Wiesz już, że Wszechocean obejmuje 96,5% zasobów hydrosfery i zajmuje 71% powierzchni Ziemi.

Pod względem właściwości chemicznych woda mórz i oceanów to roztwór, czyli jednorodna mieszanina kilku składników. Czy przypominasz sobie z chemii, jak nazywamy substancje, które tworzą roztwory? Aby powstał roztwór, potrzebujemy rozpuszczalnika, którym w tym wypadku jest woda oraz substancje rozpuszczalne. W przypadku wody morskiej rozpuszczanymi substancjami są sole.

R1WKirg8flsqf

Schemat obrazuje zawartość najważniejszych soli mineralnych rozpuszczonych w wodzie morskiej. Wykres jest przedstawiony za pomocą pionowych czarnych linii ułożonych wzdłuż osi x. Każda z nich przedstawia wartość procentową od 0 do 100 procent co 10 procent. Na wykresie przeważa kolor niebieski, oznaczający według legendy chlorek sodu występujący w wodzie w ilości 77,8 procent. Kolor fioletowy symbolizuje chlorek magnezu występujący w wodzie w ilości 10,9 procent, dalej kolor pomarańczowy oznacza siarczan magnezu w ilości 4,7 procent, a kolor żółty symbolizuje siarczan wapnia występujący w wodzie morskiej w ilości 3,6 procent. Ostatni składnik mineralny przedstawiony za pomocą koloru jasnoniebieskiego oznacza według legendy siarczan potasu występujący w ilości 2,5 procenta w wodzie morskiej.

Sole dodane do wody ulegają rozpuszczaniu (dysocjacji elektrolitycznej), dlatego możemy również powiedzieć, że składnikami wody morskiej są jony. Podstawowe jony w wodzie morskiej to kationy (jony o ładunku dodatnim): sodu, magnezu, wapnia, potasu oraz aniony (jony o ładunku ujemnym): chlorkowy i siarczanowy.

Oprócz głównych soli, woda morska zawiera śladowe ilości (w stężeniach mniejszych niż jedna cząstka na milion) wielu innych pierwiastków, między innymi złota, srebra, bromu, jodu lub cynku.

Ilość gramów soli rozpuszczonej w 1 kg (1000 g) wody morskiej to miara zasolenia wody. Średnie zasolenie wód Wszechoceanu wynosi 35‰, to znaczy, że 1 kilogram wody morskiej składa się z 35 g soli i 965 g wody. Wartość zasolenia podaje się w promilach (‰) lub jednostkach PSU (Practical Salinity Unit). 1 PSU odpowiada 1‰.

Ważną rolę w wodzie morskiej pełnią składniki mineralne, a zwłaszcza pierwiastki biogenne. Są to substancje niezbędne do prawidłowego rozwoju organizmów. Szczególne znaczenie odgrywają związki nieorganiczne azotu, fosforu, potasu i krzemu.

Substancje biogenne przedostają się do wód morskich poprzez odpływ rzeczny i bezpośredni spływ powierzchniowy z lądu. Źródłem ich pochodzenia są nawozy sztuczne, używane w rolnictwie oraz ścieki komunalne. Szczególnie dużo takich substancji występuje więc u ujść rzek przepływających przez tereny intensywnych upraw rolnych oraz regiony silnie zurbanizowane.

Pierwiastki biogenne potrzebne są do wzrostu roślin, jednak w nadmiarze wywoływać mogą zjawiska niekorzystne. Zbyt duża ilość dostarczanych związków azotu i fosforu powodować może zjawisko eutrofizacji wódeutrofizacja wodyeutrofizacji wód. Występuje ono głównie w płytkich akwenach oraz tych, które cechują się słabą wymianą wody. Wzrost substancji biogennych prowadzi do nadmiernego rozrostu fitoplanktonufitoplanktonfitoplanktonu, a zwłaszcza sinic. Zauważalnym efektem eutrofizacji jest zmiana koloru wody na zgniłozielony oraz pojawiająca się na wodzie warstwa roślinnego kożucha. Zjawisko to określa się zakwitem sinic. Po obumarciu fitoplanktonu, podczas rozkładu szczątków, pobierany jest z wody tlen. Spadek zawartości tlenu w wodzie zagraża życiu ryb oraz innych organizmów wodnych. Warto wiedzieć również, że niektóre szczepy sinic mogą wytwarzać związki toksyczne, dlatego podczas zakwitów ogłaszany jest w morzu zakaz kąpieli.

