Солёность
Стандартная морская вода производства OSIL
Солёность — содержание солей в воде. Измеряется в «‰» (промилле) или в ПЕС (практические единицы солёности), PSU (англ. Practical Salinity Units) практической шкалы солёности (англ. Practical Salinity Scale).
Элемент | |
---|---|
Хлор | 19 500 |
Натрий | 10 833 |
Магний | 1 311 |
Сера | 910 |
Кальций | 412 |
Калий | 390 |
Бром | 65 |
Углерод | 20 |
Стронций | 13 |
Бор | 4,5 |
Фтор | 1,0 |
Кремний | 0,5 |
Рубидий | 0,2 |
Азот | 0,1 |
Солёность в промилле — это количество твёрдых веществ в граммах, растворённое в 1 кг морской воды, при условии, что все галогены заменены эквивалентным количеством хлора, все карбонаты переведены в оксиды, органическое вещество сожжено.
В 1978 году введена и утверждена всеми международными океанографическими организациями шкала практической солёности (Practical Salinity Scale 1978, PSS-78), в которой измерение солёности основано на электропроводности (кондуктометрия), а не на выпаривании воды. В 1970-х годах широкое применение в морских исследованиях получили океанографические CTD-зонды, и с тех пор солёность воды измеряется в основном электрическим методом. Для поверки работы ячеек электропроводности, которые погружаются в воду, используют лабораторные солемеры. В свою очередь, для проверки солемеров используют стандартную морскую воду. Стандартная морская вода, рекомендованная международной организацией IAPSO для поверки солемеров, производится в Великобритании лабораторией Ocean Scientific International Limited (OSIL) из натуральной морской воды. При соблюдении всех стандартов измерения можно получить точность измерения солёности до 0,001 ПЕС.
Шкала практической солёности PSS-78 основана на сравнении электропроводности исследуемой пробы воды с электропроводностью раствора хлорида калия, содержащего 32,4356 грамма KCl в 1 кг раствора. Измерения проводят при температуре растворов 15 °C и давлении 1 атм (стандартные условия по ISO 13443). Солёность рассчитывается из отношения электропроводности пробы и стандартного раствора по эмпирической формуле:
S = a 0 + a 1 K 15 1 / 2 + a 2 K 15 + a 3 K 15 3 / 2 + a 4 K 15 2 + a 5 K 15 5 / 2 , {\displaystyle S=a_{0}+a_{1}K_{15}^{1/2}+a_{2}K_{15}+a_{3}K_{15}^{3/2}+a_{4}K_{15}^{2}+a_{5}K_{15}^{5/2},}(ПЕС)
K 15 {\displaystyle K_{15}} — относительная электропроводность (отношение электропроводности измеряемой морской воды к электропроводности 32,4356 ‰ раствора хлорида калия) при стандартных условиях.
Шкала PSS-78 даёт числовые результаты, близкие к измерениям массовых долей, и различия заметны либо когда необходимы измерения с точностью выше 0,01 ПЕС, либо когда солевой состав не соответствует стандартному составу океанской воды.
Средняя солёность Мирового океана — 35 ‰ или 35 ПЕС. Для калибровки приборов в Бискайском заливе добывается так называемая нормальная вода с солёностью, близкой к 35 ‰ или 35 ПЕС.
Показатель преломления воды зависит от солёности, на этом основан рефрактометрический метод её измерения. Преимущества этого метода в оперативности и возможности проводить измерения в небольших (несколько капель) пробах воды.
Никакого постоянства!
Уникальность Азовского моря заключается в изменении уровня солености как от местности к местности, так и по времени. В некоторые года без учета Таганрогского залива за 12 месяцев колебания достигают 1 ‰. А вот в этом заливе разность еще более существенная: в 1969 году был зафиксирован показатель в 3,6 промилле при среднем значении около двух.
