погоды более точными. Сначала метеорологи хотели обойтись своими силами и даже разработали все пункты программы. Но прошло совсем немного времени, и оказалось, что без океанологов им никак не обойтись. И лишь когда в разные районы Мирового океана вышли примерно 40 научно‑исследовательских судов из разных стран (в том числе 13 советских), когда в этой работе приняли деятельное участие самолеты и искусственные метеоспутники Земли, дело пошло на лад. Некоторым может показаться странным, почему это океан так тесно связан с атмосферой. Давайте попробуем разобраться.
Тепловой баланс планеты
Главный энергетический рычаг, который управляет погодой на Земле, – это тепло! А откуда наша планета его получает? Ученые подсчитали: более 99,9 процента всей энергии, определяющей состояние погоды и характер климата, а также той, что приводит в движение воды океана, дает Солнце. Конечно, какое‑то тепло просачивается и из земных недр. Но его доля очень невелика. Энергия, получаемая из космоса, приводит в действие бесчисленные части огромной «тепловой машины», каковой является Земля. А после использования возвращается в космос.
Казалось бы, можно сделать вывод: солнечные лучи, проходя через атмосферу, нагревают ее, а остаток своего тепла отдают океану и суше. Но это неправильно. Из всей энергии, которой обладает атмосфера, только 20 процентов получает она непосредственно от нагревания солнечными лучами. Большую же часть остальной энергии добавляет в атмосферу океан. Он, как огромный аккумулятор, запасает ее днем, жарким летом, а отдает ночью, смягчая холодные зимы не только в прибрежных районах, но и в глубинах континентов.
Как же регулирует океан тепловой баланс планеты? Из законов физики вы знаете, что для того, чтобы испарить 1 грамм морской воды, нужно затратить 600 калорий тепла. Водяной пар конденсируется, собирается в облака. Ветры гонят облака в высокоширотные районы, где они проливаются дождями. Те же физики подсчитали, что при конденсации пара и выпадении 1 грамма влаги в виде дождя высвобождается около 540 калорий тепла. Ну‑ка, сравните… Получается, что львиная доля энергии, запасенная в тропиках, передается через атмосферу к полюсам с помощью одного только испарения. Ведь с поверхности Мирового океана за год испаряется в среднем слой воды толщиной более метра. Те, кто любят математику, могут сами подсчитать и общее количество калорий перенесенного тепла. А есть ведь еще и течения…
Чтобы ясно представить себе взаимодействие океана с атмосферой, ученые – океанологи и метеорологи – должны собрать множество данных. Но при этом нужно иметь в виду, что океан живет, движется и все его параметры непрерывно изменяются. А уж о подвижности атмосферы и говорить нечего.
В Советском Союзе под руководством академика Г. И. Марчука разработан метод математических моделей циркуляции атмосферы и океана. Что такое «математическая модель»? В принципе это система уравнений, которые описывают те или иные взаимосвязанные процессы в сложных системах. У океанологов такой системой является океан, у метеорологов – атмосфера Земли, воздушный океан. Решают эти уравнения с помощью электронных вычислительных машин.
Математические модели – на редкость удачное изобретение человеческого разума. С их помощью на бумаге можно создать аналоги самых разных условий. Задумали, предположим, люди перекрыть плотинами морские проливы. А по ним идут океанские течения. Чем обернется для всей Земли задуманное мероприятие? И на этот вопрос могут дать ответ математические модели. Для математиков существуют задачи местного значения, а есть и глобальные. Вот сравнительно недавно возникла, к примеру, такая проблема. Развивающаяся промышленность с каждым годом увеличивает количество углекислого газа, который выбрасывается в атмосферу. Казалось бы, ничего особенного: углекислый газ – вещество прозрачное, солнечные лучи не задерживает; кроме того, он служит для питания растений… Но оказывается, есть у углекислого газа коварное свойство: световые лучи он пропускает, а вот тепловые – задерживает. Получается, что солнечное излучение к поверхности Земли проходит беспрепятственно, а тепло от нагретой воды и суши обратно в космос не уходит. Как стекло парника прикрывает углекислый газ нашу планету. Значит, и температура у поверхности растет.
