خصائص مياه البحر. ملوحة المحيطات

قد يبدو من السهل جدًا الإجابة على سؤال ما هو أكثر المحيطات ملوحة في العالم. خذ منها جميعًا عينات من الماء، وقس محتوى الملح فيها، ثم قارن بينها. لكن الأمر ليس بهذه البساطة. يشرح المقال سبب استحالة تحديد المحيط الأكثر ملوحة على وجه الأرض.

المحيط الأطلسي

ويتفق معظم العلماء على أن أعلى ملوحة موجودة في المحيط الأطلسي، وهو الأقدم على الكوكب وثاني أكبر ملوحة بعد المحيط الهادئ. وعلى الرغم من أن عددًا كبيرًا من الأنهار يحمل كميات كبيرة من المياه العذبة إلى مياهها، فإن نسبة ملوحة المحيط تبلغ 35.4%. هذا المؤشر موحد في جميع أنحاء الإقليم، والذي، على سبيل المثال، لا يلاحظ بالقرب من المحيط الهندي. وفي المحيط الأطلسي، تم العثور على ينابيع عذبة تحت الأرض تعمل على تخفيف المياه. لكن على الرغم من ذلك فإن تركيز الملح في مياهها هو الأعلى في العالم. ويفسر ذلك حقيقة أنه لا يوجد أي هطول للأمطار على أراضيها، وأن التبخر كبير جدًا. تقوم التيارات القوية بتوزيع الملح بالتساوي في جميع أنحاء المنطقة.

المحيط الهندي

يعتبر العديد من العلماء أن المحيط الهندي هو المحيط الأكثر ملوحة في العالم، لأن تركيز الملح في بعض المناطق يتجاوز قيمته في المحيط الأطلسي. لكن بشكل عام تبلغ نسبة ملوحة الهند 34.8%، وهي أقل من المحيط الأطلسي. لذلك، في تصنيفنا يأخذ المركز الثاني المشرف.

لوحظت أعلى ملوحة للمياه في الأماكن التي بها أعلى كمية من التبخر وأقل كمية من الأمطار سنويًا. ويتم إذابة أقل كمية من الملح حيث تتم تحلية المياه عن طريق ذوبان الأنهار الجليدية. في فصل الشتاء، يجلب تيار الرياح الموسمية المياه العذبة إلى المحيط من الشمال الشرقي. ولهذا السبب يتكون لسان أقل ملوحة بالقرب من خط الاستواء. وفي الصيف يختفي.

المحيط الهادي

في المركز الثالث يوجد أكبر محيط على وجه الأرض - المحيط الهادئ. متوسط ​​تركيز الملح 34.5%. الحد الأقصى يذوب في المناطق الاستوائية - 35.6٪. مع البعد عن خط الاستواء، تنخفض الجاذبية النوعية للأملاح في المياه، وهو ما يفسره انخفاض معدل تبخر الماء مع زيادة متزامنة في هطول الأمطار. وفي خطوط العرض العليا، تنخفض الملوحة إلى 32% بسبب ذوبان الأنهار الجليدية.

المحيط المتجمد الشمالي

تبين أن منطقة القطب الشمالي هي الأحدث على وجه الأرض - 32٪. يحتوي على كمية معينة من طبقات الماء. والجزء العلوي به ماء بارد وقليل الملوحة. هنا يتم تحلية المياه عن طريق الأنهار، وذوبان المياه والحد الأدنى من التبخر. الطبقة التالية أكثر برودة وأكثر ملوحة. يتم تشكيله عن طريق خلط الطبقات العليا والمتوسطة. المتوسط ​​هو الماء الدافئ والمالح جداً الذي يأتي من بحر جرينلاند. التالي يأتي الطبقة العميقة. درجة الحرارة والملوحة هنا أعلى من الطبقة الثانية ولكنها أقل من الطبقة الثالثة.

أعلى البحار ملوحة في العالم

أي بحر هو الأكثر ملوحة على هذا الكوكب؟ يبدو أن الإجابة على هذا السؤال واضحة: ميت. ولكن هذا ليس صحيحا. والحقيقة هي البحر الأحمر - 41٪. تقع في مكان ذو مناخ حار جدًا، ولهذا السبب تسقط كمية قليلة جدًا من الأمطار داخل منطقة المياه الخاصة بها، ويتبخر الكثير من الماء. وهذا هو السبب الرئيسي لزيادة ملوحة هذا الخزان. ويتأثر هذا المؤشر أيضًا بكمية المياه العذبة المتدفقة إلى البحر. لا يتدفق نهر واحد إلى البحر الأحمر. وبفضل هذا المزيج الفريد من العوامل، يكون البحر مالحًا جدًا، ولا يتعارض مع تنوع نباتاته وحيواناته. مياه البحر في هذا الخزان واضحة وضوح الشمس.

المركز الثاني في العالم لا يحتله البحر الميت مرة أخرى، بل البحر الأبيض المتوسط، حيث يبلغ مؤشر ملوحته 39٪. وكان السبب أيضًا هو التبخر الكبير للمياه.

التالي في القائمة هو البحر الأسود بنسبة 18%. كما أن لديها عدة طبقات. توجد على السطح طبقة بها مياه نقية وغنية بالأكسجين. في العمق يكون مالحًا وكثيفًا وخاليًا من الأكسجين.

في المركز الرابع بحر آزوف - 11%. وفي جزئها الشمالي تذوب كمية قليلة من الملح، ولهذا يتجمد الماء بسهولة.

تستمر فترة عدم الشحن من ديسمبر إلى أبريل. يتم توزيع الملح بشكل غير متساو في جميع أنحاء المنطقة. في مكان ما تكون المياه عذبة تقريبًا، وفي مكان ما مالحة جدًا.

