Теңіз Жер планетасының көп бөлігін алып жатыр. Бірақ біз ол туралы не білеміз? Теңіз суы неден тұрады? Оның физикалық қасиеттері қандай? Теңіз суының ауыз судан айырмашылығы қандай? Және бір-бірін қалай жасауға болады? Осы сұрақтардың барлығына кезекпен жауап беруге тырысамыз.
Тұзды су ма?
Көп адамдар теңіздің дәмін біледі, ал білмейтіндер болжайды. Бұл тұзды. Бірақ тұз бен суды араластыру арқылы үйде теңіз жасау шынымен мүмкін бе? Бұл мүлдем дұрыс емес. Теңіздегі қарапайым судың мөлшері 96,5% құрайды. Қалған 3,5% қоспалар. Олардың нақты құрамы тек 19 ғасырдың аяғында дүние жүзіне экспедиция кезінде белгілі болды. Бірақ бұған дейін ғалымдар суды соншалықты тұзды ететін қоспалар қарапайым ас тұзы емес екенін білген. Шындығында, Менделеевтің периодтық жүйесіндегі барлық элементтер теңізде еріген. Олардың қатысуы аз, бірақ даусыз.
Сол экспедицияда мұхиттардың әртүрлі бөліктерінен 77 су сынамасы алынды. Содан кейін таңғажайып жаңалық жасалды: теңіз суының үлкен мөлшеріне қарамастанЖер бетінде ондағы негізгі иондардың пайызы әрқашан өзгеріссіз қалады. Бұл нені білдіреді, біз төменде талдаймыз. Сонымен бірге теңіз суының неден тұратынын анықтаймыз.
Тұз құрамының тұрақтылығы
Дитмар заңы деп те аталатын бұл жаңалық 19 ғасырдың аяғында дүниежүзі бойынша экспедицияда жасалған. Бұл заңдылыққа ат қойған химик теңіз суындағы негізгі иондардың сандық қатынасы планетаның әртүрлі аймақтарында бірдей дерлік екенін анықтады. Басқа заттардың үлесі соншалықты аз, ол маңызды емес және әртүрлі гидрохимиялық зерттеулерді жүргізу кезінде ескерілмейді.
Негізгі иондар, яғни 0,01%-дан астам мөлшердегі заттар тұздардың негізгі бөлігін құрайды. Олар негізінен теңіз суының физикалық және химиялық қасиеттеріне әсер етеді. Олардың саны әртүрлі факторларға, соның ішінде қоршаған орта жағдайларына байланысты. Бірақ теңіз суындағы тұздың жалпы концентрациясы 35,16 ‰ тең болса, қоспалардың массасы төмендегі кестеде көрсетілген нақты мәнге ие. Теңіз суының неден жасалғанын көрейік.
| Кациондар | Аниондар | ||
| Аты | Саны, г/кг |
Аты |
Саны, г/кг |
| Стронций | 0, 014 | Фторидтер | 0, 001 |
| Калий | 0, 387 | Бор қышқылы | 0, 026 |
| Кальций | 0, 408 | Bromodes | 0, 066 |
| Магний | 1, 297 | Бикарбонаттар | 0, 143 |
| Натрий | 10, 764 | Сульфаттар | 2, 701 |
| Хлоридтер | 19, 353 | ||
Көріп отырғанымыздай, оның көп бөлігі хлоридтер. Тұз құрамының тұрақтылығын ескере отырып, бұл деректер теңіз суы үлгісінің толық құрамын анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін. Ол үшін хлордың концентрациясын есептеп, алынған мәліметтер негізінде қалған элементтердің қандай пропорцияны құрайтынын арақатынастар әдісімен анықтайды.
Физикалық қасиеттері
Кез келген басқа заттар сияқты, теңіз суының ғалымдар зерттеулерінен үйренетін әртүрлі сипаттамалары бар. Бұл деректер тереңдікте болып жатқан және планетамызға әсер ететін көптеген процестер туралы түсінік алуға мүмкіндік береді. Мысалы, судың қысу мүмкіндігі бар екенін бәрі біле бермейді. Оған жоғарыдан әсер ететін массаның қысымымен ол дыбыс деңгейін өзгерте алады.
Сыртынан бұл байқалмайды, бірақ тереңдеген сайын бұл қасиет соғұрлым айқын болады. Жүздеген атмосфераның қысымында сығылу мүмкіндігі айтарлықтай үлкен масштабқа жетеді. Ғалымдар судың осы қасиеті болмағанда мұхит деңгейі 30 метрге жоғары болар еді дейді. ОсыдаБұл жағдайда Жер беті мүлдем басқаша көрінеді.
Тұздылық
Біз теңіз суында қанша тұз бар екенін анықтадық және оның мөлшері дерлік өзгермейтінін білеміз. Дегенмен, ол аздап өзгереді - сирек ерекшеліктермен 33-тен 37 ‰-ге дейін. Орташа мән – 34,72‰. Бұл көрсеткіш белгілі бір аймақта жауатын жауын-шашын мөлшеріне, булану қарқындылығына әсер ететін ауа температурасына және теңізге тікелей қосылған тұщы су объектілерінің санына байланысты.
