Чому вода солона по-різному. Звідки в морях береться сіль

Вода - один із найсильніших розчинників. Вона здатна розчинити та зруйнувати будь-яку гірську породу на поверхні землі. Потоки води, струмка і краплі поступово руйнують граніт і каміння, при цьому відбувається вилуговування з них складних частин, що легко розчиняються. Жодна міцна порода не зможе протистояти руйнівному впливу води. Це процес довгий, але невідворотний. Солі, які вимиваються з гірських порід, надають морській воді гірко-солоного смаку.

Але чому вода в морі солона, а в річках прісна?

Із цього приводу є дві гіпотези.

Гіпотеза перша

Всі домішки, розчинені водою, зносяться струмками та річками у моря та океани. Річкова вода теж солона, тільки солей у ній у 70 разів менше, ніж у морській воді. Вода з океанів випаровується і знову повертається на землю у вигляді опадів, а розчинені солі залишаються у морях та океанах. Процес "постачання" солей у моря річками триває вже понад 2 млрд. років - час, достатній, щоб "засолити" весь Світовий океан.

Морська вода містить у собі майже всі елементи, що існують у природі. У ній є магній, кальцій, сірка, бром, йод, фтор, у невеликій кількості містяться мідь, нікель, олово, уран, кобальт, срібло та золото. Хіміки знайшли у морській воді близько 60 елементів. Але найбільше в морській воді міститься хлориду натрію, або кухонної солі, тому вона і солона.

На користь цієї гіпотези свідчить те що, що озера, які мають стоку, - теж солоні.

Таким чином виходить, що спочатку вода в океанах була менш солона, ніж зараз.

Але ця гіпотеза не пояснює відмінності у хімічному складі морської та річкової води: у морі переважають хлориди (солі соляної кислоти), а в річках – карбонати (солі вугільної кислоти).

Гіпотеза друга

Згідно з цією гіпотезою, вода в океані була солоною спочатку, і виною тому зовсім не річки, а вулкани. Прихильники другої гіпотези вважають, що в період утворення земної кори, коли була дуже висока вулканічна активність, вулканічні гази, що містять пари хлору, брому та фтору, проливались кислотними дощами. Отже, перші моря Землі були... кислими. Вступаючи в хімічну реакцію з твердими породами (базальтом, гранітом), кисла вода океанів витягувала з гірських порід лужні елементи магній, калій, кальцій, натрій. Утворилися солі, які нейтралізували морську воду – вона стала менш кислою.

У міру зниження вулканічної активності атмосфера очищалася вулканічних газів. Склад океанської води стабілізувався приблизно 500 млн років тому - вона стала солоною.

Але куди пропадають карбонати з річкової води, потрапляючи до Світового океану? Їх використовують живі організми – для побудови раковин, скелетів тощо. буд. А ось хлоридів, які переважають у морській воді, вони уникають.

Нині вчені зійшлися у тому, що обидві ці гіпотези мають право існування, і спростовують, а взаємно доповнюють одне одного.

Чому Чорне море солоне?

Чому Чорне море солоне? Чому і чи завжди моря були солоними? Звідки взялася вода на нашій планеті? На ці запитання шукають відповідь вчені: океанографи, геологи, палеонтологи, хіміки. З розвитком цих наук поглиблюються і знання про нашу планету.

Академік О. Ю. Шмідт говорив, що у природознавстві є три важливі питання: походження Землі, походження життя на Землі та походження людини. Будь-яке питання - про причини гороутворення, про причини магнетизму, про причини землетрусів (додамо від себе - а також питання про походження якогось моря) впирається у вирішення питання про походження Землі.

