|
Избирательное накопление химических элементов в осадках — это лишь одна из сторон многогранной геохимии Мирового океана. Не менее важны закономерности, которые регулируют состав растворимых соединений, содержащихся в океане, их судьбу и историю.
Все знают, что морская вода соленая. Общее количество растворенных соединений в морской воде называется соленостью (ее обозначают буквой латинского алфавита S). Соленость в поверхностных слоях океанов и окраинных морей колеблется от 3,2 до 4,0%, т. е. в 1 кг воды содержится 32—40 г растворенных солей. Во внутриконтинентальных морях соленость меняется более сильно. В среднем соленость вод океана равна 35% 0*. Нетрудно подсчитать, сколько всего растворенных солей в Мировом океане. Суммарный объем вод океана 1370 млн. км3, т. е. 1370 • 1018 л. Так как в каждом литре содержится в среднем 35 г солей, то во всем объеме океанических вод будет:
1370-1018-35 = 45 950-10" (г), или 45 950-101а
Округленно это составит около 50 • 1016 т. Цифра 50 тыс. трлн. невольно внушает уважение.
Еще в середине прошлого века ученые обнаружили замечательную геохимическую особенность океанической воды. Она заключается в том, что, несмотря на колебания солености, соотношение главных ионов остается постоянным. Солевой состав океана является своего рода геохимической константой.
Как видно из данных таблицы 13, основную массу солей составляют хлориды распространенных щелочных и щелочноземельных элементов, меньше содержится сульфатов, еще меньше — гидрокарбонатов (и карбонатов). Как сформировался такой солевой состав?
На первый взгляд логичнее всего предположить, что в процессе выветривания освободилось большое количество химических элементов, часть их растворилась в поверхностных водах суши и была вынесена реками в океан. Постепенное накопление этих элементов создало солевой состав морских вод в том виде, в каком он существует сейчас.
Но вернемся еще раз к главным ионам океанической воды. Сочетание этих элементов заставляет задуматься. Катионы (натрий, магний, кальций, калий) представлены элементами, содержащимися в большом количестве в земной коре, анионов же в земной коре очень мало. Напомним, что Кларк хлора — 1,7 • 10~2%, углерода — 2,3 • 10~2%, серы — 4,7 • 10"2% (возможно, что эта цифра завышена), а брома — 2,1 - 10~4%. Так как катионы и анионы находятся в эквивалентных количествах, то те и другие не могли поступать из земной коры, где их содержание различается в сотни и тысячи раз.
Кроме того, океанические воды — это не просто испарившаяся за миллионы лет речная вода. Проделаем несложный опыт. Зачерпнем ведро воды из ближайшей реки и, медленно подогревая, станем ее выпаривать. Мы можем испарить ее почти полностью, но при этом не получим воду морского состава.
Ученые, начиная с Ф. Кларка, неоднократно предпринимали попытки определить средний состав речной воды. Такую работу в последнее время провели американский ученый Д. Ливингстон и известный советский гидрохимик О. Алекин. На основе этих данных сопоставим средний состав речных и океанических вод. В таблице 14 хорошо видно, что содержание растворимых соединений в тех и других водах не пропорционально. Среди анионов в речных водах преобладает НСО(и СО), который в морских водах находится в наименьшем количестве. То же самое относится к доминирующему в реках катиону Са2+. Сульфат-иона, которого в речных водах почти вдвое больше, чем хлора, в составе океанической воды содержится в 10 раз меньше последнего.
|