L'eau de mer

L'eau de mer dans le d??troit de Malacca

L'eau de mer est l'eau d'une mer ou d' oc??an . En moyenne, l'eau de mer dans les oc??ans de la plan??te a un salinit?? d'environ 3,5% (35 g / L, ou 599 mM). Cela signifie que chaque kg (environ un litre par volume) d'eau de mer a environ 35 grammes (1,2 oz) de des sels dissous (essentiellement sodium (Na ⁺⁾ et chlorure (Cl ^-) ions ). La densit?? moyenne ?? la surface est de 1,025 g / ml. L'eau de mer est plus dense que la fois l'eau douce et l'eau pure (densit?? 1,0 g / ml ?? 4 ?? C (39 ?? F)) parce que les sels dissous ajouter de la masse sans contribuer de fa??on significative au volume. Le point de cong??lation de l'eau de mer diminue ?? mesure que la concentration en sel augmente. ?? la salinit?? typique, il g??le ?? environ -2 ?? C (28 ?? F). L'eau de mer plus froide jamais enregistr??e (?? l'??tat liquide) ??tait en 2010, dans un ruisseau sous une Glacier de l'Antarctique, et mesur?? -2,6 ?? C (27,3 ?? F).

G??ochimie

La conductivit?? thermique de l'eau de mer est de 0,6 W / mK ?? 25 ?? C et ?? une salinit?? de 35 g / kg. La conductivit?? thermique d??cro??t avec l'augmentation de la salinit?? et augmente lorsque la temp??rature augmente.

Salinit??

Salinit?? de surface de la mer moyenne annuelle pour la Ocean World. Les donn??es de la World Ocean Atlas

Salinit??

Bien que la grande majorit?? de l'eau de mer a une salinit?? d'entre 3,1% et 3,8%, l'eau de mer ne est pas une solution saline uniform??ment partout dans le monde. Lorsque le m??lange se produit avec des produits frais eaux de ruissellement des embouchures de rivi??res ou la fonte des glaciers pr??s, l'eau de mer peut ??tre sensiblement moins salines. La solution saline mer la plus ouverte est la mer Rouge , o?? des taux ??lev??s de ??vaporation, bas pr??cipitations et l'afflux de la rivi??re, et le r??sultat de circulation limit??e dans l'eau anormalement sal??e. La salinit?? dans les organes isol??s de l'eau (par exemple, la Mer Morte ) peut ??tre consid??rablement plus grande encore.

La densit?? des plages d'eau de mer de surface d'environ 1020 ?? 1029 kg ?? m ^-3, en fonction de la temp??rature et la salinit??. Profonde dans l'oc??an, sous haute pression, l'eau de mer peut atteindre une densit?? de 1050 kg ?? m ^-3 ou plus. L'eau de mer pH est limit??e ?? entre 7,5 ?? 8,4. Le vitesse du son dans l'eau de mer est d'environ 1500 m / s, et varie avec la temp??rature de l'eau, la salinit?? et la pression.

Les impacts humains

Le changement climatique , la hausse atmosph??rique de dioxyde de carbone , l'exc??s de nutriments, et la pollution dans de nombreuses formes sont en train de modifier la g??ochimie oc??anique mondiale. Les taux de variation pour certains aspects d??passent largement ceux de l'enregistrement g??ologique historique et r??cente. Les grandes tendances comprennent une augmentation acidit??, r??duite subsurface oxyg??ne ?? la fois pr??s des c??tes et les eaux p??lagiques, la hausse des niveaux d'azote c??ti??res, et des augmentations g??n??ralis??es dans le mercure et les polluants organiques persistants. La plupart de ces perturbations sont li??es directement ou indirectement ?? la combustion humaine de combustibles fossiles, l'utilisation d'engrais, et l'activit?? industrielle. Les concentrations devraient augmenter dans les prochaines d??cennies, avec des impacts n??gatifs sur le biote oc??anique et d'autres ressources marines.