Довгий час у науці панували гіпотези про катастрофічне, випадкове походження планет сонячної системи, в тому числі і нашої Землі. В даний час більшість вчених вважає походження нашої планети не катастрофічним, а еволюційним, наприклад, при зіткненні космічних частинок різної величини. Нічого немає виняткового в тому, що Сонце могло захопити в міру свого руху в Галактиці хмару холодного пилу. Однак є докази того, що багато гірських пород, що зустрічаються на Землі, були колись у розплавленому стані. Можливо, вони були виділені із давніх вулканів або розплавлені їх теплом. Є припущення, що вода, яка нині покриває дві третини нашої планети, теж є продуктом вулканічної діяльності. І зараз при виверженні вулканів вода становить від 3% до 8% всіх вивержених речовин.

Свіжі вулканічні попели містять багато легкорозчинних солей натрію, калію, кальцію, магнію. Цієї кількості цілком вистачило б на те, щоб утворити сольовий склад морської води.

Останнім часом вчені схиляються до висновку, що вся еволюція зовнішніх оболонок Землі — літосфери, гідросфери та атмосфери, так само як виникнення життя, є перетворення первинних вулканічних продуктів. Міфічного владику підземного царства Плутона тому стали звати Плутон-творець.

Можливо, поступове розігрівання планети відбулося внаслідок ядерних реакцій. Над Землею ширяли тоді чорні зловісні хмари, що містили не лише воду, а й солі, що випарувалися з поверхні розпеченої планети. Поступово ядерні процеси слабшали, і Земля остигала. Коли пари, що оточували планету, досягли стану насичення, почалася злива. Це був справжній всесвітній потоп, що тривав тисячі років. Звичайно, ніхто не спостерігав цього явища, бо жодної живої істоти на Землі не було. Так утворився первинний океан лежить на поверхні нашої планети.

Нарисована вище картина є ще однією з гіпотез походження водної оболонки Землі. Є інші гіпотези. Є припущення, що це солі морської води винесені в океан річками. З цим важко погодитися, так як морська вода має інший сольовий склад, ніж річкова, не кажучи вже про незрівнянно малу солоність річкової води в порівнянні з океанською водою.

Можна виділити дві частини Чорного моря: північно-західну, мілководну, і основну, глибоководну. Перша з них лежить на стародавній платформі, яка облямовує з півдня Російську платформу і йде через степовий Крим — Добруджу. Основна частина моря є западиною земної кори з плоским дном і відносно крутими краями. Походження цієї западини відносять до кінця третинного — початку четвертинного періоду, коли утворилися гори Кавказу, Криму та Малої Азії. По її краях і зараз продовжуються рухи земної кори, які супроводжуються землетрусами. Так, у Криму за останні 635 років було 25 сильних землетрусів. Особливо сильним був згаданий землетрус 1927 року, кілька епіцентрів якого лежали в морі на глибині від 200 до 1000 метрів.
У будові дна Чорного моря та історії його розвитку, як у краплі води, відбиваються процеси, що відбувалися і відбуваються на всій земній кулі. Відомо, що у складі земної кори є два роду утворень: стійкі платформи та рухомі області (так звані геосинкліналі). Платформи складаються з галечників, пісків, вапняків, стародавніх сланців, що лежать паралельними верствами. Є така величезна платформа і в Америці (основа її Канадський щит). Європейська платформа тягнеться також на великі відстані. Її основою є Український та Балтійський щити. На цій платформі і лежить північно-західна частина Чорного моря.

Геосинкліналині області складаються з глин, вапняків, вулканічних лав. Тут багато складок та розломів гірських порід, що сталися під час рухів земної кори у цих районах. Такою в геологічному відношенні рухомою областю є основна частина дна та узбережжя Чорного моря.

Відомо, що протягом часу платформи та геосинкліналі змінюються місцями. Вважається, що всі ділянки Землі були колись дном моря. Навіть найвища гора земної кулі Джомолунгма має у складі порід вапняки морського походження. Проте є багато ділянок морського дна, які ніколи не були сушею* На дні древніх морів, так само як і зараз, накопичувалися опади, відбувалися рухи земної кори, ці опади піднімалися вище за рівень води, змінювалися в складки при гороутворенні, по тріщинах виливалася лава. Існує образний вислів, що історія землі — це історія безперервної боротьби Нептуна з Плутоном. Сліди цієї боротьби ми бачимо на берегах Чорного моря.

