Океанът непрекъснато получава солено?

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 09:37

Повечето морски соли идват от ерозията, причинена от водата, където реките в крайна сметка носят разтворените соли в океаните. Отсъствайки няколко ключови процеса, солеността на океана непрекъснато ще се увеличава; обаче, има няколко механизма, наречени "солни мивки", които помагат да се премахнат солите от океаните с почти същото ниво, както се добавят.

Една голяма мивка е благодарение на изпарението на водата. След като морската вода се изпари, концентрацията на солта се увеличава. Как се премахва солта от водата? В крайна сметка водата ще се пренасища на определени места и вече няма да може да поддържа всички соли разтворени, което ще доведе до образуването на изпарени отлагания в утайката, които в крайна сметка ще се залепят в утаечни скали.

Една втора, свързана мивка, използва вятъра за пръскане на морска вода обратно на земята, където водата се изпарява, оставяйки солените отлагания.

Другите мивки разчитат на химически процеси. Например лавата на дъното на океана ще реагира с разтворени солни йони (като Mg2 +), като ги отстранява от водата. Освен това някои глини абсорбират някои соли (например Mg2 + и К +), а някои водородни минерали, като фероманганови възли, също се образуват чрез използване на соли, което води до намаляване на океанската соленост.

Морският живот също помага да се премахнат солите от океана. Много животни поглъщат или извличат по друг начин соли от водата и това може да се включи в организма, например с обвивка (от соли като Si4 + и Ca2 +), или може да се екскретира (read: pooped). Те попадат на океанския под и стават част от слоя от утайки там. Подобно на изпарените минерали, те в крайна сметка се включват в утаечните скали.

Отвъд солни мивки, сладководни води от реки, топене на лед и други подобни доставят постоянен поток от сравнително прясна вода на океаните, което спомага за балансиране на загубата на вода чрез изпаряване.

Заедно тези входове и изходи в крайна сметка поддържат световната океанска соленост в относително състояние на равновесие, въпреки че винаги има океански райони, които са повече или по-малко солени в зависимост от различни фактори.

Това може да изглежда малко донякъде случайно (особено като се има предвид колко важна е нивото на соленост на океана спрямо климата), но всъщност това равновесие няма нищо общо, защото степента на премахване на солта от океана е пряко свързана с концентрацията му - по-високи скорости на отстраняване чрез гореспоменатите солни поглътители и обратно.

В резултат на това поне за последните 1,5 милиарда години концентрацията на соли в глобалната морска вода остава относително постоянна на 3,5%.

Това обаче започна да се променя значително през последния половин век, потенциално с катастрофални дългосрочни последици, ако тенденцията продължи. (Повече за това в Бонус фактите по-долу.) Ако предположихте, че изменението на климата има нещо общо с намаляването на океанската соленост, вие получавате златна звезда.

Бонусни факти:

Причината, поради която океанската соленост е толкова важна за глобалния климат, е свързана с течения в океаните, които действат като огромен "лентов транспортьор", движат топлата вода от екватора и субтропиците до полюсите, и по-хладна вода от полюсите обратно към по-горещите области (в процес, наречен термохалинова циркулация). Тъй като в топ девет метра от океана има повече топлина, отколкото в цялата атмосфера на Земята, това движение на топлина и студ помага за контролирането на климата по целия свят. Ако се спре или се забави значително, сухите области ще станат по-сухи и влажните зони ще станат по-влажни. Това би довело и до по-екстремни температурни диапазони в различни части на света, като някои места ще станат по-горещи, а други - по-хладни. Какво общо има това с океанската соленост? Солите играят ключова роля в поддържането на този лентов транспортьор, който се движи, тъй като плътността на солената вода е един от основните двигатели на подводните течения, накратко помагайки на гъстата, охладена вода, докато се приближава до полюсите. Въпреки това, при топене на лед заедно с по-високи от нормалните валежи в момента значително намалява океанската соленост около тези охлаждащи райони и някои субтропични райони стават още по-солени поради различни причини, това може потенциално да повлияе отрицателно на този "конвейер".

През 2011 г. NASA и космическата агенция на Колумбия (CONAE), аржентинската космическа агенция, с технологична помощ от Националния център за изследване на демокрацията (CNES) и италианската Agenzia Spaziale Italiana (ASI), стартираха сателит SAC-D, съдържащ инструмент "Водолей", използван за измерване и картографиране на глобалните промени в океанската соленост и за по-добро разбиране на океанската циркулация. Сред много други неща, данните от Водолей изглежда показват, че голяма струя прясна вода може да увеличи крайната интензивност на ураганите. На североизточното крайбрежие на Южна Америка, където две големи реки - Амазонка и Ориноко - се изсипват в Атлантическия океан, на върха си двете реки "създават пясък с ниска соленост на водата.,, покрива.,, над 380 000 квадратни мили ", на дълбочина малко над три фута. Наблюдавайки урагана Катя през 2011 г., екипът разбра, че кафето очевидно е попречило на Катя да изкара на повърхността дълбока, студена, солена вода (нещо, което е обичайно при ураганите и е друг ключов фактор за регулиране на глобалния климат).Без нея топлата вода за повърхностна температура допринесе за по-силен ураган и помогна на Катя да стане категорична категория 4. Според изследователите 68% от ураганите от категория 5 в Атлантическия океан, в един момент, прекосиха тази пещера, смятат, че океанската соленост играе ключова роля при охлаждането и овлажняването на ураганите.

