Dažreiz vienkāršākais jautājums spēj sajaukt kādu gudro. Vasarā atpūšoties pie jūras, daži cilvēki domā, kāpēc ūdens šeit ir sāļš (ar raksturīgu rūgti sāļu garšu), un upē, kas plūst caur manu pilsētu, tas ir svaigs un piemērots dzeršanai. Atbilde šķiet vienkārša, bet, padomājot par to vairāk, vienkāršība kaut kur sāk pazust. Tagad pasaulē ir 2 galvenās teorijas, kas izskaidro jūras ūdens sāļumu. Mēģināsim izskatīt abus, bet vispirms pieskarsimies ūdens sāļuma jēdzienam kopumā.
Kā nosaka ūdens sāļumu?
Parasti tiek mērīts jebkuras vielas koncentrācija šķidrumā procentos (1/100 frakcija) vai ppm (1/1000 frakcija). Ūdens sāļuma noteikšanai tika nolemts izmantot ppm, un par sākumpunktu tika izvēlēta sāļu koncentrācija Biskajas līcī - tur tā ir 35 ppm. Tas nozīmē, ka litrā Biskajas ūdens ir izšķīdināti 35 grami dažādu sāļu.
Robeža starp saldūdeni un sālsūdeni tika noteikta pie 1 ppm - viss ūdens, kurā sāļu izšķīdina mazāk par 1 gramu, ir svaigs, vairāk sāls. Nav ļoti viegli sajust sāļumu 1 ppm, bet sajust dažādu jūras ūdeņu garšas atšķirības ir ļoti reāli.
Nāves jūrai ir maksimālais sāļums, kur tā var sasniegt 350 ppm (litrā ūdens ir līdz 350 gramiem sāls), lai gan šī nav jūra, bet gan nerūsējošs ezers. Minimālais sāļums ir 7 ppm Baltijas jūras ūdeņos. Pasaules okeāna vidējais sāļums ir 35 ppm.
Reklāmas video:
Tradicionālā teorija
Pat sēžot pie skolas galda, gandrīz visi dzirdēja skaidrojumu par jūras ūdens sāļumu no ģeogrāfijas skolotāja mutes. Skolotājs teica, ka ūdens no okeānu un jūru virsmas iztvaiko ļoti tīrs - gandrīz destilēts. Tajā patiešām ir maz dažādu vielu, tāpēc sāļu gandrīz nav. Un, nokrītot uz zemes virsmas (un gandrīz viss lietus ūdens nāca no jūras dūmiem), tas uzsūcas augsnē. Pēc tam pazemes ūdeni savāc straumēs, kuras virspusē saplūst upēs un ieplūst jūrās. Tādējādi dabā notiek hidroloģiskais cikls vai ūdens cikls.
Ūdens cikla diagramma dabā. Attēlu avots: Amerikas Savienoto Valstu ģeoloģijas dienests (USGS) - ASV Iekšlietu departamenta aģentūra.
Ceļā uz jūru upes ūdens nomazgā minerālu ieži un izšķīdina tajā dažus sāļus. Šo sāļu koncentrācija ir zema, tāpēc upes ūdens paliek svaigs visā tā garumā. Pa ceļam uzkrātie sāļi tiek nogremdēti Pasaules okeānā, un no tā nekur neiet - galu galā tīrs ūdens iztvaiko, bez piemaisījumiem. Ņemot vērā, ka šāds cikls ilgst miljardiem gadu, kļūst diezgan skaidrs, kāpēc jūras ūdens garšo sāļš.
Šī teorija labi izskaidro Pasaules okeāna sāļumu un augsto sāļu koncentrāciju dažās slēgtās ūdenstilpēs. Bet jūras ūdens pārsvarā satur parasto nātrija hlorīda sāli, citu savienojumu koncentrācija ir daudz mazāka. Un upju saldūdens ir visvairāk piesātināts ar karbonātiem, tas ir, ar ogļskābes sāļiem. Būtu loģiski, ja jūras ūdenī būtu daudz karbonātu, bet tas tā vienkārši nav.
Jauna teorija
Ne tik sen zinātnieki izvirzīja jaunu teoriju, kas ātri ieguva popularitāti zinātnieku aprindās. Vairs nav šaubu, ka dienās, kad Zeme bija jauna, uz tās virsmas plūda vardarbīga vulkāna aktivitāte. Lieli izvirdumi bija ikdienas norma.
Fotoattēlā redzams Villarrica vulkāna izvirdums Araucania, Čīle (2015).
Ļoti diezgan daudz vulkānisko gāzu nonāca atmosfērā, tās bija piesātinātas ar hloru, fluoru un bromu nesaistītā veidā. Šīs gāzes ātri apvienojas ar ūdens tvaikiem, veidojot dažādas skābes. Pēc tam šie iegūtie šķidrumi izkrita ar skābām lietām, ieskaitot sākotnēji veidotajā okeānā, tā ka ūdens tajā vienmēr bija skābs.
Pasaules okeāna skābēm bija augsta ķīmiskā aktivitāte, un tās iekļuva savienojumos ar apakšējās virsmas metāliem (nātriju, kāliju, magniju). Un skābes savienojumi ar metālu noved pie atbilstošo sāļu veidošanās. Tādējādi parādījās pazīstamā jūras ūdens garša. Laika gaitā planētas vulkāniskā aktivitāte samazinājās. Apmēram pirms pusmiljarda gadiem skābes tika neitralizētas, un okeāna ūdens ieguva pašreizējo garšu.
Kura teorija ir pareiza?
Kura no iepriekšminētajām teorijām ir patiesa, ir jāizlemj lasītājam, katrai no tām ir tiesības uz dzīvību. Raksta autoram šķiet, ka abi zinātniskie apgalvojumi ir atšķirīgā mērā patiesi. Droši vien pirmie sāļi pasaules okeānā tika iegūti nepārtrauktu vulkānu izvirdumu rezultātā. Un tagad jūru sāļums tiek saglabāts, pateicoties tam, ka svaigu upju ūdens tos izvada no zemes izšķīdušā veidā. Sāļumu var saglabāt arī jūras dzīve, kurai ir nepieciešami izšķīdināti organismi.
Nāves jūras sāls.