МОРСКА́Я ВОДА́

МОРСКА́Я ВОДА́, во­да, со­сре­до­то­чен­ная в мо­рях и океа­нах. О про­ис­хо­ж­де­нии М. в. см. в ст. Зем­ля (раз­дел Гид­ро­сфера).

Со­став. М. в. – мно­го­ком­по­нент­ная сис­те­ма, со­сто­ит из во­ды (96,5% по мас­се), разл. рас­тво­рён­ных со­лей (ок. 3,5%), не­зна­чит. ко­ли­че­ст­ва (ме­нее 0,01% от об­щей мас­сы рас­тво­рён­ных со­лей) взве­шен­ных твёр­дых ве­ществ, рас­тво­рён­ных га­зов, ор­га­нич. ве­ществ. В М. в. рас­тво­ре­ны все хи­мич. эле­мен­ты, встре­чаю­щие­ся на Зем­ле, 99,9% всех рас­тво­рён­ных ве­ществ со­став­ля­ют пер­вые 20 хи­мич. эле­мен­тов пе­рио­дич. таб­ли­цы. Боль­шин­ст­во со­лей при­сут­ст­ву­ет в фор­ме ио­нов (пре­об­ла­да­ют 11 ио­нов; табл.), не­зна­чит. часть – в фор­ме кол­лои­дов и сус­пен­зий.

Со­ле­вой со­став М. в. вбли­зи усть­ев рек, а так­же в замк­ну­тых (напр., Кас­пий­ское м.) и по­лу­замк­ну­тых (напр., Бал­тий­ское и Чёр­ное мо­ря) во­до­ёмах зна­чи­тель­но от­ли­ча­ет­ся от от­кры­тых час­тей Ми­ро­во­го ок., где от­но­сит. до­ля рас­тво­рён­ных ком­по­нен­тов при­бли­зи­тель­но по­сто­ян­на (за­кон Дит­тма­ра).

Ос­нов­ные ха­рак­те­ри­сти­ки. Со­лё­ность вод Ми­ро­во­го ок. из­ме­ня­ет­ся в осн. в пре­де­лах 33–37‰. Ис­клю­че­ние со­став­ля­ют при­ус­ть­е­вые рай­оны, бас­сей­ны оп­рес­не­ния (напр., Бал­тий­ское и Чёр­ное мо­ря), где со­лё­ность зна­чи­тель­но мень­ше (7–18‰), и бас­сей­ны осо­ло­не­ния (напр., Сре­ди­зем­ное и Крас­ное мо­ря), где со­лё­ность пре­вы­ша­ет 38‰. Ср. со­лё­ность во­ды Ми­ро­во­го ок. 34,72‰.

Тем­пе­ра­ту­ра М. в. из­ме­ня­ет­ся гл. обр. от ок. –2 °C до ок. 30 °C. Ниж­няя гра­ни­ца оп­ре­де­ля­ет­ся темп-рой за­мер­за­ния $T_f$, ко­то­рая за­ви­сит от со­лё­но­сти и дав­ле­ния (при со­лё­но­сти 35‰ и ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии $T_f$=–1,92 °C). Верх­няя гра­ни­ца за­ви­сит от те­п­ло­об­ме­на ме­ж­ду океа­ном и ат­мо­сфе­рой. В замк­ну­тых мо­рях и в мел­ко­вод­ной при­бреж­ной зо­не темп-ра М. в. мо­жет пре­вы­шать 30 °C. Ср. темп-ра во­ды в Ми­ро­вом ок. со­став­ля­ет 3,73 °С. Темп-ра М. в. с глу­би­ной обыч­но убы­ва­ет; в при­дон­ных сло­ях она со­став­ля­ет 0–2,5 °C, в бас­сей­нах осо­ло­не­ния (напр., Сре­ди­зем­ное м.) темп-ра име­ет бо­лее вы­со­кие зна­че­ния. Под влия­ни­ем разл. фи­зич. про­цес­сов воз­мож­но фор­ми­ро­ва­ние ин­вер­си­он­ных сло­ёв, где на­блю­да­ет­ся по­вы­ше­ние темп-ры с глу­би­ной (см. Ин­вер­сия тем­пе­ра­ту­ры).

