العوامل المؤثرة في ملوحة مياه البحار والمحيطات.. التساقط. التصريف النهري. ذوبان الجليد. التبخر

العوامل المؤثرة في ملوحة مياه البحار والمحيطات:

1- التساقط، كلما تزايد التساقط انخفضت الملوحة.
2- التصريف النهري.
3- ذوبان الجليد.
4- التبخر.

حسب العوامل السابقة:
- خليج بوثنيا، نسبة الملوحة منخفضة 2 جرام / ألف جرام.
- البحر البلطيق: نسبة الملوحة 8 جرام / ألف جرام.
- المناطق قليلة الأمطار تصل النسبة 37 جرام / ألف جرام.
- من البحار المالحة: البحر المتوسط خليج المكسيك  و البحر الأحمر 41 جرام / ألف جرام.
- يصل المتوسط للملوحة في المحيطات 35 جرام / ألف جرام.
- يوجد ارتباط وثيق بين الملوحة والتيارات البحرية  تعمل على رفع نسبة الملوحة.
- تتميز المناطق الاستوائية بمعدلات ملوحة تقل نوعاً عن نظائرها  بسبب:
- قلة التبخر.
- غزارة الأمطار.

يوجد تغير فصلي في معدل الملوحة بدرجة خفيفة.
يأتي الملح في المحيط من مصدرين: الجريان السطحي من الأرض والفتحات في قاع البحر.

الصخور على الأرض هي المصدر الرئيسي للأملاح الذائبة في مياه البحر.
مياه الأمطار التي تسقط على الأرض حمضية قليلاً، لذلك فهي تآكل الصخور.

هذا يطلق الأيونات التي يتم حملها إلى الجداول والأنهار التي تتغذى في نهاية المطاف في المحيط.
تستخدم الكائنات الحية في المحيط العديد من الأيونات المذابة ويتم إزالتها من الماء.
لا يتم إزالة البعض الآخر، لذلك تزداد تركيزاتهم بمرور الوقت.

مصدر آخر للأملاح في المحيط هو السوائل الحرارية المائية، التي تأتي من فتحات في قاع البحر.
تتسرب مياه المحيط إلى شقوق في قاع البحر ويتم تسخينها بواسطة الصهارة من قلب الأرض.
تسبب الحرارة سلسلة من التفاعلات الكيميائية.

يميل الماء إلى فقدان الأكسجين والمغنيسيوم والكبريتات، والتقاط المعادن مثل الحديد والزنك والنحاس من الصخور المحيطة.
يتم إطلاق الماء الساخن من خلال فتحات في قاع البحر، ويحمل معه المعادن. تأتي بعض أملاح المحيطات من الانفجارات البركانية تحت الماء، والتي تطلق المعادن مباشرة في المحيط.

يعد الكلوريد والصوديوم من أكثر الأيونات انتشارًا في مياه البحر. يشكلون معًا حوالي 85 بالمائة من جميع الأيونات الذائبة في المحيط.
يشكل المغنيسيوم والكبريتات 10 بالمائة أخرى من الإجمالي.
تم العثور على أيونات أخرى بتركيزات صغيرة جدا.

يختلف تركيز الملح في مياه البحر (الملوحة) باختلاف درجة الحرارة والتبخر وهطول الأمطار.
تكون الملوحة منخفضة بشكل عام عند خط الاستواء وعند القطبين، ومرتفعة عند خطوط العرض الوسطى.
يبلغ متوسط ​​الملوحة حوالي 35 جزء في الألف.
وبتعبير آخر، فإن حوالي 3.5 بالمائة من وزن مياه البحر يأتي من الأملاح الذائبة.

في المتوسط، تبلغ نسبة ملوحة مياه البحر في محيطات العالم حوالي 3.5٪، أو 35 جزءًا في الألف.
هذا يعني أنه مقابل كل 1 لتر (1000 مل) من مياه البحر، هناك 35 جرامًا من الأملاح (معظمها، ولكن ليس كليًا، كلوريد الصوديوم) المذاب فيها.

على الرغم من وجود الغالبية العظمى من مياه البحر في المحيطات مع الملوحة حوالي 3.5٪، إلا أن مياه البحر ليست مالحة بشكل موحد في جميع أنحاء العالم.
تقع مياه البحر العذبة (الأقل ملوحة) على هذا الكوكب في الأجزاء الشرقية من خليج فنلندا وفي الطرف الشمالي من خليج بوثنيا، وكلاهما جزء من بحر البلطيق.