Атлант мұхитында тіркелген тұздылықтың ең жоғары пайызы. Оның солтүстік бөлігінде орташа көрсеткіш 35,06‰. Ең аз мән Тынық мұхитына тиесілі. Соған қарамастан, тұздылық индексі орташа мәндерден айтарлықтай асатын су объектілері бар. Оларға Жерорта және Қызыл теңіздер жатады. Ауаның жоғары температурасы, буланудың жоғары қарқындылығы және жауын-шашынның аз болуы тұздылық деңгейін рекордтық 38-42 ‰ дейін көтереді. Жалпы алғанда, Қара теңіздің және басқалардың теңіз суының құрамы шамамен бірдей. Бұл олардың барлығы қосылғандықтан болуы мүмкін.
Кейбіреулер теңіз суында 5‰ тұз бар дейді. Бірақ мұндай көрсеткіш өте сирек кездеседі, тек минералды көлдерде. Мысалы, Азов теңізінің тұздылық деңгейі - 11‰, Қара теңіз - 18‰, Қызыл теңіз - 41‰, Өлі теңіз - 300‰.
Температура
Бұл көрсеткіш әлемдегі барлық теңіз сулары үшін бірдей деп сену аңғалдық болар еді. Температураполюстерге жақын аймақтарда ауа ең төменгі деңгейге дейін төмендейді. Экваторда, керісінше, үнемі ыстық ауа райы сақталады. Бірақ су температурасының өзгеру диапазоны әлдеқайда төмен, ол -2 мен 30 оС аралығында. Бүкіл мұхиттардағы орташа көрсеткіш небәрі 3,73 oS. Оның үстіне жер бетіндегі су 2-5 мың метр тереңдікке қарағанда бірнеше есе жылы.
Кейбір аймақтарда теңіз суының температурасы -2-ге дейін төмендейтінін білу аздап таң қалдыруы мүмкін oC. 0 oC H2O мұзға айналатынын бәрі біледі. Бұл, бірақ теңіз суы, біз бұрыннан белгілі болғандай, оның сипаттамаларын өзгертетін, соның ішінде қату температурасын төмендететін қоспаларды қамтиды. Тұздылық пайызы неғұрлым жоғары болса, бұл көрсеткіш соғұрлым төмен болады. Мысалы, судағы тұздың салыстырмалы түрде аз мөлшерімен (24,7 ‰) қату температурасы -1,33 oC.
болады.
Тығыздық
Бұл көрсеткіштегі ең аз өзгерістер судың қозғалысын тудырады және тік және көлденең ағындардың пайда болуына әкеледі. Сондықтан кез келген океанологиялық зерттеулерде теңіз суының тығыздығы зерттеледі. Ол кг/м3-мен өлшенеді және көлем бірлігінің массасын білдіреді.
Тұщы судың тығыздығы 4 температурада оС 1000 кг/м3, ал тұздылықтағы теңіз суы 35 ‰, – 1027, 81кг/м3. Бұл айырмашылық оның құрамын құрайтын қоспалардан туындайды. Теңіз суында тұз неғұрлым көп болса, соғұрлым тығыздық жоғары болады. Әдетте оның мағынасы1025 пен 1033 кг/м3 аралығында болады.
Сонымен қатар теңіз суының тығыздығы тереңдікке байланысты өзгереді: жер бетіне неғұрлым жақын болса, соғұрлым төмен болады. Бірақ ерекше жағдайлар бар. Мысалы, жоғары ауа температурасымен байланысты қарқынды булану кезінде жер бетінде тұздылық артады. Сәйкесінше, жоғарғы қабаттардағы теңіздің тығыздығы артып келеді.
Химиялық құрамы
Жоғарыда білгеніміздей, теңіз суындағы қоспалардың мөлшері шамамен бірдей. Бірақ оны қандай заттар жасайды?
Теңіз суының қазіргі химиялық құрамы шамамен 1 миллиард жыл бұрын қалыптасқан деген пікір бар. Ол кезде де қазіргідей тұзды болды. Ал 1904 жылы теңіз суы мен қанының минералдық құрамы шамамен бірдей деген Р. Кинтонның болжамы ерекше таң қалдырады. 1910 жылы А. Б. Муллоон бұл болжамды растады. Оның пікірінше, алғашқы сүйекті және шеміршекті балықтар пайда болған кезеңдегі теңіз суындағы химиялық заттардың жиынтығы барлық жануарлардың қанына ұқсас. Бірақ әзірге бұл гипотезаны жақтаушылар да, қарсыластар да бар.
Теңіз суында әртүрлі заттар бар, олардың пайызы төмендегі кестеде көрсетілген.
| Химиялық элементтер | Пайыз |
| Оттегі | 85, 8 |
| Сутегі | 10, 67 |
| Хлор | 2 |
| Натрий | 1, 07 |
| Магний | 1, 410-1 |
| Кальций | 4, 510-2 |
| Күкірт | 910-2 |
| Калий | 3, 810-2 |
| Бром | 6, 510-3 |
| Көміртек | 3, 510-3 |
| Стронций | 110-3 |
| Бор | 4, 510-4 |
| Фтор | 110-4 |
| Кремний | 210-5 |
Бұл тізім аймаққа қарай аздап өзгеруі мүмкін. Мысалы, Қара теңіздің теңіз суының құрамы күкіртсутекпен қаныққан, өйткені мұнда сульфатты қалпына келтіретін бактериялар ерекше белсенді.
