Vì Sao Nước Biển Lại Có Vị Mặn / TOP 5 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 3/2023 # Top View

Đều cùng là nước như nhau nhưng nước biển không thể sử dụng trong cuộc sống hàng ngày vì nó quá mặn, trong khi đó nước sông, ao, hồ,… lại dùng để sử dụng trong sinh hoạt và hoạt động thường ngày. Vậy sự khác biệt ở đây là gì?

Tất cả chúng ta đều biết rằng nước biển có vị mặn, đó là điều quá hiển nhiên rồi; còn nước sông hồ hay nước mưa lại có vị ngọt chứ không phải mặn. Vậy thì tại sao nước ở một số vùng trên Trái Đất mặn còn những vùng khác thì không? Nước sạch không phải hoàn toàn không chứa muối hòa tan; ngay cả nước mưa cũng chứa các chất bị hòa tan trong không khí khi rơi qua bầu khí quyển.

Nước biển có vị mặn vì nó chứa một lượng muối lớn. Theo ước tính của các nhà khoa học, các đại dương trên Trái Đất chứa hàm lượng muối NaCl vào khoảng 50 triệu tỉ tấn muối. Nếu chúng ta rải tất cả số muối này lên bề mặt đất liền sẽ được một lớp dày khoảng 152m. Một con số quá khủng khiếp!

Câu hỏi được đặt ra là lượng muối này từ đâu ra?

Hiện nay chưa có một câu trả lời chính xác nào có thể giải thích được được điều này. Theo nghiên cứu của các chuyên gia, có 3 giả thuyết như sau:

Giả thuyết thứ nhất là nguồn từ đất liền bao quanh chúng ta.

Khi nước mưa rơi xuống hòa tan các khoáng chất, muối từ đá và đất khô rồi chảy ra sông. Lượng muối tích tụ ở các sông lâu dần được đưa tới các đại dương khi nước sông đổ ra biển thông qua các cửa biển.

Cứ như vậy theo thời gian muối cứ lắng đọng dần xuống biển làm cho nước biển mặn. Lượng muối được hình thành bởi sức nóng của Mặt Trời khiên nước trên bề mặt bốc lên, để lai muối ở lại. Quy trình này cứ lặp đi lặp lại theo thời gian và lượng muối cũng đồng thì tăng theo, đồng nghĩa với nước biển sẽ có vị mặn.

Giả thuyết thứ 2 là từ các miệng núi lửa nằm sâu trong lòng đại dương và các vụ phun trào núi lửa dưới nước. Quá trình này tương tự như quá trình trước đó khi nước biển phản ứng với đá nóng và hòa tan các thành phần khoáng chất.

Và giả thuyết cuối cùng là từ đá cùng các lớp trầm tích dưới đáy biển.

Mỗi vùng biển khác nhau sẽ có lượng muối khác biệt. Ví dụ: vùng cực sẽ không có nhiều muối vì băng ở đây tan hàng năm làm loãng nước biển. Còn ở quanh xích đạo và nhiệt đới, do nhiệt độ cao khiến lượng nước bốc hơi nhiều nên di nhiên lượng muối ở đây cao hơn các nơi khác.

Theo nghiên cứu, hiện tại độ mặn của nước biển toàn cầu có xu hướng tăng lên do nhiệt độ tăng từ biến đổi khí hậu toàn cầu, lượng hơi bốc hơi nhiều hơn khiến nhiều hơn và làm nước biển ngày càng mặn hơn so với trước.

Vậy còn nước sông tại sao lại có vị ngọt?

Như đã trình bày ở trên, vị mặn của nước biển là từ các lớp đất đá, trầm tích và 1 phần từ các dòng sông đổ ra biển. Như vậy bạn đã có một nửa câu trả lời rồi đó.

Theo giả thuyết 1, sông cũng chứa một lượng muối nhất định từ lòng đất, núi lửa phun được nước mưa cuốn trôi theo dòng ra sông. Sau đó, lượng muối này tiếp tục được đưa ra biển nên lượng muối còn lại không đủ để trung hòa với nước sông, vì vậy nước sông không mặn như nước biển.