Анализ на протяжении многих лет показал колебания среднегодовых значений в пределах 4,3 ‰ (без учета залива), а вот в заливе – порядка 6,9 ‰. При этом изменения в пределах года и от одного года к другому неравномерны, не систематизированы. Несколько ниже среднего наблюдалась соленость в 1922-1931 гг., затем параметр возрос, а с 1932 г. снова пошел на спад, достигнув 9,4 ‰. Несколько лет постоянства сменились устойчивым ростом до 12,7 промилле в 1947. Довольно длительный временной промежуток характеризовался медленным спадом до 11,1 ‰. Это значение затем увеличивалось несущественными темпами, достигнув 13,9 ‰ в 1976 г., и сразу же резко снизилось.
Простой опыт по определению солености
Есть способ выяснить самостоятельно, какая масса веществ содержится в морской или пресной воде. Опыт простой, интересный, но для его проведения понадобится термостойкая посуда, нагреватель и химические весы. Также необходимо учесть, что плотность соленого раствора выше. Поэтому масса 1000 мл морской воды больше, чем 1000 г. Значит, без учета плотности расчеты будут приблизительными.
Для выяснения, какая соленость Черного моря, потребуется 100–200 мл морской воды. Опыт заключается в следующем:
- Измерить объем и нагреть до кипения выбранную жидкость в чашке для выпаривания.
- Когда вся вода испарится, на дне посуды останется белый налет.
- Надо собрать осадок на листок бумаги и взвесить его на весах.
- Полученный результат — это общая масса всех растворенных веществ в образце.
Цимлянский гидроузел
Строительство этого значимого для советской промышленности сооружения оказало сильное влияние на экологическое состояние Азовского моря. Впрочем, не только гидрологический узел, но и ряд другие хозяйственных мероприятий, повлиявших на систему рек, привели к уменьшению входного потока Кубани, Дона. Соленость резко возросла – в 1976 г. достигает 13,9 ‰. Таганрогский залив подвергся сходным по динамике корректировкам уровня соли: в 1976 параметр повысился до 11,1 ‰.
Подобные изменения не прошли без последствий для живых организмов. Ученые выявили, что осетровые смогли выжить только лишь в относительно небольших по объему участках Таганрогского залива. Вся прочая территория моря стала непригодной для рыб. Молодняк осетра, полупроходные рыбы были на грани вымирания.
Атлантический океан. Расположение, особенности
Границы Атлантического океана обозначают по-разному.
По одной классификации граница проходит следующим образом:
- берег Антарктиды – южная точка Африки;
- Скандинавский полуостров – северная точка Исландии – берег острова Гренландия – остров Баффинова Земля – полуостров Лабрадор;
- юг Южной Америки – Антарктический полуостров.
По другой версии берега Антарктиды омывает Южный океан, то есть южная граница проходит чуть ниже Африки и тянется до реки Рио-Негро. В пределах школьной программы рассматривается 4 океана (без Южного). Данная версия наиболее распространена, поэтому данные в статье указаны согласно ей.
Общая площадь равняется 91,66 млн.км2. Объем вод равен 329,66 млн. км3, средняя соленость составляет примерно 35%, однако различается на отдельных участках.
Атлантический океан обладает следующими особенностями:
- Большое количество морей и заливов, наличие которых обуславливается сильной расчлененностью береговой линии.
- Большая площадь водосборного бассейна.
- Малое количество островов и полуостровов.
- На дне располагается много подводных хребтов, котловин и поднятий.
Атлантический океан лежит во всех климатических поясах, поэтому его климат меняется по мере движения с севера на юг.