Ср. плот­ность М. в. Ми­ро­во­го ок. 1027,54 кг/м³, она воз­рас­та­ет с уве­ли­че­ни­ем со­лё­но­сти и дав­ле­ния. За­ви­си­мость плот­но­сти М. в. от темп-ры име­ет осо­бен­ность – на­ли­чие в оп­ре­де­лён­ном диа­па­зо­не со­лё­но­сти мак­си­му­ма плот­но­сти. Темп-ра, при ко­то­рой на­блю­да­ет­ся макс. плот­ность, на­зы­ва­ет­ся темп-рой наи­боль­шей плот­но­сти $T_m$; её ве­ли­чи­на влия­ет на вер­ти­каль­ную ус­той­чи­вость вод и их пе­ре­ме­ши­ва­ние в мо­рях и океа­нах. Для чис­той М. в. при ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии $T_m$=3,982 °C; с уве­ли­че­ни­ем дав­ле­ния и со­лё­но­сти она умень­ша­ет­ся. М. в. с со­лё­но­стью мень­ше 24,6‰ на­зы­ва­ет­ся со­ло­но­ва­той и име­ет $T_m$ вы­ше темп-ры за­мер­за­ния $T_f$. Соб­ст­вен­но М. в. на­зы­ва­ет­ся во­да в мо­рях при со­лё­но­сти вы­ше 24,6‰ и име­ет об­рат­ное со­от­но­шение $T_m$ и $T_f$. Од­на­ко в ре­аль­ных ус­ло­виях $T_m$ в этом слу­чае не мо­жет быть дос­тиг­ну­та, т. к. во­да не ох­ла­ж­да­ет­ся ни­же $T_f$.

Ионный состав морской воды (при содержании солей 35 г·кг^-1)

М. в. об­ла­да­ет наи­бо­лее вы­со­кой те­п­ло­ём­ко­стью сре­ди боль­шин­ст­ва ве­ществ (кро­ме во­до­ро­да и жид­ко­го ам­миа­ка), что име­ет ог­ром­ное зна­че­ние для фор­ми­ро­ва­ния кли­ма­тич. ус­ло­вий на Зем­ле. М. в. от­да­ёт ат­мо­сфе­ре ог­ром­ное ко­ли­че­ст­во те­п­ла, умень­шая тем са­мым ам­пли­ту­ды ко­ле­ба­ний темп-ры воз­ду­ха на б. ч. по­верх­но­сти Зем­ли, осо­бен­но над са­мим океа­ном и при­бреж­ны­ми об­лас­тя­ми ма­те­ри­ков, соз­да­вая здесь мор. кли­мат. Удель­ная те­п­ло­ём­кость М. в. при по­сто­ян­ном дав­ле­нии $c_p$ умень­ша­ет­ся с уве­ли­че­ни­ем со­лё­но­сти и дав­ле­ния, удель­ная те­п­ло­ём­кость при по­сто­ян­ном дав­ле­нии, рас­счи­тан­ная по ср. зна­че­ни­ям со­лё­но­сти и темп-ры, ок. 3987 Дж/(кг·К).

Ос­мо­тич. дав­ле­ние иг­ра­ет важ­ней­шую роль в фи­зио­ло­гии мор. ор­га­низ­мов, оп­ре­де­ляя пе­ре­нос во­ды и рас­тво­рён­ных ве­ществ че­рез био­ло­гич. мем­бра­ны. При со­лё­но­сти 35‰ и ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии ос­мо­тич. дав­ле­ние дос­ти­га­ет 2,42·10⁶ Па при темп-ре 5 °С и 2,67·10⁶ Па при темп-ре 35 °С. Ве­ли­чи­на ос­мо­тич. дав­ле­ния поч­ти ли­ней­но воз­рас­та­ет с уве­ли­че­ни­ем со­лёно­сти – при­мер­но на 0,7·10⁵ Па на ка­ж­дую еди­ни­цу со­лё­но­сти.

Вяз­кость М. в. в ре­аль­ном океа­не важ­на при оцен­ке эф­фек­тов дис­си­па­ции энер­гии, воз­ник­но­ве­ния тур­бу­лент­но­сти, для рас­чё­та па­ра­мет­ров мел­ко­мас­штаб­ной кон­век­ции, ди­на­ми­ки взве­си и др. Она за­ви­сит от темп-ры, со­лё­но­сти и дав­ле­ния. При ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии, со­лё­но­сти 35‰ и темп-ре 25 °C ко­эф. ди­на­мич. вяз­ко­сти $μ$ со­став­ля­ет 0,95615·10^–3 кг/(м·с). Наи­боль­шее влия­ние на вяз­кость ока­зы­ва­ет темп-ра: при её по­вы­ше­нии от 0 до 30 °C зна­че­ние ко­эф. $μ$ умень­ша­ет­ся бо­лее чем в 2 ра­за; уве­ли­че­ние со­лё­но­сти от 0 до 35‰ по­вы­ша­ет вяз­кость ме­нее чем на 20%. Влия­ние дав­ле­ния ска­зы­ва­ет­ся лишь при темп-рах ни­же 5 °C и не пре­вы­ша­ет 4%.

