A água do mar

A água do mar no Estreito de Malacca

A água do mar é água de um mar ou oceano . Em média, a água do mar nos oceanos do mundo tem um salinidade de cerca de 3,5% (35 g / L, ou 599 mM). Isto significa que cada kg (cerca de um litro por volume) de água do mar tem cerca de 35 gramas (1,2 oz) de sais dissolvidos (predominantemente de sódio (Na ⁺⁾ e cloreto (Cl ^-) íons ). A densidade média na superfície é 1,025 g / ml. A água do mar é mais denso do que ambos água doce e de água pura (densidade 1,0 g / ml @ 4 ° C (39 ° F)), porque os sais dissolvidos adicionar a massa sem contribuírem significativamente para o volume. O ponto de congelamento da água do mar diminui com o aumento de concentração de sal. No salinidade típico que congela a cerca de -2 ° C (28 ° F). A água do mar mais fria já registrada (em estado líquido) foi em 2010, em um córrego sob uma Geleira da Antártida, e mediu -2,6 ° C (27,3 ° F).

Geoquímica

A condutividade térmica da água do mar é de 0,6 W / mK, a 25 ° C e a uma salinidade de 35 g / kg. A condutividade térmica diminui com o aumento da salinidade e aumenta com o aumento da temperatura.

Salinidade

Salinidade da superfície do mar média anual para o Ocean World. Os dados do World Ocean Atlas

Salinidade

Embora a grande maioria da água do mar tem uma salinidade de entre 3,1% e 3,8%, de água do mar não é solução salina de modo uniforme em todo o mundo. Onde a mistura ocorre com o escoamento da água fresca de bocas de rio ou perto de derretimento de geleiras, a água do mar pode ser substancialmente menos salina. O mais salina mar aberto é o Mar Vermelho , onde altas taxas de evaporação, baixo precipitação e fluxo do rio, e resultado circulação confinados em água raramente salgado. A salinidade em organismos isolados de água (por exemplo, o Mar Morto ) pode ser consideravelmente maior ainda.

A densidade da água do mar gamas superfície de cerca de 1,020 a 1,029 kg · m ^-3, dependendo da temperatura e da salinidade. No fundo do oceano, sob alta pressão, a água do mar pode chegar a uma densidade de 1.050 kg · m ^-3 ou superior. A água do mar pH é limitado à gama de 7,5-8,4. O velocidade do som na água do mar é de cerca de 1.500 m / s, e varia com a temperatura, salinidade, e pressão.

Impactos humanos

As alterações climáticas , subindo atmosférica de dióxido de carbono , o excesso de nutrientes e poluição em muitas formas estão alterando geoquímica oceânica global. Taxas de mudança para alguns aspectos exceder em muito os do registro geológico e histórico recente. Principais tendências incluem uma crescente acidez, redução da subsuperfície de oxigênio em ambos near-shore e águas oceânicas, o aumento dos níveis de nitrogênio costeiras, e os aumentos generalizados em mercúrio e poluentes orgânicos persistentes. A maioria destas perturbações estão ligados directa ou indirectamente para a combustão de combustível fóssil humano, o uso de fertilizantes, e actividade industrial. As concentrações são projetados para crescer nas próximas décadas, com impactos negativos sobre a biota mar e outros recursos marinhos.

Diferenças de composição de água doce

A água do mar contém mais dissolvidos íons do que todos os tipos de água doce. No entanto, as proporções de solutos diferem dramaticamente. Por exemplo, embora a água do mar contém cerca de 2,8 vezes mais bicarbonato de água do rio com base em molaridade, a percentagem de bicarbonato na água do mar como uma proporção de todos dissolvidos iões é muito menor do que em água de rio. Íons bicarbonato também constituem 48% dos solutos de água do rio, mas apenas 0,14% de todos os íons de água do mar. Diferenças como estas são, devido aos diferentes tempos de residência da água do mar; solutos de sódio e de cloro tem tempos de permanência muito longos, enquanto que o cálcio (vital para carbonato de formação) tende a precipitar muito mais rapidamente. As mais abundantes iões dissolvidos na água do mar são o sódio, cloreto, magnésio , sulfato de cálcio e.

Componentes microbianos

Research em 1957 pelo Água Scripps Institution of Oceanography amostrados em ambos os pelágicos e locais neríticas no Oceano Pacífico. Foram usadas contagens microscópicas diretos e culturas, as contagens directas, em alguns casos, mostrando até 10 000 vezes o obtido a partir de culturas. Estas diferenças foram atribuídas à ocorrência de bactérias em agregados, efeitos selectivos dos meios de cultura, e a presença de células inactivas. Uma redução marcada com números de cultura bacteriana foi observada abaixo da termoclina, mas não por observação microscópica direta. Um grande número de espirilos formas semelhantes foram vistos por microscópio, mas não sob cultivo. A disparidade nos dados obtidos pelos dois métodos é bem conhecido neste e em outros campos. Na década de 1990, a melhoria das técnicas de detecção e identificação de micróbios por sondagem apenas pequenos trechos de DNA , permitiu aos investigadores que participam no Censo da Vida Marinha de identificar milhares de micróbios anteriormente desconhecidos normalmente presentes apenas em pequenas quantidades. Isto revelou uma muito maior diversidade do que se suspeitava anteriormente, de modo que um litro de água do mar pode deter mais de 20 000 espécies. Dr. Mitchell Sogin do Laboratório de Biologia Marinha considera que "o número de diferentes tipos de bactérias nos oceanos poderia eclipse cinco para 10 milhões."