Тұз қайдан келеді?
Теңіз суының пайызы қанша екенін анықтадық. Бірақ бұл заттардың барлығы қайдан келеді және мұхит неліктен мұндай дәмге ие?
Негізі тұздар теңіз суында ғана емес, тұщы су қоймаларында да кездеседі. Тек ондағы пайдалы қазбалардың концентрациясы өте төмен, оны арнайы талдаусыз тануға болмайды. Өзендер жол бойында топырақтан тұздарды шайып, кейін мұхитқа түседі. Температураның әсерінен теңіздегі су буланып, минералдар қаладыорны.
Бірақ мұндай процесс ұзақ жылдарға созылса да, теңіз суы соншалықты тұзды болмас еді. Барлығы жер қыртысындағы жанартаулық белсенділіктен басталды. Жер бетіне шыққан магма сумен араласып, оны әртүрлі минералдармен қанықтырады. Сондықтан мұхиттың химиялық құрамы шамамен 1 миллиард жыл бұрын, вулкандық белсенділік ең белсенді кезде қалыптасқан.
Іше аламын ба?
Кітаптарда немесе фильмдерде теңіз суын кез келген жағдайда ішуге болмайды деген сөздерді көргенсіз бе? Неге? Өйткені, бұл кез келген басқа су сияқты, тек аз мөлшерде қоспалары бар. Шын мәнінде, олардың арқасында оны ішуге болмайды.
Теңіз суындағы тұздың мөлшері соншалық, оны денеден шығару үшін бастапқыда ішілгеннен бірнеше есе көп H2O қажет болады. Сондықтан кез келген тұзды тағамнан кейін шөлдейсіз. Ал теңіз суында, біз анықтағандай, орташа тұздылық шамамен 35 ‰ құрайды. Бұл көп.
1950 жылдары дәрігер және штаттан тыс саяхатшы Ален Бамбард теңіз суын бір апта бойы денсаулыққа зиянсыз ішуге болатынын өз тәжірибесімен дәлелдеді. Бірақ бұл мәлімдемені өзіңіз тексеруге тұрарлық емес.
Бірақ мұхиттағы барлық су босқа кетіп, оны ішуге мүлдем жарамай ма? Мүмкін, бірақ тұщыландыру процесінен өткеннен кейін ғана.
Тұзды қалай кетіруге болады?
Біз теңіз суының неден тұратынын анықтадық. Бірақ оның ішуге жарамды болуы үшін ондағы қоспалардың мөлшері 70 есеге жуық азаюы керек. Бірақ мұндай нәтижеге қалай жетуге болады?
Суды тұзсыздандырудың бірнеше жолы бар: ион алмасу, дистилляция, электродиализ және т.б. Ең тиімдісі - энергия мен қаржыны аз талап ететіндер. Ең көп таралған әдіс - дистилляция, бірақ кері осмос танымал емес. Бұл жағдайда суды тазарту үшін жоғары қысым қолданылады. Нәтиже - бар болғаны $1 үшін 16 000 литр.
Электродиализ әдісі, аты айтып тұрғандай, электродтар арқылы жүзеге асырылады. Ток қосылған кезде біз мақаланың басында айтқан катиондар мен аниондар арнайы мембраналар арқылы сәйкесінше катодқа және анодқа ұмтылады. Электродтар арасындағы су біртіндеп тұзсыздандырылады.
Теңіз суының пайдасы
Тыныс алу жолдары ауруына шалдыққандардың жағалауға демалысқа жіберілетіні ғажап емес. Бұл дұрыс, өйткені теңіз суы өкпеге, бронхтарға және байламдарға пайдалы әсер етеді. Минералға бай сұйықтық патогендік микробтарды дезинфекциялайды және жояды. Бұл тағы не үшін пайдалы?
Теңіз климатында болу және тұзды суға шомылу адам ағзасына жалпы күшейтетін әсер етеді, сонымен қатар эндокриндік жүйенің жұмысын жақсартады. Нәтижесінде иммунитет жоғарылайды.
Құрамында теңіз суы, бром, кальций және йод шаю кезінде тіс эмальі мен қызыл иекті нығайтуға көмектеседі. Жетістік үшінЖақсы әсер ету үшін ауызды аптасына бірнеше рет 2-3 минут бойы шайыңыз. Әрине, бұл мақсаттар үшін дәріханада табуға болатын арнайы тазартылған теңіз суы ғана жарамды. Қолданар алдында оны бөлме температурасына дейін жылыту керек.
Теңіз суы жақсы антисептик. Ол ұсақ жаралар мен абразиялардың жазылуына ықпал етеді және жәндіктердің шағуынан болатын қышуды азайтады.