Nói như vậy cũng có nghĩa là nước sông có vị ngọt trong khí nó cũng chứa muối trong thành phần vì lượng muối trong nước sông chỉ như “một giọt nước trong đại dương”. Tuy vậy, vấn đề này chưa có nhà nghiên cứu nào có thể chỉ rõ tại sao.

Tại sao nước biển mặn và nước sông ngọt vẫn là một ẩn đố với giới khoa học gia, vừa rồi chỉ là một một vài giả thuyết được đưa ra nhằm giải thích cho vấn đề này.

Video:

là vì nước biển có muối hòa tan trong đó.

là nước từ các biển hay đại dương. Về trung bình, nước biển của các đại dương trên thế giới có độ mặn khoảng 3,5%. Điều này có nghĩa là cứ mỗi lít (1.000 mL) nước biển chứa khoảng 35 gam muối, phần lớn (nhưng không phải toàn bộ) là clorua natri (NaCl) hòa tan trong đó dưới dạng các ion Na+ và Cl-. Nó có thể được biểu diễn như là 0,6 M NaCl. Nước với mức độ thẩm thấu như thế tất nhiên không thể uống được.

Độ mặn trung bình năm của nước biển bề mặt đối với các đại dương. Dữ liệu lấy theo 2001 World Ocean Atlas

Độ mặn và các tính chất khác của nước biển có độ mặn không đồng đều trên toàn thế giới mặc dù phần lớn có độ mặn nằm trong khoảng từ 3,1% tới 3,8%. Khi sự pha trộn với nước ngọt đổ ra từ các con sông hay gần các sông băng đang tan chảy thì nước biển nhạt hơn một cách đáng kể. Nước biển nhạt nhất có tại vịnh Phần Lan, một phần của biển Baltic. Biển hở mặn nhất (nồng độ muối cao nhất) là biển Đỏ (Hồng Hải), do nhiệt độ cao và sự tuần hoàn bị hạn chế đã tạo ra tỷ lệ bốc hơi cao của nước bề mặt cũng như có rất ít nước ngọt từ các cửa sông đổ vào và lượng giáng thủy nhỏ. Độ mặn cao nhất của nước biển trong các biển cô lập (biển kín) như biển Chết cao hơn một cách đáng kể.

Tỷ trọng của nước biển nằm trong khoảng 1.020 tới 1.030 kg/m³ tại bề mặt còn sâu trong lòng đại dương, dưới áp suất cao, nước biển có thể đạt tỷ trọng riêng tới 1.050 kg/m³hay cao hơn. Như thế nước biển nặng hơn nước ngọt (nước ngọt tinh khiết đạt tỷ trọng riêng tối đa là 1.000 g/ml ở nhiệt độ 4 °C) do trọng lượng bổ sung của các muối và hiện tượng điện giải. Điểm đóng băng của nước biển giảm xuống khi độ mặn tăng lên và nó là khoảng -2 °C (28,4 °F) ở nồng độ 35‰. Do đệm hóa học, độ pH của nước biển bị giới hạn trong khoảng 7,5 tới 8,4. Vận tốc âm thanh trong nước biển là khoảng 1.500 m*s−1 và dao động theo nhiệt độ của nước cùng áp suất.

Thành phần của nước biển trên Trái Đất theo các nguyên tố

Khác biệt thành phầnNước biển giàu các ion hơn so với nước ngọt. Tuy nhiên, tỷ lệ các chất hòa tan khác nhau rất lớn. Chẳng hạn, mặc dầu nước biển khoảng 2,8 lần nhiều các bicacbonat hơn so với nước sông dựa trên nồng độ phân tử gam, nhưng tỷ lệ phần trăm của bicacbonat trong nước biển trên tỷ lệ toàn bộ các ion lại thấp hơn so với tỷ lệ phần trăm tương ứng của nước sông do các ion bicacbonat chiếm tới 48% các ion có trong nước sông trong khi chỉ chiếm khoảng 0,41% các ion của nước biển. Các khác biệt như vậy là do thời gian cư trú khác nhau của các chất hòa tan trong nước biển; các ion natri và clorua có thời gian cư trú lâu hơn, trong khi các ion canxi (thiết yếu cho sự hình thành cacbonat) có xu hướng trầm lắng nhanh hơn.

