[分享]淺談 海洋

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2007/10/13
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爬了許多文章也看了 一些連結 再加上以 幾前買的一本書
我想大家也不是來考試的 太複雜的化學式及論點或離我們太遠的 我就淘汰掉 免的大家都跑去問 周公
留下大家比較有興趣的部分提供給大家參考[以下論點參考自 海洋學概論 一書]
水:
初期進入 水文圈 稱之為 岩漿水 或 初生水
這些水通過所有 地質時間 成為海洋水之來源
泉源係存於 地殼層 噴出或侵入之 火成岩
[近來有科學家推測 水 是由 隕石 帶入地球]
海洋沉澱:
包括陸地來的 碎屑物 及 海洋中生物 或 化學作用 產生的物質
組成成分分類
沉積岩 由三種成分組成 1. 碳酸鈣[及鎂] 2.黏土礦[氫氧化鋁 與 鐵之氧化物 的代表] 3.矽土 [二氧化矽]富鐵的紅土 及 富鋁之鐵礬土 風化產物 砂岩多含石英 黑矽石乃生物沉積於矽化沉墊池中的沉積岩
黏土之沉澱 包含微粒 碳酸鈣 但主要成分為 矽 與 氧化礦物
砂與頁岩 沉澱較粗部分為 貝類碎片之碳酸鈣 及 矽氧礦湊合物組成
碳酸鈣沉澱 由 珊瑚 與 貝類 所下沉之 霰石[文石] 還要去買 霰石 嗎? 貝類 婉足動物 有孔蟲 及 單細胞植物球菌 所沉積之 低鎂方解石
再來由 棘皮動物 與 大型有孔蟲 所形成 高鎂方解石
生物性沉澱:
碳酸鈣
有孔蟲殼 翼足類之殼 球菌類 為深海中碳酸鈣 CaCo3 之主要成分
錳結核
氫錳 及 氧化鐵 之結合 為深海底沉澱特色
氧化矽
氧化矽殼類有機物 有四種 矽藻 放射蟲 海綿 矽鞭 含量最多為 矽藻 和 放射蟲 兩大類
碳酸物及其它有機物
在水層缺乏氧氣之區域 多為有機物 脊椎動物骨骼 魚類 海洋哺乳動物碎骨下沉 乃 磷灰石礦[Ca5(PO4)3OH]主要成分
海洋礦物與化學
改變海洋化學之因素
1.大氣 蒸發會戴有小量 鹽晶 隨水氣離開海面
雨水 會因空氣中放電作用 含有 氮化合物 較多
2.河川 河流中含有高量 炭化合物 所以許多海水無法溶解的物質 卻能溶於河水 其中大量的膠性物質與礦物碎片 與 海水接觸後發生各種不同化學變化 估計 約需 六百萬年 河水才能使海洋溶質總量改變 百分之一
3.沉澱 沉積在海底的物質 如 碳酸鈣 鎂 及 硅酸質 還有 鈉 和 鉀 常為泥質吸收
4.結冰 與 溶冰
5.生物 海洋動植物營養源 如 浮游生物 吸取 矽 與 碳酸鈣 轉成骨骼與外殼 並再以 硝酸鹽 磷酸鹽 作為養分 當死亡發生時又再度還原
海水化學元素
在各地海洋取海水樣品 會發現 溶解鹽總量 各不同 但有其主要元素 鈉 氯 鎂 鈣 等 相互之間比率恆為一常數 [很直得參考]
其中所含之化學元素可分為 主要元素 營養元素 以及 稀有元素
一.主要元素
氯 食鹽主要成份含量最多
鈉 僅次於氯 氯化鈉純粹食鹽
硫 在海洋中以 硫酸根離子 存在 常發現於底層水流停滯區
鈣 為海洋生物主要成份 會因生物吸收減少 河水流入而增加
鎂 在海洋裡含量非常穩定 粗制的食鹽含有 氯化鎂 及 硫酸鎂 而 海藻灰 也可提煉出此元素
鉀 藻類常吸收的對象 河水注入也會補充
溴 很微量 和 氯 度比 約 0.0034
鍶 與 氯 度比為 0.0005 海藻中也含有 鍶 紅藻 綠藻 矽藻 最善於吸收放射性子代 鍶 或 釔 很多放射性蟲骨骼可發現大量 鍶 質
硼 在海水中以不離解之 硼酸 存在 藻類中皆含有
氟 含量稀少但卻與 氯度比很穩定
看到這是否與 粗鹽 那篇有雷同觀念
二.營養元素
包括 炭 氧 氮 磷 等 [這個我覺得有意思] 水中含量不談外 最顯著就是混合於 動物 與 植物中 而以 亞機酸(構成蛋白質成分) 脂肪
澱粉 糖 及含 磷 之混何物 ATP (三磷腺苷)型態存在 皆為 生物中 能 的傳遞重要因素 這段話要參考喔
海中生物的生命力 如同陸地 皆由 光合作用 並供應 炭素 主要群體係由 單細胞生物完成之
碳 氮 磷等 存在海洋上層數百公尺中 當光線足夠進行光合作用 進而從溶質中吸取出來 於是 食物鏈 經由表層水之生物來進行
深海中有細菌作用來摧毀生物遺骸物質 再以 離子型態 還原至 營養鹽 結果表層水會缺乏溶解的 營養鹽 但在深海中可達飽含
若是 營養鹽 無法回到 表層水中 則濃度會越來越低 最後導致生物生產消失 在大洋中某部分區域經常發生此無生物現象
但一般海洋中會有 熱渦動及對流產生 進而讓 深層水 與 表層水 混合 使失去的營養鹽獲得補充
三.稀有元素
在海洋中發現的大部分 稀有元素 濃度很低
浮游生物可助於無數 稀有元素 如 鎂(Mg) 鈣(Ca) 鍶(Sr) 錫(Sn) 鉛(Pb) 鉻(Cr) 鎳(Ni) 銀(Ag) 等的聚集
同時如 銅(Cu) 鋅(Zu) 鈷(Co) 鐵(Fe) 鉬(Mo) 均已知生物系統中最重要者
例如 銅 在無脊椎動物體內[軟體類 甲殼類]血液中很需要(這個有點神奇) 鈷 則為維生素 B12 最重要成份
另外 某種 放射性蟲的介殼內含 硫化鍶 而某些 單細胞生物 組織中有 硫化鋇 在 海綿中 則有特別的 鎳 儲存集中
真是奇妙的海洋化學生態 先 PO 到此 手酸眼花 改天再補充幾樣觀念給大家參考