Вы можете подумать: «Ну и что же здесь плохого? Пусть будет тепла побольше, станут в Москве, в Ленинграде, а то, может, и в Мурманске пальмы расти…» На самом деле потепление обернется для нас неисчислимыми бедами. Начнут таять льды и вечные снега. Дополнительная вода хлынет в мировой океан, поднимет его уровень, затопит прибрежные города. Если растают полярные ледяные шапки, уровень Мирового океана поднимется примерно на 60 метров!
Но возможна ли такая глобальная катастрофа? Чтобы точно ответить на этот вопрос, нужно очень тщательно составлять математические модели. Учитывать в них не только нынешние достижения науки, но и запрограммировать прогнозы будущего. Пока мы можем только сказать, что тепловой баланс нашей планеты не очень‑то устойчив. Следы прошедших эпох показывают, что климат Земли в прошлом испытывал весьма существенные колебания. За время существования человека таких колебаний было несколько. Ученые называют их циклами оледенения. На протяжении каждого такого цикла Земля переходила от состояния межледниковья к состоянию оледенения и обратно. К сожалению, ледниковые фазы каждый раз длились значительно дольше, чем межледниковья.
В периоды оледенений горные ледники, морские льды и ледяные щиты значительно вырастали в своих размерах. Из океана вымораживалась вода, и уровень его понижался. Например, в период последнего большого оледенения, максимум которого был всего восемнадцать тысяч лет назад, уровень Мирового океана понизился более чем на 100 метров, обнажив большую часть шельфа.
Но не только большие ледниковые периоды грозят Земле. Они все‑таки бывают довольно редко. Но даже в периоды межледниковья бывают на нашей планете так называемые малые ледниковые периоды. Так, собрав множество судовых наблюдений и внимательно выбрав из старинных летописей и хроник все упоминания о погоде прошлых лет, ученые установили, что примерно с 1450 по 1850 год зимы на Земле были куда суровее, чем в наше время. Лето было короче и не таким жарким, а горные ледники спускались значительно ниже своих сегодняшних границ. Моряки отмечали, что и ледяная кромка в Атлантике проходила намного южнее.
Почему? В чем причина такого катаклизма? На этот вопрос наука пока ответить не может. Представляете, сколько в этой области предстоит еще работать!
Сколько открытий ждет будущих океанологов и метеорологов! Перспективы для них поистине замечательные.
Где рождается «тай фын» – «большой ветер» и где находится «хуракан» – «сердце неба» и «сердце земли»
Особый интерес у всех людей вызывает вопрос о том, как влияют меняющиеся условия в океане на возникновение страшных тропических циклонов, которые в Атлантике называются ураганами, а в бассейнах Индийского и Тихого океанов – тайфунами.
Сегодня, благодаря космической службе метеоспутников и прямым наблюдениям космонавтов, районы зарождения тропических циклонов хорошо известны. Их не очень много: в Атлантике это в основном Карибское море и Мексиканский залив; в Индийском и Тихом океанах осенние тайфуны зарождаются в южных и юго‑западных районах.
Кроме того, их очагами являются Филиппинские острова и Южно‑Китайское море. А вот тайфуны, обрушивающиеся на восточное побережье Азии и на Индию, круглый год зарождаются в западной части Тихого океана и в северных районах Индийского.
Тропический циклон – это система очень сильных ветров, которые дуют и крутятся вокруг безветренного центра низкого давления, называемого «глазом циклона». Интересно, что в Северном полушарии ветер крутится вокруг «глаза циклона» всегда против часовой стрелки, а в Южном полушарии – по ее ходу. Циклон может захватить площадь до 1000 квадратных километров, а его безветренный «глаз» при этом будет иметь в диаметре всего каких‑нибудь 20–40 километров. Ветер же на периферии циклона может набрать скорость до 300 километров в час.