ТОП 5
В Севастополе начали сносить овощной рынок на 5-м километре
Как матрос ЧФ спас корабли в Севастопольской бухте
Атака на Севастополь ударила по «зерновой сделке»
Севастопольские полицейские побеседовали с байкером, блокировавшим троллейбус
Губернатор Севастополя стихом прокомментировал уничтожение БПЛА в Любимовке
Показать все новости
В Севастополе начали сносить овощной рынок на 5-м километре
15 лет ForPost: как превратить пять человек в миллион
В Севастополе байкер блокировал путь троллейбусу
Квалифицированные реставраторы отказываются работать с госзаказом Севастополя — Анатолий Пряшников
Севастопольские полицейские побеседовали с байкером, блокировавшим троллейбус
Показать все новости
Каспийское море
Одним из менее соленых морей считается Каспийское море. Оно находится в районе Кавказских гор в регионе Малой Азии. Оно омывает границы государств:
- Россия;
- Иран;
- Казахстан;
- Азербайджан;
- Туркмения.
Соленость Каспия может достигать максимума в 13 промилле. Максимальная глубина достигает 1 км. Площадь моря превышает 370 000 км2. Также как и в Балтийское, в Каспийское впадает достаточно большое количество пресноводных рек, что не дает морю повысить его уровень солености. Это основные крупные российские реки Волга, Терек, туркменская река Артек, иранская Сефидруд, азербайджанская Кура, казахстанская Эмба.
Учеными насчитывается 101 разновидность рыбных видов. Это большая часть осетровых во всем мире, а также кефаль, лосось, килька. Так как море малосоленое, здесь водится много пресноводных видов – судак, окунь, сазан, щука, вобла. Также можно встретить одно крупное млекопитающее – Каспийский тюлень. В море большое количество разработанных и разрабатываемых месторождений нефти и газа.
Азовское море: соленость
Этот показатель во многом определяется питанием: до 12% всех водных масс поступают из пресных источников – рек. Тесно связаны соленость Черного и Азовского морей, точнее, показатель корректируется проблематикой обмена водными массами между этими водоемами. Исследования показали, что северная часть Азова практически пресная, что приводит к быстрому замерзанию, едва температура опускается ниже нуля.
Именно солёность Азовского моря обусловливает факт замерзания моря частями или даже полностью. Ледяные массы, образовавшиеся таким образом, через Керченский пролив попадают в Черное море.
Лента новостей
Теракт на Крымском мосту «ударил» по стенке на 4-й Бастионной в Севастополе
«Всё сделано»: Лиз Трасс обвинили в отчёте после взрывов на «Северных потоках»
«Полуголая ведьма» сфотографировалась в Хеллоуин на памятнике природы
В Севастополе стремительно дешевеет вторичное жильё
Контрабандист нацепил на себя тысячу пчёл
ДТЭК: На Украине закончился запас оборудования для восстановления энергосистемы
Таксистов в России принудительно пересадят на «Москвичи»?
Как выход России из «зерновой сделки» скажется на ситуации в Чёрном море
ООН готова расследовать атаку дронов на Севастополь
Все жители «самого странного» города обитают в одном доме
Почему мобилизация закончилась, а ограничения остались?
Полицейские спасли тонувшего в Северо-Крымском канале мужчину
В Севастополе тренируются тушить пожары на кораблях
В США сообщили, почему не смогут воевать с русскими
Кедми: события ноября окажут огромное влияние на жизнь человечества
Тело известного ресторатора найдено в Москве
Польза для здоровья
Солёность морской воды на протяжении веков использовалась лекарями для лечения различных болезней.
С 1905 года до начала Первой мировой войны в 1914 году биолог Рене Куинтон провёл исследования, чтобы доказать, что морская вода идентична крови по химическому составу. Из этих экспериментов он разработал специальные методы и установил жизнеспособный протокол для терапии, которую он назвал «Морским методом». Многие истории болезни свидетельствуют об эффективности его лечения.
Врач Джин Жаррикот (педиатр) вылечил сотни детей. Особенно хорошие успехи были у детей, страдающих от атрепсии и холеры. Ещё в 1924 году он уже практиковал пероральное использование морской воды.
Доктор Барриер опубликовал исследование о лечении морской водой. В трёх главах он объясняет несколько аспектов.