أكثر البحر المفتوح ملوحة هو البحر الأحمر، حيث تؤدي درجات الحرارة العالية والدوران المحصور إلى معدلات عالية من التبخر السطحي وهناك القليل من التدفق الطازج من الأنهار.

يمكن أن تكون الملوحة في البحار المعزولة وبحيرات المياه المالحة (على سبيل المثال، البحر الميت) أكبر بكثير.
مياه البحر أكثر إثراء في الأيونات المذابة بجميع أنواعها مقارنة بالمياه العذبة.

بدأت النظريات العلمية وراء أصول ملح البحر مع السير إدموند هالي في عام 1715، الذي اقترح أن الملح والمعادن الأخرى تم نقلها إلى البحر عن طريق الأنهار، بعد أن تسربت من الأرض بسبب جريان الأمطار.
عند الوصول إلى المحيط، سيتم الاحتفاظ بهذه الأملاح وتركيزها حيث أن عملية التبخر تزيل الماء.

وأشار هالي إلى أنه من بين عدد صغير من البحيرات في العالم بدون منافذ المحيط (مثل البحر الميت وبحر قزوين)، فإن معظمها يحتوي على نسبة عالية من الملح.
وصف هالي هذه العملية بـ "التجوية القارية".
نظرية هالي صحيحة جزئيا.
بالإضافة إلى ذلك، تم ترشيح الصوديوم من قاع المحيط عندما تشكلت المحيطات لأول مرة.

لماذا البحر مالح؟
ينجم الملح في البحر، أو ملوحة المحيط، بشكل أساسي عن غسل أيونات المعادن من الأرض إلى الماء.

يذوب ثاني أكسيد الكربون في الهواء إلى مياه الأمطار، مما يجعله حامضيًا قليلاً. عندما يسقط المطر، فإنه يكسر الصخور، ويطلق الأملاح المعدنية التي تنفصل إلى أيونات.
يتم حمل هذه الأيونات بمياه الجريان وتصل في نهاية المطاف إلى المحيط.

يشكل الصوديوم والكلوريد، المكونات الرئيسية لنوع الملح المستخدم في الطهي، أكثر من 90 ٪ من جميع الأيونات الموجودة في مياه البحر.
يأتي حوالي 3.5٪ من وزن مياه البحر من الأملاح الذائبة.

تستخدم الحيوانات والنباتات البحرية بعض الأيونات المعدنية ، وتزيلها من الماء.
تراكمت بقايا المعادن المتبقية على مدى ملايين السنين. يمكن للبراكين تحت الماء والفتحات الحرارية المائية في قاع البحر أيضًا إطلاق الأملاح في المحيط.

يمكن أن تصبح المسطحات المائية المعزولة مالحة للغاية، أو فائق الملوحة، من خلال التبخر.
البحر الميت هو مثال على ذلك.
يزيد محتواه من الملح العالي من كثافة الماء، ولهذا السبب يطفو الناس في البحر الميت بسهولة أكبر من المحيط.

لماذا لا نحصل على مياه الشرب من المحيط بإخراج الملح من مياه البحر؟
حتى مع وجود كل المياه في محيطات الأرض، فإننا نلبي أقل من نصف في المائة من احتياجات الإنسان من المياه مع المياه المحلاة.
نستخدم حاليًا ما يصل إلى 960 ميلًا مكعبًا (4000 كيلومتر مكعب) من المياه العذبة سنويًا، وبشكل عام هناك ما يكفي الماء للذهاب.
لكن هناك ندرة إقليمية متزايدة.

فلماذا لا نقوم بتحلية المزيد لتخفيف النقص وتزايد الصراعات المائية؟
المشكلة هي أن تحلية المياه تتطلب الكثير من الطاقة.
يذوب الملح بسهولة في الماء، مكونًا روابط كيميائية قوية، ومن الصعب كسر هذه الروابط.
الطاقة وتكنولوجيا تحلية المياه باهظة الثمن، وهذا يعني أن تحلية المياه يمكن أن تكون مكلفة للغاية.

من الصعب تحديد رقم دقيق بالدولار لتحلية المياه - يختلف هذا الرقم بشكل كبير من مكان إلى آخر، بناءً على تكاليف العمالة والطاقة، وأسعار الأراضي، والاتفاقيات المالية، وحتى المحتوى المملح للمياه.

يمكن أن يكلف من أقل من دولار واحد إلى ما يزيد عن دولارين لإنتاج متر مكعب (264 جالون) من المياه المحلاة من المحيط.
هذا تقريبًا ما يمر به شخصان في الولايات المتحدة عادةً في يوم في المنزل.

