Η θάλασσα καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος του πλανήτη Γη. Τι γνωρίζουμε όμως για αυτόν; Από τι αποτελείται το θαλασσινό νερό; Ποιες είναι οι φυσικές του ιδιότητες; Σε τι διαφέρει το θαλασσινό νερό από το πόσιμο; Και πώς να φτιάξετε ο ένας τον άλλον; Θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε σε όλες αυτές τις ερωτήσεις με τη σειρά.
Μόνο αλατόνερο;
Πολλοί ξέρουν τι γεύση έχει η θάλασσα, και όσοι δεν ξέρουν μαντεύουν. Είναι αλμυρό. Είναι όμως πραγματικά δυνατό να δημιουργήσετε μια θάλασσα στο σπίτι ανακατεύοντας απλώς αλάτι και νερό; Αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Η ποσότητα του συνηθισμένου νερού στη θάλασσα είναι 96,5%. Το υπόλοιπο 3,5% είναι ακαθαρσίες. Η ακριβής σύνθεσή τους ανακαλύφθηκε μόλις στα τέλη του 19ου αιώνα, κατά τη διάρκεια μιας αποστολής σε όλο τον κόσμο. Αλλά πολύ πριν από αυτό, οι επιστήμονες γνώριζαν ότι οι ακαθαρσίες που κάνουν το νερό τόσο αλμυρό δεν είναι συνηθισμένο επιτραπέζιο αλάτι. Στην πραγματικότητα, όλα τα στοιχεία από το περιοδικό σύστημα του Mendeleev διαλύονται στη θάλασσα. Η παρουσία τους είναι ελάχιστη αλλά αναμφισβήτητη.
Στην ίδια αποστολή, λήφθηκαν 77 δείγματα νερού σε διαφορετικά μέρη των ωκεανών. Τότε έγινε μια εκπληκτική ανακάλυψη: παρά την τεράστια ποσότητα θαλασσινού νερούεπιφάνεια της Γης, το ποσοστό των κύριων ιόντων σε αυτήν παραμένει πάντα αμετάβλητο. Τι σημαίνει αυτό, θα το αναλύσουμε παρακάτω. Παράλληλα, θα μάθουμε από τι αποτελείται το θαλασσινό νερό.
Σταθερότητα σύνθεσης αλατιού
Αυτή η ανακάλυψη, που ονομάζεται επίσης νόμος του Dietmar, έγινε σε μια αποστολή σε όλο τον κόσμο στα τέλη του 19ου αιώνα. Ο χημικός, του οποίου το όνομα δόθηκε σε αυτό το σχέδιο, ανακάλυψε ότι στο θαλασσινό νερό η ποσοτική αναλογία των κύριων ιόντων είναι σχεδόν η ίδια σε διαφορετικές περιοχές του πλανήτη. Το μερίδιο άλλων ουσιών είναι τόσο μικρό που δεν είναι σημαντικό και δεν λαμβάνεται υπόψη κατά τη διεξαγωγή διαφόρων υδροχημικών μελετών.
Τα κύρια ιόντα, δηλαδή ουσίες σε ποσότητα μεγαλύτερη από 0,01%, αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος των αλάτων. Είναι αυτοί που επηρεάζουν κυρίως τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του θαλασσινού νερού. Ο αριθμός τους εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των περιβαλλοντικών συνθηκών. Αλλά με συνολική συγκέντρωση αλατιού στο θαλασσινό νερό ίση με 35,16 ‰, οι μάζες των ακαθαρσιών έχουν μια σαφή τιμή, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα. Ας δούμε από τι αποτελείται το θαλασσινό νερό.
