Aigua de mar
De Wikipedia, l'enciclopèdia lliure
El aigua de mar és la que es pot trobar en els oceàs i marés de la Terra. És salada per la concentració de salis minerals dissoltes que conté, un 55‰ (5,5%) com a mitjana, entre les quals predomina el clorur sòdic, també conegut com a sal de taula. L'oceà conté un 97,25% del total de aigua que forma la hidrosfera.
Contingut |
Composició
| Composició de soluts sòlids de l'aigua de mar, cadascun expressat com a percentatge del total | |||
| Anions | Cations | ||
| Clorur (Cl-) | 55,29 | Sodi (Na+) | 30,75 |
| Sulfat (SOTA42-) | 7,75 | Magnesi (Mg++) | 3,70 |
| Bicarbonato (HCO3-) | 0,41 | Calci (Ca++) | 1,18 |
| Bromur (Br-) | 0,19 | Potassi (K+) | 1,14 |
| Fluor (F-) | 0,0037 | Estronci (Sr++) | 0,022 |
| Molècula no dissociada | Àcid bórico (H3BO3) | 0,076 | |
L'aigua de mar és una dissolució en aigua (H2O) de molt diverses substàncies. Fins als 2/3 dels elements químics naturals estan presents en l'aigua de mar, encara que la majoria només com a traces. Sis components, tots ells ionés, adonen de més del 99% de la composició de soluts. La taula adjunta enumera els més abundants.
Salinitat
L'estudi de la composició se simplifica pel fet que les proporcions dels components són sempre aproximadament les mateixes, encara que la concentració conjunta de tots ells és enormement variable. Ens referim a aquesta concentració total com a salinitat, que sol expressar-se en tant per mil (‰). Gràcies a la universalitat de la seva composició, la salinitat sol ser estimada a partir del mesurament d'un sol paràmetre, com la conductivitat elèctrica, el índex de refracció o la concentració d'un dels seus components, generalment el ion clorur (Cl-).
La salinitat presenta variacions quan es comparen les conques, les diferents latituds o les diferents profunditats. Afavoreix una salinitat més elevada l'evaporació més intensa pròpia de les latituds tropicals, sobretot en la superfície, i una menor salinitat la proximitat de la desembocadura de rius cabalosos i les precipitacions elevades.
De tots els mars oberts és el mar Rojo el que presenta major salinitat (40‰), vorejat com està de regions àrides. El mar Bàltic és el de salinitat menor (6‰ en les aigües superficials del golf de Botnia), per la seva petita profunditat, clima fred i amplitud de les conques que aboquen les seves aigües en ell, la qual cosa unit a la seva topografia gairebé tancada, limita molt els intercanvis amb el oceà Mundial. La salinitat és molt variable en els llacs i mars tancats que ocupen conques endorreicas, amb només un 12‰ en el mar Caspi i fins a un 330‰ en les capes superficials del mar Mort. El principal factor del que depèn la salinitat dels mars interiors és l'existència de drenatge, amb un o més emissaris per que els que desbordar, o que per contra l'evaporació sigui l'única forma de compensar-se les aportacions. Així el llac Victoria, amb un origen tectònic semblant al del Mar Mort, és un llac d'aigua dolça alhora que la font principal del cabalós ric Nil.
Les diferències de salinitat entre masses d'aigua es combinen amb les de temperatura per produir diferències de densitat, que al seu torn són responsables de la convecció en què es basa la circulació oceànica a gran escala, la trucada per això circulació termohalina.
Des que Edmond Halley ho va proposar en 1715, s'admet que la salinitat de l'aigua del mar és efecte d'una salinització progressiva, estabilitzada fa ja llarg temps, deguda a una aportació pels rius, no compensat, de sals procedents del rentat de les roques continentals. La salinitat no ha crescut des de fa milers de milions d'anys, a causa de l'acumulació de sal en sediments. Avui dia s'accepta que bona part del sodi procedeix de les mateixes emissions volcàniques que van facilitar originalment la formació de la hidrosfera.
Conductivitat elèctrica
L'aigua de mar presenta una elevada conductivitat elèctrica, a la qual contribueixen la polaritat de l'aigua i l'abundància de ions dissolts. Les sals en aigua es disocian en ions. Un ion és un àtom carregat positiva o negativament i que, per tant, intercanvia electrons amb el mitjà. Poden absorbir i alliberar electrons a les partícules veïnes. La conductivitat varia sobretot amb la temperatura i la salinitat (a major salinitat, major conductivitat), i el seu mesurament permet, una vegada controlada la temperatura, conèixer la salinitat.