Giải thích địa hóa họcCác giả thuyết khoa học về nguồn gốc của muối trong nước biển đã bắt đầu có từ thời Edmond Halley vào năm 1715, người cho rằng muối và các khoáng chất khác đã được đưa ra biển bởi các con sông, do chúng được lọc qua các lớp đất nhờ mưa. Khi ra tới biển, các muối này có thể được giữ lại và cô đặc hơn nhờ quá trình bay hơi của nước (xem Chu trình thủy học). Halley cũng lưu ý rằng một lượng nhỏ các hồ trên thế giới mà không có các lối thoát ra đại dương (như biển Chết và biển Caspi) phần lớn đều có độ chứa muối cao. Halley đặt tên cho quá trình này là “phong hóa lục địa”.

Thành phần hóa học của nước biển

Giả thuyết của Halley là đúng một phần. Ngoài ra, natri cũng đã được lọc qua lớp đáy của các đại dương khi chúng được hình thành. Sự hiện diện của nguyên tố còn lại chiếm đa số trong muối (clo) được tạo ra nhờ quá trình “thải khí” của clo (như axít clohiđric) với các khí khác từ lớp vỏ Trái Đất thông qua các núi lửa và các miệng phun thủy nhiệt. Natri và clo do đó trở thành các thành phần phổ biến nhất của muối biển.

Độ mặn của nước biển đã ổn định trong nhiều triệu năm, phần lớn có lẽ là do hệ quả của các hệ thống hóa học/kiến tạo làm cho muối bị trầm lắng, chẳng hạn các trầm lắng natri và clorua bao gồm các trầm tích evaporit và các phản ứng với bazan đáy biển. Kể từ khi các đại dương hình thành thì natri không còn được lọc ra từ đáy đại dương mà nó bị giữ lại trong các lớp trầm tích che phủ lên trên đáy đại dương. Một giả thuyết khác cho rằng các mảng kiến tạo đã làm cho muối bị giam hãm phía dưới các khối đất của lục địa và ở đó nó một lần nữa lại được thấm lọc dần tới bề mặt.

Thành phần mol tổng cộng của nước biển (Độ mặn = 35)

Tiêu thụ nước biển của con ngườiTiêu thụ ngẫu nhiên một lượng nhỏ nước biển sạch thì không nguy hại, nếu như nó được sử dụng cùng một lượng lớn nước ngọt. Tuy nhiên, tiêu thụ nước biển để duy trì sự hydrat hóa là phản tác dụng; khi sử dụng dài lâu hơn thì phải tiêu tốn nhiều nước hơn để loại bỏ muối có trong nước biển (thông qua bài tiết dưới dạng nước tiểu hay mồ hôi) so với lượng nước thu được từ việc uống nước biển.

Điều này xảy ra do lượng clorua natri trong máu người luôn được thận điều tiết và duy trì trong một khoảng hẹp chỉ khoảng 9 g/L (0,9% theo trọng lượng). Uống nước biển với nồng độ khoảng 3,5% các ion clorua và natri hòa tan) nhất thời gia tăng nồng độ các ion này trong máu. Điều này kích thích thận gia tăng hoạt động bài tiết natri, nhưng nồng độ natri của nước biển là cao hơn khả năng cô tối đa của thận. Cuối cùng, với lượng gia tăng thêm nữa của nước biển thì nồng độ natri trong máu sẽ vượt ngưỡng gây ngộ độc, nó loại bỏ nước từ mọi tế bào và gây trở ngại cho truyền dẫn tín hiệu thần kinh; gây ra ngập máu và loạn nhịp tim, có thể gây tử vong.

Cũng cần lưu ý là một số loài động vật thích nghi được với các điều kiện sống khắc nghiệt. Chẳng hạn, thận của chuột sa mạc có khả năng cô natri hiệu quả hơn so với thận người và vì thế chúng có thể sống sót kể cả khi buộc phải uống nước biển.

Các cẩm nang sinh tồn đều đưa ra các tư vấn chống lại việc uống nước biển một cách kiên quyết. Chẳng hạn, sách “Medical Aspects of Harsh Environments” (Chương 29 – Shipboard Medicine) đưa ra tổng quan của 163 trường hợp phải sống trên bè mảng trên biển. Rủi ro tử vong ở những người uống nước biển là 39% so với rủi ro 3% ở những người không uống nước biển. Tác động của uống nước biển cũng được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm trên chuột. Nghiên cứu này xác nhận các tác động tiêu cực của uống nước biển khi khử hydrat.