| Κατιόντα | Anions | ||
| Όνομα | Ποσότητα, g/kg | Όνομα | Ποσότητα, g/kg |
| Στρόντιο | 0, 014 | Φθόριο | 0, 001 |
| Κάλιο | 0, 387 | βορικό οξύ | 0, 026 |
| Ασβέστιο | 0, 408 | Bromodes | 0, 066 |
| Μαγνήσιο | 1, 297 | Διανθρακικά | 0, 143 |
| Νάτριο | 10, 764 | θειικά | 2, 701 |
| Χλωρίδια | 19, 353 | ||
Όπως μπορούμε να δούμε, το μεγαλύτερο μέρος του είναι χλωριούχα. Δεδομένης της σταθερότητας της σύνθεσης του άλατος, αυτά τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της πλήρους σύνθεσης ενός δείγματος θαλασσινού νερού. Για να το κάνετε αυτό, υπολογίστε τη συγκέντρωση του χλωρίου και με βάση τα δεδομένα που ελήφθησαν, θα ανακαλύψουν με τη μέθοδο των αναλογιών ποια αναλογία αποτελούν τα υπόλοιπα στοιχεία.
Φυσικές ιδιότητες
Όπως κάθε άλλη ουσία, το θαλασσινό νερό έχει διάφορα χαρακτηριστικά που οι επιστήμονες μαθαίνουν από την έρευνα. Αυτά τα δεδομένα μας επιτρέπουν να έχουμε μια ιδέα για πολλές διεργασίες που συμβαίνουν σε βάθος και επηρεάζουν τον πλανήτη μας. Για παράδειγμα, δεν γνωρίζουν όλοι ότι το νερό έχει την ικανότητα να συμπιέζεται. Κάτω από την πίεση της μάζας που ασκεί πάνω του από πάνω, μπορεί να αλλάξει όγκο.
Επιφανειακά, αυτό είναι σχεδόν ανεπαίσθητο, αλλά όσο πιο βαθύ, τόσο πιο έντονο γίνεται αυτό το χαρακτηριστικό. Υπό την πίεση εκατοντάδων ατμοσφαιρών, η συμπιεστότητα φτάνει σε αρκετά μεγάλες κλίμακες. Οι επιστήμονες λένε ότι αν δεν υπήρχε αυτή η ιδιότητα του νερού, η στάθμη του ωκεανού θα ήταν 30 μέτρα υψηλότερη. Σε αυτόΣε αυτή την περίπτωση, η επιφάνεια της Γης θα φαινόταν πολύ διαφορετική.
αλατότητα
Έχουμε ήδη ανακαλύψει πόσο αλάτι υπάρχει στο θαλασσινό νερό και γνωρίζουμε ότι η ποσότητα του είναι σχεδόν αμετάβλητη. Ωστόσο, ποικίλλει ελαφρώς - από 33 έως 37 ‰, με σπάνιες εξαιρέσεις. Η μέση τιμή είναι 34,72‰. Αυτός ο δείκτης εξαρτάται από την ποσότητα της βροχόπτωσης που πέφτει σε μια συγκεκριμένη περιοχή, τη θερμοκρασία του αέρα, η οποία επηρεάζει την ένταση της εξάτμισης και τον αριθμό των γλυκών υδάτων που συνδέονται άμεσα με τη θάλασσα.
Το υψηλότερο ποσοστό αλατότητας που καταγράφηκε στον Ατλαντικό Ωκεανό. Ο μέσος όρος στο βόρειο τμήμα του είναι 35,06‰. Η μικρότερη αξία ανήκει στον Ειρηνικό Ωκεανό. Παρόλα αυτά, υπάρχουν υδάτινα σώματα στα οποία ο δείκτης αλατότητας υπερβαίνει σημαντικά τις μέσες τιμές. Αυτές περιλαμβάνουν τη Μεσόγειο και την Ερυθρά Θάλασσα. Οι υψηλές θερμοκρασίες του αέρα, η υψηλή ένταση εξάτμισης και η χαμηλή βροχόπτωση ανεβάζουν το επίπεδο αλατότητας σε ρεκόρ 38-42 ‰. Γενικά, η σύνθεση του θαλασσινού νερού της Μαύρης Θάλασσας και πολλών άλλων είναι περίπου η ίδια. Είναι πιθανώς επειδή είναι όλοι συνδεδεμένοι.
Μερικοί λένε ότι το θαλασσινό νερό περιέχει 5‰ αλάτι. Αλλά ένας τέτοιος δείκτης είναι εξαιρετικά σπάνιος, μόνο σε ορυκτές λίμνες. Για παράδειγμα, το επίπεδο αλατότητας της Θάλασσας του Αζόφ είναι 11 ‰, της Μαύρης Θάλασσας είναι 18 ‰, της Ερυθράς Θάλασσας είναι 41 ‰ και της Νεκράς Θάλασσας είναι 300 ‰.