Якщо на берегах моря під час гороутворення виникли складки, то центральна його частина кілька разів опускалася і в даний час нагадує провал, який обрамляється величезними сходами.

Після припинення вулканічної діяльності починається розмив гірських порід дощовими водами, а біля самого берега хвилями. Чималу роль у руйнуванні цих порід відіграє і вітер. Продукти руйнування відносяться до моря, де накопичується матеріал для утворення майбутніх платформ. На цій стадії і знаходиться основна частина дна та узбережжя Чорного моря.

Протягом геологічної історії район, де розташоване Чорне море, неодноразово змінював свій вигляд: суходіл змінювався морем, море то поєднувалося з океаном, то відокремлювалося від нього. Протягом одного четвертинного періоду Чорне море тричі з'єднувалося з Каспійським і двічі з Середземним.

Розглянемо основні етапи розвитку Чорного моря.

Десятки мільйонів років тому в районі сучасних морів Середземного, Мармурового, Чорного, Азовського, Каспійського та Аральського тяглася затока древнього величезного моря Тетіс, так його назвали на честь богині моря Фетіди, або Тетіди — дочки царя Нептуна — бога морів. Затока складалася з двох частин: західної (сучасне Середземне море) та східної (інша частина). Західна частина моря була солоною, східна-опресненою, оскільки сюди стікало багато річок.

Близько 13 мільйонів років тому під час утворення Альпійських гір зв'язок між двома частинами моря Тетіс перервався. Замість східної частини моря утворилося опріснене Сарматське море, яке мешканці частково вимерли, частково пристосувалися до опрісненої воді.

Приблизно 10 мільйонів років тому шляхом поступової зміни (еволюції) скоротилася акваторія колишнього моря, причому солоність значно підвищилася. Змінилися і жителі моря: одні з них пристосувалися до нової солоності, інші вимерли, треті перейшли до заток, ближче до річок.

8 мільйонів років тому утворилося так зване Понтичне море (що включало сучасні Чорне та Каспійське моря). Сучасні гори Кавказу та Криму вимальовувалися тоді як островів. Понтичне море було майже прісним (солоність його була меншою за солоність сучасного Каспію).

Подальше підняття суші мільйон років тому остаточно розділило Чорне і Каспійське моря, Каспійське море залишилося опрісненим, Згодом кілька разів Чорне море з'єднувалося з Середземним, що його весь час осолоняв. Останнє з'єднання відбулося 8 тисяч років тому. Ймовірно, це з'єднання при утворенні протоки Босфор сталося раптово після землетрусу, Маса солоної середземноморської води ринула тоді в улоговину Чорного моря. Історики вважають, що ця подія сталася на очах людини, яка тут мешкала, і могло знайти відображення в легенді про всесвітній потоп (адже в біблії точно не вказано місце, де відбувався потоп), Від припливу солоної середземноморської води загинуло тоді багато організмів. Розкладання залишків цих організмів у глибині моря, позбавленої кисню, створило той первісний запас сірководню, який поступово поповнюючись, продовжує існувати досі.

Вода охоплює велику площу нашої планети. Переважна більшість цієї води є частиною морів та океанів, тому вона солона та неприємна на смак. Згідно з сервером "Ocean Service" 3,5% океанів складаються з хлориду натрію або кухонної солі. Це – тонни солі. Але звідки вона береться і, отже, чому море солоне?

Важливо знати!

Протягом 4 млрд. років дощ поливає землю, дощова вода проникає у скелі, звідки знаходить свій шлях у . Вона несе із собою розчинену сіль. У ході геологічної історії вміст солі в морі поступово зростає. Балтійське море, через низькі температури води, містить у 8 разів менше солі, ніж, наприклад, Перська затока. Якби вода з усіх океанів сьогодні випарувалася, сіль, що залишилася, сформувала б по всьому світу когерентний шар заввишки 75 м.

