十六、海水-2(海水的性质)
3.1海洋中的水从何而来？
当地球刚刚形成时，它后来形成了水分子(H2O)氢氧根是大多数氢原子和氧原子(OH-)氢氧根以地壳和地幔岩石中的固体矿物的形式存在。岩石熔化后释放氢氧根，氢氧根与氢结合产生水分子，水分子以水蒸气的形式从火山中冒出。
在地球的早期历史中，地球的温度一直很高，水蒸气一直留在大气中。当地球冷却到足以凝结水蒸气并以液体水的形式下降时，海洋就形成了。液体水可以聚集在海洋盆地中。
虽然在大多数地质时期，海水的体积保持相当稳定，但单个水分子不会在海洋中停留很长时间，因为海洋只是水循环中的几个水库之一。事实上，平均而言，水分子在海洋中以液体形式存在的时间不超过4000年，然后可能蒸发成水蒸气。水蒸气在10小时到几天内凝结或结晶，然后返回地球表面。
3.2海水中的盐
如果你在海洋中游泳，你会立即品尝到它的咸味，并觉得你比淡水更容易漂浮在海洋中。这是因为海水是一种含有溶解盐的溶液。在溶液中，溶解离子在水分子之间流动，而不改变水的整体体积，因此在水中加入盐会增加水的密度。
你在密度较高的液体（海水）中漂浮得更浅，而在密度较低的液体（淡水）中漂浮得更深。根据阿基米德的原理，一个物体在水中下沉的深度等于整个物体的重量。
死海(其实是盐湖，完全被陆地包围)是如此的咸，以至于人们像软木塞一样漂浮在水面上
一般来说，海水含有96.5%的水(H2)O)和3.5%的盐。相比之下，淡水的盐含量一般不到0.02%。海水的盐含量是淡水的220倍。海洋中的盐太多了。如果所有的水分子都蒸发了，剩下的盐层会有67m厚，相当于25层的高度。海洋学家称水中盐的浓度为盐。
海水的盐度在一定程度上取决于水温，因为温水比冷水含盐更多。它还取决于淡水输入和蒸发之间的平衡。例如，在河口，含盐的海水与淡水混合，产生含盐量低于海水的微咸水。
在冰川融水进入海洋或大雨落在海上的地方，也会形成微咸水。相反，在炎热干旱的气候下，由于大量的水分蒸发，盐水变成了盐水。海水的平均盐度为3.5%，但随着位置的变化，盐度从1.0%到4.1%不等。
海水的盐度随位置而变化。这些区域差异反映了淡水增加率和蒸发率的差异
海洋盐度也随深度而变化。盐度的最大变化发生在海洋上部1公里处，最受蒸发或淡水输入的影响。在较深的水中，盐度通常更均匀。海洋学家称表水盐度和深水盐度之间的梯度边界为盐跃层。
盐度随深度和气候而变化，盐度在最上层1公里的海水中变化最大
海洋中的盐是由什么组成的？化学分析表明，海水中的盐主要由：正离子包括钠(Na )、钾(K )、钙(Ca2 )和镁(Mg2 )，包含氯的负离子(Cl-)它由硫酸盐(SO42-)组成。不同离子的比例在整个海洋中保持不变。大多数离子是钠和氯。
海水的平均化学成分为每升克
当海水蒸发时，水分子从液体中分离成蒸汽，但离子留在后面。若水变得过饱和，离子就会从溶液中出来，结合在一起形成晶体。当海水全部蒸发时，大约85%的盐是矿物盐(NaCl)。其余由其他矿物盐组成，包括石膏(CaSO4)?2H2O)、硬石膏(CaSO4)、硫酸镁(MgSO4)、氯化镁(MgCl2)和氯化钾(KCl)。
海水可以在不完全蒸发的情况下沉淀盐，盐可以直接从盐水中沉淀。盐水中矿物的沉淀取决于盐水的浓度。当海水开始蒸发时，Nacl首先沉淀，因为它可以从低浓度的盐水中沉淀，所以大多数地质盐矿床都含有Nacl。
含有其他盐的地质沉积物形成于海水完全或几乎完全蒸发的地方。最常见的盐，也就是你盐瓶里的盐，来自于地质盐沉淀的净化，几乎所有的盐都含有NaCL。