هل تعلم لماذا البحر الميت ليس في هذه القائمة؟ لأن المسطح المائي بهذا الاسم هو في الواقع بحيرة.

البحيرة الأكثر ملوحة في العالم

الأكثر ملوحة هو البحر الميت - 300 - 350٪. الحقيقة هي أن الخزان لا يمكنه الوصول إلى المحيط العالمي. ولهذا السبب تعتبر بحيرة. إن المحتوى العالي من الملح والمواد المفيدة الأخرى حوله إلى منتجع علاجي فريد من نوعه. إن تراكم الملح في البحر الميت كبير لدرجة أنه لا يوجد فيه أسماك أو نباتات. يمكنك الاستلقاء بهدوء على سطحه، كما هو الحال على سرير من الريش.

لا يمكن للبحر الميت وحده أن يتباهى بمثل هذا المحتوى العالي من الملح. لوحظ تركيزه عند مستوى 300-330٪ في بحيرات توز وعسل وباسكونتشاك وإلتون وبحيرة بيج ياشالتا ورازفال وبولشوي سولينو ودون جوان.

هناك 3 مناجم على بحيرة طوز تنتج معظم الملح في تركيا.

تبلغ نسبة ملوحة بحيرة عسل في أفريقيا 330%. في العمق يمكن أن تصل إلى 400٪.
وفي بحيرة باسكونتشاك (روسيا، منطقة أستراخان) يصل هذا الرقم إلى 300%. بسبب استخراج الملح، تم تشكيل فواصل بطول ثمانية أمتار في قاعها. عمقها 6 أمتار.

وفي بحيرة إلتون (روسيا، منطقة فولجوجراد)، يمكن أن تصل كمية الملح المذاب في نقاط مختلفة من 200 إلى 500%، بمتوسط ​​300%. يوجد في الأسفل رواسب كبيرة من المنتج. يقع الخزان على الحدود مع كازاخستان ويعتبره الكثيرون أكبر بحيرة وأكثرها ملوحة في أوروبا.

في بولشوي ياشالتا (جمهورية كالميكيا) تتراوح كمية الملح المذاب من 72 إلى 400%.

يصل هذا الرقم في بحيرة رازفال (جزء من مجموعة إليتسكي في منطقة أورينبورغ) إلى 305%. بسبب التركيز العالي للملح، فإن الماء الموجود فيه لا يتجمد أبدًا. مثل البحر الميت، لا توجد نباتات أو كائنات حية هنا.

تتراوح نسبة ملوحة البحيرة المالحة الكبرى (الولايات المتحدة الأمريكية) من 137 إلى 300%. يعتمد مستوى الماء في الخزان على هطول الأمطار، وهذا هو سبب تغير مساحتها. وتتغير ملوحة الماء بشكل طردي مع زيادة أو نقصان مساحته. يحتوي الماء على الكثير من المعادن التي يتم جلبها عن طريق ذوبان المياه من الأنهار الجليدية. الكائنات الحية لا تعيش في Bolshoye Solyony.

يمكن اعتبار بحيرة دون جوان (أنتاركتيكا) بحق واحدة من أكثر البحيرات ملوحة في العالم، حيث يصل محتوى الملح فيها إلى 350٪. يمنع ثراء دون جوان المياه من أن تصبح جليدية حتى في درجات الحرارة المنخفضة جدًا.

لكن أقدم بحيرة على وجه الأرض - بحيرة بايكال - ستكون في أسفل تصنيف المسطحات المائية الأكثر ملوحة في العالم. تحتوي مياه بايكال النظيفة والبلورية على كمية ضئيلة من الأملاح المعدنية (0.001%) بحيث يمكن استخدامها بدلاً من الماء المقطر. المياه صافية جدًا لدرجة أنه في بعض الأماكن يمكنك رؤية عمق 40 مترًا!

إجمالي ملوحة مياه المحيط العالمي

تختلف المياه الموجودة على الأرض تمامًا - من العذبة إلى المالحة بشكل لا يصدق إلى المرارة في الفم (البحر الميت).

وقد قدر العلماء أن إجمالي كمية الملح المذاب في مياه المحيط العالمي يبلغ حوالي 50.000.000.000.000.000 طن. إذا قمت بجمع كل المنتج وقمت بتغطية الأرض به بالتساوي، فسيكون سمك الطبقة 150 مترًا!

من بين خصائص مياه المحيط العالمي درجة الحرارة والملوحة.

درجة حرارة الماءتتغير محيطات العالم في الاتجاه الرأسي (تتناقص مع العمق، حيث أن أشعة الشمس لا تخترق أعماقاً كبيرة) وأفقياً (تقل درجة حرارة المياه السطحية من خط الاستواء إلى القطبين من +25 درجة مئوية إلى -2 درجة مئوية بسبب لاختلاف كمية المياه المتلقاة للحرارة الشمسية).

درجة حرارة الماء السطحي. يتم تسخين مياه المحيط عن طريق تدفق الحرارة الشمسية إلى سطحها. تعتمد درجة حرارة المياه السطحية على خط عرض المكان. وفي مناطق معينة من المحيط، يتعطل هذا التوزيع بسبب التوزيع غير المتكافئ للأرض، والتيارات المحيطية، والرياح المستمرة، وجريان المياه من القارات. تتغير درجة الحرارة بشكل طبيعي مع العمق. علاوة على ذلك، تنخفض درجة الحرارة في البداية بسرعة كبيرة، ثم ببطء شديد. يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة السنوية للمياه السطحية للمحيطات العالمية +17.5 درجة مئوية. على عمق 3-4 آلاف متر، تتراوح عادة من +2 إلى 0 درجة مئوية.

ملوحة مياه المحيط العالمي.