-=-=-=- 以下內容由 winwmv2008年01月03日 11:44pm 時新增 -=-=-=-
化學狀態
化學狀態有三態
一. 主要電離子濃度 二.酸鹼度 三.氧化與還原
1.溶解度和電離子
氯化鈉溶液可導電 純水則否 所以鹽類溶液定含有帶電流的荷電質點 所以溶液中的導電體稱為 電離子
海水除了表層水中的 碳酸鈣 外 其它皆有大部分鹽類[可以由大部分離子連合形成]皆未達到飽和狀態 也就是如 CaSO4 .MgSO4 .KC1 . NaC1.等更多重要之鹽類 在正常海水中 平均未超過溶解度產生的常數
2.海洋酸鹼度
在溶液裡的酸度可由 氫離子H+的濃度來表示 水分子由 氫 和 氧 組成表示 H2O=H+ + OH-
表示氫離子的濃度以 PH 表示 =log x 10的負七次方分之一 = 7 所以大於 7 為鹼性 小於 7 為酸性
海水偏鹼性 PH約 7.5-8.4 對 PH值影響很大的是 碳酸含量 一般海水中多由 二氧化碳氣體 碳酸 及 碳酸鈣 混合
由此可證 從 碳酸 分解而來的 氫離子 部分被用以由 碳酸鈣 CaCO3 分解而來之 碳酸根離子 CO3 等於形成 碳酸氫離子 (HCO3-)
從這項反應來看就可改變 PH 的調整
3.氧化與還原
將一片鋼鐵 暴露在 空氣和雨水中 使之氧化 結果會產生一種 鐵鏽物質 這類鐵鏽多是 FeOOH 或 Fe2O3 所組成 此反應既 鐵被氧 化 另一為 氧被還原 氧化為電子的損失 還原為電子的獲得 所以 氧化還原 的整個反應 可以表現為 電子之轉換
大氣裡 氧 的壓力很大 可以維持 光合作用 結果促成 金屬鐵之氧化作用完成
如果在一個密閉的容器裡 僅供給限量的氧氣 則反應會變為 僅氧化限量之金屬鐵 以降低氧氣壓力達到一均衡值 (這也可用在 nc 鐵釘處理 的觀念呵)
通常外洋水乃是一種高度氧化劑 對許多元素在溶液中被高度氧化 但在 近岸海域 及 海盆海域 會因有機物質影響 可減低分離養的濃度 結果促成較多元素的還原
浮游生物群
浮游植物 有 鞭藻類 矽藻類 矽質鞭蟲 綠藻 及 藍藻等 前兩種群最多
浮游動物 分為 原生動物. 腔腸動物 . 環型動物. 輪蟲類.矢蟲類.橈足類.甲殼類.棘皮動物幼生.紐蟲幼體.多毛幼生.翼足類.皮囊類.魚類幼體等
剩下一些觀念我看看要如何整理在繼續 PO