По­верх­но­ст­ное на­тя­же­ние $γ$ М. в. – од­но из са­мых вы­со­ких для жид­ко­стей, вы­зы­ва­ет ад­сорб­цию, спо­соб­ст­ву­ет об­ра­зо­ва­нию и раз­ру­ше­нию ка­пил­ляр­ных волн на по­верх­но­сти океа­на, име­ет боль­шое био­ло­гич. зна­че­ние. По­верх­но­ст­ное на­тя­же­ние и, сле­до­ва­тель­но, сво­бод­ная энер­гия по­верх­но­сти, умень­ша­ют­ся с по­вы­ше­ни­ем темп-ры во­ды и под дей­ст­ви­ем по­верх­но­ст­но-ак­тив­ных ве­ществ (боль­шин­ст­во ор­га­нич. плё­нок на по­верх­но­сти океа­на, воз­ни­каю­щих под дей­ст­ви­ем при­род­ных био­ло­гич. про­цес­сов и ан­тро­по­ген­но­го за­гряз­не­ния). Ве­ли­чи­на $γ$ для чис­той М. в. при темп-ре 20 °C со­став­ля­ет ок. 0,073 Н/м; ес­теств. ор­га­нич. плён­ки по­ни­жа­ют эту ве­ли­чи­ну до 0,05–0,06 Н/м, плён­ка неф­ти мо­жет умень­шить по­верх­но­ст­ное на­тя­же­ние до 0,014–0,025 Н/м.

М. в. от­но­сит­ся к сла­бо кон­цен­три­ров. элек­тро­ли­там. Элек­трич. про­во­ди­мость М. в. сла­га­ет­ся из про­во­ди­мо­сти рас­тво­ров осн. элек­тро­ли­тов, вхо­дя­щих в её со­став, и оп­ре­де­ля­ет­ся кон­цен­тра­ци­ей сво­бод­ных за­ря­дов и их под­виж­но­стью. Про­во­ди­мость М. в. уве­ли­чи­ва­ет­ся с по­вы­ше­ни­ем её со­лё­но­сти, темп-ры и в мень­шей сте­пе­ни дав­ле­ния.

М. в. об­ла­да­ет ано­маль­но вы­со­кой ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­стью, что обу­слов­ли­ва­ет­ся по­ляр­но­стью её мо­ле­кул. За­ви­си­мость ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­сти М. в. от темп-ры име­ет слож­ный ха­рак­тер: при уве­ли­че­нии темп-ры во­ды умень­ша­ет­ся её мо­ле­ку­ляр­ная вяз­кость, что об­лег­ча­ет ори­ен­та­цию ди­поль­ных мо­мен­тов мо­ле­кул во­ды, в то же вре­мя уси­ли­ваю­щее­ся те­п­ло­вое дви­же­ние мо­ле­кул пре­пят­ст­ву­ет ори­ен­та­ции ди­поль­ных мо­мен­тов. С рос­том со­лё­но­сти ди­элек­трич. про­ни­цае­мость сна­ча­ла мед­лен­но воз­рас­та­ет, а за­тем, дос­тиг­нув не­ко­то­ро­го уров­ня, на­чи­на­ет бы­ст­ро па­дать.

Ско­рость зву­ка в М. в. боль­ше, чем в пре­сной во­де, и воз­рас­та­ет с по­вы­ше­ни­ем со­лё­но­сти (при 0$^{\bullet}$ °C от 1399 м/с для со­лё­но­сти 0‰ до 1445 м/с для со­лё­но­сти 35‰) и темп-ры (для со­лё­но­сти 35‰ от 1445 м/с при 0 °C до 1543 м/с при 30 °C). По­ка­за­тель пре­лом­ле­ния све­та в М. в. сла­бо воз­рас­та­ет при по­вы­ше­нии со­лё­но­сти и по­ни­же­нии темп-ры. Ко­эф. по­гло­ще­ния све­та мак­си­ма­лен в ИК-об­лас­ти спек­тра.

Ис­поль­зо­ва­ние. С древ­ней­ших вре­мён М. в. ис­поль­зу­ет­ся с ле­чеб­ной це­лью (напр., при бо­лез­нях ко­жи и верх­них ды­ха­тель­ных пу­тей). В М. в. за­клю­че­ны ог­ром­ные за­па­сы мн. хи­мич. ве­ществ, од­на­ко она ещё ма­ло ис­поль­зу­ет­ся как ис­точ­ник сы­рья, по­сколь­ку стои­мость его из­вле­че­ния слиш­ком вы­со­ка; в пром. мас­шта­бах из неё по­лу­ча­ют хло­рид на­трия, бром и маг­ний. В пер­спек­ти­ве М. в. рас­смат­ри­ва­ет­ся как ис­точ­ник пре­сной во­ды, осо­бен­но в стра­нах, где пре­сная во­да де­фи­цит­на.