Chcete vědět, kolik rozpuštěných látek je obsaženo ve vodách oceánů a moří? Pak si udělejme jednoduchý výpočet. Je známo, že kilogram mořské vody obsahuje v průměru 35 gramů pevných látek, tedy 35 tisícin hmotnosti, nikoli objemu. Celkový objem vody ve Světovém oceánu je 1340 1,34 tisíc kubických kilometrů, neboli 10 • 18 1,025 litrů. Abychom dostali hmotnost tohoto objemu vody, vynásobíme ji průměrnou hustotou oceánských vod rovnou 1,37 a dostaneme 10 • 18 35 kilogramů. Nyní vynásobíme tuto hmotnost 4,79 a zjistíme, že Světový oceán obsahuje 10 • 16 XNUMX tun rozpuštěných solí.
Následující příklad ukáže, zda je to hodně nebo málo. Pokud je veškerá sůl rozmístěna po povrchu zeměkoule v rovnoměrné vrstvě, její tloušťka bude 45 metrů. A pokud touto solí pokryjete pouze suchou zemi, tloušťka dosáhne 150 metrů.
Snad neexistuje prvek periodické tabulky, který by se nenacházel ve vodách oceánu. Mezi mikroprvky patří například železo, měď, fosfor, jód, zlato a další.
Slanost vody je zvláště vysoká v povodích, které v současnosti nejsou spojeny s moři a oceány. V tomto ohledu je pozoruhodné Mrtvé moře, respektive jezero, které se nachází na Blízkém východě v horké poušti, nedaleko hranic mezi Izraelem a Jordánskem. V dávné geologické minulosti bylo spojeno se Středozemním mořem a tvořilo součást Světového oceánu. Jeho vody jsou mimořádně bohaté na soli. Každý kilogram vody obsahuje téměř 275 gramů soli! Z tohoto důvodu se tam nedá utopit. Voda je příliš těžká. Při plavání můžete číst, v jedné ruce držet knihu a v druhé deštník, aby vám na slunci nebylo příliš horko. V takto slané vodě je život prakticky nemožný. Proto se jezero nazývá Mrtvé.
V naší zemi je neméně pozoruhodný záliv Kara-Bogaz-Gol Kaspického moře.
Je to zátoka? 3. března 1980 přinesl deník Pravda zprávu: „Vody Kaspického moře, které se po staletí řítily jako rychlý proud do zálivu Kara-Bogaz-Gol, byly zastaveny. Do hráze, která úžinu blokuje, byly uloženy poslední kubické metry betonu. „Černá ústa“ – jak se Kara-Bogaz-Gol překládá z turkmenštiny – zůstala poprvé bez „jídla“.
Pozoruhodný je také záliv Sivash v Azovském moři, který omývá severovýchodní pobřeží Krymu. Jeho rozloha je asi 200 tisíc hektarů. Podle vědců obsahuje solanka Sivash až 150 milionů tun kuchyňské soli, 17 milionů tun chloridu hořečnatého, 13 milionů tun síranu hořečnatého, přes 4 miliony tun síranu vápenatého, až 400 tisíc tun uhličitanu vápenatého atd. na.
Ne zátoka, ale obrovský sklad chemikálií!
Mikroelementy – železo, měď a další – mají značný význam pro biologické procesy probíhající ve Světovém oceánu. Vezměme si například roli železa. Ovlivňuje vývoj planktonu – nejmenších a nejmenších vodních organismů, většinou postrádajících orgány pohybu a unášených proudy ve vodním sloupci.
Biologové zjistili, že železo je „limitujícím“ faktorem ve vývoji fytoplanktonu, a tedy celého životního cyklu v mořském prostředí, protože právě tento plankton je hlavní potravou pro zooplankton a mnoho dalších obyvatel moří.
Když v určité oblasti moře není žádné nebo nedostatečné rozpuštěné železo, vývoj takzvaných rozsivek se zastaví nebo zpomalí. Zbytky těchto řas, jejichž buněčná membrána je zvenčí pokryta pazourkovou skořápkou, zabírají téměř 30 milionů čtverečních kilometrů dna Světového oceánu.