Ураганите обикновено умират много бързо след удара на земята, защото се нуждаят от топла вода, за да продължат да се захранват; те са в действителност гигантски топлинни двигатели. Те се захранват от толкова много топлина, че могат да отделят 50-200 екзаула на топлинна енергия на ден. Това е същото количество енергия, което би било освободено от детонирането на 45 000 ядрени бомби на ден от експлозивната способност на "Малкото момче", бомбата падна върху Хирошима. За да го кажем по друг начин, това е около 200 пъти повече енергия, отколкото човешките същества понастоящем имат способността да генерират, ако всяка електрическа централа на Земята работи за 100% капацитет за целия ден.

Правителството на САЩ някога се опита да развие начин да спре ураганите от формирането им или поне да ги отслаби. Опитът е бил известен като "Проект Stormfury", съсредоточен специално върху поставянето на сребърен йодид в бурите, които замръзват вода в най-външните дъждове, надявайки се да сринат вътрешната стена на очите и основно да спрат топлинния двигател в следите му или поне намаляване на силата му. Макар че изглеждаше, че по онова време работи малко, в ретроспекция се смята, че усилията им почти нямат ефект. Един ураган, ураган Деби, първоначално е намалил интензитета си с около 30%, но бързо се е възстановил и е бил толкова мощен, колкото и да е, дори след втори опит за сеитба. По-късно е установено, че ураганните очни стени се движат, така че 30% спад вероятно е само част от цикъла и няма нищо общо със сребърен йодид. Макар че те не успяха да спрат урагана, в друг опит ураганът, който би се отървал от населените райони, след като беше заселен, се раздвижи по посока на Савана и Грузия. Излишно е да казвам, че сеитбата на ураганите със сребърен йодид не е нещо, което никой вече не прави. Множество други идеи са предложени за охлаждане на окото, но простият факт на въпроса е, че количеството топлинна енергия, използвана тук, е прекалено много за всяко известно практическо решение за работа дори и като се имат предвид милиардите долари на щети годишно урагани направя.

Още повече, че би било лоша идея да се опитаме да спрем ураганите, дори и да можехме. Докато тропическите бури и ураганите причиняват много щети на населените места, те всъщност са критична част от атмосферната циркулационна система на Земята, пренасяйки топлинната енергия от тропиците в по-студени географски ширини, като в същото време охлаждат горните слоеве на океана бурята минава не само от използването на топлинната енергия, но и от разбъркване на водата и смесване на горните топли слоеве с вода от по-дълбоките охладителни слоеве на океана, както беше споменато по-горе. Те също така транспортират големи количества вода във вътрешността, за да помогнат за облекчаване на сушата. Освен глобалните климатични ефекти се смята, че ако се спрем да се случи, водите около екватора ще продължат да събират топлина, създавайки още по-масови урагани, които ще стават все по-трудни за спиране, вероятно дори да създадат катастрофален ураган.

Теоретизират някои изследователи, като професор по метеорология в М.И.Т. Кери Емануел, че такъв катакличен ураган е можел да унищожи динозаврите. Теорията е, че астероидният удар би могъл да загрява части от океана до 90 градуса по Фаренхайт (50 градуса по Целзий) над нормалните температури. Допълнителната топлинна енергия би довела до супер-урагани, като тези, които никога не са били наблюдавани от хората, като скоростта на вятъра е над 1,130 к / ч. Не само скоростта на вятъра щеше да доведе до смъртта на динозаврите, но и фактът, че това би позволило водните пари да бъдат пренесени в земната стратосфера, причинявайки катастрофални промени в климата.

Дори без такъв супер ураган се смята, че по-малките "супер" урагани са били норма, дори само преди 1-3 хиляди години. Това се основава на проби, взети дълбоко във вътрешността на Мексиканския залив, които показват, че пясъкът от океана редовно се извършва далеч по-навътре в сушата, отколкото ураганите днес, и с по-редовен характер (около 3-5 пъти повече урагани годишно, днес).

Изчислено е, че ако сте извадили цялата сол от океаните на света, тя би могла да покрие всеки квадратен инч от сушата на Земята със слой сол на около 500 фута или около 150 метра дълбока.