Загадка соленой морской воды, как и происхождения воды вообще, на протяжении веков волновала человека. Одна группа ученых считала (да, пожалуй, и сейчас считает ), что вода на Землю пришла из космоса. Они говорят, что на космических частицах имеются ядра атомов водорода— протоны, такие частицы с протонами несутся в космосе во всех направлениях, в том числе и в сторону нашей планеты, с огромной скоростью. Достигнув атмосферы, протоны «отбирают» у нее электроны, присоединяют к себе и превращаются в атомы водорода. Водород реагирует с кислородом, находящимся в воздухе, превращаясь в мельчайшие капельки воды, вода падает на Землю. За всю историю Земли, по их мнению, и должно быть произведено столько воды, сколько в настоящее время имеется на Земле.
Однако другая группа ученых, особенно геохимики, считают, что вода на Земле появилась не из космоса, а из... недр Земли. Причем вначале появилась кислая и соленая вода, а уже из нее — пресная.
Известна ходячая шутка: «Морская вода соленая потому, что в ней селедки плавают». А действительно, почему в морях и океанах вода соленая, а в реках и озерах пресная? Это тоже следовало объяснить. Высказывались предположения, что соли были принесены реками с суши, где размывались соленосные толщи. Но запасов соляных толщ, имеющихся на континентах, не хватило бы, чтобы сделать соленой воду океанов. До недавнего времени кое-кто доказывал, что соли попали в воды при растворении пород дна океана.
Была среди ученых и такая теория, что происхождение солей связано... с жизнедеятельностью морских организмов. Первоначально морские и речные воды были, по их утверждению, одинаковы, однако со временем организмы для построения своего известкового скелета (раковин, костей ) все больше и больше извлекали из воды углекислых солей, а хлориды в ней оставались. За миллиарды лет вполне могло накопиться столько хлоридов (солей ), сколько мы наблюдаем сейчас.
«Море соленое потому, что на дне моря работает солемолка»,— говорится в одной скандинавской сказке. И это оказалось к истине ближе всего. «Солемолкой» являются глубокие расщелины в срединно-океанических хребтах — знакомые нам рифтовые долины. Это «живые раны» Земли, и, чтобы «залечить» эти раны, «поставить заплатки», из недр поднимается магма. А вместе с ней на поверхность нашей планеты поднимается и вода. Вода эта называется ювенильной. Она и стала «прародительницей» воды океанов.
Советский ученый О. Ю. Шмидт высказал гипотезу о том, что наша планета образовалась из метеоритов и холодной космической пыли. Академик А. П. Виноградов считал, что вещество, из которого состоит Земля, по составу такое же, как и у каменных метеоритов. Холодное вещество Земли под влиянием сил сжатия (притяжения ) и радиоактивного распада урана, тория и изотопов калия стало разогреваться. Когда оно разогрелось до такой степени, что оказалось полурасплавленным, то с легкими минералами на поверхность Земли восходили различные газы и пары воды, насыщенные сероводородом, соляной, фторной и другими кислотами. Атмосфера в то время состояла из ядовитых раскаленных газов.
Такое выделение газов и паров воды проходило в течение сотен миллионов лет. Но вот верхняя оболочка Земли начала постепенно охлаждаться. В атмосфере стал возможным процесс конденсации, следствием которого и стало образование из атомов водорода и кислорода и самого удивительного из минералов в жидкой фазе — воды. «Первая капля» упала на поверхность Земли и тут же испарилась. Но когда-то капля «нашла» самое подходящее место на поверхности Земли и сохранилась в виде жидкости. И так капли в течение тысяч, миллионов лет падали на Землю и стекались в сухие еще углубления на ее поверхности. Образовались первые водоемы — вначале миниатюрные, затем все большие и большие по размерам и глубине.
Но скапливающаяся в этих водоемах вода по составу была иной, чем в наше время. В ней было растворено много соляной, серной, бромистой и других кислот, соединений углерода, бора, фосфора, азота и серы. И не было свободного кислорода. Но основные компоненты (в первую очередь, хлор ) уже были, хотя не было еще второго важнейшего солевого компонента — натрия, из недр с газами и ювенильными водами он практически не выделялся. Откуда же он в конце концов взялся? Натрий поступил в океан в результате сложнейших процессов разрушения (выветривания ) вулканических пород, состоящих из многих химических элементов. Одни из этих пород в силу тех или иных причин остаются в виде обломков и отдельных материалов на суше, другие осаждаются на дне морей и океанов в виде различных глинистых минералов или карбонатов кальция и магния. Натрий же переходит в раствор и остается в морской воде. В нормальных условиях ионы водорода (Н+ ), поступившие с ювенильными водами из недр Земли, замещаются в морской воде ионами натрия. Натрий соединяется с хлором (Na + Cl ) и образует соль.
