Геохімія океану. 
Походження океану

ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ ПО ВИЩОМУ ОБРАЗОВАНИЮ.

СЫКТЫВКАРСКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНИВЕРСИТЕТ.

Фізичний факультет.

Кафедра Геологии.

Реферат по геохімії на тему:

Геохімія океану. Походження океана.

Виконала: студентка 122 группы.

Мокеева Н.С.

Науковий руководитель:

Юдович Я.Э.

Сиктивкар, 1998 г.

Содержание 2.

1. Походження океану 3.

2. Фізичні властивості морської води 5.

3. Щодо хімічного складу морської води 7.

4. Варіації солоності і температури океану 9.

5. Гази, розчинені у морській воді 10.

6. Електрохімічні процеси в океані 13.

7. Обмін двоокисом вуглецю між атмосферою і океаном 14.

8. Визначення палеотемператур древніх морів 16.

9. Радіоактивні елементи у морській води та глибоководних опадах 19.

Укладання 21.

Список використаної літератури 22.

1. Походження океана.

Відомо, тобто майже три чверті земної поверхні вкриті водами океану. За своїм складом морська вода є водним розчином неорганічної електроліту. Походження вод Світового океану і які у них солей є вельми цікавий вопрос.

У встановленні хімічного складу води океану у минулому велику користь можуть зробити палеонтологічні дослідження. Якщо судити з наявних у час даним, то фізичні і хімічні властивості океану, очевидно, протягом геологічного часу істотно не змінювалися. Такий висновок обгрунтовується тим, що біологічні види минулого більш-менш подібні з сучасними видами.

Геохімічне розв’язання проблеми залежить від спробі зіставлення кількості складу еродованих вивержених і осадових гірських порід з кількістю і складом розчинених у океані солей. Проте існують складнощі у поясненні вмісту у морській воді й осадових породах колосальних кількостей таких аніонів, як карбонатний, хлоридный і сульфатный. Ерозією вивержених порід неможливо пояснити присутність у сучасному океані багатьох летючих, і більшість таких елементів, як З, CI, P. S, N, B, Br, F тощо., які у сучасному океані і пов’язаних в осадових породах, повинна надходити з внутрішніх частин Земли.

Мабуть, хлор, азот, сірка і фтор надходили як HCI, NH3, H2S і HF; вуглець як CH4, CO І CO2, а значної частини кисню як H2O, СО2 і СО.

Яким чином протікав той процес? Щоб вирішити це запитання, необхідно розглянути деякі умови освіти Земли.

Відповідно до ранньої гіпотезою Земля спочатку був у розплавленому стані, і тому могла статися часткова втрата летючих, а й велика частина їх мала зберегтися всередині Землі. Саме цю частину летючих надходить після охолодження на поверхні Землі в вигляді поступового безперервного потока.

Якщо леткі було втрачено у початковій стадії освіти, то рН первинного океану може бути близько 0,3 і такі сильно кислий розчин мав легко розчиняти значні кількості вивержених порід. Як лише концентрація Са2+, Mg2+, і СО2−3 у водному розчині досягла точок розчинення кальцита і доломіту, почали швидко осідати карбонаты. У результаті з первинних атмосфери і гідросфери початку швидко вибиратиметься вуглекислота, що в результаті до виникненню умов, придатних в існуванні живих организмов.

Необхідно розглянути альтернативне припущення про поступове формуванні океану. Припустимо, що вихідне парціальний тиск двоокису вуглецю було нижче 1 атм І що загальне атмосферне тиск приблизно на 10% більше сучасного. Тоді осадження карбонатів мало розпочатися на момент ерозії близько 240×1020 р вивержених порід і з досягненні рН приблизно 5,7. І тут кількість надлишкових летючих в гідросфері не повинна перевищувати 1/10 від сучасного її змісту з внутрішніх частин Землі. Паралельно кисень надходив і завдяки життєдіяльності живих організмів. Отже відбувалося поступове формування сучасної гидросферы.

Далі розглянемо питання вступі води з допомогою гарячих джерел. Вважається, що водні пари гарячих джерел Йелоустонского парку містять 10−15% магматической води, а гарячі джерела Айдахо — 2,5% її. Але й якби зміст магматической води у питній воді гарячих джерел було менше 1%, то перебігу 4,5 млрд. років вони б викинути достатнє кількість води до пояснень існування океану. По крайнього заходу, існування такої магматической води підтримує ідею про те, що вода сучасного океану зібралася з допомогою поступового надходження з внутрішніх частин Земли.

Є ще один думка, виражена Калпом [1951], що гідросфера могла сформуватися поступово з допомогою надходження води з внутрішніх частин Землі, після остигання його поверхні до якийсь певної температури. Хоча температура глибших зон земної кори і мантії точно б не відома, але, очевидно, не вище 1000о З. за настільки високої температурі Н2О неспроможна укладати кристалічну грати яких би не пішли мінералів. Тому, подібно газу, газоподібна Н2О, мігруючи крізь породи, губилася земної корою. Проте на відміну від газу при наближенні води до земної поверхні частину їх поєднувалася з речовиною кори і утворила гідрати: решта надходила в гідросферу і атмосферу.

Теологічні докази поступового формування океана.