تركز مياه المحيط بشكل مختلف ملح: كلوريد الصوديوم (يعطي الماء طعماً مالحاً) - 78% من مجموع الأملاح، كلوريد المغنيسيوم (يعطي الماء طعماً مراً) - 11%، مواد أخرى. يتم حساب ملوحة مياه البحر بوحدة جزء في المليون (نسبة كمية معينة من المادة إلى 1000 وحدة وزن)، ويرمز لها بـ ‰. تختلف ملوحة المحيط من 32‰ إلى 38‰.

وتعتمد درجة الملوحة على كمية الأمطار والتبخر وتحلية الأنهار المتدفقة إلى البحر. تتغير الملوحة أيضًا مع العمق. وعلى عمق 1500 متر، تنخفض الملوحة قليلاً مقارنة بالسطح. وفي العمق، تكون التغيرات في ملوحة المياه ضئيلة؛ فهي تبلغ 35‰ في كل مكان تقريبًا. الحد الأدنى للملوحة هو 5‰ في بحر البلطيق، والحد الأقصى يصل إلى 41‰ في البحر الأحمر.

هكذا، تعتمد ملوحة الماء : 1) على نسبة هطول الأمطار والتبخر، والتي تختلف تبعا لخط العرض الجغرافي (من حيث تغير درجة الحرارة والضغط)؛ وقد تكون الملوحة أقل حيث تتجاوز كمية الأمطار التبخر، وحيث يكون تدفق مياه النهر كبيرًا، وحيث يذوب الجليد؛ 2) من العمق.

جدول "خصائص مياه المحيطات"

في كل عام كان والداي يأخذانني إلى البحر خلال العطلة الصيفية، وكنت أتفاجأ دائمًا بهذا الطعم المالح غير المعتاد لمياه البحر، والتي، بالطبع، ابتلعتها أثناء السباحة المستمرة على السطح وتحت الماء. لاحقًا، في دروس الكيمياء، تعلمت أن كلوريد الصوديوم في المطبخ لا يحدد طعم البحر فحسب، بل أيضًا المغنيسيوم والبوتاسيوم، ويمكن أن يكون أيضًا على شكل كبريتات أو كربونات.

تحتل المياه المالحة معظم المياه على كوكب الأرض. ظهرت الكائنات الحية الأولى في المحيط. إذن كيف تبدو هذه المياه؟

ملوحة المحيط العالمي

في المتوسط، تبلغ ملوحة المياه 35 جزء في المليون مع انحراف عن هذه القيمة بنسبة 2-4%.

تقع خطوط الملوحة الثابتة (isohalines) بشكل رئيسي بالتوازي مع خط الاستواء، والتي تقع على طولها المياه التي لا تحتوي على أعلى تركيز للأملاح. ويرجع ذلك إلى كثرة الأمطار التي تزيد عن حجم الماء المتبخر من السطح.

عند الابتعاد عن خط الاستواء إلى المناطق المناخية شبه الاستوائية حتى خط عرض 20-30 درجة، يتم ملاحظة المناطق ذات الملوحة العالية في نصفي الكرة الجنوبي والشمالي. علاوة على ذلك، تم تحديد المناطق ذات التركيز الأقصى للملح في المحيط الأطلسي.

وباتجاه القطبين تقل الملوحة، وعند حوالي 40 درجة يحدث توازن بين الهطول والتبخر.

يتمتع القطبان بأدنى مستويات الملوحة بسبب ذوبان الجليد الطازج، وفي المحيط المتجمد الشمالي، يتأثر الجريان السطحي من الأنهار الكبيرة بشكل كبير.

البحر الأكثر ملوحة

البحر الأحمر أكثر ملوحة بنسبة 4% من المياه الأخرى على الكوكب بسبب:

• انخفاض هطول الأمطار.
• تبخر قوي
• نقص الأنهار التي تجلب المياه العذبة؛
• اتصال محدود مع المحيط العالمي، وخاصة مع المحيط الهندي.

من أجمل البحار التي تحتوي على شعاب مرجانية والتي تجذب بألوانها الزاهية مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأسماك والسلاحف البحرية والدلافين وعشاق رياضة الغطس.

البحر المالح الطازج

يحتوي بحر البلطيق على 2-8 جرام من الأملاح لكل لتر من الماء. تكونت على موقع بحيرة جليدية بها عدد كبير من الأنهار (أكثر من 250 نهرا)، مما يقلل ملوحتها، وضعف اتصالها بمياه المحيط.

دعونا نتذكر:كيف يتم تقسيم مياه الكوكب على الملوحة؟ لماذا يأخذ المسافرون والبحارة المياه العذبة في الرحلات البحرية؟

الكلمات الرئيسية:مياه البحر، الملوحة، درجة حرارة الماء، جزء في المليون.

1. ملوحة المياه.في جميع البحار والمحيطات، يكون للمياه طعم مالح مر. من المستحيل شرب مثل هذه المياه. لذلك، فإن البحارة الذين يبحرون على متن السفن يأخذون معهم إمدادات من المياه العذبة. يمكن تحلية المياه المالحة في منشآت خاصة متوفرة على متن السفن البحرية.

في الغالب يذوب ملح الطعام في ماء البحر الذي نأكله، ولكن هناك أملاح أخرى (الشكل 92).

* أملاح المغنيسيوم تعطي الماء طعمًا مريرًا. تم العثور على الألومنيوم والنحاس والفضة والذهب في مياه المحيطات، ولكن بكميات صغيرة جدًا. على سبيل المثال، 2000 طن من الماء يحتوي على 1 جرام من الذهب.

لماذا مياه المحيطات مالحة؟ يعتقد بعض العلماء أن المحيط الأولي كان عذبًا، لأنه يتكون من مياه الأنهار والأمطار التي تساقطت بغزارة على الأرض منذ ملايين السنين. جلبت الأنهار وما زالت تجلب الملح إلى المحيط. تتراكم وتؤدي إلى ملوحة مياه المحيط.