Rr0dap9cBwy8L

Zdjęcie przedstawia rozrost fitoplanktonu. Na powierzchni wody widoczna jest spora warstwa skupisk fitoplanktonu - zielonych roślin.

Wraz z rozwojem cywilizacyjnym zauważalny jest wzrost w wodzie morskiej substancji pochodzących z przemysłu. Do Wszechoceanu trafiają związki ołowiu, cynku, chromu, kadmu i miedzi. Rozwój żeglugi morskiej oraz podmorskiej eksploatacji ropy naftowej, zagraża wystąpieniem zanieczyszczeń ropą i substancjami ropopochodnymi. Zupełnie nowym rodzajem zagrożenia jest także mikroplastikmikroplastikmikroplastik.

W wodzie morskiej oprócz rozpuszczonych soli stwierdzamy również obecność gazów. Znaczna ich część pochodzi z wymiany między atmosferą a hydrosferą. Dodatkowym źródłem gazów są procesy biologiczne i chemiczne zachodzące w oceanach oraz procesy geologiczne na dnie oceanów. W wyniku pionowego i poziomego mieszania się wody gazy rozprowadzane są w całej objętości Wszechoceanu. Rozpuszczalność gazów zależy między innymi od temperatury wody, ciśnienia oraz stopnia jej zasolenia. Gdy temperatura lub zasolenie maleją, nasycenie gazami wzrasta. To oznacza, że zimna, słabo zasolona woda, np. w strefach okołobiegunowych jest bardziej nasycona gazami niż woda ciepła.

Największe znaczenie dla procesów przyrodniczych mają rozpuszczone w wodzie tlen (OIndeks dolny 2₂) oraz dwutlenek węgla (COIndeks dolny 2₂). Ten pierwszy stanowi 6%, a drugi 83% objętości gazów w wodzie morskiej. Ponadto w próbkach wody z oceanu stwierdzono udział azotu (NIndeks dolny 2₂) i siarkowodoru (HIndeks dolny 2₂S).

Tlen pochodzi głównie z procesu fotosyntezy zachodzącego z pomocą drobnych organizmów nazywanych fitoplanktonem. Fitoplankton stanowią głównie glony. Podobnie jak rośliny lądowe z pobieranego dwutlenku węgla i wody wytwarzają one związki organiczne oraz tlen. Niezbędnym elementem w procesie fotosyntezy jest światło, dlatego fitoplankton rozwija się głównie w płytkich, dobrze prześwietlonych częściach oceanu. To oznacza, że największa zawartość tlenu w wodzie morskiej jest w wodach powierzchniowych. W tej warstwie tlen zajmuje 36% objętości, natomiast wraz z głębokością jego ilość maleje. Na dnie niektórych zbiorników, gdzie zawartość tlenu jest bardzo mała, rozkład substancji organicznych odbywa się przy udziale bakterii beztlenowych, głównie siarkowych. W takich warunkach produktem rozkładu jest gaz - siarkowodór (HIndeks dolny 2₂S). Obecność pustyń beztlenowych, inaczej zwanych strefami martwej wodystrefa martwej wodystrefami martwej wody, stwierdzono miedzy innymi na dnie Bałtyku czy Morza Czarnego.

Wśród rozpuszczonych w wodzie morskiej gazów największą objętość stanowi dwutlenek węgla. Gaz ten łatwo wchodzi w reakcję z woda morską i występuje głównie w postaci jonowej: jonów węglanów i kwaśnych węglanów, a nie w stanie wolnym. Dwutlenek węgla pochłaniany jest przez wodę morską z powietrza atmosferycznego oraz wytwarzany jest podczas procesu oddychania zwierząt morskich. Jego mniejsza zawartość w wodach powierzchniowych związana jest z obecnością pobierającego go z wody fitoplanktonu. Ilość dwutlenku węgla wzrasta wraz z głębokością. Źródłem tego gazu są również, podobnie ja na lądzie, erupcje podmorskich wulkanów. Największa ilość dwutlenku węgla powstaje w strefach przydennych, gdzie jest on produktem rozkładu szczątków organicznych.

Myśląc o wodzie morskiej, rzadko kojarzymy ją ze źródłem bogactw naturalnych. Tymczasem woda Wszechoceanów to niedoceniony ich skarbiec.

