XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тайна соленых вод
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Вода – это основа существования всего живого на нашей планете. Вода занимает больше половины поверхности земного шара. Известно, что жизнь на планете Земля возникла благодаря существованию воды. Доктор биологических наук Б.Ф. Сергеев называет воду – «веществом, которое создало нашу планету». Наша планета состоит из больших и малых водоёмов, и материков. Океаны, моря, озёра, речки и много других водоёмов содержат воду, и она необходима нашей планеты для поддержания водного баланса и жизни в целом.
Но во всех водоемах на планете вода разная и основное отличие – является ли вода соленой или пресной. Но от чего зависит, где вода соленая, а где пресная? Мы привычно понимаем, что реки и озера содержат пресную воду, а моря и океаны – соленую. Но как получается, что, например, сибирская река Лена, впадая в море Лаптевых Северного Ледовитого океана, не опресняет океан. Моря и океаны остаются солеными, несмотря на то что в них впадают пресноводные реки.
При этом, 97,5% общего объема вода на Земле приходится на соленую воду и только 2,5% на пресную воду.
Все моря и океаны на планете соединены между собой за редким исключением, например, внутренние моря – Аральское и Каспийское моря. Поэтому, я могу сделать вывод, что вода в них одинаково соленая.
Этим летом я была во Владивостоке и привезла с собой образец соленой воды из Японского моря. Я решила сравнить воду из разных морей и попросила всех своих друзей, которые поехали на море, привезти мне образцы соленой воды. В результате у меня появилось три образца для исследования: вода из Японского моря; вода из Средиземного моря; вода из Черного моря.
Цель моей исследовательской работы: изучить причины и уровень содержания соли в водоемах планеты и узнать какими свойствами обладает соленая вода.
Задачи исследования:
- собрать интересные факты о морской воде;
- изучить свойства соленой воды;
- провести опыты с соленой водой.
Гипотеза:вода во всех морях и океанах на нашей планете одинаково солёная.
Объект исследования: морская вода.
Методы исследования:
1) изучение информации по данному вопросу в справочной литературе, Интернет-ресурсах;
2) экспериментальные методы;
3) консультация специалиста.
Основная часть
-
Гипотезы возникновения соленой воды в морях и океанах
Из Интернет- ресурсов я узнала, что людей с давних времен многих волновал вопрос о том, почему море соленое. Существуют разные объяснения, одно из них – это круговорот воды в природе.
Все ручьи, реки и подобные водоемы на Земле в конечном итоге впадают в море или океан. Когда они объединяются с большим объемом воды, они приносят с собой наполненные минералами ионы, которые дождь «отколол» от камней. Большинство из них потребляются океанскими и морскими существами. Остальное остается и приводит к тому, что этот водоем становится соленым. Ионы, которые обычно вызывают этот эффект - это хлорид натрия.
Еще одна версия – это гидротермальные источники. Океаны глубоки, очень глубоки, даже глубже, чем можно себе представить. В этих глубинах есть отверстия. Благодаря подводным течениям в эти жерла постоянно входят и выходят океанские и морские воды. Однако входящая вода и исходящая вода не совпадают.
Эти расщелины, которые называются называем гидротермальными жерлами, очень горячие, потому что находятся близко к ядру Земли. Поэтому поступающая вода закипает. При кипячении она также растворяет минералы на внешней поверхности камней внутри. Такая вода теперь стала богатой минералами, то есть соленой. Когда она снова смешивается с водоемом, к которому принадлежит, океан или море становятся намного соленее.
В глубоком и неизведанном подводном мире есть вулканы, подобные земным. Эти подводные вулканы время от времени извергаются, как вулканы на Земле. Когда они взрываются, они разбрасывают бесчисленные камни из ядра Земли в воду. Конечно, эти породы полны полезных ископаемых. С распространением горных пород минеральная вода в них смешивается с водой, и вода океана и моря становится соленой.
Некоторые океаны и морское дно имеют соляные купола. Соляные купола, образовавшиеся в разные геологические периоды, постепенно размываются под воздействием подводных течений, подмешивая в воду соли и минералы. Такие соляные купола есть в северо-западной части Мексиканского залива.
