История формирования солевого состава Мирового океана

Приспособление первичного ювенильного раствора к изменяющимся условиям на поверхности Земли приводило к эволюции состава вод Мирового океана, стремящейся прийти в равновесие с этими условиями. Подобный процесс происходил во все периоды существования океана, его суть заключается в сохранении в воде растворимых соединений и в выпадении в осадок компонентов, образующих труднорастворимые соединения.

Сравнение современного состава вод Мирового океана и первичного ювенильного раствора, сделанное М. Г. Валяшко [7], показывает, что содержание хлора и брома практически не изменилось, а содержание остальных элементов заметно уменьшилось.

Это позволяет говорить о том, что в растворе остаются неизменными те элементы, для которых нет достаточно активных осадителей, например, те же хлор и бром. Содержание тех элементов, которые участвовали в процессах, выводящих их из раствора, уменьшилось, причем больше всего снизилось содержание углерода. К уменьшению содержания углерода привели в основном две реакции. Первая — это связывание С0₂ в угольную кислоту с последующим переходом главным образом в карбонат кальция, выпадающий в осадок. Эта реакция происходит от момента возникновения океана до настоящего времени. Вторая реакция связана с фотосинтезом — поэтому она возникла только с появлением биосферы. Образование биосферы на Земле привело также к уменьшению содержания азота и йода.

Выделяют три этапа формирования солевой массы Мирового океана:

• — ранний этап — при отсутствии биосферы (глубокий архей);
• — эman возникновения и становления биосферы (конец археяпалеозой);
• — современный период (начиная от палеозоя).

На первом этапе развития воды Мирового океана имели кислую реакцию, что обусловлено тем, что хлор, бром и фтор выделялись в виде сильных кислот — НС1, НВг и HF. Кроме того, первичные воды были насыщены по углероду и кремнезему. Связано это с тем, что при попадании ювенильного раствора на поверхность в условия пониженных температур и давления резко снижалась растворимость углекислоты. Почти одновременно с появлением гидросферы возник процесс нейтрализации первично кислых вод — анионы первичного океана, приносимые в ювенильном растворе, сразу же вступали во взаимодействие с катионами, образовавшимися в процессе разрушения дна и берегов океана. Ранний этап существовал, по-видимому, кратковременно. Воды океана с момента своего возникновения, благодаря хорошей растворимости солей, образующихся в них, становились солеными, причем все анионы — это продукты дегазации мантии, а катионы — продукты выветривания горных пород земной коры.

Второй этап формирования химического состава Мирового океана начался с момента возникновения биосферы. Произошло изменение восстановительных свойств атмосферы на окислительные, обусловленное выделением свободного кислорода в процессе фотосинтеза. Это привело к образованию современной азотно-кислородной атмосферы. Произошла перестройка солевого состава океана, связанная с воздействием биосферы, а также с изменившимся обменом веществ с литосферой и окисляющей атмосферой. Увеличилось содержание углекислого газа в воде. Постепенно стабилизировалась карбонатная система. Под влиянием кислорода изменили свою миграционную форму азот, железо, сера. Увеличилась подвижность кальция и магния.

После стабилизации состава атмосферы сначала стабилизировались формы существования и миг-рации элементов на поверхности Земли, затем стабилизировался и солевой состав вод Мирового океана. Солевой состав океанических вод стал близок к современному — преимущественно хлоридно-сульфатному. Наступил современный период формирования солевой массы океана. По всей видимости, стабилизация современного состава океанических вод произошла между 1,5 и 0,5 млрд, лет назад.

Хотя на Земле непрерывно происходят процессы взаимодействия между гидросферой, атмосферой, литосферой и биосферой, приводящие как к поступлению солей, так и к их потери, общая концентрация солей в Мировом океане остается практически постоянной (В.И. Вернадский назвал концентрацию солей в океане планетной константой).

Итак, в результате глобального процесса дифференциации вещества Земли образовалась водная масса Мирового океана объемом 1,3410^я км³ (что составляет около 96,5% от объема всей воды на Земле), массой 1,38−10²¹ кг и с содержанием солей 48−10'⁸ кг.