Звідки береться сіль у море?

Так, частина солі потрапляє у воду безпосередньо з морського дна. На дні є цілий ряд солевмісних каменів, з яких сіль проникає у воду. Частина хлориду натрію також надходить із вулканічних клапанів. Проте, за словами ВВС, більша частина солі надходить із материка. Тому, хлорид натрію із суші – це основна причина, чому море солоне.
Кожен кілограм морської води містить у середньому 35 г солі. Більшість із цієї речовини (близько 85%) є саме хлорид натрію, відому всім кухонну сіль. Солі в моря надходять із кількох джерел:

• Перше джерело – вивітрювання скель на материку; коли каміння промокають, з них змиваються солі та інші речовини, які річки несуть у моря (точно таку ж дію надають скелі на морському дні);
• Іншим джерелом є вибухи підводних вулканів – вулкани випускають лаву у воду, яка реагує з морською водою та розчиняє в ній деякі речовини.

Вода також проникає у тріщини, що лежать глибоко на дні океану в районах т.зв. серединно-океанічних хребтів. Тут каміння гаряче, часто на дні є лава. У тріщинах вода нагрівається, завдяки чому розчиняє значну кількість солей з навколишніх порід, що проникають у морську воду.
Хлорид натрію є найбільш поширеною сіллю у морській воді, тому що вона максимально розчинна. Інші речовини розчиняються гірше, тому у морях їх не так багато.

Особливими випадками є кальцій та кремній. Річки приносять до океанів велику кількість цих двох елементів, але, незважаючи на це, у морській воді їх мало. Кальцій «підбирають» різні водні тварини (корали, черевоногі та двостулкові молюски) та вбудовують їх у свої резервуари чи скелети. Кремній, своєю чергою, використовують мікроскопічні водорості для створення клітинних стінок.
Сонце, що висвітлює океани, викликає випаровування великої кількості морської води. Однак випарена вода залишає всю сіль. Завдяки цьому випарюванню сіль у морі концентрується, внаслідок чого вода стає солоною. У той же час, на морському дні осаджується деяка сіль, яка підтримує баланс солоності води – інакше море з кожним роком ставало б дедалі солонішим.

Солоність води або вміст солі у воді варіюється в залежності від положення водного ресурсу. Найменш солоними є моря та океани біля північних та південних полюсів, де сонце не сяє так сильно, і вода не випаровується. Крім того, солона вода розбавляється таненням льодовиків.
Навпаки, море біля екватора випаровується більше через підвищені температури, які переважають у цій місцевості. Цей фактор не тільки є відповіддю на питання, чому море солоне, а й відповідає за підвищену густину води. Цей процес уражає деяких великих озер, які у його ході стають солоними. Прикладом є те, де вода настільки солона і щільна, що люди можуть спокійно лежати на її поверхні.

Вказані вище фактори – це причини солоності морської води, як їх розуміють вчені на рівні наукових знань. Проте є кілька невирішених питань. Неясно, наприклад, чому різні солі зустрічаються всюди світі практично у тих самих пропорціях, хоча солоність окремих морів значно різниться.

Чи правдиві ці гіпотези?

Звичайно, жодна гіпотеза не є цілком вірною. Морська вода формувалася протягом дуже довгого часу, тому вчені не мають достовірних доказів про причини її солоності. Чому всі ці гіпотези можна спростувати? Вода вимиває землю, де немає такої високої концентрації солі. У геологічні епохи солоність води змінювалася. Зміст солі також залежить від моря.
Вода воді різниця – солона вода має різні властивості. Морська характеризується солоністю близько 3,5% (1 кг морської води містить 35 г солі). Солона вода має різну щільність, варіюються і точки замерзання. Середня щільність морської води становить 1,025 г/мл, вона замерзає при температурі -2°С.
Запитання може звучати інакше. Як ми знаємо, що вода в морі – солона? Відповідь проста – кожен може легко спробувати її «на смак». Тому всім відомим є факт солоності, але точна причина такого явища залишається загадкою.