-=-=-=- 以下內容由 winwmv2008年01月08日 00:45am 時新增 -=-=-=-
海洋礦物
由陸地經由風化 與 河川運送而得
鈉.鉀 和 氧化矽 Sio2 等 通常由 矽酸鹽礦物如 長石 經由碳酸作用而來 而 碳酸 本身則係由 有機物 之 細菌作用而來
鈣.鎂 主要由 石灰石 和 白雲石 而來 少部分由 矽酸鹽礦物 離解所供給 此分解乃由 泥土中生物作用 所發生的 碳酸 促成
另外一種主要之離子乃 硫酸根離子 SO4= 由溶解 硫酸鎂 硫酸鈣 所形成之 石灰石 白雲石 容液中之一部分 其形成是由 硫化鐵(黃鐵礦)經氧化而來
大部分的 氯 係由附於 沉積岩之鹽類經漂洗而來
鈣的儲存量
前面有提到 鈣之消減 主要係由 碳酸鈣 沉積 近海 軟體動物 貝殼 珊瑚 深海 球菌類 有孔蟲 所造成
河水提供大量 鈣 來源 (以前也去提過河水與山泉水 好硬)
每當一 鈣 或 鎂 從石灰石中分解 必形成兩個 碳酸氫離子 避免增加海洋中濃度大部分都是生物作用 因海洋植物多從海水中利用 碳酸氫離子以進行光合作用 當每一 碳酸鈣分子 沉降 必有一個 二氧化碳分子 釋放於大氣中
鈉與鉀
假若在海洋中由 矽土風化而來的 鈉 鉀 不發生反應的話 則海中必堆滿 碳酸鈉 與 鉀 且 PH 必大幅上升 使鹼性增加終至毀滅海洋大部分生物 但此情形在過去與現在都沒發生 故 鈉 鉀 離子合已被消滅 而 氫離子 又得與 碳酸氫 結合而允許 二氧化碳 逃逸? 這牽扯到 黏土礦 重組之作用

將河裡黏土與海水接觸 必放出 鈣 與 氫離子 而吸收 鎂離子, 碳酸氫鎂 被消滅 既由含 碳酸鎂 的白雲石或含高度鎂的 方解石 之沉降 或由 蒙脫石 之變為 綠泥石 發生 氫氧化鎂 之結合 都可使之消滅

矽多被外洋海水及淡水吸收 此全都由 矽藻作用 另外一矽來源為冰河區 矽酸鹽包括石英經由冰河運動磨成碎粉變成溶液

通常以 硫酸根離子 入海洋 深海生物常用以作為必須成分
在深海停滯區 如黑海之深海水 硫 的還原作用由於產於 硫化氫 以致可降低 硫 濃度
在大陸棚的淺海停滯泥區 因高度生物含量可大量發生 硫 還原, 硫化氫在沉澱中可與氧化鐵發生反應進而產生黑色硫化鐵 當低潮 或海浪擾動沉澱 硫化氫 可逃逸
當 硫酸鈣 在蒸發很大的海域沉降時 硫也可在海水中被消滅
滲透壓
滲透壓本身對海水無意義 但對 海洋動植物之生存 極為重要
動植物之細胞膜 可透過海水中之水分卻不能透過海水中之鹽分
一般動物細胞膜內 所含鹽度一定 固其與膜外海水鹽度一致時 則壓力可平衡而維持其生存 海水鹽度過小 則水分向生物體內滲透乃至升物體膨脹破裂而死亡
鹽度過大 則水分由生物體內向外滲透 生物因失水縮小 亦可引起死亡

密度
不僅海洋中水平壓力梯度 有賴於海水密度決定 垂直層次之穩定 可影響 無機物 與 有機物 的作用, 所以 密度 乃為海水重要物理性
海水在某一位置之密度 隨當場之 鹽度 溫度 及所受壓力而定
海水的密度 比 純水略大 平均在 1.026 一般 25度C 密度約為 1.024 為標準
 
您好!!我覺得此篇文章很棒,可否讓我PO到部落格和更多人分享呢?謝謝^^
 
有註明轉載 自何處應該就可以了
現在由於網路發達
東西都copy來copy去的
若不註明從何而來
某天被原本的主人發現 就可能會出事
就算從書上擷取也是要註明一下出處比較好喔
 
好文值得收藏
 
嘿~~這就是所為海水的奧妙.題供魚隻鮮艷體色原因之一吧...
 
感謝奇哥分享精華好文^^
我設為精華了
 
真是好東西感謝分享
 
謝謝大家的參與也謝謝版管
希望藉由讀書上的一些觀念整理和筆記 簡單表達出來 讓大家有另一層看法
當然最主要的就是 稍微破解一些奇妙現象
 
整理補充完成
希望對大家在知識上能有更多理解
 
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