Složení mořské vody

Geochemická bilance mořské vody v čase

3,9 × 109 tun přenesených ročně v roztoku do oceánů představuje jen malý zlomek celkového množství materiálu v roztoku v oceánech. Nicméně po započtení celého geologického času, tedy více než 4 × 109 let, značně převyšuje současný materiál v roztoku. Část materiálu, zejména chlorid sodný, je samozřejmě cyklická, cirkuluje z oceánů na pevninu v podobě aerosolů a začleňuje se do mořských sedimentárních hornin a nakonec se z velké části vrací do oceánů ve formě odtoku.

Goldschmidt provedl zajímavý výpočet geochemické bilance v mořské vodě. Z množství a složení sedimentárních hornin odhadl, že eroze během geologické doby činila asi 160 kilogramů vyvřelých hornin na centimetr čtvereční zemského povrchu. Kombinací tohoto údaje s množstvím mořské vody na centimetr čtvereční, 273 kilogramů, získal údaj 600 gramů vyvřelých hornin erodovaných na kilogram mořské vody. Za předpokladu, že těchto 600 gramů přešlo plně do roztoku (což je samozřejmě velké zjednodušení, ale omezující), sestavil bilanci mezi množstvím různých prvků potenciálně dodávaných do oceánů a skutečně přítomným množstvím. Některé z těchto údajů jsou uvedeny v tabulce. Přes nedokonalost metody jsou výsledky jistě významné v kvalitativním smyslu. Některé prvky – chlor, brom, bór a síra – jsou v mořské vodě přítomny v množstvích daleko převyšujících množství, která mohla být získána erozí. Zdrojem těchto „nadbytku“ prvků byl pravděpodobně vulkanismus a související magmatická činnost. Halogenidy, sírany a boritany jsou ukládány vulkanickými plyny a v horkých pramenech jsou přenášeny v roztoku. Relativní úbytek fluoru vzhledem k chloru v mořské vodě lze přičíst srážení vysoce nerozpustných sloučenin obsahujících fluor, především apatitu (fluorfosforečnan vápenatý). Sodík zjevně zůstává v roztoku v mnohem větší míře než draslík; tento prvek reaguje se sedimentárními materiály za vzniku nerozpustných křemičitanů obsahujících draslík, jako je illit a glaukonit, které nemají sodíkové analogy. Vápník je z roztoku odstraňován mnohem účinněji než stroncium, zřejmě proto, že je využíván organismy. Goldschmidt poukázal na to, že mnohé vysoce jedovaté prvky, jako je arsen a selen, byly potenciálně dodávány v nebezpečných množstvích. Jejich koncentrace však zůstává velmi nízká, pravděpodobně díky účinným procesům odstraňování ve formě nerozpustných sloučenin. Pravděpodobným procesem je adsorpce na koloidních částicích jílu a oxidů železa.

Geologické a geochemické důkazy ukazují, že vody oceánů jsou a po dlouhou dobu byly v ustáleném stavu v podstatě neměnného složení. Přísun materiálu splachem z pevniny se upravuje reakcemi uvnitř oceánských vod nebo mezi oceánskými vodami a sedimentárními materiály, přičemž koncentrace jednotlivých prvků zůstávají v podstatě konstantní. Jak hluboko v geologickém čase tento ustálený stav přetrvává, zůstává otevřenou otázkou. Existence většiny forem mořského života od kambria po současnost naznačuje jednotnost mořských podmínek v průběhu posledních 600 000 000 let; jak hluboko do prekambria tato jednotnost sahala, je obtížnější objasnit. Dřívější diskuse o prekambrických železných formacích naznačila možnost velmi odlišného složení atmosféry před přibližně 2 000 000 000 lety a značná vzájemná závislost složení atmosféry a oceánu naznačuje, že to mohlo mít za následek výrazné geochemické rozdíly v oceánských vodách.

.