你喝過海水嗎?哪怕只是一口,舌頭都會像被鹽水灌炸了一樣。可你有沒有想過:海水里怎么會有那么多鹽?它們又是從哪里來的?
地球的水本該是清澈透明的,為什么浩瀚的海洋卻成了一池“咸湯”?
【01】海水的咸味,其實是從陸地“沖刷”出來的
地球剛誕生時,海洋可能是淡水湖。最初的水,是通過火山噴發、水汽冷凝和隕石攜帶形成的,幾乎不含鹽。但這一切,在“風化”開始之后,徹底變了。
雨水雖然看起來清澈,其實是一種天然弱酸,它與空氣中的二氧化碳結合,會形成微量碳酸,pH值約為5.6(理論上,但實際受污染影響(如酸雨)這個值可能更低)。
這種酸性雨水在流經巖石時,會緩慢地將巖石中的礦物質溶解出來,尤其是鈉、鎂、鈣、鉀等堿性金屬離子,以及氯、硫酸根等陰離子。
這種過程叫做化學風化。它的反應速率雖然極慢,但持續時間極長——已經持續了至少40億年。
根據美國地質調查局(USGS)估算,當前全球每年通過風化作用進入江河的溶解鹽類總量約為40億噸。這些鹽最終被河流帶進海洋,而海洋沒有任何“排鹽機制”。水分可以通過蒸發返回大氣,但鹽卻被永久留下。
所以,海水的咸,并不是因為“海底有鹽”,而是因為陸地不斷地把鹽“送進大海”,而海洋從來沒辦法把它們還回來。
【02】那為啥河水不咸?湖泊也不咸?咸水只屬于海洋?
這個問題關鍵要理解一個詞:積累時間。
海洋是整個水循環系統的“終點站”。地球上97%的水都儲存在海洋里,只有不到3%在陸地上。
而且海水的留存周期非常長,平均一個水分子在海洋中停留的時間是3200年(數據來源:NASA Earth Observatory)。這意味著,鹽一旦進了海,就很難再出去。
相反,江河和湖泊的水是“快速流動系統”。淡水的更新周期極短,比如黃河的水在數個月內就可以“換新一次”,鹽分根本來不及積累。
此外,很多內陸湖泊其實也“很咸”——比如青海的察爾汗鹽湖、美國的“大鹽湖”,它們之所以咸,正是因為沒有出水口,水蒸發了,鹽留下了,跟海洋的成因一模一樣。
所以,海水咸,不是因為它特別,而是因為它時間特別長、流動特別慢、出口特別少。
【03】海水的鹽來自哪些元素?這些成分百億年來幾乎沒變
海水的咸味主要來自氯化鈉(NaCl),也就是我們日常食用的鹽。但它并不是海水中唯一的“鹽”。
根據《海洋化學與地球系統科學》統計,海水中主要溶解離子為:
氯離子(Cl?):占55%;
鈉離子(Na?):占30.6%;
硫酸根(SO?2?):占7.7%;
鎂離子(Mg2?):占3.7%;
鈣離子(Ca2?)、**鉀離子(K?)等占剩余部分。
這些元素的來源主要有兩個:
風化輸入:占絕大多數。全球年輸入鹽分中,氯化鈉約為20億噸,硫酸鹽10億噸。
海底熱液噴口和火山活動:釋放金屬離子和揮發性氣體,尤其在洋中脊附近活躍。
最令人驚訝的是,海水的主要鹽分組成比例在過去10億年幾乎沒有改變,這說明海洋是一個高度穩定的化學系統。
【04】如果鹽一直進海洋,為什么海水沒有越來越咸?
這是一個極具科學含量的問題。答案是:海洋的“去鹽機制”在背后悄悄工作。
雖然每年有40億噸鹽進海洋,但同時也有一部分鹽被“移除”:
第一種方式是沉積。大量微生物(比如浮游生物)會吸收鈣、硫、硅等離子,形成外殼或骨骼。這些有機沉積物最終沉入海底,形成石灰巖、硅藻土等沉積巖。據估算,全球每年通過沉積“移除”的鈣、碳、硅等元素約為7億噸。
第二種方式是海底熱液循環。在洋中脊等高熱帶,海水滲入地殼,與巖漿互動,部分金屬離子重新進入地質循環。研究表明,這種方式每年可“吸收”約0.5億噸鹽類。
第三種方式是板塊俯沖。海底沉積物隨地殼板塊下沉進入地幔,在高溫高壓下重新被礦化,成為地球內部的一部分。
雖然去鹽速度遠遠小于入鹽速度,但因為海洋體積巨大,海水的鹽分濃度已經處于一個“緩變平臺”,在百萬年尺度上趨于穩定。
這是一個地球級別的化學平衡:不快,但穩。
【05】如果海水更咸或者更淡,會發生什么?
海水鹽度不僅決定“口感”,更決定氣候、生態、甚至地球能否宜居。
鹽度影響海水密度。密度差是全球洋流(熱鹽環流)的動力之一。比如,北大西洋的“格陵蘭下沉帶”,就是因為水溫低、鹽度高,密度大,形成下沉流,推動整個大西洋環流系統。
如果海水鹽度上升過快,會導致洋流加速,全球熱量分配失衡;如果鹽度下降,比如因極地冰川大量融化,淡水注入,會導致洋流“斷裂”。
科學家已發現,北大西洋環流(AMOC)正在減弱,可能與格陵蘭冰蓋融化、鹽度下降有關。一旦徹底中斷,歐洲可能進入“小冰期”。
生態方面,珊瑚、浮游植物、軟體動物等對鹽度極為敏感。大多數海洋生物只能忍受30‰至38‰的鹽度波動,一旦超過范圍,將引發生態級連鎖崩潰。
總結
海水的咸,不是海洋本身的天性,而是億萬年大地風化與水循環的積淀。
它既是地球地質活動的“化學日記”,也是生命適應環境的“咸度密碼”。
一口海水,嘗的不僅僅是咸淡,更像是品味整個星球46億年的地質呼吸。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.