Diff??rences de composition de l'eau douce

L'eau de mer contient plus dissous ions que tous les types d'eau douce. Cependant, les rapports des solut??s diff??rent consid??rablement. Par exemple, bien que l'eau de mer contient environ 2,8 fois plus bicarbonate que l'eau de la rivi??re bas??e sur molarit??, le pourcentage de bicarbonate dans l'eau de mer comme un rapport de toutes dissous ions est beaucoup plus faible que dans l'eau de la rivi??re. Ions bicarbonates constituent ??galement 48% des solut??s de l'eau de la rivi??re, mais seulement 0,14% de tous les ions d'eau de mer. Telles diff??rences sont dues ?? la variant temps de s??jour de l'eau de mer; solut??s sodium et le chlore ont des temps de s??jour tr??s longs, alors que le calcium (essentiel pour le carbonate formation) tend ?? pr??cipiter beaucoup plus rapidement. Les ions dissous dans l'eau de mer les plus abondantes sont le sodium, chlorure, magn??sium , sulfate et calcium.

Composants microbiens

Recherche en 1957 par le Scripps Institution of Oceanography ??chantillonn?? l'eau dans les deux p??lagiques et endroits n??ritiques dans l'oc??an Pacifique. Comtes et cultures microscopiques directs ont ??t?? utilis??s, les comptages directs dans certains cas montrant jusqu'?? 10 000 fois celui obtenu ?? partir de cultures. Ces diff??rences ont ??t?? attribu??es ?? la pr??sence de bact??ries dans des agr??gats, des effets s??lectifs du milieu de culture, et la pr??sence de cellules inactives. Une r??duction marqu??e du nombre de culture bact??rienne a ??t?? not?? en dessous de la thermocline, mais pas par l'observation microscopique direct. Un grand nombre de spriles formes semblables ont ??t?? observ??s au microscope mais pas en culture. La disparit?? des chiffres obtenus par les deux m??thodes est bien connu dans ce domaine et d'autres domaines. Dans les ann??es 1990, l'am??lioration des techniques de d??tection et d'identification des microbes en sondant juste de petits extraits de l'ADN , les chercheurs participant au permis Recensement de la vie marine pour identifier des milliers de microbes inconnus auparavant habituellement pr??sents en petit nombre. Cette ??tude a r??v??l?? une bien plus grande diversit?? qu'on ne le pensait, de sorte que un litre d'eau de mer peut d??tenir plus de 20 000 esp??ces. Dr Mitchell Sogin du Laboratoire de biologie marine estime que ??le nombre de diff??rents types de bact??ries dans les oc??ans pourrait ??clipser cinq ?? 10 millions."

Les bact??ries se trouvent ?? toutes les profondeurs de la colonne d'eau, ainsi que dans les s??diments, certains ??tant a??robie, ana??robie autres. La plupart sont en nage libre, mais certains existent que symbiotes au sein d'autres organismes - des exemples de ces bact??ries bioluminescentes ??tre. Les cyanobact??ries a jou?? un r??le important dans l'??volution des processus oc??aniques, permettant le d??veloppement de stromatolites et de l'oxyg??ne dans l'atmosph??re.

Certaines bact??ries interagissent avec diatom??es, et forment un maillon essentiel dans le cycle du silicium dans l'oc??an. Une esp??ce ana??robies, Thiomargarita namibiensis, joue un r??le important dans la r??partition des ??ruptions de sulfure d'hydrog??ne ?? partir de s??diments de diatom??es au large de la c??te namibienne, et g??n??r?? par des taux ??lev??s de croissance du phytoplancton dans la Zone de remont??e du courant de Benguela, finalement tomber sur le fond marin.

Bact??ries comme Archaea surpris microbiologistes marins par leur survie et prosp??re dans des environnements extr??mes, tels que le ??vents hydrothermaux sur le plancher oc??anique. Bact??ries marines telles que Alkalotolerant Pseudomonas et Vibrio spp. survivre dans un plage de pH de 07/03 ?? 10/06, tandis que certaines esp??ces ne se d??velopperont ?? un pH de 10 ?? 10.6. Archaea existe aussi dans les eaux p??lagiques et peut constituer autant que la moiti?? de l'oc??an biomasse, jouant clairement un r??le important dans les processus oc??aniques. En 2000, les s??diments du fond de l'oc??an r??v??l?? une esp??ce de Archaea qui d??compose le m??thane , un important gaz ?? effet de serre et un contributeur majeur au r??chauffement atmosph??rique. Certaines bact??ries d??composent les roches du fond de la mer, en influen??ant la chimie de l'eau de mer. Les d??versements de p??trole, et le ruissellement des eaux us??es contenant humaine et les polluants chimiques ont un effet marqu?? sur la vie microbienne dans les environs, ainsi que les agents pathog??nes et les toxines qui affectent h??bergeant toutes les formes de vie marine. Le protistes dinoflagell??s peuvent ?? certains moments subir explosions de population appel??s fleurs ou Les mar??es rouges, souvent apr??s la pollution caus??e par l'homme. Le processus peut produire m??tabolites connus biotoxines, qui se d??placent le long de la cha??ne alimentaire de l'oc??an, qui entachent les consommateurs d'animaux d'ordre sup??rieur.

