Ibland kan den enklaste frågan förvirra en vismann. När de vilar vid havet på sommaren undrar vissa varför vattnet här är salt (med en karakteristisk bitter-salt smak), och i floden som rinner genom min stad är det färskt och gott att dricka. Svaret verkar enkelt, men när du funderar mer på det börjar enkelheten försvinna någonstans. I världen finns det nu två huvudteorier som förklarar saltvattens salthalt. Låt oss försöka överväga båda, men låt oss först ta hand om begreppet vattensalt i allmänhet.
Hur bestäms vattensalthalten?
Det är vanligt att mäta koncentrationen av vilket ämne som helst i en vätska i procent (1/100 fraktion) eller i ppm (1/1000 fraktion). För att bestämma salthalten hos vatten beslutades det att använda ppm, och koncentrationen av salter i Biscayabukten valdes som utgångspunkt - där är det 35 ppm. Detta innebär att 35 gram olika salter löses i en liter Biscay-vatten.
Gränsen mellan färskt och saltvatten bestämdes vid 1 ppm - allt vatten där salter upplöses mindre än 1 gram är färskt, mer salt. Det är inte så lätt att känna salthalt i 1 ppm, men att känna skillnaden i smaken på olika hav är mycket verklig.
Döda havet har den maximala salthalten, där den kan nå 350 ppm (en liter vatten innehåller upp till 350 gram salt), även om detta inte är ett hav, utan en ändlös sjö. Minsta salthalt är 7 ppm i Östersjöns vatten. Världshavets genomsnittliga salthalt är 35 ppm.
Kampanjvideo:
Konventionell teori
Även när de satt vid ett skolbänk hörde nästan alla en förklaring av salthalten i havsvatten från en geografilärares mun. Läraren sa att vatten avdunstar från havets yta och hav mycket rent - nästan destillerat. Det finns verkligen få olika ämnen i det, så det finns nästan inga salter. Och faller till jordytan (och nästan allt regnvatten kom från havsångor) absorberas det i jorden. Sedan samlas underjordiskt vatten i bäckar, som på ytan smälter samman i floder och rinner ut i haven. Så här inträffar den hydrologiska cykeln eller vattencykeln i naturen.
Diagram över vattencykeln i naturen. Bildkälla: United States Geological Survey (USGS) - Byrån för det amerikanska inrikesministeriet.
På väg till havet tvättar flodvatten bort mineralklippor och löser upp några av salterna i det. Koncentrationen av dessa salter är låg, så flodvattnet förblir friskt under hela sin längd. Salterna som samlats på vägen dumpas i Världshavet, och det finns ingenstans att röra sig från det - trots allt förångas rent vatten utan föroreningar. Med tanke på att en sådan cykel varar i miljarder år blir det helt klart varför havsvatten smakar salt.
Denna teori förklarar väl världshavets salthalt och den höga koncentrationen av salter i vissa slutna vattendrag. Men havsvatten innehåller mestadels vanligt natriumkloridsalt, koncentrationen av andra föreningar är mycket mindre. Och det färska vattnet i floderna är mest mättat med karbonater, det vill säga salter av kolsyra. Det skulle vara logiskt om det fanns mycket karbonater i havsvatten, men detta är bara inte fallet.
Ny teori
För inte så länge sedan lade forskare fram en ny teori som snabbt fick popularitet inom det vetenskapliga samfundet. Det råder inte längre några tvivel om att under de dagar då jorden var ung flödade våldsam vulkanaktivitet på ytan. Stora utbrott var den dagliga normen.
Fotot visar utbrottet av vulkan i Villarrica i Araucania, Chile (2015).
En mycket rättvis mängd vulkaniska gaser kom in i atmosfären, de var mättade med klor, fluor och brom i obundet form. Dessa gaser kombineras snabbt med vattenånga för att bilda olika syror. Sedan föll dessa resulterande vätskor ut med sura regn, inklusive i det ursprungligen bildade havet, så att vattnet i det alltid var surt till en början.
Syrorna i världshavet hade hög kemisk aktivitet och ingick i föreningar med metallerna på bottenytan (natrium, kalium, magnesium). Och föreningarna av syran med metallen leder till bildandet av motsvarande salter. Därför dök den bekanta smaken av havsvatten upp. Med tiden sjönk planetens vulkanaktivitet. För ungefär en halv miljard år sedan neutraliserades syrorna och havsvattnet fick sin nuvarande smak.
Vilken teori är korrekt?
Vilka av ovanstående teorier är sanna är upp till läsaren att bestämma, var och en av dem har rätt till liv. Det verkar för författaren till artikeln att båda vetenskapliga uttalanden är sanna i varierande grad. Förmodligen erhölls de första salterna i världshavet som ett resultat av kontinuerliga vulkanutbrott. Och nu bibehålls havets salthalt på grund av att de avlägsnas från landet i upplöst form med färskt flodvatten. Salthalt kan också upprätthållas av marint liv som behöver lösta ämnen för att bygga sina organismer.
Dött havssalt.
