چرا آب دریا شور است اما رودخانه‌ها که به آن می ریزد شیرین؟

در آغاز، دریاهای اولیه احتمالاً فقط کمی شور بودند. اما با گذشت زمان، هنگامی که باران به زمین می‌بارید و بر روی زمین می‌بارید، سنگ‌ها را می‌شکند و مواد معدنی آنها را به دریا و اقیانوس می‌برد، اقیانوس شورتر می‌شد.

باران آب شیرین رودخانه ها و نهرها را پر می کند، بنابراین آنها طعم شوری ندارند. با این حال، آب دریا و اقیانوس تمام نمک و مواد معدنی را از تمام رودخانه هایی که به آن می ریزند جمع می کند.

تخمین زده می شود که رودخانه ها و نهرهای جاری به تنهایی از ایالات متحده سالانه 225 میلیون تن مواد جامد محلول و 513 میلیون تن رسوب معلق را به دریا و اقیانوس ها تخلیه می کنند. در سراسر جهان، رودخانه‌ها سالانه حدود چهار میلیارد تن نمک محلول را به اقیانوس منتقل می‌کنند.

تقریباً همان تناژ نمک از آب دریا و اقیانوس ها احتمالاً به عنوان رسوب در کف اقیانوس رسوب می کند و بنابراین، سود سالانه ممکن است خسارات سالانه را جبران کند. به عبارت دیگر، دریا و اقیانوس امروز احتمالاً ورودی و خروجی نمک متعادلی دارد (و بنابراین اقیانوس دیگر شورتر نمی شود).

کشف کنید چه چیزی باعث شور شدن آب دریا می شود

راوی: هرکسی که در دریا شنا کرده باشد، می‌داند که آب دریا برای رفع تشنگی مفید نیست. خیلی خیلی شوره اما آب آشامیدنی معمولی – که ما آن را آب شیرین می نامیم – نیز حاوی نمک است، البته حداکثر یک گرم در لیتر. این برای ما کافی نیست. از طرف دیگر آب دریا حاوی 35 گرم نمک در هر لیتر است. و ما مطمئناً می توانیم طعم آن را بچشیم. پس چطور است که آب دریا اینقدر شور است؟ توضیح در واقع بسیار ساده است. رودخانه ها فقط آب را به دریا نمی برند، بلکه نمک را نیز به همراه آن حمل می کنند. هنگامی که آب رودخانه بر روی انواع مختلف خاک و سنگ جریان دارد، نمک و سایر مواد معدنی را جمع آوری می کند. هر سال رودخانه ها تا سه میلیارد تن نمک را به دریا می برند. نمک ممکن است در رودخانه ها قابل توجه نباشد، اما در دریا غلیظ می شود. این به این دلیل است که سطح دریا بسیار وسیع است. تقریباً مانند یک تابه بزرگ، گرمای خورشید مقادیر زیادی آب را تبخیر می‌کند و نمک زیادی را به جا می‌گذارد. و بنابراین آب شیرین تبدیل به آب شور می شود.

HANS-JÜRGEN BRUMSACK: “دریای شمال دارای غلظت نمک 3.4 درصد است. این میزان در دریای مدیترانه بسیار بالاتر است. و این بدان معناست که در دریای مدیترانه ما شناورتر هستیم، بنابراین شنا کردن در آن بهتر است.”

راوی: نمک چگالی آب و در نتیجه نیروی شناور آن را تغییر می دهد. در دریای مرده میزان نمک آنقدر زیاد است که شناور شدن روی سطح آب به هیچ وجه نیازی به تلاش ندارد. اما نمک نیز از دریا استخراج می شود. موجودات دریایی مانند صدف‌ها نمک می‌گیرند و پس از مرگ، در ته دریا فرو می‌روند و آن مقدار کمی نمک را با خود می‌برند.

برومساک: “در طول میلیاردها سال، تعادلی برقرار شده است که به موجب آن تقریباً همان مقدار نمکی که از آب دریا خارج می شود، وارد آب دریا می شود. حدود پنج میلیون سال پیش، تنگه های جبل الطارق برای مدتی بسته شد. این بدان معناست که دریای مدیترانه تقریباً تبخیر شده است. به همین دلیل است که در بستر دریای مدیترانه، در زیر لایه‌ای از رسوب، هنوز یک لایه نمک به ضخامت صد متر خواهید یافت. بنابراین این به اصطلاح گنبدهای نمکی نیز استخراج می‌شوند. مقادیر زیادی نمک از آب دریا.”