En 2013 des chercheurs de Universit?? d'Aberdeen a annonc?? qu'ils ont commenc?? une chasse pour les produits chimiques non d??couvertes dans les organismes qui ont ??volu?? dans de profondes tranch??es de la mer, dans l'espoir de trouver ??la prochaine g??n??ration?? des antibiotiques, anticipant une ??apocalypse antibiotique" ?? une p??nurie de nouveaux m??dicaments de lutte contre l'infection. La recherche financ??e par l'UE va commencer dans le Atacama Trench et de passer ensuite ?? la recherche des tranch??es hors Nouvelle-Z??lande et l'Antarctique .

L'oc??an a une longue histoire de l'??limination des d??chets humains sur l'hypoth??se que sa grande taille le rend capable d'absorber et diluer toute la mati??re nocive. Bien que cela puisse ??tre vrai sur une petite ??chelle, les grandes quantit??s d'eaux us??es d??vers??s r??guli??rement a endommag?? de nombreux ??cosyst??mes c??tiers, et rendaient la vie en danger. Virus et bact??ries pathog??nes se produisent dans ces eaux, tels que Escherichia coli, Vibrio cholerae la cause du chol??ra , H??patite A, l'h??patite E et la poliomy??lite , ainsi que les protozoaires causant giardiase et cryptosporidiose. Ces pathog??nes sont r??guli??rement pr??sents dans l'eau de ballast des grands navires, et sont largement r??pandues lorsque le ballast est d??charg??e.

Origine

Sch??ma montrant les concentrations de divers ions de sel dans l'eau de mer: Cl ^- 55%, Na ⁺ 30,6%, SO 2-
4 7,7%, 3,7% Mg ^2+, Ca ²⁺ 1,2%, K ⁺ 1,1%, Autres 0,7%. Notez que le sch??ma ne est correcte que dans les unit??s de poids / poids, pas WT / vol ou vol / vol.

Les th??ories scientifiques derri??re les origines de sel de mer a commenc?? avec Sir Edmond Halley en 1715, qui a propos?? que le sel et d'autres min??raux ont ??t?? effectu?? dans la mer par les rivi??res apr??s la pluie a lav?? sur le terrain. Apr??s avoir atteint l'oc??an, ces sels concentr??s que plus de sel sont arriv??s au fil du temps (voir le cycle hydrologique .) Halley a not?? que la plupart des lacs qui ne ont pas sorties de l'oc??an (comme la Mer Morte et de la mer Caspienne , voir Endor??isme), ont une teneur ??lev??e en sel. Halley appel?? ce processus "d'alt??ration continentale".

La th??orie de Halley ??tait partiellement exacte. En outre, le sodium lessiv?? du fond de l'oc??an quand l'oc??an form??. La pr??sence d'autres ions, du chlorure dominantes, les r??sultats de sel de d??gazage de chlorure (comme l'acide chlorhydrique ) avec d'autres gaz de l'int??rieur de la Terre par l'interm??diaire de volcans et ??vents hydrothermaux. Les ions sodium et chlorure ensuite devenus les constituants les plus abondants de sel de mer.

La salinit?? des oc??ans a ??t?? stable pendant des milliards d'ann??es, probablement ?? la suite d'un produit chimique / tectonique syst??me qui supprime autant de sel que est d??pos??; par exemple, les puits de sodium et de chlorure comprennent evaporite d??p??ts, pores s??pulture de l'eau, et les r??actions avec des fonds marins basaltes .

La consommation humaine

Accidentellement consommer de petites quantit??s d'eau de mer propre ne est pas nocif, surtout si l'eau de mer est pris avec une plus grande quantit?? d'eau douce. Cependant, l'eau de mer potable pour maintenir l'hydratation est contre-productif; plus d'eau doit ??tre excr??t?? ?? ??liminer le sel (via urine) que la quantit?? d'eau de l'eau de mer elle-m??me.

Le syst??me r??nal contr??le actif de chlorure de sodium dans le sang dans une plage tr??s ??troite autour de 9 g / L (0,9% en poids).

