Химические и физические свойства вод океанов и морей

Общая соленость и солевой состав вод. В морской воде содержится большое количество растворенных веществ, суммарное содержание которых определяет соленость морской воды, выражаемую обычно в промиллях (в тысячных долях весовых единиц) - S . За среднюю соленость вод океана принимается величина около 35 или 3,5 % (35 г/л). Существенные отклонения от указанной величины связаны с климатической зональностью – степенью испарения или количеством пресной воды, приносимой реками. Крайние значения солености океанической воды составляют от 32 до 37. Обычно же она колеблется от 34 до 35. В широких пределах меняется соленость внутриконтинентальных морей: в Средиземном море она составляет 35–39, в Красном море увеличивается до 41–43 , а в морях гумидных областей она значительно меньше средней величины: в Черном море – 18–22 , в Каспийском – 12–15, в Азовском – 12 .

В водах океанов и морей присутствуют почти все химические элементы периодической системы, но лишь немногие из них определяют солевой состав.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что морская вода характеризуется следующим соотношением ионов: Сl^->SO₄^{2 -} >НСО^-з и Na⁺>Mg²⁺>Ca²⁺. Это указывает на то, что в океанской воде резко преобладают хлориды и, в первую очередь, NaCl (около 78%), затем MgCl₂ (>9%), KCl (около 2%), на втором месте сульфаты – MgSO₄ (свыше 6,5%), CaSO₄ (около 3,5%), а на гидрокарбонаты и другие; соединения падает менее 1%. Газовый режим, температура воды. В водах Мирового океана растворены различные газы. Самыми распространенными из них являются кислород (O₂) и углекислый газ (СО₂).

Кислород поступает в воду, c одной стороны, из атмосферы, с другой стороны, он получается в зеленых растениях как продукт фотосинтеза. Но главное значение имеет также глобальная океаническая циркуляция, поступление масс холодной воды, богатой кислородом, от высоких широт к экватору в придонном слое. Углекислый газ находится в морской воде частью в растворенном, свободном состоянии, частью в химически связанной форме бикарбонатов Са(НСОз)₂ или карбонатов (СаСОз). Растворимость CO₂ в морской воде возрастает с понижением температуры. Поэтому холодные воды Арктики и вообще высоких широт содержат больше углекислого газа, чем воды низких широт. Значительное содержание CO₂ отмечается в придонных холодных водах на глубинах ниже 4000-5000 м, что сказывается на растворении известковых раковин. Углекислый газ поступает из атмосферы, выделяется при дыхании растениями, при разложении органических веществ и поставляется при извержении вулканов и поствулканических процессах.

В некоторых морских бассейнах наблюдается аномальный газовый режим. Классическим примером является Черное море, где, по данным Н. М. Страхова, на глубинах 150–170 м вода значительно обеднена кислородом и ниже появляется сероводород, количественное содержание которого значительно увеличивается в придонной части. Сероводород образуется благодаря жизнедеятельности сульфатсодержащих бактерий, восстанавливающих сульфаты морской воды до сероводорода. Сероводородное заражение наблюдается в некоторых норвежских фиордах.

Температура поверхностных вод океана тесно связана с климатической зональностью. Среднегодовая температура в высоких широтах изменяется от 0 до –1,8–2,0 ^oС и достигает максимального значения порядка 25–28 ^oС (31^oС) близ термического экватора. В то же время температура воды изменяется с глубиной, достигая в придонных частях 2–3 ^oС, а в полярных областях опускается даже до отрицательных значений порядка –1, –2 ^oС.

Давление и плотность. Гидростатическое давление в океанах и морях соответствует весу толщи воды. Наибольшей величины оно достигает в глубоководных желобах и в котловинах ложа Мирового океана. Плотность морской воды в среднем составляет примерно 1,025г/см³ , в холодных полярных водах она увеличивается до 1,028, а в теплых тропических уменьшается до 1,022 г/см³. Такие колебания обусловлены изменением солености, температуры и давления.