ويشير علماء آخرون إلى أن المحيط أصبح مالحًا فور تكوينه، لأنه تم تجديده بالمياه المالحة من أحشاء الأرض. البحث المستقبلي قد يجيب على هذا السؤال.

أرز. 92. كمية المواد الذائبة في ماء المحيط.

** إن كمية الأملاح الذائبة في مياه المحيط تكفي لتغطية سطح الأرض بطبقة سمكها 240 م.

من المفترض أن جميع المواد الموجودة في الطبيعة تذوب في مياه البحر. يوجد معظمها في الماء بكميات صغيرة جدًا: جزء من الألف من الجرام لكل طن من الماء. وتوجد مواد أخرى بكميات كبيرة نسبيًا - بالجرام لكل كيلوغرام من مياه البحر. ويحددون ملوحتها .

الملوحةماء البحر هو كمية الأملاح الذائبة في الماء.

أرز. 93. ملوحة المياه السطحية للمحيطات العالمية

يتم التعبير عن الملوحة في ص ص م ط ل ل ي ه، أي بأجزاء من الألف من الرقم، ويُشار إليه بـ -°/oo. يبلغ متوسط ​​ملوحة مياه المحيطات العالمية 35 درجة مئوية. وهذا يعني أن كل كيلوغرام من ماء البحر يحتوي على 35 جراماً من الأملاح (الشكل 92). تكون ملوحة مياه الأنهار أو البحيرات العذبة أقل من 1°/oo.

يتمتع المحيط الأطلسي بمياه سطحية أكثر ملوحة، أما المحيط المتجمد الشمالي فهو الأقل ملوحة (انظر الجدول 2 في الملحق 1).

إن ملوحة المحيطات ليست هي نفسها في كل مكان. في الجزء المفتوح من المحيطات، تصل الملوحة إلى أعلى مستوياتها في خطوط العرض الاستوائية (تصل إلى 37 - 38 درجة مئوية)، وفي المناطق القطبية تنخفض ملوحة مياه المحيط السطحية إلى 32 درجة مئوية (الشكل 93). ).

عادة ما تختلف ملوحة المياه في البحار الهامشية قليلًا عن ملوحة الأجزاء المجاورة من المحيط. وتختلف مياه البحار الداخلية عن مياه الجزء المفتوح من المحيطات في الملوحة: فهي تزداد في بحار المنطقة الحارة ذات المناخ الجاف. على سبيل المثال، تبلغ ملوحة المياه في البحر الأحمر حوالي 42 درجة مئوية. هذا هو البحر الأكثر ملوحة في المحيط العالمي.

في البحار المعتدلة، التي تستقبل كمية كبيرة من مياه الأنهار، تكون الملوحة أقل من المتوسط، على سبيل المثال في البحر الأسود - من 17 درجة مئوية إلى 22 درجة مئوية، وفي بحر آزوف - من 10 درجات مئوية إلى 12 درجة. / س.

* تعتمد ملوحة مياه البحر على هطول الأمطار والتبخر، وكذلك التيارات وتدفق مياه الأنهار وتكوين الجليد وذوبانه. وعندما يتبخر ماء البحر تزداد ملوحته، وعندما ينخفض ​​هطول الأمطار تقل. عادة ما تحمل التيارات الدافئة مياهًا أكثر ملوحة من تلك الباردة. وفي الشريط الساحلي، تتم تحلية مياه البحر عن طريق الأنهار. فعندما تتجمد مياه البحر، تزداد ملوحتها، وعندما تذوب مياه البحر، على العكس من ذلك، تقل.

وتختلف ملوحة مياه البحر من خط الاستواء إلى القطبين، ومن الجزء المفتوح من المحيط إلى الشواطئ، مع زيادة العمق. تغطي التغيرات في الملوحة عمود الماء العلوي فقط (حتى عمق 1500 - 2000 متر). تظل الملوحة العميقة ثابتة وتساوي تقريبًا متوسط ​​مستوى المحيط.

2. درجة حرارة الماء.تعتمد درجة حرارة مياه المحيط على السطح على مدخلات الحرارة الشمسية. تلك الأجزاء من المحيط العالمي التي تقع في خطوط العرض الاستوائية تبلغ درجة حرارتها +28 درجة مئوية - +25 درجة مئوية، وفي بعض البحار، على سبيل المثال في البحر الأحمر، تصل درجة الحرارة أحيانًا إلى +35 درجة مئوية. هذا هو أحر بحر في محيط العالم. في المناطق القطبية تنخفض درجة الحرارة إلى - 1.8 درجة مئوية (الشكل 94). عند درجة حرارة 0 درجة مئوية، تتحول المياه العذبة في الأنهار والبحيرات إلى جليد. مياه البحر لا تتجمد. يتم منع تجميده بواسطة المواد المذابة. وكلما ارتفعت ملوحة مياه البحر، انخفضت درجة تجمدها.

الشكل 94. درجة حرارة المياه السطحية للمحيطات العالمية

مع التبريد القوي، تتجمد مياه البحر، مثل المياه العذبة. يتشكل الجليد البحري. وهي تغطي باستمرار معظم المحيط المتجمد الشمالي، وتحيط بالقارة القطبية الجنوبية، وتظهر في البحار الضحلة عند خطوط العرض المعتدلة في الشتاء، حيث تذوب في الصيف.

*حتى عمق 200 متر، تختلف درجة حرارة الماء حسب الوقت من السنة: في الصيف يكون الماء أكثر دفئًا، وفي الشتاء يصبح أكثر برودة. أقل من 200 متر، تتغير درجة الحرارة بسبب تدفق المياه الدافئة أو الباردة عن طريق التيارات، وفي الطبقات القريبة من القاع يمكن أن تزيد بسبب تدفق الماء الساخن من الصدوع في القشرة المحيطية. وفي أحد هذه المصادر في قاع المحيط الهادئ تصل درجة الحرارة إلى 400 درجة مئوية.