Подобно натрию, в результате выветривания вулканических пород в воду переходили и многие другие химические элементы, которые образуют часть солей, среди них — кремний, кальций, магний, калий.
Ученые считают, что наиболее активно морская вода образовывалась в первые 600 млн. лет развития Земли, то есть примерно 4 млрд. лет тому назад. Это было время «великой катастрофы» — когда из первичного однородного скопления материи (холодной космической пыли ) окончательно выделились земное ядро, мантия, кора, «океаны» и атмосфера. Таким образом, считается, что возраст воды Мирового океана — около 4 млрд. лет.
После этого состав воды менялся мало, а последние 200 млн. лет он оставался практически постоянным. И это несмотря на непрерывный приток в океан пресных речных вод, выпадение атмосферных осадков, сложное взаимодействие между океанской водой и горными породами и осадками, несмотря на явление вулканизма. Причиной такого постоянства являются сложные, но естественные процессы удаления из воды «излишков» тех или иных веществ, накапливающихся в ней, или, наоборот, пополнения недостающих запасов того или иного химического элемента. В океане все находится в равновесии. Равновесие это поддерживается взаимодействием между океаном и атмосферой, между океаном и сушей, между океаном и дном, между водой и живыми веществами.
Но читатель вправе спросить: а как влияют современные вулканы на состав воды? Ведь почти каждый из них выносит из недр на поверхность Земли то или иное количество паров или жидкостей. Да, действительно, гидротермальные источники выбрасывают на поверхность Земли много вещества. Но, как ни странно, большую ее часть составляют дождевая или морская вода. Да-да, та самая, которая проникает с поверхности Земли. Она по трещинам просачивается в земную кору на глубины до одного километра, там разогревается до 200 — 400 градусов и затем в виде пара или горячей воды с большим шумом (вспомните гейзеры ) или совсем тихо изливается на поверхности суши или в море. По пути вверх горячие воды (гидротермы ) растворяют некоторую часть пород и обогащаются рядом химических элементов. Но состав их иной, чем ювенильных вод, и они не могли быть основным источником солей в морях и океанах. Соли в океане появились из недр Земли с ювенильными водами и газами вулканов на начальных этапах ее развития.
4.3 (86.67%) 3 votes
Не в Мертвом море.
Самая соленая вода в мире находится в озере Дон-Жуан, в Сухих Долинах, на северо-востоке Антарктики. И хотя Дон-Жуан называют озером, на самом деле это скорее лужа - со средней глубиной менее 15 см.
Вода ее настолько соленая, что даже не замерзает, несмотря на температуру воздуха -50 °С Вода Дон-Жуана - это на 40% соль, что в восемнадцать раз солонее морской воды и более чем в два раза солонее Мертвого моря (которое, в свою очередь, лишь в восемь раз солонее океанов).
Озеро Дон-Жуан было открыто случайно в 1961 г. и названо в честь двух пилотов-вертолетчиков ВМФ США - лейтенантов Дональда Роу и Джона Хики (отсюда «Дон-Джон», или «Дон-Хуан» по-испански), совершивших первую экспедицию для его изучения.
Вероятно, это самая интересная лужа на всей нашей планете. С учетом того, что антарктические Сухие Долины - самое сухое и самое холодное место Земли, удивительно, что там вообще есть вода. И попала она туда не с небес - для снега и дождя там чересчур холодно и ветрено; вода просочилась из-под земли, медленно солонея по мере испарения верхних слоев. Вопреки всем бесперспективным для наличия в озере жизни условиям, она (к удивлению первых исследователей) там все же была - в виде скудных подстилок из синезеленых водорослей, дававших приют процветающему сообществу бактерий, дрожжей и грибов.
По причинам, оставшимся неясными по сей день, с момента первой экспедиции уровень воды в озере снизился больше чем вдвое, и жизни там не осталось совсем. Но даже это существенно, ибо вода Дон-Жуана по-прежнему содержит закись азота (более известную как «веселящий газ») - вещество, для производства которого нужна, как считалось ранее, органическая жизнь. В данном же случае, очевидно, что «веселящий газ» являлся побочным продуктом реакции между солями в озере и окружающими его вулканическими базальтовыми породами.
Если на Марсе таки обнаружат жидкую воду, скорее всего, она будет в виде холодных соленых луж, точь-в-точь как в озерце Дон-Жуан. К тому же мы теперь знаем, что, по крайней мере, некоторые из требуемых для производства жизни азотсодержащих химикатов могут встречаться даже в самых что ни на есть суровых условиях.