Nước biển để rửa nhà vệ sinhHồng Kông đang sử dụng một cách tích cực nước biển để dội rửa nhà vệ sinh trên phạm vi cả thành phố. Hơn 90% các nhà vệ sinh ở Hồng Kông được dội rửa bằng nước biển, như là một biện pháp để bảo tồn các nguồn nước ngọt. Sự phát triển của ý tưởng này đã bắt đầu từ những năm thập niên 1960 và 1970 khi sự thiếu nước ngọt đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng do dân số của thuộc địa này của Anh (thời điểm đó) tăng lên. Một khía cạnh thú vị của ý tưởng này là xử lý nước thải như thế nào. Nước mặn không thể xử lý (trong các xí nghiệp xử lý nước thải) bằng các phương pháp thông thường.

Khía cạnh văn hóaThậm chí trên tàu thuyền hay đảo ở giữa đại dương vẫn có hiện tượng “thiếu nước”, Tất nhiên, ở đây là thiếu nước ngọt. Nước biển chỉ có thể trở thành nước uống được nhờ các quy trình khử muối như sử dụng các công nghệ của thiết bị bốc hơi chân không, thiết bị bốc hơi flash hay công nghệ thẩm thấu ngược. Tuy nhiên, các công nghệ đó rất tiêu tốn năng lượng và nó gần như không thực tế và không thể trong thời đại thuyền buồm trong giai đoạn thế kỷ 16 tới thế kỷ 19. Ngoài ra, nó không thể dùng để uống do nồng độ của các khoáng chất hòa tan trong nó là rất cao.

Sự quyến rũ của việc uống nước biển luôn là lớn nhất đối với các thủy thủ khi đã cạn nước ngọt dự phòng trong khi lại hoàn toàn không có mưa để lấy nước uống. Sự thất vọng này được miêu tả trong các dòng trong trường ca The Rime of the Ancient Mariner của Samuel Taylor Coleridge (1772-1834):

“Water, water, every where,Nor any drop to drink.”

Mặc dù một điều rõ ràng là con người không thể sống sót chỉ dựa vào mỗi nước biển, nhưng một số người lại tuyên bố rằng người ta có thể uống tới 2 cốc mỗi ngày, nếu trộn nó với nước ngọt theo tỷ lệ 2:3, mà không thấy xuất hiện các triệu chứng bệnh tật. Bác sĩ người Pháp Alain Bombard (1924-2005) tuyên bố rằng ông đã sống sót sau chuyến vượt đại dương trên một bè mảng nhỏ chỉ sử dụng nước biển và các sản vật khác thu được từ đại dương, nhưng tính chân thực trong các khám phá của ông là đáng ngờ. Trên bè Kon-Tiki năm 1947, Thor Heyerdahl (1914-2002) thông báo rằng việc uống nước biển trộn lẫn với nước ngọt theo tỷ lệ 40/60%. Năm 1954, một nhà thám hiểm khác là William Willis (1897-1968) đã tuyên bố rằng ông đã uống 2 cốc nước biển và một cốc nước ngọt mỗi ngày trong vòng 70 ngày mà không thấy các triệu chứng bệnh tật khi ông mất nguồn cung cấp nước ngọt.

Vị mặn được tạo nên chủ yếu bởi sự hiện diện của các ion natri và lý do nước biển mặn là bắt nguồn từ nguồn gốc cổ xưa của biển và các đại dương trên Trái Đất.

Đầu tiên, trước khi tìm hiểu tại sao nước biển mặn, các bạn cần hiểu rõ vị mặn là gì và điều gì tạo nên vị mặn. Theo wikipedia, vị mặn được tạo nên chủ yếu bởi sự hiện diện của các ion natri. Các ion khác của nhóm kim loại kiềm cũng có vị mặn, nhưng ít cảm giác được bằng natri. Ngoài ra, do kích thước của các ion liti và ion kali gần tương tự như của ion natri nên vị mặn được tạo ra bởi các ion này cũng gần giống nhau. Ngược lại, các ion rubidi và xêzi có kích thước lớn hơn rất nhiều và vì vậy tạo nên mùi vị mặn cũng khác. Độ mặn của các chất được đánh giá tương đối so với natri clorua (NaCl) (độ mặn của NaCl được quy ước bằng 1), chẳng hạn như kali clorua (KCl), là thành phần chủ yếu trong sản phẩm thay thế muối có chỉ số mặn là 0,6.