Тропические циклоны наносят огромный ущерб как в море, так и на суше в прибрежных районах. Они порождают гигантские волны и топят корабли. Вода врывается на равнинное побережье, уничтожает отмели, вызывает страшные наводнения и разрушает жилища людей.
В сентябре 1900 года в Северной Америке, в штате Техас, во время урагана погибло около 6 тысяч человек. В сентябре 1928 года тропический циклон, пронесшийся над штатом Флорида, унес около 2 тысяч жизней. А еще десять лет спустя такой же примерно ураган погубил 600 жителей Новой Англии. Перечисление печальных последствий можно было бы значительно продолжить. Но вы уже заметили, наверное, что, чем ближе к нашим дням, тем меньше число жертв. Это происходит потому, что синоптики уже научились хотя бы за сутки предупреждать о грозном явлении.
Передвигаясь над сушей или над водными просторами с более холодной поверхностью, чем в местах своего рождения, ураганы теряют силу. Значит, именно испарение теплой воды питает их энергией. И надо сказать, неплохо питает. Общая энергия тропического циклона равняется примерно энергии одновременного взрыва сотен 20‑мегатонных бомб! Она сравнима со всем количеством электроэнергии, которую вырабатывают за пятилетку электростанции нашей страны.
По традиции, тропические циклоны получают женские имена. Раньше их называли именами тех святых, на день памяти которых приходилось их появление. Кроме того, им присваивали еще и номер. Получалось довольно громоздко. Во время второй мировой войны, когда информацию о приближающейся буре нужно было передавать по радио желательно как можно быстрее, тропическим циклонам стали присваивать буквы латинского алфавита. А чтобы передать букву без ошибки, радисты использовали подходящее женское имя, начинающееся с этой буквы. Так и родилась традиция. Однако начиная с 1979 года служба погоды США дополнила список циклонов и мужскими именами.
«Хуракан» на языке индейцев Гватемалы означает «одноногий». Так они называли быстрого, как ветер, творца и повелителя мира, владыку гроз, ветров и ураганов. Самыми распространенными эпитетами этого страшного божества были «сердце неба» и «сердце земли».
А вот слово «тайфун» произошло от китайских слов «тай фын» – «большой ветер». И вы можете судить, насколько это соответствует действительности.
Вода занимает большую часть территории Земли. Подавляющее большинство воды находится в океанах и морях, и она соленая. Согласно данным Ocean Service, в состав воды океанов входит более 3 % хлорида натрия (обычная соль).
Почему в морях и океанах вода соленая и откуда эта соль берется? С ответом на этот вопрос попытаемся разобраться в статье.
Общие сведения
Случалось такое, что моряки кораблей, заблудившихся в морских водах или потерпевших крушение, погибали от жажды, хотя кругом много воды. Мало кто знает, что морская вода имеет состав, не подходящий для человеческого организма. У нее специфический горько-соленый вкус, который придают соли, растворенные в воде.
Реки, впадающие в моря, имеют пресную воду, в которой концентрация растворенных солей намного ниже, чем в морской. Но как такое возможно, почему вода в море соленая, а в реке пресная?
На протяжении 4 млрд лет материки поливаются водами дождей. Вода, проникая в скалы, находит путь в море. Несет она с собой в него растворенную соль. В процессе длительной геологической истории количество соли постепенно увеличивается. Это одна из простейших гипотез.
Немного о пользе и вреде соли
Прежде чем выясним, почему море соленое, а реки нет, определимся, полезна или вредна соль. Как выяснилось, на Земле есть огромные запасы соли, как в морях (морская), так и в недрах земных (каменная). Научно доказано, что хлорид натрия - жизненно важное вещество. Издавна людям стало известно, что соль является довольно полезным и ценным веществом, необходимым и людям, и животным.
