Zasolenie

Badacze morza sądzą, że woda morska jest zakumulowanym produktem mieszania się przez miliony lat cząsteczek pochodzących z powietrza, skał i gleby z wodą deszczową. Jednym z powodów, dla którego woda słodka jest rzeczywiście słodka, jest fakt, że akumuluje się w głąb lądu pod wpływem opadów atmosferycznych (prawie czysta woda) i, poza kilkoma przypadkami, w skali geologicznej nie ma czasu, żeby zostać słoną. Rozpuszczone składniki stanowią około 3,5 procenta wody morskiej. Pozostałe 96,5 procenta to czysta woda. W światowych oceanach można znaleźć śladowe ilości wszystkich naturalnie występujących substancji. Generalnie dzielą się one na trzy kategorie: substancje nieorganiczne (zazwyczaj nazywane solami i składnikami pokarmowymi), rozpuszczone gazy i substancje organiczne (zazwyczaj pochodzące od żywych organizmów). W ostatnich latach pojawiła się czwarta kategoria: organiczne i syntetyczne substancje takie jak DDT i inne zanieczyszczenia, które mogą mieć niszczycielski efekt na życie morskie. Zasolenie odnosi się do chlorku sodu (NaCl) rozpuszczonego w wodzie, wraz z innym solami, włączając chlorek potasu (KCl). Zasolenie obejmuje całkowitą ilość lub koncentrację wszystkich rozpuszczonych nieorganicznych ciał stałych, albo bardziej precyzyjnie, jonów. Wchodzi w to chlorek sodu i wszystko inne powszechnie zwane rozpuszczonymi solami. Zasolenie wyrażamy w promilach, ponieważ nawet bardzo małe jego zmiany są znaczące. Znak ‰ oznacza „promil”, czyli „części na tysiąc”, więc 35‰ oznacza 35 części na tysiąc. (Żeby przeliczyć promile na procenty, trzeba podzielić przez 10, więc 35‰=3.5%) średnie zasolenie oceanów wynosi 35‰, czyli 3.5%.

Ogólnie rzecz biorąc, większa część zasolenia wody zmienia się bardzo mało, aczkolwiek w określonych regionach potrafi się ona bardzo zmieniać: od bliskiej zeru przy wylotach rzek do 40‰ w zamkniętych, jałowych regionach takich jak Morze Czerwone. Proporcje poszczególnych rozpuszczonych soli w wodzie morskiej nie zmieniają się, zmienia się tylko względna ilość wody. Zasolenie zmienia się, gdy woda słodka wpada do oceanu, np. z rzek lub w postaci deszczu albo, gdy woda paruje. Na przykład, woda słonawa powstaje w wyniku mieszania się wody słodkiej i słonej w ujściach rzek. Woda słonawa ma zasolenie od 0.6‰ do 30‰. Solanka, czyli woda nasycona, albo prawie nasycona rozpuszczoną solą, powstaje albo w obszarach o dużym parowaniu i małym dopływie wody słodkiej, albo w miejscach gdzie wysad solny rozpuszcza się na dnie morza, co jest powszechne w Zatoce Meksykańskiej. Tak jak temperatura, wielkość albo zmiana zasolenia może drastycznie wpłynąć na przetrwanie organizmu. Zmiana zasolenia wpływa na wewnętrzną równowagę chemiczną morskich roślin i zwierząt. Wszystkie morskie rośliny, bezkręgowce i większość ryb posiada płyny ustrojowe o zasoleniu w przybliżeniu równym zasoleniu wody, w której żyją. Zapewnia to równowagę chemiczną pomiędzy ich wewnętrznymi płynami i środowiskiem zewnętrznym. Większość roślin i zwierząt nie posiada mechanizmu pozwalającego na regulowanie ich wewnętrznej równowagi chemicznej w wypadku dużej zmiany zasolenia otoczenia, ale istnieje kilka, które to potrafią. Najlepszym być może przykładem ryby, która posiada osmoregulację (czyli proces regulacyjny, który pozwala organizmowi użyć aktywnego transportu [odwrócona osmoza - proces komórkowy przesuwający materiały z obszaru o niskiej koncentracji do obszaru o koncentracji wyższej] w celu modyfikacji koncentracji wody w swoich komórkach) jest łosoś. Dzięki temu łosoś posiada mechanizm pozwalający na migrację pomiędzy słodką i słona woda.

Źródła zasolenia

Przy ciągłych deszczach, spływach powierzchniowych, erozji i innych siłach naturalnych można by pomyśleć, ze zasolenie oceanów wzrasta lub spada. Tak jednak nie jest. Większość oceanografów sądzi, iż zasolenie jest w stanie stacjonarnym i nie ma żadnych oznak na to, że oceany stają się mniej lub bardziej słone. Wygląda na to, że źródła usuwania i dodawania soli wzajemnie się równoważą. Skąd przede wszystkim pochodzi sól? Pierwszym źródłem wydają się minerały i substancje chemiczne erodujące i rozpuszczające się w słodkiej wodzie wpływającej do oceanu. Rzeki, spływy powierzchniowe i deszcz przesączają się przez grunt i przenoszą sole do mórz. Okazuje się jednak, ze skład soli w wodzie morskiej różni się od soli dostarczanej przez rzeki, muszą więc istnieć też inne jej źródła. Fale i piana morska erodują skały na wybrzeżu (więcej o tym w dalszych rozdziałach). Głębinowe otwory hydrotermalne (otwory termiczne w skorupie ziemskiej na dnie oceanu, gorące źródła minerałów) zmieniają wodę morską, dodając do niej jedne minerały i usuwając z niej drugie. Inne biologiczne i chemiczne procesy, a także reakcje pomiędzy wodą morską a dnem, mają tendencję do usuwania soli. Naukowcy sądzą, że wszystkie te procesy równoważą się tak, aby średnie zasolenie wody morskiej pozostawało stałe. Oznacza to, że ocean jest w równowadze chemicznej.