Подібно багатьом, Ревель [1955] вважав, що освіта океану відбувалося поступово. На його думку, є докази, що значної частини океану виникло після закінчення пізнього мезозою. Присутність плосковершинных морських гір, коралових атолів і гайотов на великих територіях з так званого «андезитного пояса» моря свідчить про опускання морського дня відносно моря. Цьому опускання відповідає збільшення загального обсягу морської води приблизно за чверть сучасного обсягу вод океану. Інші докази можливості опускання морського дна протягом останніх 100 млн. років отримано при палеонтологічних дослідженнях викопній фауни в керні свердловин, пройдених в Тихому океані. З іншого боку, це висловлювання підтверджують плосковершинные морські гори між Гавайскими островами і островами Вейк, піднімаються з глибини 5000- 6000 м нижче рівня моря.

Ревель зазначає, що через різкого розквіту в пізньому мезозое пелагических форамініфер можна було значне збільшення надходження двоокису вуглецю з внутрішніх частин Землі, супроводжувана відповідним збільшенням надходження воды.

2. Фізичні властивості морської воды.

Плотность.

Для стислості щільність морської води р виражається через, котру визначаємо наступним образом:

За нормального атмосферному тиску щільність морської води залежить від температури Т, солоності P. S чи хлорности CV. Взаємини щільності і хлорности, при нормальних певній температурі й тиску виражаються формулою Кнудсена:

Коефіцієнт расширения.

У таблиці 1 дано значення коефіцієнта розширення морської води при тиску, рівному 1 атм.

Питома теплота.

Залежність удільної теплоти (Порівн) морської води при 00 З повагою та тиску один атм від солоності має формулою Кувахара.

Де P. S — соленость.

Таблиця 1. Коефіцієнт теплового розширення морської води що за різних певній температурі й солености.

|Соленость, |Температура, оС | |% | | | |-2 |0 |5 |10 |15 |20 |25 |30 | |0 |-105 |-67 |17 |88 |151 |207 |257 |303 | |10 |-65 |-30 |46 |112 |170 |222 |270 |315 | |20 |-27 |4 |75 |135 |189 |237 |282 |324 | |30 |7 |36 |101 |157 |206 |250 |292 |332 | |35 |23 |51 |114 |167 |214 |257 |297 |334 |.

Крапка замерзания.

Де (t — значення точки замерзання, Cl — величина хлорности.

Осмотическое давление:

р=(1,240+0,00454t)Cl.

Пружність паров:

Де р — осмотическое тиск, р — щільність; R — газова константа; Мо — молекулярний вагу води; р — пружність паров.

Электропроводность.

L (залежно від хлорности морської води CL). (Таблиця 2).

Таблиця 2. Електропровідність морської води (Lх106).

| |Хлорность, %про | |Температура, | | |градусів | | | |5 |10 |15 |20 | |0 |8327 |15 852 |22 993 |29 885 | |5 |9653 |18 329 |26 548 |34 454 | |10 |11 019 |20 906 |30 231 |39 167 | |15 |12 459 |23 584 |34 090 |44 114 | |20 |13 939 |26 367 |38 065 |49 248 | |25 |15 471 |29 242 |42 180 |54 551 |.

Вязкость:

Де (про — коефіцієнт в’язкості при О0 З; t — температура морської води; (і (- константи, мінливі зі зміною солености.

Поверхове натяг (дин/см2).

(=75,64−0,114t+0,0399Cl.

Показник заломлення света.

У морській воді при 250 З для D-линии натрію равен:

n25D=1,332 497+0,334Cl.

Коефіцієнт згасання світла (.

У морській воді може бути знайдений по формуле:

Де Iо -інтенсивність монохроматического світла із довжиною хвилі у поверхні моря (, Iz — довжина хвилі світла на деякою глибині z при допущенні, що падаючий і проходить промені світла перпендикулярні до поверхні воды.

3. Щодо хімічного складу морської воды.

Головні і маленькі хімічні компоненти морської води. (табл. 3 і 4).

Таблиця 3. Щодо хімічного складу морської воды.

|Ионы |Хімічний состав|Главные компоненти морської води, | | |солі морської воды|имеющей хлорность 19%о і (20=1,0243 | | |при хлорности 19 |(Lyman, Fleming, 1940) | | |%про (Lyman, | | | |Fleming, 1940), %| | | | |Г/кг |Мг x атом/л | |Na+ |30,61 |10,56 |470,15 | |K+ |1,10 |0,38 |0,96 | |Mg2+ |3,69 |1,27 |53,57 | |Ca2+ |1,16 |0,40 |10,24 | |Sr2+ |0,03 |0,08 |0,09 | |Cl- |55,4 |18,98 |548,30 | |Br- |0,19 |0,065 |0,83 | |So2−4 |7,68 |2,65 |28,24 | |HCO-3 |0,41 |0,14 |2,34 | |H3BO3 |0,07 |0,026 |0,43 |.

Таблиця 4. Малі компоненти морської воды.

|Елементи |Зміст, |Елементи |Зміст, |Елементи |Зміст, | | |Мг/л | |Мг/л | |Мг/л | |He |0,0001 |Zn |0,01 |I |0,04 | |Li |0,2 |Ga |0,0005 |Xe |0,0001 | |N |0,5 |Ge |.