- Как её использовать.
- Применение с помощью инъекций и особое влияние на проблемы с пищеварением.
- Физические и химические характеристики. Терапевтические определения и принципы использования.
Оливье Масе добился огромных успехов в 1924 году с использованием инъекций при трудных беременностях и для предродовых применений.
В Сенегале Доктора Х. Лоуреу и Г. Мбакоб (1978) успешно вылечили сто детей, страдающих глубоким обезвоживанием, вызванным диареей, рвотой и недоеданием, с использованием подкожных инъекций и перорального введения морской плазмы.
Андре Пассебек и Жан-Марк Сулье провели очень подробные научные наблюдения за эффективностью морской воды в различных применениях и высказались за её использование. Пероральная дозировка как минеральная добавка, по-видимому, не очень важна, но регулярность для нормализации рН тела, краткосрочная и среднесрочная терапия питьевого раствора неизменно приносит быстрые результаты.
F. Paya (1997) сообщил о применении плазмы Квинтона для регулирования эндокринной системы в случаях вторичного гипердостеронизма. Он также сообщил о превосходном успехе при пероральном применении при лечении усталости и поддержании физических характеристик спортсменов. Пайя использовал либо изотонические, либо гипертонические формулы с детьми и взрослыми в случаях:
- обезвоживания,
- астении,
- потери аппетита.
Немцы доказали, что употребление морской плазмы столь же эффективно, как и подкожные инъекции. В 70 % случаев больные, страдающие псориазом и нейродермитом, показали значительное улучшение состояния. В Канаде же ее используют в качестве пищевой добавки.
Возможность возникновения пресного океана
Вместе с исследованиями, был ли океан изначально соленым или пресным, ученые пытались ответить на другие вопросы. Один из них касается изменения свойств гидросферы в будущем. Специалисты пришли к выводу, что возникновение пресного океана практически исключено, несмотря на то, что он питается от пресноводных источников.
Соленая вода плотнее пресной, поэтому она остается в верхних слоях водоемов. На циркуляцию жидкости влияет и вращение Земли – оно предотвращает ее выход на поверхность и удерживает на дне. В теории вода в океане может стать пресной, но это возможно только при глобальных изменениях климата, которые человечество вряд ли переживет.
Самые соленые моря на Земле
Мертвое море. Это море словно бы всё состоит из соли – ее в море 270%. Это значит, что в литре морской воды содержится 27 граммов соли. Флора и фауна в таких условиях развиваться просто не может, отсюда и название моря. Находится оно в Израиле.
Красное море. Известное для заядлых туристов море располагается между Аравией и Африкой. Его соленость составляет более 41%. Но это не мешает обитать в Красном море дельфинам и множеству видов рыб, в т.ч. акулам.
Средиземное море. Самое известное с древних времен человечеству море, около которого зародились многие цивилизации. Его соленость колеблется около 40%. Также Средиземное море знаменито тем, что имеет самые теплые воды (от +12С до +25С в течение года).
Эгейское море. Это море находится у берегов Греции, его соленость колеблется около 38,5%. В составе морской воды имеется значительная концентрация щелочей, поэтому после купания рекомендуется обмыться пресной речной водой, чтобы не повредить свою кожу.
Ионическое море. Это море также раскинулось у берегов Греции, там оно считается самым соленым, около 38%. Прекрасное место для детей, которые только учатся плавать, т.к. это очень плотное море. Температура воды в течение года колеблется от +14C до +26C.