Однако есть и отрицательная сторона: чрезмерное количество соли в почве приводит к уменьшению ее плодородия. В результате происходит опустынивание территорий (например, в Австралии).
Почему вода в море соленая
Часть соли в воду попадает с морского дна, в котором есть содержащие соли камни, из которых и попадает соль в воду. Хлорид натрия также может поступать и из вулканических клапанов. Но в большей степени соли поступают с материков. Один килограмм морской воды в среднем содержит в себе до 35 граммов соли, причем, большая часть (примерно 85 %) - хлорид натрия (известная всем кухонная соль).
Источники поступления соли в море:
- Выветривание скал: когда промокают камни, из них смываются вещества, и соли уносятся в моря (подобное действие происходит и со скалами на морском дне).
- Взрывы вулканов подводных: они выпускают в воду лаву, реагирующую с морской водой и растворяющую в ней некоторые вещества.
Вода имеет способность проникать в трещины, лежащие на глубине океана в зонах срединно-океанических хребтов. Камни там горячие (на дне часто бывает лава). Вода, нагреваясь в трещинах, растворяет большое количество солей из подводных пород, которые попадают в морскую воду.
Почему вода в море соленая? Потому что хлорид натрия - наиболее распространенная в ней соль в связи с тем, что именно она лучше всех веществ растворяется. Однако кремний и кальций тоже приносятся реками в океаны в большом количестве. При этом в морской воде их не так уж и много. Связано это с тем, что кальций «подбирается» различными водными животными (кораллами, брюхоногими и двустворчатыми моллюсками), а кремний используется микроскопическими водорослями (создаются клеточные стенки).
Солнце вызывает испарение огромного количества воды в морях и океанах. Из выпаренной воды остается соль, концентрирующаяся в море. Поэтому вода становится соленой. Следует отметить, что некоторая соль осаждается на морском дне. Благодаря этому поддерживается баланс концентрации соли в воде, иначе море становилось бы еще более соленым.
Правдивы ли версии?
Откуда соль в море? Какая из гипотез самая верная? Ни одну версию нельзя причислить к самой правильной. Вода в море и океане формировалась в течение миллионов лет, поэтому ученые не имеют достоверных доказательств ее солености. Известно, что вода вымывает материковую землю, которая не содержит столько соли. Соленость воды в разные геологические эпохи изменялась. Да и каждое море обладает разной концентрацией соли и различными свойствами. Различна плотность воды, есть различия и в точках замерзания.
Выходит, что всем известен факт солености, однако загадкой остается точная причина этого явления.
Некоторые факторы, влияющие на концентрацию соли в воде
Отвечая на вопрос, почему вода в море соленая, следует выяснить и то, почему концентрация соли разных морей отличается. Варьируется соленость воды в зависимости от расположения природного водоема. Наименее соленые океаны и моря расположены ближе к северному и южному полюсам, где солнце не сильно сияет, в связи с чем и вода не испаряется. Помимо этого, вода разбавляется водами растаявших ледников.
Воды морей у экватора испаряются больше в связи с повышенными температурами. Данный фактор влияет и на повышенную плотность воды в этих местах. Такой процесс может происходить и на некоторых крупных озерах, которые тоже превращаются в соленые. Примером может служить Мертвое море, где плотность и соленость воды позволяет людям спокойно лежать на ее поверхности.
На концентрацию соли влияет и температура воды в море. В качестве примера можно привести и Балтийское море. В связи с низкими температурами воды, соли в нем содержится в 8 раз меньше, чем, например, в Персидском заливе.
В заключение
Указанные выше гипотезы причины солености воды в морях и океанах - мнение ученых на современном уровне знаний.
Интересен один факт. Если бы из всех существующих на Земле океанов и морей вода сегодня испарилась, оставшаяся соль образовала бы по всему миру слой высотой до 75 метров.
