Zasolenie - Polski Serwis Naukowy

Mapa zasolenia wód morskich (2001)

Zasolenie wód określa się jako ogół substancji rozpuszczonych w wodzie i podawane zwykle w promilach (‰).

Zasolenie mórz i oceanów

Zasolenie wody morskiej zasadniczo różni się od zasolenia wód śródlądowych występujących w słonych jeziorach, ponieważ woda wszystkich oceanów i mórz otwartych zawiera takie same sole, będące w takim samym stosunku procentowym, a różni się między sobą jedynie stężeniem, czyli stosunkiem ilości wszystkich soli do ilości wody. Natomiast wody śródlądowe mają całkowicie odmienny zestaw rozpuszczonych soli, w których jest mniej chlorków, a więcej węglanów i siarczanów. Ponadto występują duże różnice w składzie i stężeniu soli pomiędzy różnymi zbiornikami. Obecnie panuje pogląd, że oceany zostały zasolone w zamierzchłej przeszłości solami wydobywającymi się z wnętrza ziemi i na przestrzeni dziejów ich zasolenie zmieniało się tylko nieznacznie.

Promil (łac. pro mille – na tysiąc) – jedna tysięczna pewnej całości albo dotychczasowej wartości. Oznaczany symbolem ‰. Stanowi dziesiątą część procentu, a więc:

Jezioro – naturalny śródlądowy zbiornik wodny, którego występowanie uwarunkowane jest istnieniem zagłębienia (misy jeziornej), w którym mogą gromadzić się wody powierzchniowe, oraz zasilaniem przewyższającym straty wody wskutek parowania lub odpływu. Większość jezior występuje na obszarach zajmowanych niegdyś przez lodowiec. Woda z topniejącego lodowca wypełniała doliny i tworzyła jeziora. Powstanie mis jeziornych wiąże się przede wszystkim z procesami geologicznymi. Zasilanie należy natomiast przede wszystkim od warunków klimatycznych. Jezioro różni się od stawu występowaniem strefy afotycznej – światło nie dociera do dna uniemożliwiając tam rozwój roślinności.

Średnie zasolenie oceanu światowego wynosi około 35‰, co znaczy mniej więcej, że w 1000 g wody rozpuszczone jest 35 g stałych substancji. Na zasolenie ma wpływ bilans strat i zysków wody w danym akwenie, który zmienia się na skutek parowania, topnienia, napływu wody słodkiej itp.

Sole - związki chemiczne powstałe w wyniku całkowitego lub częściowego zastąpienia w kwasach atomów wodoru innymi atomami, bądź grupami o właściwościach elektrofilowych, np. kationy metali, jony amonowe i inne postaci XR4+ (gdzie X = {N, P, As, ...}, R - dowolna grupa organiczna) itp. Sole znalazły liczne zastosowania jako nawozy sztuczne, w budownictwie, komunikacji, przemyśle spożywczym i wielu innych. Sole występują w przyrodzie, jako minerały lub w organizmach żywych w roztworach płynów ustrojowych.

Jodki - grupa związków chemicznych, zarówno organicznych (np. jodek metylu), jak i nieorganicznych (np. jodek potasu), w których przynajmniej jeden atom jodu połączony jest z atomem o niższej elektroujemności.

Ścisła definicja

Na potrzeby oceanografii i nauk pokrewnych stosuje się bardziej precyzyjną definicję.

Zasolenie to ogólna mineralizacja wody morskiej, określająca zawartość substancji stałej w gramach przypadającej na 1 kg wody morskiej po usunięciu wszystkich substancji organicznych i po zastąpieniu wszystkich bromków i jodków – chlorkami, a węglanów – tlenkami.

Zasolenie S bada się mierząc ilość chlorków i stosując empiryczny wzór:

Substancja chemiczna (substancja czysta, chemikalia (tylko l.mn.)) - , jakościowym (co do rodzaju atomów pod względem liczby atomowej i ewentualnie, co do poszczególnych rodzajów atomów w cząsteczce) i najczęściej także ilościowym (liczby atomów różnych rodzajów w cząsteczce); zbiór atomów lub cząsteczek spełniających kryterium stałości składu.

Temperatura krzepnięcia – temperatura, w której następuje zjawisko fizyczne krzepnięcia, definiowana także jako temperatura, w jakiej fazy ciekła i stała są ze sobą w równowadze. Temperatura krzepnięcia substancji może być niższa od temperatury topnienia.