Θερμοκρασία
Θα ήταν αφελές να πιστέψουμε ότι αυτός ο αριθμός είναι ο ίδιος για όλα τα θαλάσσια νερά στον κόσμο. Θερμοκρασίαο αέρας σε περιοχές κοντά στους πόλους, πέφτει στα ελάχιστα επίπεδα. Στον ισημερινό, αντίθετα, παρατηρείται πάντα σταθερά ζεστός καιρός. Αλλά το εύρος των αλλαγών της θερμοκρασίας του νερού είναι πολύ χαμηλότερο, κυμαίνεται από -2 έως 30 oС. Ο μέσος όρος σε όλους τους ωκεανούς είναι μόνο 3,73 oS. Επιπλέον, το νερό στην επιφάνεια είναι αρκετές φορές πιο ζεστό από ό,τι σε βάθος 2-5 χιλιάδων μέτρων.
Μπορεί να είναι λίγο μπερδεμένο να γνωρίζουμε ότι η θερμοκρασία του θαλασσινού νερού πέφτει στους -2 σε ορισμένες περιοχές oC. Όλοι γνωρίζουν ότι στις 0 oC H2O μετατρέπεται σε πάγο. Είναι, αλλά το θαλασσινό νερό, όπως έχουμε ήδη ανακαλύψει, περιλαμβάνει ακαθαρσίες που αλλάζουν τα χαρακτηριστικά του, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης του σημείου πήξης. Όσο υψηλότερο είναι το ποσοστό αλατότητας, τόσο χαμηλότερος είναι αυτός ο δείκτης. Για παράδειγμα, με μια σχετικά μικρή ποσότητα αλατιού στο νερό (24,7 ‰), το σημείο πήξης θα είναι -1,33 oC.
Πυκνότητα
Οι παραμικρές αλλαγές σε αυτόν τον δείκτη προκαλούν την κίνηση του νερού και οδηγούν στην εμφάνιση κάθετων και οριζόντιων ροών. Γι' αυτό η πυκνότητα του θαλασσινού νερού μελετάται σε κάθε ωκεανολογική έρευνα. Μετριέται σε kg/m3 και αντιπροσωπεύει τη μάζα μιας μονάδας όγκου.
Η πυκνότητα του γλυκού νερού σε θερμοκρασία 4 οC είναι 1000 kg/m3 και του θαλασσινού νερού σε αλατότητα από 35 ‰, – 1027, 81kg/m3. Αυτή η διαφορά προκύπτει από τις ακαθαρσίες που συνθέτουν τη σύνθεσή του. Όσο περισσότερο αλάτι στο θαλασσινό νερό, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η πυκνότητα. Συνήθως το νόημά τουκυμαίνεται από 1025 έως 1033 kg/m3.
Επιπλέον, η πυκνότητα του θαλασσινού νερού ποικίλλει ανάλογα με το βάθος: όσο πιο κοντά στην επιφάνεια, τόσο χαμηλότερη είναι. Υπάρχουν όμως και εξαιρέσεις. Για παράδειγμα, με την έντονη εξάτμιση που σχετίζεται με την υψηλή θερμοκρασία του αέρα, η αλατότητα αυξάνεται στην επιφάνεια. Αντίστοιχα, η πυκνότητα της θάλασσας στα ανώτερα στρώματα αυξάνεται.
