Газы, растворенные в морской воде
Газы, растворенные в морской воде Кислород в океане
Растворенный в морской воде кислород заимствуется из атмосферы на контакте воды с воздухом. Он появляется также при фотосинтезе морских растений. С другой стороны, кислород потребляется при дыхании живых организмов и при окислении разных веществ моря, приемущественно органического детрита.
Растворимость кислорода в морской воде находится в зависимости от температуры и солености; эта зависимость может быть выражена формулой Якобсона:
V (O2) = 10, 062-0, 2822-0, 006144t2-0, 000061t3-Cl (0, 1073-0, 003586t+0, 000055t2),
Где V (O2) — растворимость кислорода в 1 см3 на 1 л морской воды при обычных температуре и давлении в критериях равновесия воды и воздуха при обычном давлении; Clхлорность; t — температура воды, оС.
Любопытно, что во всех океанах существует слой с наименьшим содержанием кислорода, глубина которого изменяется зависимо от географии.
Но Ричардс и Редфилд [1955] указывают, что слои с наименьшим содержанием кислорода в океане более нередко приурочены к поверхности одной и той же плотности — ?t = 27, 2 / 27, 3.
Свердруп [1938] разглядел вероятные предпосылки равновесия меж динамическим притоком и биохимическим потреблением в слое малого содержания кислорода. Считал что, существование слоя с наименьшим содержанием кислорода обосновано приемущественно биохимическим расходом кислорода и нравом рассредотачивания в море органического вещества и сделал заключение, что принципиальной предпосылкой минимума кислородного содержания является существование в океане горизонта перерыва.
Рейкстро [1947] определял скорости расхода кислорода в пробах воды, отобранных на поверхности, в слое с наименьшим содержанием кислорода и в глубоководном слое. При всем этом исходная температура проб в течение долгого времени поддерживалась неизменной. Он установил, что расход кислорода за два года в воде слоя с наименьшим содержанием, равно как и в воде глубоководного слоя, очень незначителен. С другой стороны, поверхностная вода после маленького выдерживания заполучила ту же концентрацию кислорода, что и пробы воды из слоя с наименьшим содержанием кислорода. Рейкстро высказал предположение, что органическое вещество в вертикальной колонне воды, по последней мере до слоя с наименьшим содержанием кислорода, поступает с ее своей площади поверхности и этим разъясняется недостаток кислорода.
Мияки и Сарухаши [1956] изучив предпосылки вертикальной передвижения в море растворенного кислорода, пришли к выводы, что недостаток кислорода плотно сплетен с повышением содержания в морской воде углекислоты и с локально протекающим окислительным разложением органического вещества.
1-ое исследование изотопного состава растворенного в морской воде воздушного кислорода было проведено Рейкстро, Раддом и Доулом.
Результаты масс-спектрометрических определений проявили, что меж величиной дела О18/О16 и количеством кислорода, растворенного в морской воде на разной глубине, существует существенное расхождение отрицательного знака. Использовав в качестве эталона отношение О18/О16 в воздухе (0, 2039%), удалось установить, что разница меж процентным содержанием О18 и таким воздуха с глубиной равномерно растет, достигая максимума в +0, 006% в слое с наименьшим содержанием кислорода, размещающемся на глубине около 700 м. После прохождения слоя с наименьшим содержанием кислорода ? опять миниатюризируется, падая на глубине 2870 м приблизительно до +0, 001%. Доул [1952] установил, что кислород, освобождающийся при фотосинтезе, имеет более низкую величину дела О18/О16, чем атмосферный кислород; по его данным, фактор фракционирования равен 0, 983. Это должно приводить к уменьшению относительного количества О18 в растворенном в морской воде кислороде, потому что этот кислород отчасти делается фитопланктоном.
С другой стороны, кислород в морской воде поглощается при дыхании живых организмов, при бактериальных процессах, при окислении органического детрита и т. д.; при всем этом легкий изотоп кислорода поглощается избирательно. Вследствие этого следует ждать, что находящийся в воде остаточный кислород по сопоставлению с воздухом должен быть относительно обогащен О18. По данным определений Доула [1954], фактор фракционирования изотопов кислорода при процессах поглощения кислорода, растворенного в морской воде, равен 0, 991. Стоит отметить, что азот в газе, растворенном в воде океана, так же как и атмосферный азот, имеет обычный изотопный состав.