Чому вода у морі солона?

Вода – найпоширеніша речовина на Землі. Приблизно 71% поверхні нашої планети вкрито водою, більшу частину якої становить морська вода. Морська вода відрізняється від прісної води не тільки смаковими якостями, але й хімічним складом, фізичними властивостями та біологічною активністю. Однією з найважливіших характеристик морської води є її солоність, тобто вміст у ній розчинених солей.

Солоність морської води є одним із факторів, що впливають на клімат, погоду, циркуляцію океану, морське життя та діяльність людини. Солоність неоднакова в усьому світі й змінюється залежно від географічного розташування, глибини, сезону та інших факторів. Середня солоність морської води становить близько 35 грамів солі на кілограм води, або 3,5%. Однак солоність може коливатися від 1% у полярних регіонах до 40% у замкнутих морях, таких як Червоне море або Мертве море.

Які процеси впливають на солоність морської води?

Солоність морської води є результатом балансу між двома основними процесами: додаванням солей до води та видаленням солей з води. Додавання солей до води відбувається внаслідок різних факторів.

Розчинення солей з поверхні землі 

Коли дощова або річкова вода потрапляє на землю, вона розчиняє солі в ґрунті, скелях, мінералах тощо. Ця вода стікає в океан, де вона змішується з морською водою, збільшуючи її солоність. Особливо велика кількість солей розчиняється у воді в регіонах вулканічної активності, гідротермальних викидів або ерозії гірських ланцюгів.

Атмосферні осади

Коли вода випаровується з поверхні моря, сіль залишається у воді. Ця вода потім утворює хмари, які переносяться вітром над суходолом або іншими морями. Коли хмари зливаються, вони виділяють дощ, сніг або град, які містять сіль, розчинену у водяній парі. Ці осади потім потрапляють до моря, де вони додають солі до води. 

Біологічна активність 

Морські організми, такі як рослини, тварини, гриби, бактерії та віруси, також впливають на солоність морської води. Вони споживають, виводять, синтезують і зберігають сіль у своїх тканинах, органах і клітинах. Водорослі та корали використовують кальцій і карбонат, що містяться у воді, для побудови скелетів і мушель, щоб зменшити солоність. З іншого боку, деякі морські організми, такі як краби, креветки та мідії, можуть скидати свої старі мушлі та раковини, додаючи сіль у воду. 

Чому вода в морі солона?

Морська вода солона, тому що солі, розчинені в ній, постійно додаються або видаляються в результаті різних процесів. Ці процеси залежать від багатьох умов, включаючи температуру, вологість, вітер, сонячну радіацію, тиск, геологію, біологію та історію Землі. Солоність морської води не є постійною і змінюється в часі та просторі, створюючи різні морські середовища. Також вона впливає на такі властивості, як густина, тиск, тепломісткість, звукопровідність, прозорість, колір та смак. Солоність є одним з ключових параметрів, що визначають стан морських екосистем та їхню взаємодію з атмосферою і сушею.

Які солі є в морській воді?

Морська вода містить багато різних солей, які можуть бути класифіковані за їхнім хімічним складом, концентрацією, розподілом або функцією. За хімічним складом, солі поділені на дві групи:

• Неорганічні 
• Органічні 

Неорганічні солі – це атоми металів або неметалів, з’єднані іонними зв’язками. Органічні солі – це ковалентні зв’язки таких елементів, як вуглець, водень, кисень і азот. 

За концентрацією, солі також можуть бути поділені на дві групи:

1. Основні 
2. Додаткові 

Основні солі – це солі з високою концентрацією у морській воді та низькою часовою і просторовою мінливістю. Додаткові – це солі з низькою концентрацією у морській воді та високою часовою і просторовою мінливістю.

За розподілом та функцією солі поділені на декілька груп:

• Однорідні 
• Неоднорідні 

Однорідні солі – це ті, які рівномірно розподілені в морській воді та на які практично не впливають глибина, широта і довгота. Неоднорідні солі – це ті, які неоднорідно розподілені в морській воді та на які сильно впливають глибина, широта і довгота.

1. Пасивні 
2. Активні 

Пасивні солі – це солі, які не беруть участі в хімічних реакціях і впливають лише на фізичні властивості морської води, такі як щільність, тиск, тепломісткість, звукопровідність, прозорість, колір і смак. Активні солі – це солі, які беруть участь у хімічних реакціях, а також впливають на біологічну активність морської води, таку як РН, окислювально-відновний потенціал, буферність, біохімічну потребу в кисні, біогеохімічні цикли, продуктивність, різноманітність і пристосованість морського життя.