Χημική σύνθεση
Όπως ανακαλύψαμε παραπάνω, η ποσότητα των ακαθαρσιών στο θαλασσινό νερό είναι περίπου η ίδια. Αλλά ποιες ακριβώς είναι οι ουσίες που την κάνουν αυτή που είναι;
Πιστεύεται ότι η σύγχρονη χημική σύνθεση του θαλασσινού νερού σχηματίστηκε πριν από περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια. Ακόμα και τότε ήταν τόσο αλμυρό όσο τώρα. Και η υπόθεση του R. Quinton, ο οποίος το 1904 δήλωσε ότι η μεταλλική σύνθεση του θαλασσινού νερού και του αίματος είναι περίπου η ίδια, φαίνεται ιδιαίτερα εκπληκτική. Το 1910, ο A. B. Mulloon επιβεβαίωσε αυτή την εικασία. Κατά τη γνώμη του, το σύνολο των χημικών ουσιών στο θαλασσινό νερό της περιόδου που εμφανίστηκαν τα πρώτα οστεώδη και χόνδρινο ψάρι είναι παρόμοιο με το αίμα όλων των ζώων. Αλλά μέχρι στιγμής αυτή η υπόθεση έχει υποστηρικτές και αντιπάλους.
Το θαλασσινό νερό περιέχει διάφορες ουσίες, το ποσοστό των οποίων φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.
| Χημικά στοιχεία | Ποσοστό |
| Οξυγόνο | 85, 8 |
| Υδρογόνο | 10, 67 |
| Χλώριο | 2 |
| Νάτριο | 1, 07 |
| Μαγνήσιο | 1, 410-1 |
| Ασβέστιο | 4, 510-2 |
| Θείο | 910-2 |
| Κάλιο | 3, 810-2 |
| Βρώμιο | 6, 510-3 |
| Carbon | 3, 510-3 |
| Στρόντιο | 110-3 |
| Bor | 4, 510-4 |
| Φθόριο | 110-4 |
| Πυρίτιο | 210-5 |
Αυτή η λίστα ενδέχεται να διαφέρει ελαφρώς ανά περιοχή. Για παράδειγμα, η σύνθεση του θαλασσινού νερού της Μαύρης Θάλασσας είναι κορεσμένη με υδρόθειο, καθώς τα βακτήρια που μειώνουν τα θειικά είναι ιδιαίτερα ενεργά εδώ.
Από πού προέρχεται το αλάτι;
Έχουμε ήδη καταλάβει ποιο είναι το ποσοστό του θαλασσινού νερού. Αλλά από πού προέρχονται όλες αυτές οι ουσίες και γιατί ο ωκεανός έχει τέτοια γεύση;
Στην πραγματικότητα, τα άλατα δεν βρίσκονται μόνο στο θαλασσινό νερό, αλλά και στις δεξαμενές γλυκού νερού. Μόνο η συγκέντρωση των ορυκτών εκεί είναι τόσο χαμηλή που δεν μπορεί να αναγνωριστεί χωρίς ειδική ανάλυση. Τα ποτάμια ξεπλένουν τα άλατα από το έδαφος στην πορεία, τα οποία αργότερα εισέρχονται στον ωκεανό. Υπό την επίδραση της θερμοκρασίας, το νερό στη θάλασσα εξατμίζεται και τα μέταλλα παραμένουν αναμμένατοποθεσία.
Αλλά ακόμα κι αν μια τέτοια διαδικασία διαρκούσε πολλά χρόνια, το θαλασσινό νερό δεν θα γινόταν τόσο αλμυρό. Όλα ξεκίνησαν με την ηφαιστειακή δραστηριότητα στον φλοιό της γης. Το μάγμα, που βγαίνει στην επιφάνεια, αναμειγνύεται με νερό και το διαποτίζει με μια ποικιλία ορυκτών. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η χημική σύνθεση του ωκεανού σχηματίστηκε πριν από περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια, όταν η ηφαιστειακή δραστηριότητα ήταν πιο ενεργή.
Μπορώ να το πιω;
Σίγουρα σε βιβλία ή ταινίες έχετε δει δηλώσεις ότι σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να πίνετε θαλασσινό νερό; Μα γιατί? Άλλωστε, είναι το ίδιο νερό με κάθε άλλο, μόνο με μικρή ποσότητα ακαθαρσιών. Στην πραγματικότητα, είναι εξαιτίας τους που δεν πίνεται.
Η ποσότητα του αλατιού στο θαλασσινό νερό είναι τόσο υψηλή που θα χρειαστεί αρκετές φορές περισσότερο H2O για να το αφαιρέσετε από το σώμα από ό,τι είχε αρχικά πιει. Γι' αυτό μετά από κάθε αλμυρό φαγητό διψάς τόσο. Και στο θαλασσινό νερό, όπως έχουμε ήδη ανακαλύψει, η μέση αλατότητα είναι σχεδόν 35 ‰. Αυτό είναι πολύ.
