第1节 引言
第二章 海水的化学组成
第2节 海洋的形成
一,宇宙的形成
距今约140亿年前,一个比针尖还小的点发生大爆 炸,宇宙从此诞生(伽莫夫,1948).物质粒子摆 脱了能量的束缚,开始自发地排列起来形成现在的 宇宙.
二,太阳的形成
距近约50亿年前,一快由气体和尘埃组成的巨大 烟云在万有引力的重压下崩塌瓦解.由于原子核发 生熔化,使得云团中心处的温度变得非常高,密度 也很大,太阳由此形成.
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三,地球的形成
太阳的引力开始对星云的其余部分产生吸引,随着 太阳的逐渐增大,引力越来越强,直到除了零星碎 片和部分气体,因为距离遥远和游移速度极快而保 持孤立外,其余都被控制,各布其位.最后,这些 粒子和气体凝聚在一起,各星球包括地球就形成了 地球形成初期,是一个炽热的火球,温度高达 5000°C,同时不断地经受数百万颗陨石的冲击.
三,地球的形成
地球燃烧了100万年后才逐渐冷却,质量较大的 铁,镍等金属物质在地心处沉积下来,形成一个灼 热的,直径3000多公里的地核.质量较轻的矿物 质则不断上升,形成厚约3000多公里的地壳. 地球形成的时间:距今46亿年 地球形成时间的证据:古老的矿物结晶体—锆石, 测定年代为44亿年前.
地球形成初期是一个炽热的火球
四,月亮的形成
年轻的地球与一个火星大小的,高速运动的星体发生 碰撞,冲击力将地球表层掀掉一大块.这块被剥离的 熔岩状星体外壳溅落到太空中,绕着地球的轨道飞行. 10亿年后才被地球引力揉成一个小星球,即为月球. 证据:在月球上发现地球的星体残片以及其他来自 地球的物质.
五,海洋的形成
地球形成初期,火山活动持续不断,底下熔融的 岩浆从地表爆发出来,释放出CO2,N2,CH4, H2和水蒸汽,此为地球的脱气作用. 约40亿年前,大气层中以水蒸气,CO2为主,随 着地球的继续冷却,聚集在大气中的水蒸气转化 为一场持续几百万年的滂沱大雨,加上带有冰的 彗星不断地落在地球上.水蒸气的冷凝及冰的融 化形成液态水,水累积在低洼地带,形成海洋. 海洋形成时间:38亿年前.
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地球的演化历史
第3节 海水的化学组成
1,水的特殊性质及其意义 海水中含量最多的元素是氢和氧(水)
(1)异常高的冰点与沸点,导致其高的热容量:水所具有的 高热容量对于维持地球的气候与生命具有重要意义.夏天的时 候,热被储存在海洋中,而到冬天的时候再将其辐射回大气, 由此使地球的气候较为舒适.这也是为何沿海地区夏天没有内 陆地区来得热,而冬天没有内陆地区来得冷的原因.
(2)异常的密度变化: 对于中纬度地区水中生物的生存 具有重要意义.当冬季接近的时 候,表层水变冷,密度的增加导 致这些水往深层下沉.此过程不 断连续进行直至水温降低至4°C 以下,在更低温度的时候,进一 步的冷却使水的密度降低,此时 下沉停止了.如果气温达到 0°C,冰首先在表层形成,并成 为下覆水体与大气冷却的屏障, 延缓深层水的结冰.因此,结冰 是从表层往下进行的.这也就保 护了水中鱼类等生物免于被冻死.
水密度随温度的变化
水分子具有异常高的熔点和沸点
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(3)水是极好的溶剂
(4)水中盐分的增加导致冰点的降低 以及达到最大密度的温度降低
NaCl在水中的溶解
冰点与最大密度温度与盐度的关系
(5)水中盐分的增加导致渗透压增加 水中的高离子浓度使海水较纯水具有高的渗透 压.渗透压的差异会导致水分子跨越半透膜从低盐 区域向高盐区域扩散,当两边盐浓度相同时,水的 净扩散就停止了.最典型的天然半透膜就是细胞 膜,许多海洋生物细胞内体液的盐含量与海水是接 近的,这就是他们几乎不用耗费多的能量来维持体 内与海水之间的盐浓度平衡.哺乳动物血液中的盐 浓度与海水也是接近的(3.5% wt/v),这并不奇 怪,因为生物看来是在海洋中演化起来的.
第3节 海水的化学组成
一,原始海水的化学组成
自地球上海洋形成起,就进行着蒸发—冷凝构成的 水循环.水对其接触的岩石进行风化,岩石变成了 碎屑,元素溶于水中,由此形成了海水. 海水中的大多数阳离子组分由此而来.通过海洋中 发生的各种过程,海水生成沉淀物和成岩作用等. 原始海水组成可视为由0.3 M HCl溶液与岩石接触, 溶解Ca,Mg,K,Na,Fe,Al等元素,中和后,Fe, Al等以氢氧化物沉淀,把无机物和有机物沉积到海底

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