Не в пример Дон-Жуану, в Мертвом море жизнь бьет ключом . Рыбы там, конечно же, нет, зато водорослей - хоть пруд пруди. Ими питаются микробы - галобактерии. Принадлежат они к семейству архей - старейшей форме жизни на нашей планете. Археи настолько древние, что по эволюционной шкале человек намного ближе к бактериям, чем сами бактерии к археям. Как и бывшие обитатели озера Дон-Жуан, галобактерии - «экстремо-филы», т. е. способны существовать в экстремальных условиях, некогда считавшихся непригодными для жизни.
Галобактерия также известна как «микроб возрождения», поскольку может латать собственную ДНК (повреждаемую высокими концентрациями солей). Если научиться это использовать, раковые больные сильно выиграли бы. Реальностью стали бы и пилотируемые полеты на Марс: можно было бы защитить ДНК астронавтов от интенсивного воздействия радиации в межпланетном пространстве.
Из этого простого опыта мы уяснили важную вещь: при смешивании соленой воды с пресной всегда получается соленая. Конечно, степень солености зависит от объемов смешиваемой соленой и пресной воды, от количества соли в первом объеме. Но при равных объемах результат всегда будет тот, о каком сказано выше. И все же в мире существует «нарушение» этого правила.
Легко вспоминается из школьного курса географии озеро Балхаш. В нем одна половина соленая, а вторая — пресная. По сути, тут два озера, так как Балхаш почти полностью (остается небольшой по ширине пролив) делится длинным полуостровом. В первую часть впадает полноводная река Или, а во вторую — реки Каратал, Аксу, Лепсы, Аягуз. Большая часть Балхаша (пресная) «оттесняет» соленую часть и не дает воде смешиваться. В итоге озеро можно отнести как к пресным, так и к соленым. При этом никакого парадокса нет.
Длительное время считалось, что под Амазонкой течет вторая река — подземная. И она — соленая. Ученые установили, что под Амазонкой все же не река, а большие подземные соленые озера. Объем воды в них существенно меньше, чем в Амазонке. Остается пока загадкой: почему вода великой реки их не опресняет? Ведь она должна просачиваться и смешиваться! Или эти озера сообщаются с океаном?
Большие объемы морской воды во время прилива могут поворачивать течение в реках вспять, тогда в них появляется соленая вода. Устье реки, подверженной воздействию приливов и отливов, называется эстуарием. У Амазонки мощный сток в эстуарии. Пресная вода «отжимает» в море соленую воду на очень большом расстоянии. Поэтому Амазонка после устья продолжает течь на глубине в океане довольно долго, и в этом «языке» пресная вода постепенно смешивается с соленой.
Как видим, смешать соленую воду с пресной не столь легко бывает даже природе. Разумеется, вода смешивается, но постепенно. Такой процесс мы наблюдаем с приливом, входящим в устье реки. Если сток у нее слабый, то соленая вода довольно быстро смешивается с пресной, река течет вспять уже соленой. Если же сток мощный, то соленой воде не удается относительно быстро «завоевать» устье и «язык» пресной воды идет в море или океан на многие километры. Пример приведен выше — Амазонка. Но и ее океан все же приливом «поворачивает» в обратную сторону!
Получается, иные реки могут быть пресными на всей своей длине, но с приливом на некоторой части становятся солеными. Но это — реки, впадающие в море или океан. А вот глубоко на суше можно ли увидеть реку, в которой была бы как пресная, так и соленая вода? Да, можно.
Находится эта река на Южном Урале — в Оренбургской области. Речь о небольшой речке Бердянке — левом притоке реки Урал. Ее длина — 65 километров. Доехать до нее можно по трассе Оренбург-Беляевка. Саму речку на этой трассе пересекает капитальный мост с дорожным указателем. Там «промахнуться» невозможно. А если есть время и желание, то можно проехать вдоль речки вверх и вниз, чтобы попробовать воду на вкус и убедиться — в верховьях и приблизительно до середины вода пресная, а ближе к низовью — уже соленая. Чудо?
Чуда никакого нет. Бердянка в нижнем своем течении размывает горный пласт с каменной солью. Естественно, пресная вода становится в речке соленой. Любопытно еще отметить тот факт, что после впадения в Урал Бердянка заметно осолоняет его воды.
Рек с пресной водой много. А есть ли где-либо река соленая? Да, есть. И их даже несколько. Как и в случае с Бердянкой, воды в них насыщаются солью, размывая соляные пласты или сильно засоленные почвы. В Якутии наиболее примечательна в этом плане речка Солянка. Она размывает мощные пласты соли, пробиваясь к ним через известняки. Соленый привкус у воды в якутских реках Намене (впадает в Лену) и Кемпендяй (приток Вилюя). Особенность Бердянки лишь в том, что непонятно, какой ее считать — пресной или соленой?
