揭秘海水從何而來

時間：2022-04-20 16:57:27 科普知識我要投稿

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揭秘海水從何而來

　　如今隨著人們生活質量的提高，在空閑之余越來越多的人們選擇在空閑之余出門旅游，海邊可是旅游的首選圣地。在無邊無際的大海邊吹著清爽的風，享受著沙灘浴真是一件享受的事情。那么你有沒有想過，海水從何而來呢？下面和小編一起來看揭秘海水從何而來，希望有所幫助！

　　一、海水從何而來

　　世界上存在的未解之謎其實很多，海水從何而來就是其中的一個。一望無際的海洋，碧波翻滾，讓人迷戀而又迷惑：這么多的海水究竟從何而來？原來，在當時構成地球的各種物質中，含有大量的水分和氣體，它們與巖石松散地結合在一起。由于地球重力的作用，這些巖石越來越緊密地重疊靠攏，彼此間相互擠壓，從而把巖石中的水汽趕出來。久而久之，在地下被擠壓出的水汽越積越多。它們不斷地聚集匯合，終于使新生地球發生了許多大規模的地震，引起猛烈的火山爆發。

　　這時，受到擠壓的大量水汽，終于擺脫了巖石的束縛，隨著地震及火山爆發從地殼中呼嘯而出。這些水汽進入空中，遇冷凝結，先變成云，再變成雨降落到地面。由于巖石中的水汽不斷地被擠壓出來，不斷地通過火山、地震進入空中，所以大雨也就不停地下。可以想像出當時地球上的情景：到處是電閃雷鳴，狂風暴雨，呼嘯的濁流通過千川萬壑，匯集到原始的洼地中去，從而形成了最早的江河湖海。

　　然而，另一些科學家們對于海水從何而來這個問題，卻有著不同的看法！他有些科學家認為：在地球漫長的地質演化過程中，因地球的重力作用導致輕重物質分離，質量較輕的水分從質量較重的巖石、礦物中分離出來，最終形成了海水。

　　又有科學家發現，地球的近鄰如金星、月球等都是貧水的，惟有地球擁有如此巨量的水。于是，他們便認為，地球上大部分的水，不是地球固有的，而是由撞入地球的一些由冰塊組成的小慧星帶來的。關于海洋赤潮之謎也是人們十分好奇的，不過小編在之前已經解釋過了。下面一起來看看海水為什么是咸的。

　　二、海水為什么是咸的

　　實際上，原始的海水并非一開始就充滿了鹽分，最初它和江河水一樣也是淡水。但是地球上的水在不停地循環運動，每年海洋表面有大量水分蒸發，其中部分水分通過大氣運動輸送到陸地上空然后形成降水再落到地面上，沖刷土壤，破壞巖石，把陸上的可溶性物質（大部分是各種鹽類）帶到江河之中，江河百川又回歸大海。

　　這樣，每年大約有30億噸的鹽分被帶進海洋，海洋便成了一切溶解鹽類的收容所。而在海水的蒸發中，收入的鹽類又不能隨水蒸氣升空，只得滯留在海洋之內。如此周而復始，海洋中的鹽類物質越積越多，海水也就變得越來越咸。

　　科學家們把海水和河水加以比較，研究了雨后的土壤和碎石，得知海水中的鹽是由陸地上的江河通過流水帶來的。當雨水降到地面，便向低處匯集，形成小河，流入江河，一部分水穿過各種地層滲人地下，然后又在其他地段冒出來，最后都流進大海。

　　水在流動過程中，經過各種土壤和巖層，使其分解產生各種鹽類物質，這些物質隨水被帶進大海。海水經過不斷蒸發，鹽的濃度就越來越高，而海洋的形成經過了幾十萬年，海水中含有這么多的鹽也就不奇怪了。

　　拓展：

　　海水成分

　　海水是一種非常復雜的多組分水溶液。海水中各種元素都以一定的物理化學形態存在。在海水中銅的存在形式較為復雜，大部分是有機化合物形式存在的。在自由離子中僅有一小部分以二價正離子形式存在大部分都是以負離子絡合物出現。所以自由銅離子僅占全部溶解銅的一小部分。海水中有含量極為豐富的鈉，但其化學行為非常簡單，它幾乎全部以Na+離子形式存在。

