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海洋為什麼會是鹹的?

海洋為什麼會是鹹的?

海洋為什麼會是鹹的?

如果把海裡的鹽全部抽出,平鋪在陸地上,這層鹽的厚度可以超過150米,等於一座高45層的大廈!既然源源不絕、隨江河流入大海的是淡水,那大海裡怎麼會有這麼多鹽呢?科學家發現了幾個來源。

其中一個來源就在我們腳下的土地。雨水滲進土壤岩石,會溶解少量的礦物——其中包括鹽和能組成鹽的化學成分——再經過溪澗江河送入大海(1)。這種過程叫做侵蝕作用。當然,淡水的含鹽量很低,所以嘗不出鹹味來。

另外一個來源是蘊藏在海底的地殼中能夠組合成鹽的礦物。海水滲入海底的裂縫後,經高溫加熱,再把溶解在水中的礦物輸送到地殼表面。一股一股的溶液就從這些釋放熱液的出口(部分成為深海間歇噴泉)噴入海水之中(2)。

相反的過程也能產生相似的結果。海底火山爆發,把大量熔岩排放進海中,熔岩釋放出化學物質,在水中溶解(3)。礦物的另一個來源是風,因為風把陸地上的微粒送到海洋裡去(4)。以上幾種機制令海水成為包羅萬象的大溶液,其中幾乎包含所有已知的元素。不過海鹽的主要成分是氯化鈉,也就是普通的佐餐鹽。在溶解於海水中的鹽類中,氯化鈉佔百分之85,這是海水帶鹹味的主要原因。

海水鹽分怎麼能夠保持穩定?

海水中各種鹽類的濃度都很高,因為從海洋中蒸發走的水幾乎等於純水。礦物質留下來了,與此同時,更多的礦物質繼續流入海裡。可是鹽分還是保持在一千份水比35份鹽的穩定水平。這樣說明海水中的鹽和其他礦物成分的上升率和下降率大概是相同的。那問題就來了,鹽往哪兒去了?

生物的身體會吸收許多種鹽成分。例如珊瑚蟲、軟體動物和甲殼類動物會吸收鈣這種鹽成分來製造甲殼和骨骼。稱為硅藻的微型海藻會吸收二氧化硅。細菌和其他生物則會消耗溶解在海水中的有機物質。這些生物死後或被吃掉以後,體內的鹽和礦物質最終會以屍體或糞便形式沉到海底(5)。

沒有被生物化學機制消耗的鹽也以其他方式處理掉。例如,經河流、土地崩塌和火山沉降物送進海洋的泥土和其他來自陸地的物質,可能會粘上一些鹽而把鹽帶到海底。有些鹽也會粘到岩石上。結果大量的鹽通過不同的機制沉下海底(6)。

許多研究人員相信鹽的循環得以完滿,要靠各種地球物理學機制,只是全程歷時達億萬年之久。地殼由若干巨大的板塊組成。部分板塊在俯衝帶相遇,一個板塊下降至相接的板塊下面,沉入熾熱的地幔中。通常密度較高的海洋板塊會沉降到與之相接而又比較輕的陸地板塊之下,同時像巨型輸送帶一般,把沉澱在板塊上的鹽也一併運走。大部分的地殼以這種方式緩慢地循環更新(7)。地震、火山和斷裂帶就是這種機制的三種可見現象。 *

非常穩定

海水的鹽度隨地域而有所不同,有時候鹽度也會隨季節而有所變化。鹽度最高的水域是紅海和波斯灣,因為那裡的海水蒸發得特別快。降雨量高和有大河流補充淡水的海域含鹽量則低於平均。還有在兩極溶化冰川附近的海水也一樣,因為冰是凝結了的淡水。反過來說,海水結冰的時候,鹽分就會升高。不過整體來說,海水的鹽度是很穩定的。

海水的pH值也比較穩定。pH值是指物質的酸鹼度,7代表酸鹼平衡。海水的pH值介乎7.4和8.3之間,稍為偏鹼性。(人體血液的pH值大概是7.4。)pH值一旦偏離這個範圍,海洋就會出現大問題。其實這問題現在讓一些科學家感到很不安。人類釋放入大氣的二氧化碳大部分被海洋吸收,並且跟水產生化學作用,形成碳酸。所以人類的活動可能正慢慢地令海水變酸。

令海水中的化學成分保持穩定的機制,其中有許多都不是我們能完全理解的。不過,我們所知的也足以突顯造物主的無上智慧,他必保護自己的精心傑作,不受破壞。(啟示錄11:18

[腳注]

^ 10段 請參閱《警醒!》2000年11月22日刊「洋底揭秘」一文。

[第16,17頁的圖解或圖片]

(排版後的式樣,見出版物)

雨水

1 岩石中的礦物

2 熱液噴口

3 海底火山

4

海洋

海底

地殼

5 硅藻

6 火山沉降物

7 俯衝帶

[鳴謝]

噴口:© Science VU/Visuals Unlimited; 海底火山:REUTERS/Japan Coast Guard/Handout

硅藻:Dr. Neil Sullivan, USC/NOAA Corps; 海底火山:Dept. of Interior, National Park Service

[第18頁的附欄或圖解]

海洋中的鹽

科學家研究海水已經超過100年了,可是對於海水的化學成分還是未能完全掌握。不過他們已經能夠分隔開鹽的各種成分,計算出各自的比例。這些成分包括:

[圖解]

百分之55 氯化物

30.6 鈉

7.7 硫酸鹽

3.7 鎂

1.2 鈣

1.1 鉀

0.4 碳酸氫鹽

0.2 溴化物

還有好幾種其他成分,包括硼酸鹽、鍶和氟化物。

[第18頁的附欄或圖片]

比海洋更鹹

有些位於內陸的水源含鹽量比海洋更高。最明顯的例子莫過於死海,地球上含鹽量最高的水源。死海在聖經時代稱為鹽海。(民數記34:3,12)流入死海的水帶著溶解了的鹽和其他礦物質。由於死海的海岸是地球上海拔最低的旱地,海水只有一個消散的途徑,就是蒸發,而在夏天,一天的蒸發量就能令水位下降25毫米。

結果在上層的水的含鹽量達到接近百分之30,差不多是地中海的十倍。由於鹽分高,水的密度也隨之增加,游泳的人就能在水裡浮得很高。事實上,他們能不靠浮水設備,就可躺在水面上看報紙。

[第18頁的附欄]

鹽有助淨化空氣

研究顯示,空氣中的污染物微粒會抑制陸地上空的雲,令水點無法凝聚下降。但受污染的雲到了海上就會更容易下雨。兩者的分別在於來自浪花的海鹽氣霧。

在大氣污染物微粒上形成的水點體積太小,不足以變成雨點落下,所以只能懸浮空中。海鹽氣霧到了雲端,就會把小水點吸引過來,凝聚成比較大的水點,結果就能下雨了;同時也有助清除大氣中的污染物,淨化空氣。