Najpopularniejszym surowcem jest oczywiście chlorek sodu, czyli sól kuchenna. Szacuje się, że około 1/3 soli spożywczej pochodzi z tego źródła. Pozyskanie tego surowca jest stosunkowo łatwe i wymaga niewielkiej ilości energii oraz pracy. Sprzymierzeńcem w tym wypadku jest ciepły i suchy klimat. W regionach o takich warunkach klimatycznych, buduje się zespoły basenów, które następnie napełnia się wodą morską. Pod wpływem ciepła słonecznego woda paruje, a w roztworze zwiększa się stężenie soli. Najpierw powstaje gęsta solanka, a na koniec na dnie zbiornika, osadza się warstwa soli. Po zebraniu i oczyszczeniu nadaje się ona do sprzedaży. W podobny sposób pozyskuje się z wody morskiej magnez oraz brom. Wszystkie osady pochodzenia chemicznego, które wytrącają się z roztworu wodnego, podczas jego odparowywania (ewaporacjiewaporacjaewaporacji), określmy jako ewaporaty.

Sól była kiedyś nie tylko cenioną przyprawą, ale również środkiem konserwującym żywność. Obecnie zwraca się uwagę, że zbyt duże spożycie soli nie jest korzystne dla naszego organizmu. Zauważa się więc tendencję do ograniczania spożycia soli. Sól morska znajduje za to zastosowanie w kosmetologii, np. do masaży, peelingów i kąpieli solankowych. Kąpiele takie zmiękczają skórę, dezynfekując i przyspieszając jej regenerację, stosowane są więc w  przypadku leczenia takich schorzeń jak łuszczyca czy trądzik.

Warto wspomnieć również o właściwościach leczniczych inhalacji wodą morską. Jednym z najcenniejszych składników jest jod, który znajduje się w nadmorskim powietrzu oraz gromadzony jest w organizmach ryb i innych organizmów morskich. Jod należy do mikroelementów, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania naszego organizmu. Niedobór jodu może prowadzić do chorób tarczycy. Spacery nad morzem działają leczniczo również na stany zapalne w oskrzelach oraz łagodzą ich reakcję na alergeny.

RiuZ8L9KW3F37

Zdjęcie przedstawia pozyskiwanie soli. U wybrzeża oceanu utworzono system mniejszych zbiorników. Mają one kształt kwadratowych basenów wypełnionych mętną wodą morską. Na brzegu każdego z nich widoczne są stosy soli morskiej.

Rl3CLaph5qeqx

Zdjęcie przedstawia pozyskiwanie soli. U wybrzeża oceanu utworzono system mniejszych zbiorników. Mają one kształt kwadratowych basenów. Woda w nich zawarta w wyniku ekspozycji na słońce zmieniła kolor i wysycha. Przez co widoczna jest gromadząca się w basenach sól morska.

Dla procesów życiowych, szczególną rolę odgrywa rozpuszczony w wodzie tlen. Część morskich zwierząt np. ryby, wykształciły specjalny narząd oddechowy zwany skrzelami. Dobrze natleniona woda sprzyja intensywnemu rozwojowi organizmów wodnych. Miejsca te należą do najlepszych łowisk. Brak tlenu natomiast powoduje powstawanie wspomnianych wcześniej stref martwej wody.

Duże znaczenie odgrywa również obecny w wodzie dwutlenek węgla. W połączeniu z wodą tworzy on kwas węglowy (HIndeks dolny 2₂COIndeks dolny 3₃), który z kolei obniża pH wody i zapewnia stabilność życia organizmów morskich.  Dzięki obecności dwutlenku węgla w wodzie morskiej, zwierzęta mogą również łatwiej czerpać węglan wapnia i wykorzystywać go do budowy wapiennych muszli, szkieletów czy pancerzyków. W gorących wodach, silniej nasyconych jonami wapnia, muszle i pancerzyki zwierząt są grubsze niż tych żyjących w wodach chłodnych.

Związki krzemu (SiOIndeks dolny 2₂) wykorzystują z kolei do budowy swoich szkieletów organizmy takie jak okrzemki, gąbki czy pierścienice. Istotną rolę odgrywają także substancje biogenne. Związki azotu i fosforu są wykorzystywane w procesach życiowych przez rośliny wodne.

R1csXqyvE3dKE

Zdjęcie przedstawia muszle organizmów morskich. Na powierzchni mają promieniście rozchodzące się bruzdy.

Słownik