As bactérias são encontrados em todas as profundidades no coluna de água, bem como nos sedimentos, sendo alguns aeróbico, anaeróbico outros. A maioria está livre de natação, mas existem alguns como simbiontes dentro de outros organismos - exemplos dessas bactérias bioluminescentes sendo. As cianobactérias desempenhou um papel importante na evolução de processos para o mar, permitindo o desenvolvimento de estromatólitos e oxigênio na atmosfera.

Algumas bactérias interagir com diatomáceas, e formam um elo crítico na ciclagem de silício no oceano. Uma das espécies anaeróbias, Thiomargarita namibiensis, desempenha um papel importante na quebra de erupções sulfureto de hidrogénio a partir de sedimentos de diatomáceas na costa da Namíbia, e gerado pelas altas taxas de crescimento do fitoplâncton no Benguela zona de ressurgência corrente, acabou caindo para o fundo do mar.

Bactérias como Archaea surpreendeu microbiologistas marinhos por sua sobrevivência e prosperidade em ambientes extremos, como o fontes hidrotermais no fundo do oceano. Alkalotolerant bactérias marinhas, como E Pseudomonas Vibrio spp. sobreviver numa gama de pH de 7,3-10,6, enquanto algumas espécies irão crescer apenas a um pH de 10-10,6. Archaea também existem em águas oceânicas e pode constituir tanto quanto a metade do oceano de biomassa, que joga claramente um papel importante em processos oceânicos. Em 2000 sedimentos do fundo do oceano revelaram uma espécie de Archaea que quebra o metano , um importante gás de efeito estufa e um dos principais contribuintes para o aquecimento atmosférico. Algumas bactérias quebrar as rochas do fundo do mar, influenciando água do mar química. Derramamentos de petróleo, e escoamento contendo esgoto humano e poluentes químicos têm um efeito significativo sobre a vida microbiana nas imediações, bem como patógenos e toxinas que afetam abrigando todas as formas de vida marinha. O protist dinoflagelados pode em determinados momentos sofrem explosões populacionais chamado flores ou As marés vermelhas, muitas vezes depois poluição causada pelo homem. O processo pode produzir metabolitos conhecidos como biotoxinas, que se movem ao longo da cadeia alimentar do oceano, defeituosas consumidores animais de ordem superior.

Em 2013 investigadores de Universidade de Aberdeen anunciou que eles estavam começando uma caça para os produtos químicos não descobertos em organismos que evoluiu em valas de águas profundas, na esperança de encontrar "a próxima geração" de antibióticos, antecipando um "apocalipse antibiótico", com uma escassez de novas drogas que combatem a infecção. A investigação financiada pela UE terá início no Atacama Trench e, em seguida, passar para trincheiras de pesquisa fora da Nova Zelândia e Antártida .

O oceano tem uma longa história de coleta de lixo humano na suposição de que o seu vasto tamanho faz com que seja capaz de absorver e diluir todo o material nocivo. Embora isso possa ser verdade em pequena escala, as grandes quantidades de esgoto rotineiramente despejado tem prejudicado muitos ecossistemas costeiros, e tornou-os com risco de vida. Vírus patogénicos e bactérias ocorrer em tais águas, tal como Escherichia coli, Vibrio cholerae a causa da cólera , hepatite A, hepatite E e da poliomielite , juntamente com protozoários causando giardíase e criptosporidiose. Estes patógenos são rotineiramente presente na água de lastro de navios de grande porte, e são amplamente difundidos quando o lastro seja descarregada.

Origem

Diagrama que mostra concentrações de vários íons de sal na água do mar: Cl ^- 55%, Na ⁺ 30,6%, SO 2-
4 7,7%, Mg ²⁺ 3,7%, 1,2% de Ca ^2+, K ⁺ 1,1% Outros 0,7%. Note-se que o diagrama é apenas correcta em unidades de peso / peso, não p / v ou v / v.

As teorias científicas por trás das origens do sal marinho começou com Sir Edmond Halley em 1715, que propôs que o sal e outros minerais foram levadas para o mar por rios após chuvas lavou-o para fora da terra. Ao chegar ao oceano, estes sais concentrados como mais sal chegou ao longo do tempo (ver ciclo hidrológico .) Halley observou que a maioria dos lagos que não têm saídas para o mar (como o Mar Morto eo Mar Cáspio , consulte bacia endorheic), têm alto teor de sal. Halley denominou este processo de "intemperismo continental".