تتغير درجة حرارة مياه المحيط أيضًا مع العمق. في المتوسط، تنخفض درجة الحرارة بمقدار 2 درجة مئوية لكل 1000 متر من العمق. وفي قاع المنخفضات في أعماق البحار، تبلغ درجة الحرارة حوالي 0 درجة مئوية.

1. ما يسمى ملوحة مياه البحر وكيف يتم التعبير عنها؟ 2. ما الذي يحدد ملوحة مياه البحر وكيف يتم توزيعها في المحيطات العالمية؟

ما الذي يفسر هذا التوزيع؟

3. كيف تتغير درجة حرارة مياه المحيط العالمي مع خط العرض والعمق؟

4*. لماذا تصل الملوحة في المناطق الاستوائية إلى أعلى قيمها بالنسبة للجزء المفتوح من المحيط (تصل إلى 37 - 38 درجة مئوية)، بينما تكون الملوحة أقل بكثير في خطوط العرض الاستوائية؟

عمل عملي. تحديد الملوحة إذا تم إذابة 25 جم من الأملاح في 1 لتر من ماء البحر.

2*. احسب كمية الملح التي يمكن الحصول عليها من 1 طن من مياه البحر الأحمر.

مسابقة الخبراء

. يوجد على الأرض بحر يمكن للإنسان أن يقف فيه على سطح الماء مثل العوامة (الشكل 95). ما اسم هذا البحر وأين يقع؟ لماذا الماء في هذا البحر لديه مثل هذه الخصائص؟
أرز. 95 “البحر” الذي يستطيع السباحة فيه لغير السباحين.

3. خصائص البيئة المائية المحيطية. © فلاديمير كالانوف،"المعرفة قوة."

إن البيئة المحيطية، أي مياه البحر، ليست مجرد مادة معروفة لنا منذ الولادة، وهي أكسيد الهيدروجين H2O.

مياه البحر هي محلول لمجموعة واسعة من المواد.

ومن الجدير بالذكر أن البروم الذي اكتشفه الكيميائي الفرنسي أ. بالارد عام 1826 لا يوجد في أي معدن. لا يمكن الحصول على البروم إلا من مياه البحر، حيث يوجد بكميات صغيرة نسبيا - 65 جراما لكل متر مكعب. ويستخدم البروم في الطب كمسكن، وكذلك في التصوير الفوتوغرافي والبتروكيمياء.

بالفعل في نهاية القرن العشرين، بدأت المحيطات في توفير 90٪ من البروم في العالم و60٪ من إنتاج المغنيسيوم. يتم استخراج الصوديوم والكلور من مياه البحر بكميات كبيرة. أما ملح الطعام فقد حصل عليه الناس منذ فترة طويلة من مياه البحر عن طريق التبخر. ولا تزال مناجم الملح البحرية تعمل في البلدان الاستوائية، حيث يتم الحصول على الملح مباشرة من المناطق الضحلة على الساحل، وتسييجها عن البحر بالسدود. التكنولوجيا هنا ليست معقدة للغاية. تركيز ملح الطعام في الماء أعلى من الأملاح الأخرى، ولذلك فهو أول من يترسب أثناء التبخر. تتم إزالة البلورات التي استقرت في القاع مما يسمى بالسائل الأم وتغسل بالماء العذب لإزالة أملاح المغنيسيوم المتبقية، والتي تعطي الملح طعمًا مريرًا.

يتم استخدام تكنولوجيا أكثر تقدمًا لاستخراج الملح من مياه البحر في العديد من مصانع الملح في فرنسا وإسبانيا، والتي توفر كميات كبيرة من الملح ليس فقط للسوق الأوروبية. على سبيل المثال، إحدى الطرق الجديدة للحصول على الملح هي تركيب رشاشات خاصة لمياه البحر في أحواض الملح. الماء المتحول إلى غبار (معلق) له مساحة كبيرة للتبخر ومن أصغر القطرات يتبخر فوراً، ولا يسقط على الأرض إلا الملح.

سوف يستمر استخراج ملح الطعام من مياه البحر في الزيادة، لأن رواسب الملح الصخري، مثل المعادن الأخرى، سوف تنضب عاجلاً أم آجلاً. حاليًا، يتم استخراج حوالي ربع ملح الطعام الذي تحتاجه البشرية من البحر، والباقي يتم استخراجه في مناجم الملح.

تحتوي مياه البحر أيضًا على اليود. لكن عملية الحصول على اليود مباشرة من الماء ستكون غير مربحة على الإطلاق. ولذلك يتم الحصول على اليود من الطحالب البنية المجففة التي تنمو في المحيط.

حتى الذهب موجود في مياه المحيطات، وإن كان بكميات صغيرة - 0.00001 جرام لكل متر مكعب. هناك محاولة معروفة قام بها الكيميائيون الألمان في ثلاثينيات القرن العشرين لاستخراج الذهب من مياه البحر الألماني (كما يُطلق على بحر الشمال غالبًا باللغة الألمانية). ومع ذلك، لم يكن من الممكن ملء خزائن بنك الرايخ بسبائك الذهب: فتكاليف الإنتاج ستتجاوز تكلفة الذهب نفسه.

