Chyba nie ma nikogo, kto kąpiąc się w wakacje w morzu, nie napił się przypadkiem morskiej wody. To doświadczenie może wydać się raczej nieprzyjemne. Woda morska jest nieco gorzka i wyraźnie słona. Tak jakby ktoś rozpuścił w niej bardzo dużo soli kuchennej.
Mały łyk morza nikomu nie zaszkodzi. Jednak picie morskiej wody w większych ilościach jest szkodliwe. Co prawda dostarczymy w ten sposób organizmowi wody, ale wraz z nią do naszego ciała dostanie się również bardzo dużo soli. By pozbyć się jej nadmiaru, organizm będzie musiał zużyć więcej wody niż pozyskał. Picie słonej wody to więc paradoksalnie prowadzić do odwodnienia.
Gdyby spojrzeć na Ziemię z kosmicznej perspektywy, trudno byłoby znaleźć na niej inną wodę niż słoną. Większość wody na kuli ziemskiej – aż ponad 97 proc. – to woda morska. Dlaczego morze jest słone?
Ile jest oceanów na Ziemi?
Oceany pokrywają aż 71 proc. powierzchni całej Ziemi. Dawniej wyróżniało się tylko trzy: Spokojny, Atlantycki i Indyjski. Od 2000 r. do tej listy dodaje się również Ocean Arktyczny i Ocean Południowy. Oceany tworzą połączony system, w którym przez cały czas zachodzi wymiana wody. Stąd bywają też nazywane ziemskim Wszechoceanem.
Gdyby spytać chemika, w czym się kąpie na wakacjach, odpowiedziałby, że w roztworze. Woda morska to bowiem jednorodna mieszanina różnych składników. Woda stanowi rozpuszczalnik. Natomiast substancje, które się w nim rozpuszczają, to różnego rodzaju sole.
Jakie sole wchodzą w skład wody morskiej?
Woda morska ma z solą kuchenną bardzo dużo wspólnego. Najwięcej w oceanach jest bowiem chlorku sodu – czyli głównego składnika soli kuchennej. Na drugim miejscu znajduje się chlorek magnezu. Na kolejnych siarczan magnezu, siarczan wapnia i siarczan potasu.
Powiedzenie, że wodzie morskiej smak nadają sole, nie jest w pełni precyzyjne. Sól w oceanie ulega rozpuszczeniu, a więc w skład wody wchodzą tak naprawdę jony. Są to jony o ładunku dodatnim (czyli kationy):
- sodu,
- magnezu,
- wapnia
- potasu.
A także jony o ładunku ujemnym (aniony): chlorkowy i siarczkowy. Najwięcej w wodzie morskiej jest kationów sodu i anionów chlorkowych. W sumie stanowią 85 proc. wszystkich jonów rozpuszczonych w wodzie.
Ile wynosi zasolenie wody morskiej?
Zasolenie określa, ile gramów rozpuszczonej soli znajduje się w 1000 gramach morskiej wody. Średnie zasolenie Wszechoceanu wynosi 35 promili. To oznacza, że w każdym kilogramie wody oceanicznej znajduje się 35 gramów soli. Inaczej ujmując – sole stanowią 3,5 proc. wagi całego Wszechoceanu.
To ogromna ilość. Gdyby odparować całą wodę wypełniającą oceany, dno pokryłaby warstwa soli o grubości 62 metrów. Byłaby tym grubsza, czym bliżej strefy zwrotnikowej, gdzie zasolenie wynosi ok. 38 promili i jest największe. To efekt małej ilości opadów i dużego parowania.
W okolicach równika wody oceaniczne są regularnie uzupełniane rzęsistymi deszczami tropikalnymi, stanowiącymi źródło słodkiej wody. Zasolenie wody równikowej wynosi więc tylko ok. 33 promile. Jeszcze niższe jest w strefie okołobiegunowej, gdzie przybywa słodkiej wody pochodzącej z topniejących lodowców i lądolodów.
