Miks on ookeanid soolased? Soolsus ja veeringlus

  • 2012

Kui olete kunagi meres vannis käinud, olete avastanud, et teie vesi on soolane. See soolane maitse näitab mere lahustunud soolade suurt kontsentratsiooni. Tegelikult on meie planeedi peamine soolaladu just ookeaniveed. Arvatakse, et neis sisalduvad soolad kokku hõlmavad tervet Ameerikat, soolakihi paksus on üle poole meetri.

Soolasid on palju liike, kuid võib-olla kõige tuttavam näide on täpselt lauasool, mida me tavaliselt kasutame; muu hulgas selleks, et muuta meie söögid maitsvaks. Välja arvatud mõned lisandid, näiteks jood või fluor, mida lisatakse rahvatervise huvides, on lauasool keemiline ühend, mida nimetatakse naatriumkloriidiks (kelle Keemiline sümbol on NaCl), mis on moodustatud naatriumi (Na) ja kloori (Cl) aatomite paaride ideaalselt järjestatud aatomivõrgustikust.

Tavaline sool on toatemperatuuril tahke, kuid vees lahustuv (vesi pole mitte ainult soolade lahustamiseks, vaid ka paljude teiste ainete lahustamiseks; vesi on ju universaalne lahusti). Lahustuvus tähendab, et veemolekulid on võimelised purustama soola moodustava aatomivõrgu, eraldades aatomid võrgust ja moodustades naatriumi- ja klooriioonid. Ioonid on lihtsalt mitteneutraalsed aatomid (või aatomite rühmad); see tähendab positiivse või negatiivse elektrilaenguga (see tähendab, et nad on kaotanud või omandanud mõned või mõned elektronid). Tavalise soola korral moodustuvad naatriumi (Na +) positiivsed ioonid (katioonid) ja kloori (Cl-) negatiivsed ioonid (katioonid). Merevees lahustunud soolad koosnevad 90% naatrium- ja klooriioonidest, jättes väikese fraktsiooni magneesiumile (Mg2 +), kaltsiumile (Ca2 +), kaaliumile (K +) ja hulgale paljudele teistele sooladele lahustunud.

Seejärel transporditakse soolad lahustunud vees, mis voolab kogu planeedil aeglaselt, moodustades suletud tsükli, mida teadlased nimetavad veeringluseks või hüdroloogiliseks tsükliks. Vee tsükkel Maal on ilmselt lihtne: vesi aurustub ookeanidest ja suundub seejärel atmosfääri, seal see jahutab ja kondenseerub ning naaseb ookeanidesse otsese sademe kaudu või; Kui kuival maal sajab vihma või lund, naaseb ta jõgede kaudu ookeani. Selle tsükli ülevaade ja vee transportimine on toodud lisatud joonisel, kus märgitud kogused moodustavad miljardeid tonne vett aastas!

Seda tüüpi aeglased tsüklid pole ainuüksi planeedil Maa. Näiteks Saturn Titani kuu; kelle atmosfäär on Maa omast umbes 200ºC külmem, kogeb ta tsüklit, mis sarnaneb Maa vee tsükliga, kuid sel juhul metaaniga (CH4). Arvatakse, et metaan mängib Titanil sama rolli kui vesi Maal: aurustub järvedest ja meredest, moodustab pilvi, sadestub, kaevab orusid ja voolab (räägitakse metaani meteoroloogiast).

Seega, juba tagasi Maale, et hästi mõista, miks ookeanides on nende soolakompositsioon, peate nägema, kui palju vett ja kui palju sooli nad atmosfääriga vahetavad; ja ennekõike jõgede ja järvedega.

Kui uurite hoolikalt ookeane, jõgesid, järvi ja vihma, siis tuleb kõigepealt tähele panna, et vihmavee soola koostis on üllatavalt sarnane mereveega (lisatud joonisel on neil graafikud, kus jälgida koostist vihmavee, jõgede, järvede ja ookeanide monoatomaatilistes soolades).

