Состав растворённых солей в океанических и речных водах

(по В.Н. Степанову)

Химические вещества Воды океана, в % Речные воды, в %
NaCl 77,8  
MgCl2 10,9  
всего хлориды 88,7 5,2
MgSO4 4,7  
CaSO4 3,6 …
 
K2SO4 2,5  
всего сульфаты 10,8 9,9
CaCO3 карбонаты 0,3 60,8
Прочие вещества 0,2 24,8

Способы определения солёности. Физические: а) по плотности воды при определённой температуре (ареометрический); б) по измеренному коэффициенту преломления воды (оптический); в) по электропроводности. Химические: а) проведение химического анализа воды; б) измерение количества одного какого-нибудь химического элемента, обычно хлора, с дальнейшим вычислением по нему других элементов, имея в виду, что солевой состав вод океана постоянен.

Этот способ наиболее распространённый, поскольку содержание хлора определить проще, чем содержание других элементов. Эмпирическое соотношение между солёностью Мирового океана и содержанием хлора, установленное Международной Комиссией по изучению моря: S = 1,80655 Cl, где S — хлорный коэффициент. Для определения солёности по хлору используют специальную таблицу. Для внутренних морей эта формула непригодна. Нужны специальные формулы для каждого побережья отдельно.

Замерзание морской воды. Повышенная концентрация солей увеличивает плотность океанических вод и определяет различия в расслоении и перемешивании океанических вод и вод суши. В пресноводных бассейнах (реках, озёрах), как известно, температура воды при наибольшей плотности равна 4 ╟C, и поэтому при дальнейшем охлаждении перемешивание воды не происходит, а при достижении 0 ╟C начинается замерзание и образование ледяного покрова. Отсюда становится понятной причина того, что озёра и реки обыкновенно не промерзают до дна. В солоноватоводных бассейнах по мере увеличения количества растворённых солей понижается температура наибольшей плотности. При солёности 24,7 ┴ она становится равной температуре замерзания — в данном случае 1,3 ╟C. Поэтому в водах с меньшей солёностью процессы протекают так же, как и в пресных водоёмах. Такая солёность наблюдается в Чёрном, Азовском, Каспийском, Белом, южных частях Карского, Лаптевых и Восточно-Сибирском морях. При солёности, превышающей 24,7 ┴, точка замерзания воды оказывается выше температуры воды при наибольшей плотности.

Таблица 6.4

Соотношение температуры замерзания, солёности и плотности морской воды

Солёность воды, ┴ t замерзания, ╟C t наибольшей плотности, ╟C
-1,1 -0,3
24,7 -1,35 -1,35
-1,35 -1,4
-1,6 -1,5
-1,9 -3,5
-2,2 -4,5

Следовательно, ледообразование в океане начинается значительно раньше достижения водой наибольшей плотности. А раз так, то перемешивание вод способно распространяться на любую глубину, и происходит проветривание (насыщение кислородом) огромной их толщи.

При отсутствии перемешивания воды и при недостатке кислорода не могло бы происходить окисление органических и неорганических веществ глубинных и придонных вод, а также в донных осадках. Жизнь в океане была бы возможна только в самых верхних слоях.

Активное перемешивание вод океана приводит к тому, что в планетарный обмен энергии и веществ вовлекается вся толща его вод. Поглощая или выделяя тепло, влагу и газы, она поддерживает динамичное равновесие в природе, свойственное каждому данному циклу развития планетарных процессов.

Цвет морской воды колеблется между зелёным, голубым и яркосиним. Цвет воды зависит от физических свойств. Так, более солёная и тёплая вода имеет более интенсивный голубой цвет, тогда как холодная и менее солёная — более зеленоватый. Над глубокими местами цвет воды голубой, над менее глубокими — зелёный.

Синий цвет воды объясняется тем, что красные и оранжевые лучи спектра поглощаются преимущественно на незначительной глубине. Голубые и фиолетовые лучи проникают на большую глубину, а когда отражаются от поверхности, вода кажется синей. При незначительной глубине наряду с голубыми лучами отражаются также красные и оранжевые лучи, дающие совместно зелёный цвет.