لكن تحويل المصدر إلى نهر أو طبقة مياه جوفية، ويمكن أن تنخفض تكلفة المتر المكعب من الماء إلى 10 إلى 20 سنتًا، وغالبًا ما يدفع المزارعون أقل بكثير.

وهذا يعني أن استخدام المياه العذبة المحلية لا يزال دائمًا أرخص من تحلية مياه البحر.
هذه الفجوة السعرية، مع ذلك، تغلق.
على سبيل المثال، يمكن أن يكلف تلبية الطلب المتزايد عن طريق إيجاد مصدر جديد للمياه أو عن طريق بناء سد جديد في مكان مثل كاليفورنيا ما يصل إلى 60 سنتًا لكل متر مكعب من المياه.

وأحيانًا لم تعد هذه الوسائل التقليدية "لتجميع" المياه متاحة.
على هذا النحو، من المتوقع أن يستمر ارتفاع رقم التكلفة هذا، ولهذا السبب تنظر كاليفورنيا الآن بجدية في تحلية المياه ولماذا قررت مدينة تامبا، فلوريدا، بناء أكبر محطة لتحلية المياه في الولايات المتحدة.

تقول الرابطة الدولية لتحلية المياه أنه حتى عام 2007 كان هناك حوالي 13000 محطة تحلية تعمل في جميع أنحاء العالم.
وضخوا ما يقرب من 14.7 مليار جالون (55.6 مليار لتر) من المياه العذبة الصالحة للشرب في اليوم.
توجد الكثير من هذه المصانع في بلدان مثل المملكة العربية السعودية، حيث الطاقة من النفط رخيصة ولكن المياه شحيحة.

فكيف تستخدم الطاقة لفصل الملح عن الماء؟
هناك طريقتان أساسيتان لكسر الروابط في المياه المالحة: التقطير الحراري وفصل الغشاء.
يتضمن التقطير الحراري الحرارة: يحوّله الماء المغلي إلى بخار - تاركًا الملح خلفه - يتم تجميعه وتكثيفه مرة أخرى في الماء عن طريق تبريده.

النوع الأكثر شيوعًا لفصل الغشاء يسمى التناضح العكسي. تضطر مياه البحر من خلال غشاء نصف نافذ يفصل الملح عن الماء.
نظرًا لأن التكنولوجيا تتطلب عادةً طاقة أقل من التقطير الحراري، فإن معظم المصانع الجديدة، مثل تامبا، تستخدم الآن التناضح العكسي.

هناك أيضًا تكاليف بيئية لتحلية المياه.
يمكن أن تنغمس حياة البحر في محطات تحلية المياه، مما يقتل الكائنات البحرية الصغيرة مثل أسماك الأطفال والعوالق، مما يزعج السلسلة الغذائية.

أيضا، هناك مشكلة ما يجب فعله بالملح المنفصل، والذي يتم تركه كمحلول ملحي شديد التركيز.
يمكن أن يؤدي ضخ هذه المياه الفائقة إلى المحيط إلى الإضرار بالحياة المائية المحلية.
من الممكن الحد من هذه الآثار، لكنه يزيد من التكاليف.

على الرغم من العوائق الاقتصادية والبيئية، فإن تحلية المياه أصبحت جذابة بشكل متزايد مع نفاد المياه من مصادر أخرى.
نحن نفرط في ضخ المياه الجوفية، وقد قمنا بالفعل ببناء سدود أكثر مما يمكننا تحمله اقتصاديًا وبيئيًا، وقمنا باستغلال جميع الأنهار التي يمكن الوصول إليها تقريبًا.

يجب القيام بالمزيد لاستخدام المياه الموجودة لدينا بكفاءة أكبر، ولكن مع تصاعد عدد سكان العالم وتناقص إمدادات المياه، قد يتحول المد الاقتصادي قريبًا لصالح تحلية المياه.

معهد المحيط الهادئ هو مركز أبحاث غير ربحي مقره أوكلاند، كاليفورنيا، ومخصص لحل احتياجات العالم من المياه.
استعرضت المنظمة هذه القضايا بتعمق في تقرير عام 2006 بعنوان "التحلية بحبوب الملح".
قام بيتر جليك أيضًا بتأليف كتاب في عام 2000 بعنوان مياه العالم، حيث يستكشف هو وزملاؤه تحلية المياه ومواضيع أخرى.