巨大的鹽庫
海洋是地球水資源的故鄉(xiāng),但海水讓口渴者望而卻步,因為它含有大量且種類豐富的鹽,嘗起來又苦又澀又咸。
科學家做過估算,海洋中所有鹽類的總重量達到了5億億噸。人類廚房中的必備品——氯化鈉(食鹽的主要成分),是海水諸多鹽類中最主要的一種。氯化鈉在海水中的平均含量有3.5%左右,但不要小看這區(qū)區(qū)的3.5%,如果把全世界海水中的氯化鈉全部提取出來,平鋪在陸地上,那將會有120多米厚。除了氯化鈉,海洋中還含有氯化鎂、碳酸鎂、氯化鉀、氯化鈣以及其他各種金屬元素的鹽類,它們的平均含量只有氯化鈉的三分之一,但提取出來,平鋪在陸地上,也會有40米厚。
所以,海洋是名副其實的“大鹽庫”。
鹽分的來源
那么,海洋中的鹽是哪兒來的呢?其實,海洋一開始并沒有多么鹽。原始地球的海水源自于冰質(zhì)彗星,水質(zhì)還是挺“純”的,它的味道應該像農(nóng)夫山泉一樣可口。
不過,地球上的水總是在不停地運動,不停地循環(huán)。每一天,海洋都會有大量的海水蒸發(fā)到空氣中,這些水蒸氣升上天空,溶解大氣中的二氧化碳,變成微酸的雨滴降落到陸地的每一個角落?!八嵊辍毕矚g侵蝕巖石、沖刷土壤,將溶解的礦物質(zhì)和金屬離子(包括氯離子和鈉離子)帶進江河中,而江河之水最后又都進入大海。就這樣,蒸發(fā)掉的水分繞了一圈,再次回到自己的海洋老家,但它卻帶來了很多陸地上的鹽分。根據(jù)美國國家海洋和大氣管理局的數(shù)據(jù),雨水每年會將大約2.25億噸鹽注入海洋,而海洋鹽分的90%都是由“雨水循環(huán)”貢獻的。
“雨水循環(huán)”并不是海洋鹽分唯一的來源,海底火山和深海熱泉也在默默做著“付出”。海底并不是完好密封的,在地殼的裂口處,海底會出現(xiàn)火山和熱液噴口——海水沿裂隙向下滲流,受巖漿熱源的加熱,再集中向上流動,形成了噴發(fā)的熱泉。當新鮮的熔巖從海底的火山中涌出時,熱的巖石與咸海水發(fā)生反應,會溶解其中的一些礦物質(zhì);熱液噴口則會直接將含鹽的熱液灌注到海水中。
數(shù)十億年的周而復始,日積月累,海洋中的鹽分越積越多,海水也就越來越咸了。既然海水中已經(jīng)含有那么多鹽分,而且鹽分還將綿綿不絕地進入海洋。那么,海水會不會沒有限度地“咸”下去?
動態(tài)的平衡
如果海洋沒有減少自身鹽分的方法,結果肯定會這樣。但科學家發(fā)現(xiàn),海洋有各種能降低海水含鹽量的奇妙方法,使海水處于動態(tài)的平衡之中。
首先,化學將會起到重要的作用。一方面,隨著雨水將鹽分注入海洋,海水中可溶性物質(zhì)的濃度會越來越高。當鹽分的濃度達到飽和后,根據(jù)化學知識我們可以知道,過飽和的鹽分將會析出、結晶或者相互結合成不溶解的化合物,然后沉入海底,變成巖石。另一方面,海底熔巖會與溶解的鹽離子(比如鎂離子)發(fā)生反應,將它們從水中移除,海底某些粘土和含氫礦物(比如鐵錳結核)就是通過海底鹽類發(fā)生的熱化學反應形成的。
其次,海洋生物也有助于從海水中去除鹽分,它們從水中攝取或以其他方式提取鹽,而這些鹽分可以與有機生物體結合在一起。比如,殼類動物產(chǎn)殼所依賴的物質(zhì)就來源于海水中的硅鹽和鈣鹽;大量動物食用鹽類后,這些鹽類會以大便的形式排泄,落入海底,成為海底沉積物的一部分。
第三,我們還是要提一下水循環(huán)——這也是“還鹽歸地”的一種最直接的方法。雨水雖然將鹽分通過河流送入海洋,但當臺風季節(jié)降臨時,狂風巨浪也會把海水卷到陸地上,溶解的鹽分也隨海水上岸,散布在沿海陸地。尤其在經(jīng)歷漫長的歷史變遷后,有些海灣地帶,由于地殼的升高而與海洋隔斷,成為內(nèi)陸。于是,這部分的海水逐漸被蒸發(fā)掉,留下大量的鹽類物質(zhì)。
另外,河流中的淡水、融化的冰川等也為海洋提供了穩(wěn)定的淡水,有助于降低鹽度。如今,隨著全球變暖,極地冰川融化,注入海洋的淡水越來越多。所以,相比較于海水變咸,“海水是否變淡?”反而成了更讓科學家們關注的問題。
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