$S=1,80655\cdot Cl^{-}\,$

gdzie Cl oznacza zawartość jonów chloru w promilach. Obecnie stosuje się częściej tzw. zasolenie praktyczne. Mierzy się przewodnictwo jonowe w wielu warunkach i porównuje z przewodnictwem jonowym KCl mierzonym w temp. 15 °C i ciśnieniu 1 atm. Zasolenie wyraża się w promilach.

Jezioro słone – rodzaj jeziora, w którego wodach rozpuszczona jest znaczna (przyjmuje się, że ponad 20‰) ilość chlorku sodu, siarczanu magnezu, związków potasu i innych soli (zasolenie). Jeziora słone są charakterystyczne dla obszarów suchych i gorących, ponieważ nagromadzenie soli następuje w wyniku silnego parowania w połączeniu z brakiem odpływu wód do morza. Jeziora słone zawierają ponad 40% wód wszystkich jezior świata. Najwięcej bo przeszło ¾ objętości niemorskiej słonej wody zawiera Morze Kaspijskie.

Tlenki – nieorganiczne związki chemiczne, zbudowane z tlenu i innego pierwiastka chemicznego. Powstają w wyniku reakcji pierwiastków z tlenem (utlenianie, spalanie) oraz rozkładu związków zawierających tlen. Najbardziej rozpowszechnionymi tlenkami są: woda (H2O), krzemionka, czyli piasek (SiO2), dwutlenek węgla (CO2).

Konsekwencje zasolenia wód

Im bardziej zasolona jest woda, tym większy jest jej ciężar właściwy.

Woda morska nie nadaje się do spożycia i nawadniania upraw.

Woda morska jest bardziej "agresywna" wobec metali – około 50 razy niż woda słodka.

Woda morska jest dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego.

Woda zasolona ma inną zależność temperatury i gęstości niż woda słodka.

Woda morska, inaczej niż woda słodka, nie eroduje skał wapiennych, stąd jaskinie w nadmorskich skałach są wyłącznie wynikiem działalności mechanicznej fal i prądu

Zamarzanie wody słonej

Temperatura zamarzania wody morskiej jest niższa od temperatury zamarzania wody słodkiej. Empiryczny wzór na temperaturę zamarzania wody $\Theta\,$ przedstawia równanie Krummela:

Morze otwarte to w oceanografii morze szeroko połączone z oceanem lub oddzielone od niego podmorskim progiem, np. Morze Arabskie, Morze Północne, Morze Koralowe

Parowanie (ewaporacja) - proces zmiany stanu skupienia, przechodzenia z fazy ciekłej danej substancji w fazę gazową (parę) zachodzący z reguły na powierzchni cieczy. Może odbywać się w całym zakresie ciśnień i temperatur, w których mogą współistnieć z sobą obie fazy.

$\Theta=-10^{-3}(3+52,7S+0,04S^2+0,0004S^{3})\,$

gdzie $S\$ to zasolenie w ‰ (promilach). Wynik podany jest w °C (skali Celsjusza).

Zasoby słonej wody morskiej

Słone jeziora

Osobny artykuł: Jezioro słone.

Za najbardziej zasolony zbiornik wodny (jezioro) uważane jest Morze Martwe (ok. 231‰ – 6,6 razy więcej niż średnie zasolenie oceanów), jednak bardziej słone są jeziora Asal w Dżibuti (348‰), Patience (nawet do 428‰) w Kanadzie i staw Don Juan na Antarktydzie (338-402‰).

Morze Czerwone (arab.البحر الأحم ر [al-bahhr al-ahhmar]) – morze śródlądowe między Afryką, a Półwyspem Arabskim, część Oceanu Indyjskiego.

Dżibuti (fr. Djibouti, arab. جيبوتي), Republika Dżibuti (fr. République de Djibouti, arab. جمهورية جيبوتي) – państwo we wschodniej Afryce, nad Zatoką Adeńską i cieśniną Bab al-Mandab. Graniczy z Somalią (a dokładniej z Somalilandem), Etiopią i Erytreą.

Ich zasolenie wielokrotnie przekracza największe zasolenie wód morskich - ok. 41‰ w przypadku Morza Czerwonego.

Linki zewnętrzne

The 12 Saltiest Places on Earth