A tengervíz összetétele

A tengervíz geokémiai egyensúlya az idők folyamán

Az óceánokba évente oldott állapotban szállított 3,9 × 109 tonna csak egy kis töredéke az óceánokban oldott állapotban lévő teljes anyagmennyiségnek. Mindazonáltal az egész földtörténeti időre, több mint 4 × 109 évre vetítve, ez a mennyiség jóval meghaladja a jelenleg oldatban lévő anyagot. Az anyag egy része, különösen a nátrium-klorid, természetesen ciklikus, az óceánokból aeroszolként kering a szárazföldre, beépül a tengeri üledékes kőzetekbe, és végül nagy részben a lefolyással visszajut az óceánokba.

Goldschmidt érdekes számítást végzett a tengervíz geokémiai egyensúlyáról. Az üledékes kőzetek mennyiségéből és összetételéből úgy becsülte, hogy a földtörténeti idők során az erózió a Föld felszínének egy négyzetcentiméterére körülbelül 160 kilogramm vulkáni kőzetet tett ki. Ezt a számot kombinálva a tengervíz egy négyzetcentiméterre eső 273 kilogrammos mennyiségével, 600 gramm vulkáni kőzet erodálódott egy kilogramm tengervízre. Feltételezve, hogy ez a 600 gramm teljesen oldottá vált (ez nyilvánvalóan durva leegyszerűsítés, de korlátozó jellegű), mérleget készített az óceánokba potenciálisan bekerülő különböző elemek mennyisége és a ténylegesen jelenlévő mennyiségek között. E számadatok közül néhányat a táblázatban mutatunk be. A módszer tökéletlenségei ellenére az eredmények minőségi értelemben mindenképpen jelentősek. Néhány elem – a klór, bróm, bór és kén – a tengervízben jóval nagyobb mennyiségben van jelen, mint amekkora az erózióból származhat. Ezeknek a “szuper bőséges” elemeknek a forrása valószínűleg a vulkanizmus és a kapcsolódó magmás tevékenység volt. A halogenideket, szulfátokat és borátokat a vulkáni gázok rakják le, és a forró forrásokban oldódva szállítják. A fluornak a tengervízben a klórhoz viszonyított relatív fogyatkozása a fluorban rendkívül oldhatatlan fluortartalmú vegyületek, főként az apatit (kalcium-fluorofoszfát) kicsapódásának tulajdonítható. A nátrium egyértelműen sokkal nagyobb mértékben marad oldatban, mint a kálium; ez utóbbi elem az üledékes anyagokkal reakcióba lépve oldhatatlan káliumtartalmú szilikátokat képez, mint például az illit és a glaukonit, amelyeknek nincsenek nátriumtartalmú analógjai. A kalcium sokkal hatékonyabban távozik az oldatból, mint a stroncium, nyilvánvalóan azért, mert az élőlények hasznosítják. Goldschmidt rámutatott, hogy számos erősen mérgező elem, mint például az arzén és a szelén, potenciálisan veszélyes mennyiségben került a szervezetbe. Koncentrációjuk azonban nagyon alacsony marad, feltehetően az oldhatatlan vegyületek hatékony eltávolítási folyamatai miatt. Az agyag és vasoxidok kolloid részecskéin történő adszorpció az egyik valószínű folyamat.

A geológiai és geokémiai bizonyítékok arra utalnak, hogy az óceánok vizei állandó, lényegében változatlan összetételű állapotban vannak és voltak hosszú időn keresztül. A szárazföldről lefolyó anyag hozzáadását az óceáni vizeken belüli vagy az óceáni vizek és az üledékes anyagok közötti reakciók szabályozzák, amelyek révén az egyes elemek koncentrációja lényegében állandó marad. Az, hogy ez az állandósult állapot a földtörténeti időkben meddig tartott fenn, továbbra is nyitott kérdés. A tengeri élet legtöbb formájának létezése a kambriumtól napjainkig a tengeri körülmények egységességét jelzi az elmúlt 600 000 000 év során; hogy ez az egységesség mennyire terjedt vissza a prekambriumba, azt már nehezebb tisztázni. A prekambriumi vasképződmények korábbi tárgyalása felvetette a légkör nagyon eltérő összetételének lehetőségét mintegy 2.000.000.000 évvel ezelőtt, és a légkör és az óceánok összetételének jelentős kölcsönös függősége arra utal, hogy ez jelentős geokémiai különbségeket eredményezhetett az óceánok vizében.

Az óceánok vizének jelentős geokémiai különbségei.