Цікавий факт!Якщо ви відвідаєте Сан-Карлес-де-ла-Рапіта і вирушите в бухту, ви побачите білі гори, сформовані із солі, видобутої з морської води. Якщо видобуток корисних копалин та торгівля солоною водою будуть успішними, то в майбутньому, гіпотетично, море ризикує стати прісноводною калюжею.

Подвійне обличчя солі

На Землі існують величезні запаси солі, які можуть бути витягнуті з моря (морська солі) та шахт (кам'яна сіль). Було науково доведено, що сіль кухонна (хлорид натрію) є життєво важливою речовиною. Навіть без точних хімічних та медичних аналізів та досліджень людям із самого початку було ясно, що сіль є дуже цінною, корисною та підтримуючою речовиною, яка і ним самим, і тварини дозволяє виживати у світі.
З іншого боку, надмірна солоність викликає зниження родючості ґрунту. Вона не дозволяє рослинам отримувати мінерали корінням. Внаслідок надмірної солоності ґрунту, наприклад в Австралії, широко поширене опустелювання.

Ось уже загадка - чому вода в морі солона, а в річках та озерах немає? На це питання нині немає єдиної правильної відповіді, і в науковому світі ведуться активні суперечки та дискусії з цього приводу.

Вчені лише виділяють дві основні теорії, кожна з яких начебто як і вірна, але в той же час вони суперечать один одному, і проти кожної є кілька вагомих аргументів.

Перша теорія. Моря та океани набували солоності внаслідок повільних та поступових процесів.

Отже, згідно з цією теорією морська вода стала солоною в результаті кругообігу води в природі. Більш докладно цей процес можна описати так: дощ поступово вимивав і розчиняв мінеральні солі, що містяться в кам'яних породах і ґрунтах, дощова вода потрапляла в річки. Річки також вимивають із дна частинки різних солей, потім ця потрапляла в моря та океани під дією течії. Під дією сонячного тепла вода над морями випаровувалась і знову випадала на землю у вигляді дощу та інших опадів – процес повторювався. А сіль, зрозуміло, мільйонами років накопичувалася в океанах, поступово підвищуючи рівень солоності. Але тут виникає велике питання: Чому вже понад 500 мільйонів років рівень солоності океанської води не зростає і тримається на тому самому рівні 35 проміле (35 грамів солі на 1 літр води), тоді як річки весь цей час не припиняли постачати мінеральні елементи?

Друга теорія. Океанська вода була з самого початку солоною.

На початкових етапах формування нашої планети з надр мантії разом із першими парами води в атмосферу викидалися вулканічні дими. Ці дими були збагачені продуктами життєдіяльності вулканів – хлором, фосфором та бромом. Вода змішуючись з цими парами, більше була схожа на кислоту ніж на воду. Первинна кисла вода заповнювала майбутні океани і моря і зруйнувала на дні кристалічні породи земної кори, в результаті вивільнялися такі елементи, як калій, кальцій, магній, натрій... виходила сіль. Згодом активність вулканів знизилася та рівень солоності води стабілізувався.

Обидві теорії не дають точної відповіді, а лише припускають можливий перебіг подій та процесів. Справжню причину цього цікавого питання нам ще доведеться дізнатися.

У школі ставлять чимало цікавих питань. Деякі з них на перший погляд здаються досить нескладними і дати відповідь на них просто, хоча насправді все далеко не так просто. Ось скажіть, чи вам відомо, чому вода в морі солона? Сильно в цьому сумніваємось, бо навіть науковці не знають точної відповіді!