　　海水中的溶解有機物十分復雜，主要是一種叫做“海洋腐殖質”的物質，它的性質與土壤中植被分解生成的腐殖酸和富敏酸類似。海洋腐殖質的分子結構還沒有完全確定，但是它與金屬能形成強化合物。

　　海水中的成分可以劃分為五類

　　1．以分子形式存在的H3BO3，其總和占海水鹽分的99.9%。所以稱為主要成分。

　　由于這些成分在海水中的含量較大，各成分的濃度比例近似恒定，生物活動和總鹽度變化對其影響都不大，所以稱為保守元素。

　　海水中的Si含量有時也大于1mg/kg，但是由于其濃度受生物活動影響較大，性質不穩定，屬于非保守元素，因此討論主要成分時不包括Si。

　　2．溶于海水的氣體成分，如氧、氮及惰性氣體等。

　　3．營養元素（營養鹽、生源要素）：主要是與海洋植物生長有關的要素，通常是指N、P及Si等。這些要素在海水中的含量經常受到植物活動的影響，其含量很低時，會限制植物的正常生長，所以這些要素對生物有重要意義。

　　4．微量元素：在海水中含量很低，但又不屬于營養元素者。

　　5．海水中的有機物質：如氨基酸、腐殖質、葉綠素等

　　海水污染

　　污水、廢渣、廢油和化學物質源源不斷地流入大海。在許多海域，傾倒混有石油的污水是非法的，但這種事仍時有發生，而真正的石油災難是在巨型油輪泄漏或沉沒時發生的。如今我們設法用化學品使水中石油沉淀以達到清除石油的目的。

　　向海洋傾倒化學和放射性廢物的做法已持續多年。容器總有一天會腐蝕掉，有害物質便將進入海水中。我們對深層水與表層水的循環情況還了解不多，其過程或許比我們以前所想的要快。

　　因此有害物質就會擴散到生物活動的水層中去。

　　為什么是咸的

　　斯堪的那維亞半島有一個民間故事說，海水之所以總是咸的，是因為在海底有一個神仙，它有一盤磨鹽的磨子在不停地轉動，所以海水一直是咸的。

　　海水是鹽的“故鄉”，海水中含有各種鹽類，其中百分之90左右是氯化鈉，也就是食鹽。另外還含有氯化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂及含鉀、碘、鈉、溴等各種元素的其他鹽類。氯化鎂是點豆腐用的鹵水的主要成分，味道是苦的，因此，含鹽類比重很大的海水喝起來就又咸又苦了。

　　如果把海水中的鹽全部提取出來平鋪在陸地上，陸地的高度可以增加153米；假如把世界海洋的水都蒸發干了，海底就會積上60米厚的鹽層。

　　站在海邊，極目遠望，大海是藍色的。然而，當你舀起一盆海水觀察，你會發現海水是無色透明的。大海的藍色是從何而來的呢？

　　吸收率是物體呈現顏色的主要原因。在一定的頻率范圍內，若物質對通過它的各種頻率的光都作等量（指能量）吸收，且吸收量很小，則稱這種物質為一般吸收；若物質吸收某種頻率的光能比較顯著，則稱這種物質具有選擇吸收性。太陽光照射到海面時，一部分光被反射回來，另一部分光折射進入水中。進入水中的光線在傳播過程中會被水吸收。水對光的吸收與光的頻率呈正相關，即水具有選擇吸收性，且水對低頻光的光吸收顯著，對高頻光的吸收不明顯。紅光、橙光在不同的深度時均被吸收了，并使海水的溫度升高。到一定的深度黃光也被吸收了。而頻率較高的綠光、藍光和紫光遇到水分子或其他微粒會四面散開，或反射回來。所以當海水明凈清澈時，視線中被海水吸收最少的綠光、藍光和紫光就反射和散射到我們眼里，我們看見的大海就會呈現出美麗的為蔚藍色。

　　人們自然會提出這樣一個問題，紫光頻率最高，散射和反射應當最強烈，為什么海水沒有紫色呢？太陽光譜中紫色比例本身就比較小，再加上紫色光和紫外線大部分被臭氧層吸收，剩下的基本上是綠光和藍光，其中藍光又比綠光多。所以海水會呈現出藍色，有時還會帶點綠色。