Densitat
La densitat de l'aigua del mar és una de les seves propietats més importants. La seva variació provoca corrents. És determinada usant l'equació internacional d'estat de l'aigua de mar a pressió atmosfèrica, que és formulada per la UNESCO (UNESCO Technical Papers in Marine Science, 1981) a partir dels treballs realitzats al llarg de tot aquest segle per conèixer les relacions entre les variables termodinàmiques de l'aigua del mar: densitat, pressió, salinitat i temperatura. La densitat de la típica aigua del mar (aigua salada amb un 3,5% de sals dissoltes) sol ser d'1,02819 kg/L als -2 ºC, 1,02811 als 0 ºC, 1,02778 als 4 ºC, etc.
La densitat de l'aigua de mar depèn de les tres variables: Salinitat (s), Temperatura (t) i Pressió (p). Per simbolitzar la densitat s'empra generalment la lletra grega ρ(rho) i per indicar que és funció de les tres variables s'escriu ρ(s,t,p). El valor numèric de la densitat de l'aigua de mar en el seu ambient natural varia solament a partir del tercer decimal i, per economitzar espai i treball, així com per tenir una visió millor del valor, es defineix una altra quantitat simbolitzada per la lletra grega σ(Sigma) mitjançant la següent expressió.
σ(s,t,p)=(ρ(s,t,p)-1)x1000
Per exemple, a la densitat ρ(s,t,p)=1,02743 li correspon el valor σ(s,t,p)=27,43.
pH
El pH de l'aigua de mar és bàsic, variant entre 7,5 i 8,4. La intensa contaminació industrial amb CO2 ha produït ja una acidificació (reducció del pH) perceptible de l'aigua de mar, que s'estima és només la fase inicial d'un fenomen tan imparable com el escalfament global.[1]
Gasos
Els gasos dissolts són els mateixos que componen l'aire lliure, però en diferents proporcions, condicionades per diversos factors. La temperatura i la salinitat influeixen reduint la solubilitat dels gasos quan qualsevol d'aquests dos paràmetres augmenta. Altres factors són l'activitat metabòlica dels éssers vius i els complexos equilibris químics amb els soluts sòlids, com el ion bicarbonato (HCO3-). La concentració total i la composició dels gasos dissolts varien sobretot amb la profunditat, que afecta a l'agitació, la fotosíntesi (limitada a la superficial zona fótica) i l'abundància d'organismes.
En aigües oceàniques superficials ben barrejades, la composició típica de gasos dissolts inclou un 64% de nitrogen (N2), un 34% d'oxigen (O2) i un 1,8% de diòxid de carboni (CO2), molt per damunt aquest últim del 0,04% que hi ha en l'aire lliure. L'oxigen (O2) abunda sobretot en la superfície, on predomina la fotosíntesi sobre la respiració, i sol presentar el seu mínim cap als 400 m de profunditat, on els efectes de la difusió des de l'aire lliure i de la fotosíntesi ja no aconsegueixen, però on encara és alta la densitat d'organismes consumidors, que ho esgoten. La temperatura, més baixa en els fons profunds, afecta a la solubilitat dels carbonats.
Descens crioscópico
El descens crioscópico és la reducció del punt de fusió d'un dissolvent puro per la presència de soluts. És directament proporcional a la molalidad, la qual cosa fa que sigui més important per a soluts iònics, com els quals predominen en l'aigua de mar, que pels no iònics. El fenomen té importants conseqüències en el cas de l'aigua de mar, perquè la resposta al refredament intens de l'aigua de l'oceà, com ocorre en l'hivern de les regions polars, és la separació d'una fase sòlida flotant d'aigua pura. És així com es forma la banquisa entorn de la Antàrtida o al oceà Àrtic, com un agregat compacte de gel pur d'aigua, amb salmorra omplint els intersticios, i surant sobre una massa d'aigua líquida a menys de 0 ºC (fins a un límit de -1,9 ºC per a una salinitat del 3,5%).
Vegeu també
Referències
- ↑ Caldeira, K i Wickett, M.I. (2003). «Oceanography: Anthropogenic carbon and ocean pH» (en anglès). Nature. Vol. 425. DOI 10.1038/425365a.