Вопрос о том, почему море соленое, до сих пор остается предметом обсуждений. Остается лишь следить за современными исследованиями и возникновением новых, порой необычных гипотез. Вполне возможно, что все теории верны. Однако сей вопрос учёные всё ещё пристально изучают, поскольку речь идёт о процессах, которые длятся миллионы лет.
-
Интересные факты о соли и морской воде
В морской воде действительно находится соль - хлористый натрий (это, по сути, поваренная соль, которая есть на каждой кухне).
В морской воде содержится такое количество соли, что, если её извлечь, можно покрыть всю сушу, причём многометровым в толщину слоем.
Самое холодное море в мире — Восточно-Сибирское.
Если считать Мертвое море именно морем, а не озером, то пальма первенства по степени солености вод будет принадлежать этой акватории. Концентрация соли здесь 340 г/л. Из-за соли плотность воды такова, что в Мертвом море невозможно утонуть, насыщенная солью большой плотности вода удерживает человека на поверхности. Кстати, поэтому в Мертвом море нет рыб и растений, в таком соляном растворе обитают только бактерии. Заплывающая в море из реки Иордан рыба гибнет уже через минуту.
В России самым соленым морем является Баренцево (34-37г/л).
Самое большое море в мире – Филиппинское (5726 тысяч квадратных километров). Расположено оно в западной части Тихого океана между островами Тайвань, Японскими и Филиппинскими. Это море еще и самое глубокое в мире. Наибольшая глубина зафиксирована в Марианском желобе – 11022 метра. Территория этого моря охватывает сразу 4 климатических пояса: от экваториального до субтропического.
Самое большое море России – Берингово (2315 тысяч квадратных километров).
У морской воды есть интересная особенность. При погружении море постепенно «съедает» цвета. Поэтому самый красочный подводный мир располагается на незначительных глубинах, например, коралловые рифы в Красном море.
На глубине 6 метров исчезают алые краски, на глубине 45 метров – оранжевые, 90 метров – желтые, на глубине свыше 100 метров остаются только фиолетовые и зеленоватые оттенки.
Морская вода излучает огромное количество ионов озона. Он убивает микробов. Поэтому морской воздух очень полезен.
Моря и океаны содержат 99% всего жизненного пространства Земли.
В древности Балтийское море называлось Янтарным из-за обилия в нем янтаря.
3. Исследовательская часть
3.1. Определение концентрации соли в морской воде
В целях подтверждения гипотезы о том, что вода во всех океанах и морях одинаково соленая, я решила провести несколько опытов.
Для проведения первого опыта по определению концентрации соли взято равное количество морской воды из разных морей – Черного моря, Средиземного и Японского морей. Каждый образец я отметила разными цветами:
- Средиземное море – красный;
- Черное море – зеленый;
- Японское море – синий.
Так как соль растворена в воде для того, чтобы определить, сколько соли содержится в каждом образце, необходимо соль выпарить из воды. Для этого использована пробирка и спиртовка. Каждый образец морской воды был помещен в пробирку и нагревался на спиртовке до испарения воды.
В результате получили три пробирки с осадком соли на стенках.
В результате взвешивания получены следующие результаты:
- в пробирке с зеленой цветовой индикацией образовалось 0,11 граммов осадка соли;
- в пробирке с синей цветовой индикацией образовалось 0,16 граммов осадка соли;
- в пробирке с красной цветовой индикацией образовалось 0,17 граммов осадка соли.
Вывод: таким образом, оказалось, что количество соли в разных морях разное. И самое солёное из представленных образцов – Средиземное море.
3.2. Измерение количества примесей в соленой воде
Для подтверждения или опровержения полученных результатов в ходе проведения первого опыта мною проведено другое исследование, направленное на определение количества примесей в образцах соленой воды. Для проведения второго опыта использованы прибор TDS-метр для определения количества примесей, которые могут включать минералы, соли, ионы металлов, а также органические вещества, и те же образцы морской воды.
