NHỮNG ĐIỀU BẠN CHƯA BIẾT VỀ NƯỚC BIỂN VÀ HẠN MẶN – AGRICULTURE
Tin tức

NHỮNG ĐIỀU BẠN CHƯA BIẾT VỀ NƯỚC BIỂN VÀ HẠN MẶN

Posted On April 16, 2020 at 11:14 pm by / Comments Off on NHỮNG ĐIỀU BẠN CHƯA BIẾT VỀ NƯỚC BIỂN VÀ HẠN MẶN

Nước biển là nước từ các biển hay đại dương. Về trung bình, nước biển của các đại dương trên thế giới có độ mặn khoảng 3,5%. Điều này có nghĩa là cứ mỗi lít (1.000 mL) nước biển chứa khoảng 35 gam muối, phần lớn (nhưng không phải toàn bộ) là clorua natri (NaCl) hòa tan trong đó dưới dạng các ion Na+ và Cl. Nó có thể được biểu diễn như là 0,6 M NaCl. Nước với mức độ thẩm thấu như thế tất nhiên không thể uống được.

Độ mặn và các tính chất khác của nước biển

Thành phần của nước biển trên
Trái Đất theo các nguyên tố[1]

Nguyên tố

Phần trăm

Nguyên tố

Phần trăm

Ôxy

85,84

Hiđrô

10,82

Clo

1,94

Natri

1,08

Magiê

0,1292

Lưu huỳnh

0,091

Canxi

0,04

Kali

0,04

Brôm

0,0067

Cacbon

0,0028

Nước biển có độ mặn không đồng đều trên toàn thế giới mặc dù phần lớn có độ mặn nằm trong khoảng từ 3,1% tới 3,8%. Khi sự pha trộn với nước ngọt đổ ra từ các con sông hay gần các sông băng đang tan chảy thì nước biển nhạt hơn một cách đáng kể. Nước biển nhạt nhất có tại vịnh Phần Lan, một phần của biển Baltic. Biển hở mặn nhất (nồng độ muối cao nhất) là biển Đỏ (Hồng Hải), do nhiệt độ cao và sự tuần hoàn bị hạn chế đã tạo ra tỷ lệ bốc hơi cao của nước bề mặt cũng như có rất ít nước ngọt từ các cửa sông đổ vào và lượng giáng thủy nhỏ. Độ mặn cao nhất của nước biển trong các biển cô lập (biển kín) như biển Chết cao hơn một cách đáng kể.

Tỷ trọng của nước biển nằm trong khoảng 1.020 tới 1.030 kg/m³ tại bề mặt còn sâu trong lòng đại dương, dưới áp suất cao, nước biển có thể đạt tỷ trọng riêng tới 1.050 kg/m³hay cao hơn. Như thế nước biển nặng hơn nước ngọt (nước ngọt tinh khiết đạt tỷ trọng riêng tối đa là 1.000 g/ml ở nhiệt độ 4 °C) do trọng lượng bổ sung của các muối và hiện tượng điện giảo[2]. Điểm đóng băng của nước biển giảm xuống khi độ mặn tăng lên và nó là khoảng -2 °C (28,4 °F) ở nồng độ 35‰[3]. Do đệm hóa học, độ pH của nước biển bị giới hạn trong khoảng 7,5 tới 8,4. Vận tốc âm thanh trong nước biển là khoảng 1.500 m•s−1 và dao động theo nhiệt độ của nước cùng áp suất.

Khác biệt thành phần

Nước biển giàu các ion hơn so với nước ngọt[4]. Tuy nhiên, tỷ lệ các chất hòa tan khác nhau rất lớn. Chẳng hạn, mặc dầu nước biển khoảng 2,8 lần nhiều các bicacbonat hơn so với nước sông dựa trên nồng độ phân tử gam, nhưng tỷ lệ phần trăm của bicacbonat trong nước biển trên tỷ lệ toàn bộ các ion lại thấp hơn so với tỷ lệ phần trăm tương ứng của nước sông do các ion bicacbonat chiếm tới 48% các ion có trong nước sông trong khi chỉ chiếm khoảng 0,41% các ion của nước biển.

Các khác biệt như vậy là do thời gian cư trú khác nhau của các chất hòa tan trong nước biển; các ion natri và clorua có thời gian cư trú lâu hơn, trong khi các ion canxi (thiết yếu cho sự hình thành cacbonat) có xu hướng trầm lắng nhanh hơn.

Giải thích địa hóa học

Các giả thuyết khoa học về nguồn gốc của muối trong nước biển đã bắt đầu có từ thời Edmond Halley vào năm 1715, người cho rằng muối và các khoáng chất khác đã được đưa ra biển bởi các con sông, do chúng được lọc qua các lớp đất nhờ mưa. Khi ra tới biển, các muối này có thể được giữ lại và cô đặc hơn nhờ quá trình bay hơi của nước (xem Chu trình thủy học). Halley cũng lưu ý rằng một lượng nhỏ các hồ trên thế giới mà không có các lối thoát ra đại dương (như biển Chết và biển Caspi) phần lớn đều có độ chứa muối cao. Halley đặt tên cho quá trình này là “phong hóa lục địa”.

Giả thuyết của Halley là đúng một phần. Ngoài ra, natri cũng đã được lọc qua lớp đáy của các đại dương khi chúng được hình thành. Sự hiện diện của nguyên tố còn lại chiếm đa số trong muối (clo) được tạo ra nhờ quá trình “thải khí” của clo (như axít clohiđric) với các khí khác từ lớp vỏ Trái Đất thông qua các núi lửa và các miệng phun thủy nhiệt. Natri và clo do đó trở thành các thành phần phổ biến nhất của muối biển.

Độ mặn của nước biển đã ổn định trong nhiều triệu năm, phần lớn có lẽ là do hệ quả của các hệ thống hóa học/kiến tạo làm cho muối bị trầm lắng, chẳng hạn các trầm lắng natri và clorua bao gồm các trầm tích evaporit và các phản ứng với bazan đáy biển[7]. Kể từ khi các đại dương hình thành thì natri không còn được lọc ra từ đáy đại dương mà nó bị giữ lại trong các lớp trầm tích che phủ lên trên đáy đại dương. Một giả thuyết khác cho rằng các mảng kiến tạo đã làm cho muối bị giam hãm phía dưới các khối đất của lục địa và ở đó nó một lần nữa lại được thấm lọc dần tới bề mặt.