راوی: وقتی آب تبخیر می‌شود، نمک به کریستال‌های نمک تبدیل می‌شود و باقی می‌ماند. قرن هاست که بشر از این روند طبیعی بهره برده است. امروزه حدود یک پنجم نمکی که برای طعم دادن به وعده های غذایی خود استفاده می کنیم، از آب شور تامین می شود. در مقادیر کم، نمک برای چاشنی غذا عالی است، اما مقدار موجود در آب دریا آن را ناخوشایند می کند.

همه ما می دانیم که آب دریاچه ها و رودخانه ها شیرین است، اما اگر برای شنا در دریا و اقیانوس یا دریا بروید ، طعم شوری دارد. چرا اینطور است؟ در پایان، آبی که به اقیانوس می ریزد از نهرها و رودخانه ها می آید.

در این مقاله به بررسی منابع نمک در دریا می پردازیم و به این سوال پاسخ می دهیم که چرا دریا و اقیانوس شور است؟

منابع نمک در اقیانوس

برخی تخمین زده اند که اگر بتوان نمک را از اقیانوس خارج کرد و در خشکی پخش کرد، لایه ای به ضخامت بیش از 166 متر (500 فوت) تشکیل می داد. این همه نمک در اقیانوس و دریا از کجا می آید؟ نمک در اقیانوس عمدتا از دو منبع تامین می شود :

• رواناب از خشکی

این بدان معنی است که باران یون های معدنی را از خشکی به آب منتقل می کند. آب باران کمی اسیدی است، زیرا مقداری دی اکسید کربن موجود در هوا در آن حل می شود. هنگامی که باران روی سنگ ها می بارد، نمک های معدنی آزاد می شوند که به یون ها جدا می شوند. سپس این یون ها توسط آب روان حمل می شوند و در نهایت به دریا ختم می شوند. بیش از 90 درصد از تمام یون های موجود در آب شور، سدیم و کلرید هستند که مواد اصلی نمک مورد استفاده در پخت و پز هستند.

• منافذ یا منافذ در کف دریا

مایعات گرمابی، یکی دیگر از منابع نمک در دریا و اقیانوس. آب دریا و اقیانوس از طریق شکاف های بستر دریا نفوذ می کند و توسط گدازه های هسته زمین گرم می شود. انواع واکنش های شیمیایی توسط گرما ایجاد می شود. آب در حالی که فلزاتی مانند آهن، روی و مس را از سنگ های اطراف جمع می کند، اکسیژن، منیزیم و سولفات ها را از دست می دهد. هنگامی که آب داغ از دریچه های کف دریا خارج می شود، فلزات توسط آب گرم منتقل می شوند. برخی از نمک های دریا و اقیانوسی در اثر فوران های آتشفشانی زیر دریا که مواد معدنی را مستقیماً در دریا آزاد می کنند، تشکیل می شوند.

تاثیر نمک در آب چیست؟

آب دریا به دلیل نمکی که در آن وجود دارد، متراکم تر از آب شیرین است. به دلیل افزایش تراکم، افراد، حیوانات و سایر اقلام بیشتر در آب دریا به جای آب شیرین شناور می شوند. املاح و مواد معدنی نیز تا حد زیادی توسط جانداران دریایی استفاده می شود: برای مثال موجودات زنده آهن، روی و مس را از آب حذف می کنند.

فهرست شوری حوضه های دریا و اقیانوسی جهان

آب دریا به طور متوسط ​​تقریباً 3.5 درصد نمک دارد. شوری آب دریا (که دانشمندان آن را شوری می نامند) در حوضه های دریا و اقیانوسی بسیار متفاوت است. دانشمندان به شوری به عنوان قسمت در هزار (ppt) اشاره می کنند که نشان دهنده کل نمک محلول در آب (گرم نمک حل شده در 1 کیلوگرم آب) است. به طور کلی در استوا و قطب پایین تر است . با این حال، شوری در فضاهای بین افزایش می یابد. برای مثال، دریای مدیترانه از بقیه حوزه های دریا و اقیانوس اطلس شورتر است . برخی از دریاچه‌ها مانند دریاچه مونو کالیفرنیا و دریای خزر آسیا ، شورتر هستند. تبخیر می تواند باعث شود که توده های جدا شده از آب به شدت شور شوندیا هیپرسالین یک مثال خوب دریای مرده است. محتوای نمک زیاد دریای مرده به طور چشمگیری چگالی آب های آن را افزایش می دهد و به انسان اجازه می دهد بسیار بیشتر از اقیانوس شناور شود. با تبخیر آب از این منابع آبی محصور در خشکی، نمک ها باقی می مانند. سطح نمک در طول زمان همچنان افزایش می یابد. بسیاری از این دریاچه های شور در مکان های خشک با بارش کم و دمای گرم در طول روز قرار دارند.