Selle põhjuseks on asjaolu, et peaaegu kogu vihmavesi tuleb ookeanidest. Mered ja ookeanid moodustavad kolm neljandikku maakera pinnast, mis tagab aurustumise tõttu atmosfääri pideva ja tohutu veevarustuse. Kuid see, mis aurustub, on ainult vesi, mitte soolad. Niisiis, aurustumisel peab olema ka mõni muu mehhanism; kusjuures soolad kanduvad atmosfääri ja seetõttu ka vihmavette.

See mehhanism on aerosoolide moodustumine. Tugev tuul või pritsivad lained, kui rannas puruneb, süstivad õhku sageli erineva suurusega veepiisad. Enamik kukub tagasi vette; kuid väike osa, väikseim (mõne mikroni raadiusest), suudab õhus hõljuda. Neid tilkasid nimetatakse aerosoolideks ja need on mereveeproovid, millel on täpselt sama kontsentratsioon ja meresoolade koostis. Neid aerosoole saab tuul kergesti transportida, et saada osaks pilvedest, mis ühendavad suure osa aurustunud veest. Ja kuna aurustunud vesi ei sisalda soolasid; ja kuna see moodustab ka peaaegu kogu atmosfääris sisalduva vee, mõistame siis, miks vihmavee sisaldavad soolad (eriti NaCl) on mereveega identsed, kuid kontsentratsiooniga palju lahjendatud 4000 korda madalam kui merevesi.

Teeme veel ühe sammu veeringluses ja lähme nüüd koos jõgede ja järvedega. Enamik jõgede ja järvede veest tuleb vihmaveest. Kuid jõed ja järved erinevad sademete hulgast nii veetavate soolade tüübi kui ka sisalduse poolest (vt lisatud joonis). See muutus on tingitud sademete tõttu kivimite kulumisel tekkinud uute soolade lisamisest. Sellist kulumist nimetatakse ilmastiku tekkeks või erosiooniks ja see pole mitte niivõrd füüsiline kulumine, vaid pigem keemiline. Ütleme nii, et see ei tulene vihma koputamisest kivide külge, vaid pigem keemilistest reaktsioonidest, mis toimuvad vihmavee kokkupuutel kividega. Vihm on nõrgalt happeline, kuna on lahustunud; Lisaks sooladele, süsinikdioksiidile ja vääveldioksiidile, mis on atmosfääris olevad gaasid. Vihma happelisus võimaldab vihma happelisusel lahustada pinnases ja kivimites leiduvaid mineraale, tekitades naatriumi, magneesiumi ja kaltsiumi sooli, mida on maakoores arvukalt ja mis jõgedesse lõpuks lahustuvad ja järved

Magevees on juba arvestatav kogus soolasid. Seda saab kontrollida potis vett kuumutades, kuni midagi pole järele jäänud; välja arvatud valkjas soolajääk poti põhjas. Täpsemalt, seal on märkimisväärne kogus naatriumi; see tähendab kloori pooloranži värvi, mille moodustades moodustasid nad ühise soola.

Ja kuna jõed lähevad lõpuks merre (oleme juba merel tagasi), selgitaks see naatriumioonide (ja vähemal määral teiste) vähesust meredes ja ookeanides.

Siiski peame ikkagi selgitama kloriidioonide päritolu, mida maapõues vaevalt leidub, ja ookeanides esinevat suurt kogust pole võimalik seletada väga väikese nende kogusega, mida pakuvad jõed või vihm.

Vastus peitub Maa päritolus. Teadlased omistavad kloori ioonide esinemise ookeanides vulkaanilisele aktiivsusele meie planeedi ajaloo esimeste sammude ajal, umbes 4000 miljonit aastat tagasi. Toona eraldus Maa sisemusest atmosfääri palju gaase, näiteks veeaur, süsinikdioksiid, lämmastik ja ka vesinikkloriid (mille keemiline sümbol on HCl). Viimast peetakse täpselt kloriidi allikaks ookeanides.

Teave, mis on välja võetud ja tõlgendatud järgmiselt: Teadus kuulata, keeles:

http://cienciaes.com/oceanos/2012/02/28/por-que-son-salados-los-oceanos-salinidad-y-ciclo-del-agua/

Järgmine Artikkel