Характеристика физических и химических свойств морской воды. Вариации солености и температуры океана. Радиоактивные элементы в морской воде и глубоководных осадках. Определение палеотемператур древних морей. Анализ электрохимических процессов в океане.
Аннотация к работе
Если судить по имеющимся в настоящее время данным, то физические и химические свойства океана, по-видимому, в течение геологического времени существенно не менялись. Геохимическое решение этой проблемы заключается в попытке сопоставления количества состава эродированных изверженных и осадочных горных пород с количеством и составом растворенных в океане солей. Эрозией изверженных пород невозможно объяснить присутствие в современном океане многих летучих, и большая часть таких элементов, как C, CI, S, N, B, Br, F и т.д., содержащихся в современном океане и связанных в осадочных породах, должна поступать из внутренних частей Земли. Вероятно, хлор, азот, сера и фтор поступали в виде HCI, NH3, H2S и HF; углерод в виде CH4, CO И CO2, а значительная часть кислорода в виде H2O, СО2 и СО. В соответствии с ранней гипотезой Земля первоначально была в расплавленном состоянии, и поэтому могла произойти частичная потеря летучих, но и большая их часть должна была сохраниться внутри Земли.Для краткости плотность морской воды р выражается через , определяемую следующим образом: При нормальном атмосферном давлении плотность морской воды зависит от температуры Т, солености S или хлорности CV. Взаимоотношения плотности и хлорности, при нормальных температуре и давлении выражаются формулой Кнудсена: Коэффициент расширения. В таблице 1 даны значения коэффициента расширения морской воды при давлении, равном 1 атм. Зависимость удельной теплоты (Ср) морской воды при 00 С и давлении в 1 атм от солености может быть выражена формулой Кувахара. Таблица 1 Коэффициент теплового расширения морской воды при различных температуре и соленостиИоны Химический состав соли морской воды при хлорности 19 %о (Lyman, Fleming, 1940), % Главные компоненты морской воды, имеющей хлорность 19%о и r20=1,0243 (Lyman, Fleming, 1940) Точно определить содержание соли в морской воде затруднительно, так как при выпаривании морской воды досуха часть бикарбоната разлагается, а часть хлорида гидролизуется, поэтому было дано следующее определение понятие «солености»: Соленость - это общее содержание твердого остатка в 1 кг морской воды, определенного после того, как весь карбонат переведен в окись, бром и йод и замещены хлором, а органическое вещество полностью окислено. Кнудсен приводит следующую эмпирическую зависимость между хлорностью (Cl,%) и соленостью (S,%): S=0,03 1,8050Cl, Где Cl - «общее количество хлора в граммах, содержащееся в 1 кг морской воды после полного замещения брома и йода хлором или хлорность - это величина в граммах на 1 кг пробы морской воды, равная цифровой величине массы в граммах «серебра атомного веса», необходимого для осаждения галогенов в пробе морской воды весом в 0,3285233 кг. Соленость и хлорность выражаются через вес на единицу количества (1кг) морской воды.В расположенном ниже слое, мощность которого от поверхности раздела с верхним слоем до дна достигает нескольких тысяч метров, температура с глубиной убывает. Вертикальные вариации солености в разных местах различны, тем не менее плотность с глубиной всегда возрастает, вследствие чего вода отчетливо расслоена как результат вертикальной стабильности в слое. Разбавление солевого раствора морской воды притекающими морскими водами, осадками , водами тающих ледников и айсбергов, а с другой стороны увеличение его концентрации в результате испарения. Растворимость кислорода в морской воде зависит от температуры и солености; эта зависимость может быть выражена формулой Якобсона: V(O2)= 10,062-0,2822-0,006144t2-0,000061t3-Cl(0,1073-0,003586t 0,000055t2), Где V(O2) - растворимость кислорода в 1 см3 на 1 л морской воды при нормальных температуре и давлении в условиях равновесия воды и воздуха при нормальном давлении; Cl-хлорность; t - температура воды, ОС. Рейкстро [1947] определял скорости расхода кислорода в пробах воды, отобранных на поверхности, в слое с минимальным содержанием кислорода и в глубоководном слое.Поскольку морская вода представляет собой электролит, то естественно, что в океане протекают разнообразные электрохимические процессы. Морская вода является проводником электричества, поэтому при ее движении через магнитное поле Земли в соответствии с законом электроиндукции возникает э.д.с. Зависимость между разницей потенциалов и скоростью течения воды в океане имеет следующий вид: N2j=H rot u, где Н-интенсивность магнитного поля Земли; u-скорость течения; j - разница потенциалов. Электрические токи в океане, вызванные совместным действием земного магнетизма и движения воды, могут влиять на многие подводные вопросы. В настоящее время получено подтверждение предположения автора о том, что коррозия начинается под воздействием электрического тока, изменяющегося в зависимости от приливного течения; коррозия ускоряется под воздействием вторичной поляризации, возникающей на корродированной поверхности кабеля.Общее содержание двуокиси углерода в атмосфере оценивается в 0,0233 х 1020 г. В океане двуокись углерода присутствует в виде Н2СО3, НСО-3, СО2-3, органического вещества; общее ее
План
Содержание
1. Происхождение океана
2. Физические свойства морской воды
3. Химический состав морской воды
4. Вариации солености и температуры океана
5. Газы, растворенные в морской воде
6. Электрохимические процессы в океане
7. Обмен двуокисью углерода между атмосферой и океаном
8. Определение палеотемператур древних морей
9. Радиоактивные элементы в морской воде и глубоководных осадках
Заключение
Список использованной литературы океан морской палеотемпература
1. Происхождение океана
Вывод
В заключении я хотела бы затронуть, являющуюся для меня наиболее интересной проблему баланса гидросферы и атмосферы по содержанию в них СО2: Содержание СО2, 1020 г
Атмосфера Океан и проточные воды Живые организмы и неразложившееся органическое вещество Осадочные породы (включая интерстиционную воду): Карбонаты Органический углерод Уголь и нефть 0,0233 1,30 0,145 670 250 0,27 1,47 920
Как мы видим из данных указанных выше углерод, некогда находившийся в первичных гидросфере и атмосфере, в настоящее время связан в осадочных породах, и количество его примерно в 600 раз превосходит содержание углерода в современных атмосфере и океане. Но если бы всего 1% углерода существующих осадочных пород вдруг перешел бы обратно в гидросферу и атмосферу, то многие современные морские организмы перестали бы существовать. С другой стороны, судя по скорости современного осадконакопления, не будь постоянного поступления новых количеств СО2, в гидросфере и атмосфере через несколько сотен лет наступила бы нехватка углекислоты.
В этом случае вместо кальцита (САСО3) главным компонентом морских осадков стал бы брусит Mg(OH)2. Однако в геологической истории прошлого отсутствуют признаки резкого вымирания большого количества морских организмов или осаждения Mg(OH)2. Поэтому весьма вероятно, что в течение всех геологических периодов баланс компонентов гидросферы и атмосферы был в значительной степени сходен с современными обуславливался постоянным регулярным поступлением СО2 без резких колебаний его содержания.
Список литературы
1. Я. Мияки. Основы геохимии. Л.:Недра, 1969 г.
2. А.И. Перльман. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989г.