Geohemija hidrosfere

Геохемија хидросфере

Природа хидросфере

. Хидросфера представља испрекидан

водени омотач слатке, слане воде и леда на земљиној површини. Она
обухвата океане са морима и заливима, затим језера, реке и потоке,
подземне воде, снег и лед. Океани су несумњиво први по величини.
Они   покривају   површину   од   361   x   10   km   или   70.8%   земљине
површине. Са средњом дубином од 3800 m   запремина океанске воде
износи 1372 x 10  km . Густина морске воде нормалног салинитета на
0º С износи на површини 1.028, а расте са дубином због стишљивости
воде под повећаним притиском. Кларк узима за средњу густину 1.03,
која   кад   се   помножи   са   горњом   запремином   даје   1413   x   10   kg   за
целокупну масу океана.

Теже је доћи до тачне процене воде у другим деловима

хидросфере. Goldschmidt /1933/ је проценио да се 273 l воде у свим
облицима јавља на сваки квадратни сантиметар земљине површине,
распоређене на следећи начин:

литара

килограма

Морска вода

268.45

278.11

Слатка вода

0.1

Континентални лед 4.5

4.5

Водена пара

0.003

На основу ових бројки маса слатке воде и континенталног леда

чини мали удео укупне масе хидросфере. На тај начин морска вода
обухвата преко 98% масе хидросфере и стога се њен састав без велике
грешке може узети као средњи састав хидросфере, пошто мале
количине слатке воде и континенталног леда не могу знатно утицати на
резултат.

Састав морске воде.

Две произвољно дефинисане количине,

хлоринитет и салинитет, обично се употребљавају у разматрању
састава воде. Хлоринитет се одређује таложењем хлорида са сребровом
соли и представља целокупну количину у грамовима хлорида, бромида
и јодида које садржи један килограм морске воде, узимајући да су

бромид и јодид изражени као хлорид. Салинитет представља количину
растворених соли на килограм воде и може се израчунати из
хлоринитета или одредити мерењем густине. Хлоринитет и салинитет
се обично изражавају у грамовима на килограм (g/kg) морске воде, или
у промилима (‰). У отвореним океанима средњи салинитет се креће
око 35‰, али износи и до 40‰ у Црвеном мору и Персијском заливу,
где је јако испаравање а слабо притицање и таложење. Међутим, у свим
примерцима морске воде релативни односи различитих јона су
практично константни и на тај начин одређивање једног састојка пружа
податак о другом. Због хомогености морске воде, најтачнији подаци у
геохемији су они који се односе на океане.

Тачне податке о средњем саставу морске воде дао је још 1884

године Dittmar који је извршио бружљиве анализе 77 примерака воде,
који су представљали све океане а били су узети и са површине и из
дубине. Ови примерци су прикупљени у току путовања око света брода
H.M.S.   “Challenger”   /1872-1876/.   Он   је   одредио   халогениде,   сулфат,
магнезијум, калцијум и калијум. У мешовитим примерцима је нашао
однос брома према хлору и одредио карбонат. Натријум је рачунао из
разлике у збиру хемијских еквивалената позитивних и негативних јона.
То   је   радио   зато   што   није   био   у   стању   да   постигне   директно
задовољавајуће одређивање натријума. Рад Dittmara је показао да нема
значајних  регионалних  разлика  у  релативном  саставу  морске  воде  и
може се узети да његове средње вредности представљају односе између
главних растворених елемената. Од 1884 па на овамо урађено је много
на истраживању хемијског састава морске воде и велики напредак је
учињен   на   пољу   аналитичке   хемије.   Ипак,   вредности   које   је   добио
Dittmar  сасвим се добро слажу са онима које се данас прихватају као
најбоље, што представља сјајну потврду успеха његовог рада.

Бројке за главне састојке су дате на таблици 24. и односе се на

хлоринитет   од   19‰,   који   се   узима   као   стандардна   концентрација
морске воде. Због сталности релативних односа главних састојака, ма
који од њих се може користити као мерило за друге, а хлоринитет се
најлакше   одређује.   Због   сложеног   састава   морске   воде   немогуће   је
директно   хемијском   анализом   одредити   целокупну   количину
растворених чврстих супстанци у датом примерку. Шта више, тачни
резултати   се   не   могу   добити   испаравањем   морске   воде   и   мерењем
остатака, пошто се неки од састојака, нарочито хлориди, губе при крају
испаравања.   Отуда   потиче   потреба   индиректних   метода   које   се
заснивају на фактору хлоринитета.

води не улази у хемијске реакције и отуда концентрација овог елемента
не показује знатне варијације. Кисеоник с друге стране игра активну
улогу   у   метаболизму   и   у   распадању   органске   материје   и   његов
проценат знатно варира с места на место. Атмосфера такође регулише
садржај угљен диоксида у површинским водама, али однос је сложен
пошто је угљен диоксид присутан у морској води у четири различита
облика:   као   слободан   угљен   диоксид,   у   виду   карбонатних   јона,
бикарбонатних јона и недисосоване H CO . Садржај угљен диоксида у
морској   води,   који   представља   најважнији   фактор   за   растворљивост
CaCO ,  зависи   такође   од   природе   и   опсега   биолошке   активности.
Амонијак, аргон, хелијум и неон су откривени у морској води. Водоник
сулфид је често локално присутан (вероватно делом у води сулфидних
јона   пре   него   слободног   гаса)   и   може   да   буде   распрострањен   у
устајалим водама на дну. Таблица 26. даје неке податке о раствореним
гасовима у морској води. Морска вода с хлоринитетом од 19‰ на 0ºС у
равнотежи   с   нормалном   сувом   атмосфером   садржаће   8.08  ml/l
кисеоника и 14.40 ml/l азота.

Таблица 25. Елементи растворени у морској води изузев растворених гасова

Елеменат

Концентрација(g/t)

4.6

1.3

0.01- 4

0.003- 2.4

N као амонијак

0.005- 0.05

као нитрит

0.0001- 0.05

као нитрат