يقترح بعض العلماء أنه في العقود القليلة المقبلة قد يصبح من الممكن اقتصاديًا الحصول على الهيدروجين الثقيل (الديوتيريوم) من البحر، ومن ثم سيتم تزويد البشرية بالطاقة لملايين السنين القادمة... لكن اليورانيوم من مياه البحر يتم بالفعل إنتاجه الملغومة على نطاق صناعي. منذ عام 1986، تعمل أول محطة في العالم لاستخراج اليورانيوم من مياه البحر على شواطئ البحر الداخلي لليابان. تم تصميم هذه التكنولوجيا المعقدة والمكلفة لإنتاج 10 كجم من المعدن سنويًا. للحصول على مثل هذه الكمية من اليورانيوم، من الضروري تصفية أكثر من 13 مليون طن من مياه البحر ومعالجتها بالأيونات. لكن اليابانيين، المثابرين في عملهم، ينجزون المهمة. بالإضافة إلى ذلك، فإنهم يدركون جيدا ما هي الطاقة الذرية. -)

مؤشر كمية المواد الكيميائية الذائبة في الماء هو خاصية خاصة تسمى الملوحة. الملوحة هي كتلة جميع الأملاح الموجودة في 1 كجم من ماء البحر، معبر عنها بالجرام.. يتم قياس الملوحة بأجزاء في الألف، أو جزء في المليون (‰). على سطح المحيط المفتوح، تكون تقلبات الملوحة صغيرة: من 32 إلى 38‰. يبلغ متوسط ​​الملوحة السطحية للمحيطات العالمية حوالي 35‰ (على وجه التحديد 34.73‰).

تتمتع مياه المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ بملوحة أعلى بقليل من المتوسط ​​(34.87‰)، ومياه المحيط الهندي أقل قليلاً (34.58‰). وهنا يأتي دور تأثير تحلية الجليد في القطب الجنوبي. وللمقارنة نشير إلى أن الملوحة المعتادة لمياه الأنهار لا تتجاوز 0.15‰، وهي أقل بـ 230 مرة من ملوحة مياه البحر السطحية.

أقل المياه ملوحة في المحيط المفتوح هي مياه المناطق القطبية في نصفي الكرة الأرضية. ويفسر ذلك ذوبان الجليد القاري، خاصة في نصف الكرة الجنوبي، وتدفق كميات كبيرة من الأنهار في نصف الكرة الشمالي.

وتزداد الملوحة باتجاه المناطق الاستوائية. لم يتم ملاحظة أعلى تركيز للأملاح عند خط الاستواء، ولكن في نطاقات خطوط العرض 3°-20° جنوب وشمال خط الاستواء. وتسمى هذه النطاقات أحيانًا بأحزمة الملوحة.

حقيقة أن الملوحة السطحية للمياه في المنطقة الاستوائية منخفضة نسبيًا تفسر بحقيقة أن خط الاستواء هو منطقة تتساقط فيها الأمطار الاستوائية الغزيرة التي تعمل على تحلية المياه. في كثير من الأحيان، بالقرب من خط الاستواء، تغطي السحب الكثيفة المحيط من أشعة الشمس المباشرة، مما يقلل من تبخر الماء في مثل هذه اللحظات.

وفي البحار الهامشية، وخاصة البحار الداخلية، تختلف ملوحة المياه عن ملوحة المحيط. على سبيل المثال، في البحر الأحمر، تصل ملوحة المياه السطحية إلى أعلى القيم في المحيط العالمي - ما يصل إلى 42‰. ويفسر ذلك ببساطة: أن البحر الأحمر يقع في منطقة ذات تبخر عالي، ويتواصل مع المحيط عبر مضيق باب المندب الضحل والضيق، ولا يصله ماء عذب من القارة، إذ لا يوجد نهر واحد فيه. ويتدفق في هذا البحر، والأمطار النادرة غير قادرة على تحلية المياه إلى أي حد ملحوظ.

بحر البلطيق، ويمتد إلى الداخل، ويتصل بالمحيط عبر عدة مضايق صغيرة وضيقة، ويقع في منطقة مناخية معتدلة ويستقبل مياه العديد من الأنهار الكبيرة والأنهار الصغيرة. ولذلك، فإن بحر البلطيق هو أحد أكثر الأحواض تحلية في المحيط العالمي. تبلغ الملوحة السطحية للجزء الأوسط من بحر البلطيق 6-8 ‰ فقط، وفي الشمال، في خليج بوثنيا الضحل، تنخفض إلى 2-3 ‰).

تتغير الملوحة مع العمق. ويفسر ذلك حركة المياه الجوفية، أي النظام الهيدرولوجي لحوض معين. على سبيل المثال، في خطوط العرض الاستوائية للمحيطين الأطلسي والهادئ، تحت عمق 100-150 مترًا، يمكن تتبع طبقات المياه شديدة الملوحة (أعلى من 36 ‰)، والتي تتشكل بسبب نقل المياه الاستوائية الأكثر ملوحة عن طريق المياه العميقة التيارات المعاكسة من الحواف الغربية للمحيطات.

تتغير الملوحة بشكل حاد فقط في أعماق تبلغ حوالي 1500 متر. تحت هذا الأفق، لم يتم ملاحظة أي تقلبات في الملوحة. وفي الأعماق الأكبر للمحيطات المختلفة، تتقارب مؤشرات الملوحة. التغيرات الموسمية في الملوحة على سطح المحيط المفتوح ضئيلة، لا تزيد عن 1 ‰.

ويرى الخبراء أن شذوذ الملوحة هو ملوحة المياه في البحر الأحمر على عمق حوالي 2000 م، والتي تصل إلى 300 ‰.

الطريقة الرئيسية لتحديد ملوحة مياه البحر هي طريقة المعايرة. جوهر الطريقة هو إضافة كمية معينة من نترات الفضة (AgNO 3) إلى عينة الماء، والتي، بالاشتراك مع كلوريد الصوديوم من مياه البحر، تترسب على شكل كلوريد الفضة. وبما أن نسبة كمية كلوريد الصوديوم إلى المواد الأخرى الذائبة في الماء ثابتة، فمن خلال وزن كلوريد الفضة المترسب، يمكن حساب ملوحة الماء بكل بساطة.

