你喝过海水吗?哪怕只是一口,舌头都会像被盐水灌炸了一样。可你有没有想过:海水里怎么会有那么多盐?它们又是从哪里来的?
地球的水本该是清澈透明的,为什么浩瀚的海洋却成了一池“咸汤”?
【01】海水的咸味,其实是从陆地“冲刷”出来的地球刚诞生时,海洋可能是淡水湖。最初的水,是通过火山喷发、水汽冷凝和陨石携带形成的,几乎不含盐。但这一切,在“风化”开始之后,彻底变了。
雨水虽然看起来清澈,其实是一种天然弱酸,它与空气中的二氧化碳结合,会形成微量碳酸,pH值约为5.6(理论上,但实际受污染影响(如酸雨)这个值可能更低)。
这种酸性雨水在流经岩石时,会缓慢地将岩石中的矿物质溶解出来,尤其是钠、镁、钙、钾等碱性金属离子,以及氯、硫酸根等阴离子。
这种过程叫做化学风化。它的反应速率虽然极慢,但持续时间极长——已经持续了至少40亿年。
根据美国地质调查局(USGS)估算,当前全球每年通过风化作用进入江河的溶解盐类总量约为40亿吨。这些盐最终被河流带进海洋,而海洋没有任何“排盐机制”。水分可以通过蒸发返回大气,但盐却被永久留下。
所以,海水的咸,并不是因为“海底有盐”,而是因为陆地不断地把盐“送进大海”,而海洋从来没办法把它们还回来。
【02】那为啥河水不咸?湖泊也不咸?咸水只属于海洋?这个问题关键要理解一个词:积累时间。
海洋是整个水循环系统的“终点站”。地球上97%的水都储存在海洋里,只有不到3%在陆地上。
而且海水的留存周期非常长,平均一个水分子在海洋中停留的时间是3200年(数据来源:NASA Earth Observatory)。这意味着,盐一旦进了海,就很难再出去。
相反,江河和湖泊的水是“快速流动系统”。淡水的更新周期极短,比如黄河的水在数个月内就可以“换新一次”,盐分根本来不及积累。
此外,很多内陆湖泊其实也“很咸”——比如青海的察尔汗盐湖、美国的“大盐湖”,它们之所以咸,正是因为没有出水口,水蒸发了,盐留下了,跟海洋的成因一模一样。
所以,海水咸,不是因为它特别,而是因为它时间特别长、流动特别慢、出口特别少。
【03】海水的盐来自哪些元素?这些成分百亿年来几乎没变海水的咸味主要来自氯化钠(NaCl),也就是我们日常食用的盐。但它并不是海水中唯一的“盐”。
根据《海洋化学与地球系统科学》统计,海水中主要溶解离子为:
氯离子(Cl⁻):占55%;
钠离子(Na⁺):占30.6%;
硫酸根(SO₄²⁻):占7.7%;
镁离子(Mg²⁺):占3.7%;
钙离子(Ca²⁺)、**钾离子(K⁺)等占剩余部分。
这些元素的来源主要有两个:
风化输入:占绝大多数。全球年输入盐分中,氯化钠约为20亿吨,硫酸盐10亿吨。
海底热液喷口和火山活动:释放金属离子和挥发性气体,尤其在洋中脊附近活跃。
最令人惊讶的是,海水的主要盐分组成比例在过去10亿年几乎没有改变,这说明海洋是一个高度稳定的化学系统。
【04】如果盐一直进海洋,为什么海水没有越来越咸?这是一个极具科学含量的问题。答案是:海洋的“去盐机制”在背后悄悄工作。
虽然每年有40亿吨盐进海洋,但同时也有一部分盐被“移除”:
第一种方式是沉积。大量微生物(比如浮游生物)会吸收钙、硫、硅等离子,形成外壳或骨骼。这些有机沉积物最终沉入海底,形成石灰岩、硅藻土等沉积岩。据估算,全球每年通过沉积“移除”的钙、碳、硅等元素约为7亿吨。
第二种方式是海底热液循环。在洋中脊等高热带,海水渗入地壳,与岩浆互动,部分金属离子重新进入地质循环。研究表明,这种方式每年可“吸收”约0.5亿吨盐类。
第三种方式是板块俯冲。海底沉积物随地壳板块下沉进入地幔,在高温高压下重新被矿化,成为地球内部的一部分。
虽然去盐速度远远小于入盐速度,但因为海洋体积巨大,海水的盐分浓度已经处于一个“缓变平台”,在百万年尺度上趋于稳定。
这是一个地球级别的化学平衡:不快,但稳。
【05】如果海水更咸或者更淡,会发生什么?海水盐度不仅决定“口感”,更决定气候、生态、甚至地球能否宜居。
盐度影响海水密度。密度差是全球洋流(热盐环流)的动力之一。比如,北大西洋的“格陵兰下沉带”,就是因为水温低、盐度高,密度大,形成下沉流,推动整个大西洋环流系统。
如果海水盐度上升过快,会导致洋流加速,全球热量分配失衡;如果盐度下降,比如因极地冰川大量融化,淡水注入,会导致洋流“断裂”。
科学家已发现,北大西洋环流(AMOC)正在减弱,可能与格陵兰冰盖融化、盐度下降有关。一旦彻底中断,欧洲可能进入“小冰期”。
生态方面,珊瑚、浮游植物、软体动物等对盐度极为敏感。大多数海洋生物只能忍受30‰至38‰的盐度波动,一旦超过范围,将引发生态级连锁崩溃。
总结海水的咸,不是海洋本身的天性,而是亿万年大地风化与水循环的积淀。
它既是地球地质活动的“化学日记”,也是生命适应环境的“咸度密码”。
一口海水,尝的不仅仅是咸淡,更像是品味整个星球46亿年的地质呼吸。
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