“海盐”在美食店很受欢迎，含有95%到98%的Nacl;其余部分由其他盐组成。工人们通过在控制条件下蒸发现代海水来生产海盐。类似的方法也可以从盐水中提取淡水。
海盐通过蒸发浅水池中的海水获得
海里的盐是从哪里来的？1715年，艾伦迪尔爵士提出，盐是在地球表面流动的河流中输送到海洋的，因为他意识到，即使河流足够新鲜，可以饮用，它也含有少量溶解盐。
艾莉的理论被证明是正确的：海洋中大多数溶解的离子都是由流动的地下水和河流带到那里的。河流每年向海洋输送25亿吨以上的盐；少量来自海底热液喷嘴。盐中的离子最初来自火山气体和岩石的化学风化。
值得注意的是，从河流进入海洋的离子比例不同于溶解在海洋中的离子比例。事实上，河流中一半以上的负离子是由HCO3组成的，传统上被称为碳酸氢盐。
海水失去了它的HCO3-，因为生物提取离子来建造方解石外壳。当生物死亡时，方解石沉入海底，最终埋在那里。Na 与Cl-不能提取形成贝壳，因此这些离子留在海水中，变得相对浓缩。
3.3海洋的温度变化
当泰坦尼克号沉没在北大西洋的冰山上时，乘客和机组人员跳进大海，在几分钟内死于寒冷，热量从体内迅速流失。然而，游泳者可以在加勒比海游泳，通常达到28℃。虽然世界上海洋表面的年平均温度约为17℃，但其范围从热带海洋的35℃到两极附近的-2℃。
海面年平均温度的区域变化与纬度大致相关
由于阳光（太阳辐射强度）随纬度的变化而变化，海洋表面的年平均温度与纬度有关。阳光也随季节而变化，所以海洋表面温度也随季节而变化，但不像空气温度那么大，因为水有很高的热容量，这意味着它可以吸收或释放大量的热量而不改变太多的温度。
例如，在中纬度地区，冬季和夏季海洋温度的平均差异约为8℃。相比之下，北美内陆地区的平均气温在一年内变化为43℃。
在热带和温带地区，海水温度随深度变化明显，因为受太阳加热的海水会膨胀，密度相对较冷的海水较小。因此，温水“漂浮”在密度较高、温度较低的水上；上温水与下冷水之间的边界称为温跃层(Thermocline)。
在热带地区，温跃层的顶部在海洋表面以下约200m，底部约900m；在温跃层以下，海水温度保持相当稳定。极地海洋中没有明显的温跃层，因为表面海水已经很冷了，海洋表面和海底之间几乎没有温差。
海水温度随水深而变化，海洋底部的水接近淡水冰点
3.4海水密度和水团
海水的密度由温度和盐度控制，因此海水的密度在横向和纵向上都发生了变化。海洋表面的水密度在1020-1030g/L之间，因此其密度约为淡水的2%至3%。由于上覆水重量引起的压力、低温和高盐度的综合作用，海底水的密度可达1050g/L。在世界上的一些地方，密度变化相对较快，越过边界，称为密度跳层，深度约为1公里。
海水密度随着深度的变化而变化，在一段称为密度跃层(Pycnocline)间隔变化最快。其深度和厚度随纬度而变化
随着时间的推移，某个地方的一般条件可能会导致大量的海水达到特定的温度和盐度，从而达到特定的密度；海洋学家称之为水团。由于海水在其边缘不容易混合，它们在很长一段时间内与相邻水相比保持相当明显的差异。
比如很咸，相对密集的地中海水通过直布罗陀海峡进入大西洋，下沉深度1000米，厚度约几百米，舌向西传播约3000公里。
南极洲海岸的冷水会沉入海底，在大西洋海底形成一层南极底水。同样，北极地区的冷水也会下沉，形成北大西洋的海底水。前者和后者在赤道重叠，其他水团在这些水下形成。不同水团的交错导致海洋的整体分层。
由于密度的变化，海洋被分层成不同的水团
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