هناك طرق أخرى لتحديد الملوحة. نظرًا لأن مؤشرات مثل انكسار الضوء في الماء وكثافة الماء والتوصيل الكهربائي تعتمد على ملوحته، فمن خلال تحديدها، من الممكن قياس ملوحة الماء.

إن أخذ عينات من مياه البحر لتحديد ملوحتها أو غيرها من المؤشرات ليس بالمهمة السهلة. للقيام بذلك، يستخدمون أجهزة أخذ العينات الخاصة - مقاييس الحمام، والتي تسمح لك بأخذ عينات من أعماق مختلفة أو من طبقات مختلفة من الماء. تتطلب هذه العملية الكثير من الاهتمام والحذر من علماء الهيدرولوجيا.

لذا، فإن العمليات الرئيسية التي تؤثر على ملوحة المياه هي معدل تبخر الماء، وشدة اختلاط المياه الأكثر ملوحة مع المياه الأقل ملوحة، وكذلك تواتر وشدة هطول الأمطار. يتم تحديد هذه العمليات من خلال الظروف المناخية لمنطقة معينة من المحيط العالمي.

بالإضافة إلى هذه العمليات، تتأثر ملوحة مياه البحر بقرب ذوبان الأنهار الجليدية وحجم المياه العذبة التي تجلبها الأنهار.

وبشكل عام، تظل نسبة الأملاح المختلفة الموجودة في مياه البحر في جميع مناطق المحيط كما هي دائمًا تقريبًا. ومع ذلك، في بعض الأماكن، يكون للكائنات البحرية تأثير ملحوظ على التركيب الكيميائي لمياه البحر. ويستخدمون العديد من المواد الذائبة في البحر لتغذيتهم ونموهم، وإن كانت بكميات متفاوتة. يتم استهلاك بعض المواد، مثل الفوسفات والمركبات النيتروجينية، بكميات كبيرة بشكل خاص. وفي المناطق التي تكثر فيها الكائنات البحرية، ينخفض ​​محتوى هذه المواد في الماء إلى حد ما. إن التأثير الملحوظ على العمليات الكيميائية التي تحدث في مياه البحر تمارسه أصغر الكائنات الحية التي تشكل العوالق. تنجرف على طول سطح البحر أو في طبقات المياه القريبة من السطح، وتموت، وتسقط ببطء وبشكل مستمر في قاع المحيط.

ملوحة المحيط العالمي. خريطة الرصد الحالية(يزيد) .

ما هو إجمالي محتوى الملح في المحيطات العالمية؟الآن الإجابة على هذا السؤال ليست صعبة على الإطلاق. إذا افترضنا أن إجمالي كمية المياه في المحيط العالمي هو 1370 مليون كيلومتر مكعب، ومتوسط ​​تركيز الأملاح في مياه البحر هو 35‰، أي 35 جم في اللتر الواحد، يتبين أن الكيلومتر المكعب الواحد يحتوي على حوالي 35 ألف طن ملح. ومن ثم سيتم التعبير عن كمية الملح في المحيط العالمي بالرقم الفلكي 4.8 * 10 16 طنًا (أي 48 كوادريليون طن).

وهذا يعني أنه حتى الاستخراج النشط للأملاح لتلبية الاحتياجات المنزلية والصناعية لن يكون قادرًا على تغيير تركيبة مياه البحر. وفي هذا الصدد، يمكن اعتبار المحيط، دون مبالغة، لا ينضب.

الآن نحن بحاجة للإجابة على سؤال لا يقل أهمية: من أين يأتي الكثير من الملح في المحيط؟

لسنوات عديدة، هيمنت على العلم فرضية أن الأنهار تجلب الملح إلى البحر. لكن هذه الفرضية، التي تبدو مقنعة للوهلة الأولى، تبين أنها لا يمكن الدفاع عنها من الناحية العلمية. ثبت أن أنهار كوكبنا تحمل في كل ثانية حوالي مليون طن من الماء إلى المحيط، ويبلغ تدفقها السنوي 37 ألف كيلومتر مكعب. يستغرق الأمر 37 ألف سنة حتى تتجدد المياه في المحيط العالمي بالكامل - في هذا الوقت تقريبًا يمكن ملء المحيط بتدفق الأنهار. وإذا قبلنا أنه في التاريخ الجيولوجي للأرض كان هناك ما لا يقل عن مائة ألف من هذه الفترات، وكان محتوى الأملاح في مياه النهر في المتوسط ​​التقريبي حوالي 1 جرام لكل لتر، فإنه يتبين أنه خلال الفترة الجيولوجية بأكملها تاريخ الأرض حوالي 1.4*1020 طن من الأملاح. وبحسب حسابات العلماء التي ذكرناها للتو، فإن 4.8 * 10 16 طناً من الملح يذوب في المحيط العالمي، أي أقل بـ 3 آلاف مرة. لكن الأمر ليس ذلك فحسب. يختلف التركيب الكيميائي للأملاح الذائبة في مياه النهر بشكل حاد عن تكوين ملح البحر. إذا كانت مركبات الصوديوم والمغنيسيوم مع الكلور هي السائدة تمامًا في مياه البحر (89٪ من المخلفات الجافة بعد تبخر الماء و 0.3٪ فقط كربونات الكالسيوم)، فإن كربونات الكالسيوم في مياه النهر تحتل المركز الأول - أكثر من 60٪ من المخلفات الجافة. البقايا، وكلوريدات الصوديوم والمغنيسيوم معًا - 5.2 بالمائة فقط.