Сіль	Хімічна формула	Концентрація (г/кг)	Відсоток від загальної маси солей
Хлорид натрію	NaCl	27,2	77,8
Сульфат магнію	MgSO4	3,7	10,6
Хлорид магнію	MgCl2	3,3	9,5
Хлорид кальцію	CaCl2	1,2	3,4
Бікарбонат натрію	NaHCO3	0,14	0,4
Бромід натрію	NaBr	0,07	0,2
Сульфат кальцію	CaSO4	0,04	0,1
Карбонат кальцію	CaCO3	0,01	0,03
Інші солі	–	0,05	0,14
Загалом	–	35,5	100

Вплив морських солей на смак води

Морська вода має солонуватий смак, який залежить від солоності води або кількості солі, розчиненої у воді. Смак води також залежить від того, які саме солі є в воді, та від їхніх хімічних властивостей. Наприклад, хлорид натрію, найпоширеніша сіль, що міститься в морській воді, розщеплюється на іони натрію та хлориду, які стимулюють сольові рецептори на язику, надаючи йому сильного солоного смаку. 

Смак води також залежить від температури води, тиску, кислотності, окислювально-відновного потенціалу, наявності органічних речовин, мікроорганізмів, газів та інших речовин, які можуть впливати на смакові відчуття. Наприклад, якщо ваша вода містить високі концентрації заліза, міді чи інших металів, вона може мати металевий смак. Коли вода містить високі концентрації сірководню, який утворюється в результаті розкладання органічних речовин і дії сірководневих бактерій, вода може мати неприємний запах. Вода може мати хлорований смак, якщо в ній є висока концентрація хлору, який додається для дезінфекції води або який утворюється внаслідок реакції морської води з атмосферним киснем.

Вплив солоності морської води на природні екосистеми

Солоність морської води є одним із важливих факторів, що впливають на природні морські екосистеми. Екосистема – це спільнота живих організмів, які взаємодіють між собою та з неживим середовищем. Морські екосистеми відрізняються за типом, розміром, структурою, функціями та продуктивністю. Наприклад, морські екосистеми можуть бути поділені на відкрите море, дно, прибережна зона, зона змішування прісної та солоної води, коралові рифи, мангрові ліси, морські луки, морські льодовики та інші.

Вплив на життя морських організмів

Солоність морської води впливає на тривалість життя морських організмів, оскільки вона визначає їхню осморегуляторну здатність або здатність підтримувати водний баланс у своєму тілі.

 За осморегуляцією морські організми можна розділити на дві групи:

• Осмоконформери
• Осморегулятори

Осмоконформери – це ті, хто не може регулювати свій водний баланс, тому концентрація розчинених речовин в їхньому організмі така ж, як і в морській воді. Осморегулятори – це ті, які мають іншу концентрацію розчинених речовин в організмі, ніж морська вода, оскільки вони можуть регулювати водний баланс за допомогою таких органів, як нирки, потові залози та зябра.

Вплив на циркуляцію морської води

Солоність морської води визначає густину морської води, або масу води на одиницю об’єму, і, отже, впливає на циркуляцію морської води. Густина морської води визначається солоністю і температурою води. Загалом, чим вища солоність або нижча температура води, тим вища щільність. Густина морської води впливає на її рух, оскільки це спричиняє різницю тиску між різними шарами води. Ця різниця створює силу, яка переміщує воду з області високого в область нижчого тиску. Цей рух води називається стеногалінною циркуляцією, тому що він залежить від температури та солоності води. Стеногалінна циркуляція впливає на морські екосистеми, тому що вона переносить тепло, солі, кисень і поживні речовини усім морем, впливаючи на їхній розподіл, доступність та якість.

Вплив на продуктивність морських екосистем

Солоність морської води впливає на продуктивність морських екосистем, тому що вона визначає їхню доступність до поживних речовин, кисню, вуглецю, світла, тепла, води та інших ресурсів, які необхідні для життя. Як правило, чим вища солоність морської води, тим нижча продуктивність. Це пов’язано з тим, що вища солоність зменшує розчинність поживних речовин, кисню, вуглецю та інших речовин у воді та збільшує осмотичний тиск, що ускладнює для морських організмів регулювання осмотичного тиску.

Солоність морської води не однакова у всіх океанах світу і залежить від ряду факторів, включаючи географічне розташування, глибину, пору року, кількість опадів, випаровування, танення льоду і водообмін. Середня солоність морської води становить 35 ‰, але вона варіюється від 2 ‰ до 42 ‰ залежно від району моря. Солоність впливає на такі властивості, як щільність, тиск, тепломісткість, звукопровідність, прозорість, колір і смак. Також впливає на екологію морських організмів, які повинні адаптуватися до різної солоності, щоб вижити та процвітати.

Питання-Відповіді