Версії та гіпотези

Почнемо ми, мабуть, ось із чого – коли водоймища на Землі стали солоними? Ймовірно, це сталося дуже давно. Але коли? Одні історики стверджують, що це сталося мільйони років тому ще до того моменту, як вимерли динозаври. Інші впевнені, що ще деякий час тому моря складалися виключно з прісної води... Хто має рацію, а хто ні, зараз не розбереш.

• Але повернемося до нашого основного питання. Якщо вірити шкільному курсу, то водоймища ставали солоними завдяки річкам. Але як же так, спитайте ви, адже вода в річках – прісна! Ми з вами погодимося, проте додамо, що вона також містить у собі розчинені солі, щоправда, у мікроскопічних кількостях. Проте вони є, хоча ми їх не відчуваємо на смак. Тому виходить, що річки не тільки опріснюють моря, а й осолоняють їх. Після того, як річкова вода потрапляє в морську, її енна частина під впливом природного середовища випаровується, а ось солі нікуди не подіються і залишаються в морі. Вчені навіть з'ясували, що саме завдяки річкам Світовий океан отримує майже три мільйони тонн різних речовин та елементів. Величезна цифра! А уявіть, що такий кругообіг у природі відбувається ось уже далеко не один мільйон років? Тоді зрозуміло, чому вода в деяких водоймах настільки солона.

Здавалося б, відповідь знайдено. Але зачекайте! Інші фахівці, що підтримують інші теорії, заявляють, що практично всі солі, які потрапляють у море, випадають в осад і з часом починають формуватися величезні кам'яні пласти і гірські породи. Крім того, річкова та морська вода містять у собі дуже різні речовини та елементи. Так, у першій мізерно мало кухонної солі, зате багато карбонатів, вапна і соди, а друга відома великою кількістю кухонної солі та натрію. Загалом не все так очевидно.

• Друга теорія з цього питання також дуже цікава. Ті фахівці, які її підтримують, стверджують, що за кілька мільярдів років, що існує наша планета, річки завжди були прісними, а моря - солоними. Теоретично, в такому разі річкова вода могла б стати солоною, але тут втручаються закони природи - моря і океани не можуть перетікати в річки, це відбувається з точністю до навпаки навіть у наш час.

• Згідно з третьою версією, свою неабияку роль відіграли тварини. Так, один із вчених стверджує, що колись річкова вода практично не відрізнялася від морської. Її використовували для пиття багато тварин. Якщо ви ще не забули, в ній міститься велика кількість кальцію, настільки необхідного для розвитку скелета живих істот. Так ось, звірі поступово виуживали з річок всі необхідні елементи, серед яких були і солі. Відбувалося це протягом сотень мільйонів років, внаслідок чого річки практично позбулися хлориду натрію. Безумовно, ця теорія має право на життя, хоч і звучить дуже надумано. Чому? Все просто – запаси морської солі просто величезні. Так, якщо рівномірно розподілити її по суші, то вона покриє всю нашу планету шаром завтовшки в сто з гаком метрів! Самі ж можете собі уявити, щоб рибки і тварини могли з'їсти стільки мінералу, хай і за величезний період часу? Ми в цьому маємо сумнів.

• Цю теорію дотримує багато фахівців. Вони кажуть, що у всьому винні вулкани. Коли земна кора лише почала утворюватися, Землі була величезна вулканічна активність. Гази з вулканів містили пари фтору, брому і хлору, тому періодично йшли кислотні дощі. Саме вони й утворювали моря, які, певна річ, теж були кислими. Однак ця вода вступала в хімічну реакцію з твердими породами, витягуючи з них такі лужні елементи як натрій, калій, магній і кальцій. Так відбувалося утворення солей, які нейтралізували кислотність води, поступово роблячи її солоною. Остаточно склад води стабілізувався близько 500 мільйонів років тому.

Підсумок

А результату як такого немає, адже відповіді на поставлене запитання не знаємо ні ми, ні вчені. Але ми все-таки сподіваємося, що колись спеціалісту відгадають цю загадку природи.