لم يتبق للعلماء سوى افتراض واحد: أصبح المحيط مالحًا أثناء ولادته. لا يمكن أن توجد الحيوانات القديمة في حمامات المياه المملحة بشكل ضعيف، ناهيك عن المياه العذبة. وهذا يعني أن تركيبة مياه البحر لم تتغير منذ نشأتها. ولكن أين ذهبت الكربونات التي جاءت إلى المحيط مع جريان الأنهار لمئات الملايين من السنين؟ الإجابة الصحيحة الوحيدة على هذا السؤال قدمها مؤسس الكيمياء الجيولوجية الحيوية العالم الروسي العظيم الأكاديمي ف. فيرنادسكي. وقال إن كل كربونات الكالسيوم تقريبًا، بالإضافة إلى أملاح السيليكون التي تحملها الأنهار إلى المحيط، يتم استخلاصها على الفور من المحلول بواسطة تلك النباتات والحيوانات البحرية التي تحتاج إلى هذه المعادن لهياكلها العظمية وأصدافها وأصدافها. وعندما تموت هذه الكائنات الحية، تترسب كربونات الكالسيوم (CaCO 3) وأملاح السيليكون التي تحتوي عليها في قاع البحر على شكل رواسب عضوية. وهكذا فإن الكائنات الحية طوال وجود المحيط العالمي تحافظ على تركيبة أملاحها دون تغيير.

والآن بضع كلمات عن معدن آخر موجود في مياه البحر. لقد أمضينا الكثير من الكلمات في مدح المحيط لأن مياهه تحتوي على العديد من الأملاح المختلفة والمواد الأخرى، بما في ذلك الديوتيريوم واليورانيوم وحتى الذهب. لكننا لم نذكر المعدن الرئيسي والرئيسي الموجود في المحيط العالمي - الماء البسيط ح2س. بدون هذا "المعدن" لن يكون هناك شيء على الأرض على الإطلاق: لا المحيطات ولا البحار ولا أنا وأنت. لقد أتيحت لنا الفرصة بالفعل للحديث عن الخصائص الفيزيائية الأساسية للمياه. لذلك، سنقتصر هنا على بعض التعليقات فقط.

في تاريخ العلم بأكمله، لم يكتشف الناس كل أسرار هذه المادة الكيميائية البسيطة إلى حد ما، والتي يتكون جزيءها من ثلاث ذرات: ذرتان هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. بالمناسبة، يقول العلم الحديث أن ذرات الهيدروجين تشكل 93٪ من جميع الذرات في الكون.

ومن بين ألغاز وأسرار الماء، يبقى على سبيل المثال ما يلي: لماذا يتحول بخار الماء المتجمد إلى رقاقات ثلجية، يكون شكلها شكلاً هندسيًا منتظمًا بشكل مدهش، يذكرنا بالأنماط الرائعة. ماذا عن الرسومات على زجاج النوافذ في الأيام الباردة؟ فبدلاً من الثلج والجليد غير المتبلورين، نرى بلورات الجليد، التي تصطف بطريقة مذهلة بحيث تبدو مثل أوراق وأغصان بعض الأشجار الخيالية.

أو هنا واحد آخر. مادتان غازيتان - الأكسجين والهيدروجين، تتحدان معًا وتتحولان إلى سائل. العديد من المواد الأخرى، بما في ذلك المواد الصلبة، عندما تتحد مع الهيدروجين، تصبح غازية، مثل الهيدروجين على سبيل المثال، كبريتيد الهيدروجين H 2 S، أو سيلينيد الهيدروجين (H 2 Se)، أو مركب مع التيلوريوم (H 2 Te).

من المعروف أن الماء يذيب العديد من المواد جيدًا. يقولون أنه يذوب، ولو بدرجة صغيرة جدًا، حتى الزجاج الذي سكبناه فيه.

ومع ذلك، فإن أهم ما يمكن قوله عن الماء هو أن الماء أصبح مهد الحياة. تحولت المياه، التي حلت في البداية العشرات من المركبات الكيميائية، أي أن تصبح مياه البحر، إلى حل فريد من نوعه في تنوع مكوناته، والتي تحولت في النهاية إلى بيئة مواتية لظهور الحياة العضوية والحفاظ عليها.

في الفصل الأول من هذه القصة، لاحظنا بالفعل ما هو مقبول عالميًا تقريبًا. تحولت الفرضية الآن إلى نظرية أصل الحياة، كل موقف منها، وفقا لمؤلفي هذه النظرية، يعتمد على بيانات واقعية من نشأة الكون، وعلم الفلك، والجيولوجيا التاريخية، وعلم المعادن، والطاقة، والفيزياء، والكيمياء، بما في ذلك البيولوجيا. الكيمياء والعلوم الأخرى.

تم التعبير عن الرأي الأول القائل بأن الحياة نشأت في المحيط في عام 1893 من قبل عالم الطبيعة الألماني جي بونج.وأدرك أن التشابه المذهل بين الدم ومياه البحر في تركيب الأملاح الذائبة فيهما لم يكن من قبيل الصدفة. في وقت لاحق، تم تطوير نظرية الأصل المحيطي للتركيب المعدني للدم بالتفصيل من قبل عالم وظائف الأعضاء الإنجليزي ماكلوم، الذي أكد صحة هذا الافتراض من خلال نتائج اختبارات الدم العديدة للحيوانات المختلفة، من الرخويات اللافقارية إلى الثدييات.

اتضح أنه ليس الدم فقط، ولكن أيضا البيئة الداخلية بأكملها لجسمنا تظهر آثارا محفوظة من الإقامة الطويلة لأسلافنا البعيدين في مياه البحر.

حاليًا، ليس لدى العلوم العالمية أي شك حول الأصل المحيطي للحياة على الأرض.

© فلاديمير كالانوف،
"المعرفة قوة"