Các đại dương trên thế giới có độ mặn khá ổn định vào khoảng 35 phần nghìn. Các loại muối chính có trong thành phần nước biển bao gồm natri clorua hòa tan, magiê sunfat, kali nitrat và natri bicarbonate. Để dễ hình dung, người ta ước tính rằng nếu bạn lấy hết muối ra khỏi đại dương và rải nó trên tất cả các vùng đất liền thì lớp muối này sẽ dày hơn 166 m. Vậy tại sao nước biển lại mặn.

Lý do nước biển mặn là vì biển và các đại dương đã xuất hiện trên Trái Đất từ rất lâu. Vào các thời kỳ núi lửa hoạt động mạnh, chúng thải ra các chất khí và dung nham hòa vào nước biển. Khi khí Carbon dioxide từ khí quyển hòa tan trong nước, chúng tạo thành axit carbonic yếu làm hòa tan các khoáng chất khác, trong đó có các khoáng chất từ dung nham núi lửa. Khi các khoáng chất này hòa tan, chúng tạo thành các ion, từ đó làm cho nước biển mặn. Và ngoài ra, trong khi nước trong các đại dương bốc hơi vào khí quyển thì các thành phần muối vẫn nằm ở đó. Thêm nữa, khi các con sông chảy vào đại dương, chúng cũng mang theo các ion từ đá bị xói mòn bởi nước mưa và suối vào đại dương.

Một cảnh khai thác muối từ nước biển. (Nguồn: science4fun.info)

Tại sao nước hồ không mặn như nước biển?

Những mẹo vặt thú vị trong các phép toán số học Những món ăn dát vàng có an toàn không? Vì sao những con quạ thông minh hơn bạn nghĩ Thời gian là gì? Những định nghĩa và lý giải đơn giản nhất Dập lửa bằng nước nóng hay nước lạnh nhanh hơn? Những điều bất ngờ về cơ thể mà bạn chưa biết

Tại sao nước biển lại mặn? Bạn có bao giờ đặt ra câu hỏi như vậy chưa? Việc tìm hiểu vấn đề khoa học này sẽ mang lại cho bạn nhiều kiến thức bổ ích và thú vị.

Để trả lời cho câu hỏi: Vì sao nước biển lại mặn các nhà khoa học đã dày công nghiên cứu, thí nghiệm và đưa ra các dẫn chứng khác nhau để đi đến một kết luận duy nhất.

Lý do khiến nước biển quá mặn, mặn đến nỗi chúng ta không thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt. Theo tính toán của các nhà khoa học, trên các đại dương của chúng ta có chứa khoảng 3,5% thành phần là muối, tương đương với 50 triệu tỷ tấn muối. Nếu bạn rải toàn bộ số muối này lên đất liền, chúng đủ để tạo ra một lớp dày khoảng 152 mét. Đây là lí do mà vì sao nước biển mặn?

Nguyên nhân do đâu mà lượng muối lại xuất hiện ở nước biển nhiều đến thế?

Thứ nhất: Lượng muối trong nước biển được sinh ra từ đá, các lớp trầm tích dưới đáy biển. Lượng muối này cũng thoát ra từ các miệng núi lửa phun nằm sâu trong lòng đại dương. Bên cạnh đó, lượng muối lớn trong các đại dương lại bắt nguồn từ đất liền bao quanh đại dương.

Thứ hai: Khi nước mưa rơi xuống hòa tan các khoáng chất, muối từ đá, và đất khô, cuốn chúng chảy ra sông. Lượng muối tích tụ ở các sông lâu dần được đưa tới các đại dương khi nước sông đổ ra biển qua các cửa biển. Cứ như vậy theo thời gian muối cứ lắng đọng dần xuống biển làm cho nước biển mặn. Lượng muối này ra biển được cô đặc bởi sức nóng của mặt trời khiên nước trên bề mặt bốc lên, để muối ở lại.