A teoria de Halley foi parcialmente correta. Além disso, o sódio lixiviado para fora do fundo do oceano quando o oceano formado. A presença de outros iões dominantes, cloreto, resultados de sal de outgassing de cloreto (como ácido clorídrico ) com outros gases do interior da Terra através de vulcões e fontes hidrotermais. Os íons de sódio e cloreto posteriormente tornaram-se os constituintes mais abundantes de sal marinho.

Salinidade do oceano tem sido estável por bilhões de anos, provavelmente como consequência de uma substância química / tectónica sistema que remove tanto sal como é depositado; por exemplo, de sódio e de cloreto de pias incluir evaporite depósitos, pore enterro de água, e as reações do fundo do mar com basaltos .

Consumo humano

Acidentalmente consumindo pequenas quantidades de água do mar limpa não é prejudicial, especialmente se a água do mar é tomado juntamente com uma maior quantidade de água fresca. No entanto, beber água do mar para manter a hidratação é contraproducente; mais água deve ser excretada para eliminar o sal (através urina) do que a quantidade de água a partir da própria água do mar.

O sistema renal regula activamente o cloreto de sódio no sangue dentro de uma gama muito estreita de cerca de 9 g / L (0,9% em peso).

Na maioria das águas abertas concentrações variam um pouco em torno de valores típicos de cerca de 3,5%, muito maior do que o corpo pode tolerar ea maioria além do que o rim pode processar. Um ponto freqüentemente negligenciado, em alegações de que o rim pode excretar NaCl nas concentrações bálticos (2%), é que o intestino não pode absorver água a tais concentrações, de modo que não há nenhum benefício em beber dessa água. Beber água do mar aumenta temporariamente concentração de NaCl de sangue. Isso sinaliza o rim para excretar sódio, mas a concentração de sódio da água do mar é superior capacidade de concentração máxima do rim. Eventualmente concentração de sódio do sangue sobe a níveis tóxicos, removendo a água das células e interferir com condução nervosa, em última análise, a produção de fatal apreensão e arritmia cardíaca.

Manuais de sobrevivência consistentemente desaconselhar a beber água do mar. Um resumo de 163 viagens de jangada vida estimada do risco de morte em 39% para aqueles que beberam água do mar, em comparação com 3% para aqueles que não o fez. O efeito da ingestão de água do mar em ratos confirmaram os efeitos negativos do consumo de água do mar quando desidratado. No entanto, a regulação da absorção de sais da água do mar pode ser possível através do cólon. A mãe da família Robertson que estavam náufrago por 38 dias em 1972, propôs a viabilidade de hidratação através enemas de água unpotable.

A tentação de beber água do mar foi maior para os marinheiros que tinham gasto o seu fornecimento de água fresca, e foram incapazes de captar a água da chuva o suficiente para beber. Essa frustração foi descrito famosa por uma linha de Samuel Taylor Coleridge 's The Rime of the Ancient Mariner :

Água, água, em toda parte,
E todas as tábuas fez encolher;
Água, água, em toda parte,
Nem uma gota para beber.

Embora os seres humanos não podem sobreviver na água do mar, algumas pessoas afirmam que até duas xícaras por dia, misturado com água fresca em uma proporção de 2: 3, não produz nenhum efeito doente. O médico francês Alain Bombard sobreviveu a uma travessia do oceano em um bote de borracha Zodiak com carne crua, principalmente peixes, que contém cerca de 40 por cento de água (como a maioria tecidos vivos), bem como pequenas quantidades de água do mar e outras disposições colhidas do mar. Suas descobertas foram desafiados, mas uma explicação alternativa não foi dada. Em Kon-Tiki, Thor Heyerdahl relataram beber água do mar misturada com frescos em uma proporção 40/60%. Alguns anos mais tarde, outro aventureiro chamado William Willis afirmou ter bebido dois copos de água do mar e um copo de doce por dia durante 70 dias sem efeito doente quando ele perdeu parte de seu abastecimento de água.

Richard Russell defendia a sua utilização médica no Reino Unido no século 18 e René Quinton expandiu-lo na França e em outros países no século 20. Atualmente é amplamente utilizado na Nicarágua e em outros países, aproveitando as mais recentes descobertas médicas.

A maioria dos navios ocean-going dessalinizar potável água a partir de processos de água do mar usando como ou destilação de vácuo destilação instantânea em várias fases, em uma evaporador, ou mais recentemente por Osmose Inversa. Estes processos de utilização intensiva de energia não estavam geralmente disponíveis durante o Age of Sail. Maiores navios de guerra à vela com grandes equipes, como Nelson 's HMS Victory foram equipados com aparelhos de destilação em sua galeras.

Outros animais terrestres e marinhos, como peixes , baleias , tartarugas marinhas e pingüins podem se adaptar a um habitat salino alta. Por exemplo, o rim do rato deserto pode concentrar de sódio muito mais eficientemente do que o rim humano.