§ 1. Солевой состав и генезис вод океана

Закономерность, связанная с постоянством солевого состава океанических морских вод заключается в том, что количество растворенных в водах океана солей может сильно различаться, но солевой состав, соотношение различных солей, определяющих соленость вод, во всех районах Мирового океана всегда одинаково:

Хлориды (галоиды) - 88,7%

Сульфаты - 10,8%

Карбонаты - 0,3%

Прочие - 0,2%

Всего-100%

Воды океана относятся к хлоридному классу (Сl^- - 19,35‰) и натриевой группе (Na⁺ - 10,76‰). Всего лишь 8 ионов (Cl, SO₄, HCO₃, Br; Na, Mg, Ca, К) дают 99,9% общей массы солей в морской воде. Эта закономерность впервые была установлена В. Дитмаром при изучении химического состава морской воды во время кругосветной экспедиции научно-исследовательского судна «Челленджер». Она характерна как для поверхностных, так и для глубинных вод океана и может нарушаться только в береговой зоне.

Существует 3 гипотезы происхождения солености морской воды. Первая утверждает, что соленость – явление первичное, присущее с момента образования Мирового океана; вторая – предполагает постепенное осолонение, благодаря выносу солей реками, вулканической деятельности. Третья гипотеза является синтезом двух предыдущих. Согласно ей воды первичного океана были солеными с момента его образования, но их соленость и солевой состав – другими. Современная соленость сформировалась в результате сложных и длительных процессов, связанных с развитием Земли, причем неоднократно она повышалась и понижалась. В настоящее время соленость также изменяется, но очень медленно. По мнению В.И. Вернадского постоянный солевой состав морской воды в основном регулируется биологическими процессами.

§ 2. Соленость морской воды и ее распределение в океане

Соленость морской воды - это содержание в граммах всех минеральных веществ, растворенных в 1 кг морской воды. Она выражается в г/кг или в тысячных долях промилях (S, ‰). Подсчитано, что общая масса солей, растворенных в океане, достигает 49-55∙10¹⁵ т. Эта величина с незначительными колебаниями сохраняется на протяжении многих геологических эпох. В настоящее время средняя соленость вод Мирового океана составляет 35,16‰.

Величина солености морской воды определяется несколькими способами, например, по хлорности, т.е. суммарному содержанию в граммах на 1 кг морской воды галогенов: хлора, фтора, брома и йода. Для этого служит международная формула:

S‰ = 1,80655 Сl‰

Для Черного моря формула следующая:

S‰ = 1,1856 + 1,7950 Cl‰.

Среди других способов определения солености следует выделить: электропроводность, оптические свойства воды (преломление света), плотность, полный химический анализ и др.

На картах и профилях соленость вод Мирового океана чаще всего показывают с помощью изогалин – линий, соединяющих точки с одинаковой соленостью воды.

Распределение солености воды на поверхности океана подчиняется зональным закономерностям в соответствии с зональностью осадков и испарения и может быть представлена в виде графика (рис. 20).

Рис. 20. Распределение солености и влияющих на нее гидрометеорологических факторов по широте в Мировом океане

В экваториальной зоне пониженная соленость (до 34-35‰) обусловлена резким повышением количества осадков и понижением испарения в зоне штилей. В тропических зонах по обе стороны от экватора выделяются зоны повышенной и самой высокой солености (36-37‰), что связано с повышенным испарением в районе сильных пассатных ветров. В направление к средним и высоким широтам наблюдается уменьшение солености (от 35 до 32‰).

Зональное широтное распределение солености (карты изогалин) нарушают три фактора: течения, реки и льды. Течения в средних широтах у западных берегов океанов направлены на север и юг от пассатов, разнося более соленые и теплые воды в направлении высоких широт. Вдоль восточных берегов океанов с севера и юга поступают менее соленые и теплые воды, направленные к пассатным течениям. Поэтому у материков изогалины имеют часто меридиональную ориентацию. Реки оказывают опресняющее воздействие на поверхностные воды океанов, особенно в приустьевых районах. Например, влияние Амазонки ощущается на расстоянии 500-1000 км от устья. Морские льды в зимнее время за счет формирования льда из пресной воды существенно осолоняют моря, а летом наоборот опресняют.

Соленость поверхностных вод разных океанов различна:

Атлантический - 35,4‰

Тихий - 34,9‰

Индийский - 34,8‰

Северный Ледовитый - 29-32‰

Внутренние моря, куда впадают крупные реки или располагающиеся в умеренном климатическом поясе, значительно опреснены:

Балтийское море - 10-12‰

Белое-24-30‰

Черное-16-18‰

Азовское - 10-12‰.

Внутренние моря тропических регионов обладают высокой соленостью: Средиземное море, Персидский залив - 39‰, Красное море - 42‰.

В распределении солености в толще вод океана в целом отмечается общая закономерность роста солености в глубину с постоянно выравнивающейся соленостью нижних вод. В толще имеются промежуточные слои (экстремумы) с существенно разнящейся соленостью, связанной с горизонтальным переносом воды течениями, с влиянием температурного и плотностного факторов.