Dans la plupart des eaux libres concentrations varient quelque peu selon les valeurs typiques de l'ordre de 3,5%, soit beaucoup plus que le corps peut tol??rer et la plupart au-del?? de ce que le rein peut traiter. Un point souvent n??glig??, dans les revendications que le rein peut excr??ter NaCl dans des concentrations baltes (2%), ce est que l'intestin ne peut pas absorber l'eau ?? des concentrations, de sorte qu'il n'y a aucun avantage ?? boire cette eau. L'eau de mer potable augmente temporairement la concentration de NaCl de sang. Cela indique au rein ?? excr??ter le sodium, mais la concentration de sodium de l'eau de mer est sup??rieure ?? la capacit?? de concentration maximale du rein. Finalement, la concentration de sodium du sang augmente ?? des niveaux toxiques, ??limination de l'eau ?? partir de cellules et interf??rer avec la conduction nerveuse, en fin de compte la production fatale saisie et arythmie cardiaque.

manuels de survie conseillent constamment contre l'eau de mer potable. Un r??sum?? de 163 voyages radeau de sauvetage ont estim?? le risque de d??c??s de 39% pour ceux qui ont bu l'eau de mer, comparativement ?? 3% pour ceux qui ne ont pas. L'effet de l'apport d'eau de mer sur des rats a confirm?? les effets n??gatifs de la consommation d'eau de mer lorsque d??shydrat??. Cependant la r??gulation de l'absorption de sels de l'eau de mer peut ??tre possible ?? travers le c??lon. La m??re de la famille Robertson qui ??taient naufrag?? pendant 38 jours en 1972, a propos?? la faisabilit?? d'hydratation gr??ce ?? des lavements d'eau non potable.

La tentation de boire l'eau de mer ??tait plus grand pour les marins qui avaient d??pens?? leur approvisionnement en eau douce, et ne ont pas pu capturer suffisamment de l'eau de pluie pour boire. Cette frustration a ??t?? d??crit ?? merveille par une ligne de Samuel Taylor Coleridge s ' La Complainte du vieux marin :

L'eau, l'eau, partout,
Et tous les conseils ont fait diminuer;
L'eau, l'eau, partout,
Et pas une goutte ?? boire.

Bien que les humains ne peuvent pas survivre sur l'eau de mer, certaines personnes affirment que jusqu'?? deux tasses par jour, m??lang??s avec de l'eau fra??che dans un rapport de 2: 3, ne produit aucun effet malade. Le m??decin fran??ais Alain Bombard a surv??cu ?? une travers??e de l'oc??an dans un petit bateau en caoutchouc Zodiak utilisant principalement la viande crue de poisson, qui contient environ 40 pour cent de l'eau (comme la plupart des tissus vivants), ainsi que de petites quantit??s d'eau de mer et d'autres dispositions r??colt??s dans l'oc??an. Ses conclusions ont ??t?? contest??es, mais une autre explication n'a pas ??t?? donn??. En Kon-Tiki, Thor Heyerdahl d??clar?? avoir bu l'eau de mer m??lang??e avec des produits frais dans un rapport 40/60 de%. Quelques ann??es plus tard un autre aventurier nomm?? William Willis a affirm?? avoir bu deux tasses d'eau de mer et une tasse de frais par jour pendant 70 jours sans effet malade quand il a perdu une partie de son approvisionnement en eau.

Richard Russell a pr??conis?? son utilisation m??dicale au Royaume-Uni au 18e si??cle et Ren?? Quinton ??tendu en France et d'autres pays au 20e si??cle. Actuellement est largement utilis?? au Nicaragua et d'autres pays, profitant des derni??res d??couvertes m??dicales.

La plupart des navires de haute mer dessaler l' eau potable l'eau de proc??d??s d'eau de mer en utilisant tels que distillation sous vide ou distillation flash multi-??tape dans un ??vaporateur, ou plus r??cemment par osmose inverse. Ces processus ?? forte intensit?? ??nerg??tique ne ??taient pas g??n??ralement disponibles au cours de la Age of Sail. Grandes navires de guerre ?? voile avec de grandes ??quipes, comme Nelson s ' HMS Victory ??tait ??quip?? d'appareil de distillation dans leur gal??res.

D'autres animaux terrestres et marins tels que les poissons , les baleines , tortues de mer et manchots peuvent se adapter ?? un habitat de grande saline. Par exemple, le rein du rat du d??sert sodium peut se concentrer beaucoup plus efficacement que le rein humain.