Te różnice dotyczą jednak tylko górnych warstw wody. Im niżej, tym zasolenie bardziej się wyrównuje. Na głębokości ok. 400 m jest już wszędzie takie samo i wynosi ok. 34 promile.
Które morze jest najbardziej słone?
W przypadku mórz różnice w zasoleniu są bardzo duże. Zasolenie Morza Czerwonego waha się między 37 a 42 promile. Morza Śródziemnego między 33 a 39 promili. To efekt małej rocznej ilości opadów, dużego parowania i małego dopływu słodkiej wody.
Na drugim biegunie znajduje się Bałtyk. Średnie zasolenie Morza Bałtyckiego wynosi tylko 7 promili. W niektórych jego częściach – np. Zatoce Botnickiej – zasolenie spada do rekordowo niskiego poziomu wynoszącego tylko 1–2 promile. Na tak niskie zasolenie Bałtyku wpływ ma przede wszystkim duża ilość docierającej do niego słodkiej wody i malejąca ilość wlewów wody słonej z Morza Północnego.
Dlaczego morze jest słone?
Skąd się wzięła w morskiej wodzie cała ta sól? Odpowiada za to kilka naturalnych procesów. Pierwszy to efekt padania na całej kuli ziemskiej deszczów. Deszcze mają odczyn lekko kwaśny, co powoduje erozję skał. Różnego rodzaju związki chemiczne są wypłukiwane ze skał i spływają strumieniami oraz rzekami do oceanów. Szacuje się, że każdego roku rzeki na całym świecie dostarczają do oceanów aż 3-4 mld ton rozpuszczonych soli.
Soli przybywa również z powodu tego, co dzieje się na dnie morskim. Jej źródłem są kominy hydrotermalne, czyli szczeliny w skorupie ziemskiej, gdzie woda jest silnie podgrzewana. Powoduje to wiele reakcji chemicznych, w efekcie których w wodzie przybywa różnego rodzaju jonów.
Soli dostarczają również wybuchy podwodnych wulkanów. W ich rezultacie różne substancje chemiczne dostają się bezpośrednio do wody. Źródłem soli mogą być też znajdujące się na dnie wysady solne. Czyli depozyty solne, które w wyniku ruchów tektonicznych zostały wypchnięte na powierzchnię. Są one powszechne np. w Zatoce Meksykańskiej.
Dlaczego oceany nie stają się bardziej słone?
Część soli, która w różny sposób trafia do Wszechoceanu, wykorzystują różne wodne organizmy. Reszta jednak w nim pozostaje (i może być źródłem soli pozyskiwanej na skalę przemysłową). Czy to oznacza, że zasolenie ziemskich oceanów stale się powiększa?
Na pewno kiedyś tak było. Przypuszcza się, że ocean pierwotny był tylko lekko słony. Przez setki milionów lat stopniowo przybywało w nim soli. W pewnym momencie jednak ten proces się zatrzymał. Od tego momentu zasolenie morskiej wody utrzymuje się na stałym poziomie.
Dlaczego tak się dzieje? Zdaniem badaczy muszą istnieć jakieś naturalne procesy sprawiające, że średnie zasolenie wody morskiej nie rośnie. Jeden z najbardziej znanych ekologów, James Lovelock, uważał np., że nadmiar soli odkłada się w wypłycających się lagunach. Dzięki temu sól jest usuwana z wody, co pozwala utrzymać jej stałe stężenie.
Stałe zasolenie wody morskiej było jednym z dowodów wspierających stworzoną w latach 70. zeszłego wieku hipotezę Gai. Lovelock (a później również Lynn Margulis) uznał, że wszystkie systemy Ziemi – atmosfera, biosfera, hydrosfera – tworzą jeden wielki samoregulujący się system. Celem, który nieświadomie realizują ziemskie organizmy (a zwłaszcza mikroorganizmy), jest utrzymanie warunków sprzyjających rozwojowi życia. Lovolock wskazywał, że wymaga utrzymania to na średnim stały poziomie temperatury na powierzchni, składu atmosfery oraz właśnie zasolenia oceanów.
Źródła: NOAA, Guardian, whoi.edu, zpe.gov.pl