Thứ tư: Độ mặn của nước biển trên toàn cầu đang tăng, chẳng hạn như nhiệt độ tăng lên, một phần Đại Tây Dương bốc hơi nước và tăng độ mặn của nước biển. Điều này chứng minh trong các đại dương ngày càng nhiều muối, nước biển ngày càng mặn nó đã làm chậm các dòng hải lưu, ảnh hưởng tới sự lưu thông của các chất dinh dưỡng cần thiết trong đại dương.

Độ mặn của nước biển cũng có sự thay đổi

Vì sao nước biển mặn? Bạn có biết rằng, độ mặn của nước biển phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.

Thứ nhất: Nó phụ thuộc vào các yếu tố như mức độ băng tan, lượng nước chảy từ sông suối, mức độ bay hơi, lượng mưa, tuyết rơi, gió, chuyển động của sóng và chuyển động của các dòng hải lưu. Tất cả các yếu tố đó đều gây ra sự khác nhau về độ mặn của nước biển tại nhiều khu vực khác nhau trên thế giới.

Thứ ba: Vùng biển có độ mặn nhất (40 o/oo) thuộc về biển Đen và khu vực vịnh Ba Tư. Đây là 2 khu vực có tốc độ bay hơi của nước biển cao nhất. So sánh giữa các đại dương lớn với nhau, Đại Tây Dương có mức độ mặn của nước biển lớn nhất với độ mặn trung bình vào khoảng 37,9 o/oo.

Chỉ tính riêng Bắc Đại Tây Dương, biển Sargasso là khu vực có độ mặn lớn nhất với diện tích vào khoảng 5,18 km vuông. Độ mặn khá cao của nước biển tại khu vực này một phần là do nhiệt độ. Vùng biển này có nhiệt độ khá cao (vào khoảng 28oC).

Khi có nước ngọt chảy ra biển, tại sao nước biển vẫn mặn?

Có bao giờ bạn suy nghĩ về vấn đề này khi mà lượng nước ngọt từ các hệ thống sông lớn đổ ra biển như: Amazon, Mississippi, Mê Kông, .. ngày càng nhiều nhưng tại sao nước biển vẫn mặn? Vào lúc ban đầu, biển cổ đại chỉ có chứa một lượng nhỏ muối và chưa đạt được độ mặn như ngày nay. Nhưng sau khi những cơn mưa đầu tiên xối xuống Trái Đất trẻ vào hàng trăm triệu năm trước, dòng nước đã phá vỡ các lớp địa chất và vận chuyển những loại khoáng sản ra biển. Kể từ đó, đại dương bắt đầu dần dần mặn hơn. Người ta ước tính rằng những con sông và suối từ Mỹ chảy ra biển hàng năm đã mang theo 225 triệu tấn chất rắn hòa tan và 523 triệu tấn trầm tích để cung cấp cho đại dương

Trong một tính toán mới đây đã cho thấy rằng khối lượng các chất rắn hòa tan từ đất chiếm khoảng 2,3 tấn trên 1 km vuông đất tại Úc cho tới 46,3 tấn trên 1km 2 đất tại châu Âu. Theo ước tính, tất cả các con sông trên thế giới đã mang theo 4 tỷ tấn muối khoáng hòa tan ra biển mỗi năm. Lượng muối này sẽ nằm lại dưới đáy đại dương và dần hình thành nên những lớp trầm tích mới. Nói cách khác, lượng muối đi vào và đi ra tất cả cá đại dương trên Trái Đất hiện tại luôn được cân bằng.

Như vậy, lượng muối đi vào đại dương dưới dạng hòa tan và đi ra đại dương dưới dạng trầm tích vẫn chưa giải thích được nguồn gốc vị mặn của nước biển. Chúng ta vẫn biết, muối luôn tập trung ở biển và không thể di chuyển theo hơi nước. Khi mặt trời truyền nhiệt xuống mặt biển, hơi nước gần như tinh khiết bốc lên cao nhưng lượng muối khoáng vẫn nằm lại biển.

Từ những thông tin trên bạn đã hài lòng để đưa ra câu trả lời cho vấn đề tại sao nước biển lại mặn? Việc tìm hiểu những thông tin kiến thức bổ ích về khoa học sẽ giúp cho cuộc sống của bạn thêm thi vị khi được tìm hiểu những kiến thức mới.