　　水分子對于可見光中各種頻率不同的光線（指紅、橙、黃、綠、青、藍、紫）散射作用（指光束在媒質中前進時，部分光線離原來方向而分散傳播的現象）的強弱不同，對于頻率高的（如綠、藍、紫等）其散射作用遠比頻率低的光（如紅、橙、黃）的散射作用強。再加上散射作用的強弱與路程的長短也有關。在水層較淺時，可見光散射作用也不顯著。因此，水是無色透明的。當水較多時，由于散射作用顯著，水就顯出淺藍綠色。水中溶有空氣越多越偏綠色。水更深時，由于吸收作用，光線逐漸減少，會出現深藍色甚至顯黑色。海水非常深時顯藍色，就是這個緣故。

　　為什么不能喝

　　海水中含有大量鹽類和多種元素，其中許多元素是人體所需要的。但海水中各種物質濃度太高，遠遠超過飲用水衛生標準，如果大量飲用，會導致某些元素過量進入人體，影響人體正常的生理功能，還會導致人體脫水，嚴重的還會引起中毒。

　　如果喝了海水，可以采取大量飲用淡水的辦法補救。大量淡水可以稀釋人體攝入過多的礦物質和元素，將其通過汗液排出體外。

　　傳說

　　有一個美麗的傳說

　　從前有一個愛海的人，每天跑到海邊去看海,可是海對他還是很冷淡。這個人就對海說，我這樣對你,每天來看你，可是你對我總是平平淡淡,難道你不能把你的激情展現給我嗎?讓你的愛來的更猛烈一些。海聽了他的話就問他，你能接受我翻江倒海的愛嗎?他回答說：可以,讓你的愛來的更猛烈些吧！海被他的話語而感動.頃刻間巨浪翻滾，狂風大做巨浪一波接一波向岸邊而來,他從沒有見過海這樣，當浪快到他的身旁的時候,他轉身就跑，這時的海很傷心。

　　經過這次以后，海不敢輕易的把愛給予別人。過了很長一段時間，又有一個愛海的人，他不但每天來看海，還把自己的家搬到了海邊，要以海為伴，終生守護在海的身邊。海終于被他的舉動感化，并把溫馨的愛和猛烈的愛都給了他，他沒有跑，就這樣他們結合了。可是過了很長時間，他就有些厭煩了，總覺得海給予他的不是風平浪靜，就是波濤翻滾。覺得海再也不能給予他別的什么愛了，就這樣他也悄悄的離開了海。

　　海十分傷心，這些都被藍天看在了眼里。他對海說：請你不要傷心難過了，其實他們都不懂你。他們看到的只是你的表面，其實海底的世界更加豐富多彩，那里有五色的魚類，豐富的.礦產，美麗的珊瑚。這些才是你為他們準備的，可惜他們不懂。藍天說：只有我知道這些。

　　后來藍天就和大海相愛了。大海和藍天相愛后，可是因為他們相距遙遠，加上世俗的偏見，他們始終不能牽手，天各一方，彼此思念，隨著時間的推移，思念更加的濃厚。就這樣日復一日，年復一年，當思念難以忍受的時候，藍天就以淚洗面，藍天的淚水滴落到了海的心里，不知道留了多少淚水，把整個海水染成了藍色，那都是藍天的淚水呀，所以海天一色。

　　主要溶解成分

　　海水中含量大于1毫克/千克的11種化學成分。它們包括：①鈉、鎂、鈣、鉀和鍶等5種陽離子；②氯根、硫酸根、碳酸氫根（包括碳酸根）、溴根和氟根等5種陰離子；③硼酸分子。這些成分的總量占海水中所有溶解成分的99.9%以上。被河川搬運入海的巖石風化產物和火山等的噴發物，是海水主要溶解成分的主要來源。

　　自從地球表面出現海洋之后，在漫長的地質年代中，不但經歷了海陸變遷，而且海水中的溶解成分，曾有過組成的演變。盡管各大洋海水的含鹽量隨海域和深度而異，但海水主要溶解成分的含量間有恒定的比例，就稱海水的組成是恒定的，并稱這些成分是保守成分。