Красное море | Соленость 42‰
Красное море, расположенное между Африкой и Азией, одно из самых солёных на планете Земля. Его солёность достигает 42 ‰, что составляет порядка 41 грамма на литр воды. Здесь сосредоточен очень богатый подводный мир: акулы, дельфины, скаты, мурены и прочая живность являются обитателями Красного моря. Температура вод составляет 25 градусов выше ноля круглогодично. В Красном море вода очень хорошо и равномерно перемешана. Зимой поверхностные воды остывают, становятся более плотными и опускаются вниз, а вверх поднимаются теплые воды с глубины. Летом с поверхности моря испаряется вода, а оставшаяся вода становится более соленой, тяжелой и опускается вниз. На ее место поднимается менее соленая вода. Таким образом, весь год вода в море интенсивно перемешивается, и во всем своем объеме море одинаково по температуре и солености, кроме как во впадинах. Помимо этого море может похвастаться удивительной прозрачностью.
Правдивы ли версии?
Откуда соль в море? Какая из гипотез самая верная? Ни одну версию нельзя причислить к самой правильной. Вода в море и океане формировалась в течение миллионов лет, поэтому ученые не имеют достоверных доказательств ее солености. Известно, что вода вымывает материковую землю, которая не содержит столько соли. Соленость воды в разные геологические эпохи изменялась. Да и каждое море обладает разной концентрацией соли и различными свойствами. Различна плотность воды, есть различия и в точках замерзания.
Выходит, что всем известен факт солености, однако загадкой остается точная причина этого явления.
Что такое соленость воды
Под соленостью понимается наличие в воде растворенных веществ, обладающих соответствующими свойствами. Соли — вещества, молекулы которых состоят из анионов кислотных оснований (нитраты, сульфаты), соединенных с катионами металлов (калия, натрия). Катионы несут положительный заряд, анионы — отрицательный.
Причины
Согласно наиболее распространенной гипотезе, моря и океаны были обогащены солью вследствие ее вымывания из почвы и горных пород. Океаны и моря наполняются жидкостью в основном за счет впадающих в них рек.
В процессе течения по руслу потоки пресной воды соприкасаются с различными породами, из которых вымывают соли и другие вещества, и направляются в океаны. При нагревании от солнечных лучей жидкость испаряется, затем снова попадает в реки, и процесс начинается заново. Покинуть свое местонахождение молекулы соли не могут, так как они не участвуют в процессе испарения. В течение многих миллионов лет минеральные соединения накапливались, и водоемы становились все более солеными.
Существует еще одна гипотеза: моря и океаны не были пресными изначально. В период формирования планеты Земля по причине мощной вулканической активности на поверхность выпадали кислотные дожди, которые наполнили самый первый водоем. Постепенно молекулы кислоты разъедали горные породы и образовывали с ними новые химические соединения — соли, которые постепенно полностью заменили кислоты.
Как измеряют
С 1970-х годов для измерений солености ученые наиболее часто пользуются электрическим методом. Ячейки электропроводности опускаются в исследуемую жидкость, их работу фиксируют лабораторные солемеры. На основе такого исследования получают точность измерения до 0,001 ПЕС. Кроме лабораторных, используются более простые методы.
Инструменты, которыми пользуются для измерения растворов:
- ручной рефрактометр,
- гидрометр,
- кондуктометр.
С помощью этих приборов соленость можно исследовать самостоятельно. Наиболее точным прибором считается рефрактометр.
Отличие от пресных вод
Температура замерзания соленой воды в среднем на 2 градуса Цельсия ниже пресной. Плотность ее тоже выше, 1 литр морской жидкости на 25 граммов тяжелее пресной. Благодаря этому в ней легче держаться на плаву, вода как бы выталкивает тело вверх. В океане водные массы богаче по составу, в них содержится до 60 химических соединений.
Морская вода испаряется дольше, чем пресная. Молекулам жидкости необходимо сначала отделиться от солевого окружения. После этого вода сможет перейти в газообразное состояние. На процесс разделения требуется определенное количество времени.
Условия существования обитателей рек и морей отличаются, имеют свои особенности. Не все океанские организмы смогут выжить в пресноводных реках и озерах.
