Гази, розчинені в морській воді
Кисень в океані
Розчинений в морській воді кисень запозичується з
атмосфери на контакті води з повітрям. Він утворюється також при фотосинтезі
морських рослин. З іншого боку, кисень споживається при диханні живих
організмів і при окисленні різних речовин моря, головним чином
органічного детриту.
Розчинність кисню в морській воді залежить від
температури і солоності; ця залежність може бути виражена формулою Якобсона:
V (O2) = 10, 062-0, 2822-0, 006144t2-0, 000061t3-Cl
(0, 1073-0, 003586t 0, 000055t2),
Де V (O2) - розчинність кисню в 1 см3 на 1 л
морської води при нормальних температури й тиску в умовах рівноваги води та
повітря при нормальному тиску; Cl-хлорность; t - температура води, оС.
Цікаво, що у всіх океанах існує шар з
мінімальним вмістом кисню, глибина якого змінюється в залежності від
географії.
Однак Річардс і Редфілд [1955] вказують, що шари з
мінімальним вмістом кисню в океані найбільш часто приурочені до
поверхні однієї і тієї ж щільності -? t = 27, 2/27, 3.
Свердруп [1938] розглянув можливі причини
рівноваги між динамічним припливом і біохімічним споживанням в шарі мінімального
вмісту кисню. Вважав що, існування шару з мінімальним вмістом
кисню зумовлено головним чином біохімічним витратою кисню і
характером розподілу в море органічної речовини і зробив висновок, що
важливою причиною мінімуму кисневого змісту є існування в
океані горизонту перерви.
Рейкстро [1947] визначав швидкості витрати кисню в
пробах води, відібраних на поверхні, в шарі з мінімальним вмістом
кисню і в глибоководному шарі. При цьому початкова температура проб протягом
тривалого часу підтримувалася постійною. Він встановив, що витрата
кисню за два роки у воді шару з мінімальним змістом, так само як і у воді
глибоководного шару, дуже незначний. З іншого боку, поверхнева вода
після невеликої витримки придбала ту ж концентрацію кисню, що й
проби води із шару з мінімальним вмістом кисню. Рейкстро висловив
припущення, що органічна речовина у вертикальній колоні води, за
принаймні до шару з мінімальним вмістом кисню, що надходить з її
власної площі поверхні і цим пояснюється дефіцит кисню.
Міякі і Сарухаші [1956] дослідивши причини
вертикальної міграції в море розчиненого кисню, дійшли висновки, що
дефіцит кисню тісно пов'язаний зі збільшенням вмісту в морській воді
вуглекислоти та з локально протікає окислювальним розкладанням органічного
речовини.
Перше дослідження ізотопного складу розчиненого в
морській воді повітряного кисню було проведено Рейкстро, Радд і Доул.
Результати мас-спектрометричних визначень
показали, що між величиною відносини О18/О16 і кількістю кисню,
розчиненого в морській воді на різній глибині, існує значна
розбіжність негативного знака. Використавши як стандарт ставлення
О18/О16 в повітрі (0, 2039%), вдалося встановити, що різниця між процентними
змістом О18 і таким повітря з глибиною поступово зростає, досягаючи
максимуму в 0, 006% в шарі з мінімальним вмістом кисню,
розташованій на глибині близько 700 м. Після проходження шару з мінімальним
вмістом кисню? знову зменшується, падаючи на глибині 2870 м приблизно до
0, 001%. Доул [1952] встановив, що кисень, що звільняється при фотосинтезі,
має більш низьку величину відносини О18/О16, ніж атмосферний кисень; за його
даними, фактор фракціонування дорівнює 0, 983. Це повинно приводити до зменшення
відносної кількості О18 в розчиненому в морській воді кисню, тому що
цей кисень частково здійснюється фітопланктоном.
З іншого боку, кисень у морській воді поглинається
під час дихання живих організмів, при бактеріальних процесах, при окисленні
органічного детриту і т. д.; при цьому легкий ізотоп кисню поглинається
вибірково. Внаслідок цього слід очікувати, що знаходиться у воді
залишковий кисень в порівнянні з повітрям повинен бути відносно збагачений
О18. За даними визначень Доула [1954], фактор фракціонування ізотопів
кисню при процесах поглинання кисню, розчиненого в морській воді,
дорівнює 0, 991. Необхідно відзначити, що азот в газі, розчиненому у воді океану,
так само як і атмосферний азот, має стандартний ізотопний склад.
Список літератури
Для підготовки даної роботи були використані
матеріали з сайту http://www.o8ode.ru/