Τη δεκαετία του 1950, ο γιατρός και ταξιδιώτης μερικής απασχόλησης Alain Bambard απέδειξε από τη δική του εμπειρία ότι το θαλασσινό νερό μπορεί να πιει χωρίς να βλάψει την υγεία για μια εβδομάδα. Αλλά αυτή η δήλωση δεν αξίζει να ελέγξετε μόνοι σας.
Αλλά όλο το νερό στους ωκεανούς πάει χαμένο και απολύτως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πόση; Ίσως, αλλά μόνο αφού περάσει η διαδικασία αφαλάτωσης.
Πώς θα απαλλαγείτε από το αλάτι;
Καταλάβαμε από τι αποτελείται το θαλασσινό νερό. Αλλά για να γίνει πόσιμο, η ποσότητα των ακαθαρσιών σε αυτό πρέπει να μειωθεί σχεδόν 70 φορές. Πώς όμως να πετύχετε ένα τέτοιο αποτέλεσμα;
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι αφαλάτωσης του νερού: ανταλλαγή ιόντων, απόσταξη, ηλεκτροδιάλυση, κ.λπ. Οι πιο αποτελεσματικοί είναι αυτοί που απαιτούν τη λιγότερη ενέργεια και τα λιγότερα οικονομικά. Η πιο κοινή μέθοδος είναι η απόσταξη, αλλά η αντίστροφη όσμωση δεν είναι λιγότερο δημοφιλής. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιείται υψηλή πίεση για τον καθαρισμό του νερού. Το αποτέλεσμα είναι 16.000 λίτρα για μόλις $1.
Η μέθοδος ηλεκτροδιάλυσης, όπως υποδηλώνει το όνομα, πραγματοποιείται με χρήση ηλεκτροδίων. Τη στιγμή που ανοίγει το ρεύμα, τα κατιόντα και τα ανιόντα, για τα οποία μιλήσαμε στην αρχή του άρθρου, τείνουν προς την κάθοδο και την άνοδο, αντίστοιχα, μέσω ειδικών μεμβρανών. Το νερό μεταξύ των ηλεκτροδίων αφαλατώνεται σταδιακά.
Οφέλη από το θαλασσινό νερό
Δεν είναι ασυνήθιστο για όσους πάσχουν από αναπνευστικές ασθένειες να στέλνονται διακοπές στην ακτή. Αυτό είναι σωστό, αφού το θαλασσινό νερό έχει ευεργετική επίδραση στους πνεύμονες, τους βρόγχους και τους συνδέσμους. Το πλούσιο σε μέταλλα υγρό απολυμαίνει και καταστρέφει παθογόνα μικρόβια. Σε τι άλλο είναι χρήσιμο;
Η παραμονή σε θαλάσσιο κλίμα και το μπάνιο σε αλμυρό νερό έχουν γενική ενισχυτική επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό και επίσης βελτιώνουν τη λειτουργία του ενδοκρινικού συστήματος. Το αποτέλεσμα είναι αυξημένη ανοσία.
Περιέχεται στο θαλασσινό νερό, το βρώμιο, το ασβέστιο και το ιώδιο ενισχύουν το σμάλτο των δοντιών και τα ούλα κατά το ξέβγαλμα. Για επίτευγμαΓια το καλύτερο αποτέλεσμα, ξεπλύνετε το στόμα σας αρκετές φορές την εβδομάδα για 2-3 λεπτά. Φυσικά, μόνο το ειδικά καθαρισμένο θαλασσινό νερό, το οποίο μπορείτε να βρείτε σε φαρμακείο, είναι κατάλληλο για αυτούς τους σκοπούς. Πριν από τη χρήση, πρέπει να θερμανθεί σε θερμοκρασία δωματίου.
Το θαλασσινό νερό είναι καλό αντισηπτικό. Προωθεί την επούλωση μικρών πληγών και εκδορών και μειώνει τον κνησμό από τσιμπήματα εντόμων.