Людям нельзя пить соленую морскую жидкость в больших количествах, так как в организме может нарушиться водно-солевой баланс и осмотическое давление (избыточное гидростатическое воздействие, при котором прекращается проникновение растворителя через клеточную мембрану).
Откуда соль в морях и океанах
Учёные до сих пор расходятся во мнении о том, была ли морская вода солёной изначально или приобрела такие свойства со временем. В зависимости от версий рассматриваются и разные источники появления солей в Мировом океане.
Дожди и реки
Пресная вода всегда имеет небольшое количество солей, и дождевая вода не является исключением. Она всегда содержит следы растворенных в ней веществ, которые были захвачены во время прохождения через атмосферу. Попадая в почву, дождевая вода вымывает небольшое количество солей и в итоге доносит их до озёр и морей. С поверхности последних вода интенсивно испаряется, снова выпадает в виде дождей и приносит новые минералы с суши. Море солёное, потому что все соли остаются в нём.
Тот же принцип и с реками. Каждая из них не является полностью пресной, а содержит небольшое количество солей, захваченных на суше.
Река впадает в море
Подтверждение теории – солёные озёра
Доказательством того, что соль поступает через реки, являются наиболее солёные озёра: Большое Солёное озеро и Мертвое море. Оба примерно в 10 раз более соленые, чем морская вода. Почему эти озёра солёные, в то время как большинство озер мира нет?
Обычно озера являются временными хранилищами для воды. Реки и ручьи приносят воду к озерам, а другие реки из этих озёр её уносят. То есть с одного конца вода поступает, с другого – уходит.
Мёртвое море
Большое Солёное озеро, Мертвое море и другие соленые озера не имеют выходов. Вся вода, которая течет в эти озера, уходит только путем испарения. Когда вода испаряется, растворенные соли остаются в водоёмах. Таким образом, некоторые озера соленые, потому что:
- реки несли к ним соль;
- вода в озерах испарялась;
- соль оставалась.
За многие годы соль в озёрной воде накопилась до нынешнего уровня.
Тот же процесс сделал моря солеными. Реки несут растворенные соли в океан. Вода испаряется из океанов, чтобы снова выпадать в виде дождя и пополнять реки, но соли остаются в океане.
Рекомендуем: Что если Земля перестанет вращаться
Гидротермальные процессы
Реки и дожди – не единственный источник растворенных солей. Не так давно на океаническом дне были обнаружены гидротермальные вентиляционные отверстия. Они представляют собой места, где морская вода просочилась в породы земной коры, стала более горячей и теперь поступает обратно в океан. Вместе с ней поступает большое количество растворенных минералов.
Гидротермальные отверстия на дне
Подводный вулканизм
Ещё одним источником солей в океанах является подводный вулканизм – извержение вулканов под водой. Он похож на предыдущий процесс тем, что морская вода реагирует с горячими вулканическими продуктами и растворяет некоторые минеральные компоненты.
Будут ли моря солонее
Скорее всего, нет. На самом деле море имело примерно такое же содержание соли на протяжении сотен миллионов, если не миллиардов лет. Содержание соли достигло устойчивого состояния. Дело в том, что часть солей уходит на образование минеральных пород на дне – это компенсирует поступление новых солей.
От чего зависит соленость воды
В разные времена года в разных частях гидросферы соленость неодинакова. На ее изменение влияют несколько факторов:
- образование льдов,
- испарение,
- осадки,
- течения,
- сток рек,
- таяние льдов.
В то время как вода с поверхности океана испаряется, соль не выветривается и остается. Ее концентрация увеличивается. Подобный эффект — у процесса замерзания. В ледниках содержится наибольший запас пресной воды на планете. Соленость Мирового океана во время их образования увеличивается.
Противоположным действием характеризуется таяние ледников, при котором содержание солей уменьшается. Источником соли также являются реки, впадающие в океан и атмосферные осадки. Чем ко дну ближе, тем меньше соленость. Холодные течения уменьшают соленость, теплые — увеличивают.