　　18世紀以來，人們對海水主要溶解成分進行了許多研究工作。1819年，A.M.馬賽特分析了取自大西洋、北冰洋、波羅的海、黑海和黃海的14個水樣，發現雖然Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、SO娺-等5種成分在不同水樣中的含量都各不相同，但它們之間在每一份水樣中的比值是近似守恒的，即這些溶解成分的組成有近似的恒比關系。1884年，W.迪特馬爾分析了英國“挑戰者”號調查船從主要大洋和海區的不同深度采樣的77個海水樣品，根據(Cl-+Br-)、CO2、Ca2+、Mg2+、K+和Na+等7 種成分的含量，證實了海水主要溶解成分的恒比關系。20世紀60年代中期，為了深入研究海水中主要溶解成分的含量及其保守性，英國國立海洋研究所和利物浦大學通過海洋調查，收集了世界各大洋及某些海區不同深度的海水樣品，分別測定過表層水、中層水和深層水中主要溶解成分的含量，討論了某些成分變化的情況。1975年，T.R.S.威爾孫對海水主要溶解成分進行了全面的總結。

　　海水主要溶解成分之間，所以具有恒比關系這一特點,是因為海水中的含鹽量相當穩定，加上海水的不停運動,使各成分充分混合的緣故。但由于生物的作用，海底熱泉和大陸徑流等的影響，局部海區的某些主要溶解成分的含量并不嚴格遵守恒比關系。例如深層海水中Ca2+的相對含量大約比表層水高千分之五。因此，不同的主要溶解成分的保守性(相對含量的守恒性)略有差異。要研究溶解成分的保守性，考慮的不是它的濃度大小，而應考慮其相對含量，即濃度與含鹽量之比。由于通常以氯度或鹽度表示含鹽量的大小,故引用濃度(克/千克)與氯度或鹽度之比為參量，稱為氯度比值或鹽度比值。直接用氯度比值或鹽度比值的恒定性和變化范圍說明海水中溶解成分的保守性。

　　淡化技術

　　海水淡化技術：非加壓吸附滲透海水淡化法

　　上個世紀90年代《美國化學文摘》收錄

　　攝取海洋甘泉

　　水是生命之源。不久以前，人類還沉迷于淡水是自然界取之不盡的無償賜品的神話，然而，工業化的蓬勃發展與人口的急劇增加無情地粉碎了這個神話。淡水危機甚至比糧食危機、石油危機還要來勢洶洶，解決淡水資源問題已提到了人類的議事日程。在這種背景下，把海水、苦咸水等含高鹽量的水轉化為生產、生活用水的海水淡化技術得到空前迅猛的發展。淡化海水的方法已有十種之多，下面介紹的是其中最為主要的幾種。

　　蒸餾法

　　蒸餾法雖然是一種古老的方法，但由于技術不斷地改進與發展，該方法至今仍占統治地位。蒸餾淡化過程的實質就是水蒸氣的形成過程，其原理如同海水受熱蒸發形成云，云在一定條件下遇冷形成雨，而雨是不帶的咸味的。根據設備蒸餾法、蒸汽壓縮蒸餾法、多級閃急蒸餾法等。此外，以上方法的組合也日益受到重視。

　　電滲析法

　　電滲析法亦換膜電滲析法。

　　該法的技術關鍵是新型離子交換膜的研制。離子交換膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其選擇透過性區分為正離子交換膜（陽膜）與負離子交換膜（陰膜）。電滲析法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列，組成多個相互獨立的隔室海水被淡化，而相鄰隔室海水濃縮，淡水與濃縮水得以分離。電滲析法不僅可以淡化海水，也可以做為水質處理的手段，為污水再利用做出貢獻。此外，這種方法也越來越多地應用于化工、醫藥、食品等行業的濃縮、分離與提純。

　　反滲透法

　　是1953年才開始采用的一種膜分離淡化法。該方法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴散到海水一側，從而使海水一側的液面逐升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。此時，海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大于海水滲透壓的外壓，那么海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40。因此，從1974年起，美日等發達國家先后把發展重轉向反滲透法。超過濾法。

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