• حوضه اقیانوس آرام

شوری آبهای سطحی حوضه اقیانوس آرام به شدت تحت تأثیر باد، بارش و الگوهای تبخیر است. آب‌های کمربند باد آرام در نزدیکی استوا معمولاً شوری کمتری نسبت به کمربندهای باد تجاری دارند. این به دلیل این واقعیت است که در نزدیکی استوا، باران زیاد و تبخیر کمی وجود دارد. شوری می تواند تا 34 پی پی تی باشد .

شوری در بخش‌های باز جنوب شرقی، از سوی دیگر، می‌تواند به 37 ppt برسد ، در حالی که کمترین میزان شوری (کمتر از 32 ppt ) در منتهی الیه شمال اقیانوس آرام یافت می‌شود.

• حوضه اقیانوس اطلس

سطح نمک آب های سطحی اقیانوس اطلس شمالی از 37 ppt بیشتر است که از بالاترین سطح در جهان است. سطح شوری در اقیانوس اطلس جنوبی کمتر است و تقریباً 34.5 ppt است . بارش و تبخیر تعیین کننده توزیع شوری است که توسط جریان های آب نیز کنترل می شود. به عنوان مثال، این اختلاف را می توان با تبخیر شدید دریای مدیترانه و تخلیه آب با شوری بالا از آن توضیح داد که به حفظ شوری اقیانوس اطلس شمالی کمک می کند.

دریای سارگاسو که تقریباً 2 میلیون مایل مربع مساحت دارد و در 2000 مایلی غرب جزایر قناری واقع شده است، نمک‌ترین منطقه دریا و اقیانوس اطلس شمالی است . جلبک دریایی قهوه ای شناور “سارگاسم” که نام دریا از آن گرفته شده است، دریای سارگاسو را از دریا و اقیانوس باز جدا می کند. دمای بالای آب (تا 83 درجه فارنهایت) باعث سرعت بالای تبخیر می شود و شوری دریا نیز تا حدی به دلیل دور بودن از خشکی است: هیچ جریان آب شیرین دریافت نمی کند. در واقع، شوری در قسمت خاصی از اقیانوس به رواناب رودخانه ها نیز بستگی دارد. دریای مدیترانهو دریای سارگاس همانطور که در بالا ذکر شد شوری بالایی دارند زیرا تبخیر زیاد و رواناب آب شیرین کم است. از سوی دیگر، در دریای سیاه و در بالتیک که رودخانه های بزرگ خالی هستند، شوری کمتر است.

• حوضه اقیانوس هند

میزان شوری آبهای سطحی حوضه اقیانوس هند از 32 تا 37 ppt با تغییرات منطقه ای قابل توجه است. دریای عرب به دلیل نرخ تبخیر بالا (37 ppt ) دارای لایه بالایی متراکم و با شوری بالا است. به دلیل زهکشی آب شیرین از رودخانه ها، شوری لایه سطحی خلیج بنگال به طور قابل توجهی کاهش می یابد (کمتر از 32 ppt ). منطقه نیمه گرمسیری نیمکره جنوبی دارای شوری سطح بالایی است، در حالی که مناطق کم شور از اندونزی تا ماداگاسکار در امتداد 10 درجه جنوبی است. در 60 درجه جنوبی، شوری آب های سطحی بین 33 تا 34 ppt است .

• حوزه های قطب شمال و دریا و اقیانوس های جنوبی

شوری کم در دریاهای قطبی رخ می دهد که در آن آب شور با ذوب یخ و بارش ادامه دار رقیق می شود. دریاهای نیمه محصور در خشکی یا ورودی‌های ساحلی که رواناب قابل‌توجهی از نزولات آسمانی دریافت می‌کنند نیز ممکن است دارای شوری کم باشند. اگرچه حوضه اقیانوس منجمد شمالی نسبت به سایر دریا و اقیانوس‌ها به طور کلی تازه‌تر است، با سطوح شوری بین 30 تا 34 psu، سطوح شوری بر اساس منطقه متفاوت است و مناطقی با هجوم رودخانه‌های سنگین ممکن است حتی شوری کمتری داشته باشند. از سوی دیگر، شوری سطح دریا بالا (SSS) در شمال جبهه نیمه گرمسیری، شیب شوری زیاد در سراسر جبهه های قطبی اصلی، و شوری سطح پایین در منطقه قطب جنوب در جنوب جبهه قطبی، حوضه دریا و اقیانوس جنوبی را مشخص می کند .