Аббревиатура «TDS» («Total Dissolved Solids) в переводе с английского языка означает «общее количество растворенных твердых веществ».
Принцип работы TDS-метра основан на способности воды проводить электрический ток: дистиллированная вода не проводит ток, потому что у молекулы воды нет заряда.
В результате замеров получили следующие результаты:
|
Средиземное море |
Японское море |
Черное море |
|
более 1000 ед. |
865 ед. |
871 ед. |
Результаты второго опыта также показали разное количество примесей, в том числе и соли, в отобранных образцах.
Вывод к гипотезе: Моя гипотеза об одинаковой солености воды в морях и океанах не нашла своего подтверждения. Опыты показали, что в разных морях неодинаковое содержание примесей и соли.
3.3. Соль: польза и вред
Осуществляя поиск в Интернете данных о содержании соли в морях и океанах, я столкнулась с опасениями ученых о снижении содержания соли в водах мирового океана в связи с глобальным потеплением.
Увеличение температуры непосредственно влияет на испарение воды, что приводит, в конечном счете, к уменьшению концентрации соли в воде.
На концентрацию соли в океане влияет также таяние ледников и океанического льда.
При меньшей солености вода будет испаряться более интенсивно, увеличится содержание водяных паров в воздухе и как следствие участятся сильные многодневные ливни, небо все чаще будет затянуто облаками, солнечный свет будет все слабее проникать до земной поверхности и соответственно меньше нагревать ее. Температура неуклонно начнет понижаться и действительно может наступить ледниковый период. Но с понижением температуры уменьшится и таяние льдов, соленость снова будет увеличиваться, Земля словно начнет раскачиваться на огромных погодных качелях и к чему это приведет не сможет сейчас предсказать никто. Поэтому соленые воды мирового океана – это гарантия климатической безопасности человечества.
А что соль значит для самого человека? Употребление соли приносит пользу или вред?
Б ольше всего о действии соли на организм человека может рассказать тот, кто заботится о нашем здоровье – врач. За ответами на свои вопросы я обратилась к медицинскому работнику Людмиле Николаевне Г., которая объяснила, что соль является важным соединением для нашего организма. Натрий не только регулирует кровяное давление, но также играет важную роль в передаче нервных импульсов. Таким образом, ежедневное употребление натрия абсолютно необходимо.
Нельзя сказать, что соль однозначно вредна или, наоборот, полезна. В организме человека должен быть гомеостаз - равновесие; баланс. Это особенно верно в отношении водно-солевого баланса организма - соотношения между солью (хлоридом натрия) и водой. Всё должно быть в меру – девиз здорового человека.
Заключение
Вывод: Моя гипотеза об одинаковой солености воды в морях и океанах не нашла своего подтверждения. Опыты показали, что в разных морях неодинаковое содержание примесей и соли.
В результате проведенного исследования я узнала, что соленость воды в водоемах планеты зависит от разных факторов. Например, близость пресного источника воды влияет на соленость — вблизи устья рек, у кромок тающих льдов соленость поверхностных вод небольшая. Чем выше скорость испарения воды, тем больше его соленость, поэтому наибольшая соленость океанской воды наблюдается у южного и северного тропиков. Еще одним фактором, влияющим на соленость, является скорость перемешивания воды под действием ветров и течений. В частично закрытых или внутренних морях соленость воды в основном зависит от местных условий, характера почв, количества впадающих рек, климата. Например, вода Средиземного и Красного морей очень соленая, а в одном литре воды Балтийского моря содержится только 7-18 миллиграммов соли.
Соль участвует в поддержании и регулировании водно-солевого баланса и жизненно необходима для жизнедеятельности человека.
Библиографический список:
-
Курлански М. Всеобщая история соли. - М.: Колибри, 2019. – 132 с.
-
Лазье К. «Тайны природы». - М: Детская литература, 2021. – 85 с.
-
Материал из Википедии.
-
Моря и океаны. Занимательный атлас. - М.: Атлас, 2027. – 26 с.
-
Фотоматериалы из личного архива.
-
Электронные ресурсы сети Интернет.