Železo je také nezbytné pro mořské živočichy. Tento prvek je součástí hemoglobinu krve a hraje roli přenašeče kyslíku z plic nebo žaber do periferních buněk těla.
Neméně důležitá je i měď. Je součástí hemocyanitu, respiračního barviva, které se nachází v krvi měkkýšů a korýšů, a hraje roli přenašeče kyslíku. Pokud se však koncentrace mědi nadměrně zvýší, stane se pro mořské organismy jedovatou.
Pojďme si říci více o tzv. těžké vodě. Výzkum provedený poblíž Baham (Atlantický oceán) objevil bakterie, které přispívají k akumulaci „těžké vody“ v mořské vodě.
Je to druh vody, která obsahuje místo obyčejného vodíku svůj těžký izotop deuterium. A deuterium se používá jako jaderné palivo a jako izotopový indikátor v technologii. Potřeba „těžké vody“ roste a její těžba je velmi nákladná. Na každých 6 tisíc molekul obyčejné vody totiž připadá pouze 1 molekula „těžké“ vody. Právě zde mohou pomoci bakterie, o kterých jsme mluvili.
Zdá se, jaký průmyslový význam mohou mít prvky obsažené v mořské vodě v malých množstvích? K jejich získání ale často pomáhá sama příroda. Například tak vzácný prvek jako vanad je koncentrován v těle mořských okurek – mořských bezobratlých živočichů; Některé mořské řasy hromadí mangan, jiné jód.
V budoucnu budou lidé samozřejmě tuto vlastnost oceánských živočichů a rostlin využívat ve velkém. Snad se naučí ovlivňovat mořské organismy tak, aby se zvýšila jejich schopnost uměle se hromadit. Když jsou takové pokusy korunovány úspěchem, objeví se rostliny a zvířata – metalurgové, kteří pomohou získat potřebné kovy v průmyslovém množství.
Spotřeba soli ve světě dosáhla obrovské úrovně – asi 30 milionů tun ročně. A není divu: každý obyvatel Země sní ročně téměř 8 kilogramů kuchyňské soli. Kolik technické soli je potřeba k výrobě dalších cenných produktů v chemických závodech?
Stolní sůl, jak víte, se těží na souši – v solných dolech, v solných jezerech a na moři – z mořské vody.
Takto se před stovkami let získávala sůl z moře a v některých zemích se těží dodnes. Mořská voda proudí do řady speciálně vybavených bazénů. Postupným pohybem z jednoho bazénu do druhého se vypařuje vlivem slunce a větru. Kuchyňská sůl je uložena. Když jeho vrstva dosáhne tloušťky 4-6 centimetrů, zbývající roztok se uvolňuje z bazénů do moře. Aby se takto extrahovaná sůl stala čistou, promyje se. Tím se odstraní hořečnaté soli, které mu dodávají specifickou hořkou chuť.
Ale produktivita takových bazénů je nízká. Obvykle se z 1000 metrů krychlových vody získá jen asi 1,5 tuny soli.
Není to tak dávno, co jugoslávští vynálezci Avlo Sehich a Vladimir Sikhrovsky našli nový způsob získávání soli. Navrhli instalaci zařízení pro rozstřikování roztoku v nádržích solivarů. Rozprašovače mění solný roztok na jemný prach. Voda z těchto drobných kapiček se rychle odpařuje a sůl padá na zem.
Tato metoda je jednoduchá a velmi účinná. Při přirozeném odpařování v bazénech je odpařovací plocha každého metru krychlového vody 25 metrů čtverečních. Při novém způsobu odpařování má metr krychlový vody proměněný v prach odpařovací plochu rovnající se přibližně 60 tisícům metrů čtverečních! Proto není divu, že tam, kde se sůl začala těžit novým způsobem, její produkce prudce vzrostla.
Z mořské vody lze extrahovat kov, který je 4,5krát lehčí než železo – hořčík. Každý metr krychlový mořské vody obsahuje více než kilogram. Nenachází se však v čisté formě, ale ve formě chloridů a solí kyseliny sírové, takže při jeho získávání se nelze omezit pouze na srážení solí. K extrakci hořčíku se používají různé přísady do mořské vody (například vápenná voda), které pomáhají oddělit soli obsahující hořčík od ostatních složek. Takto se magnézie vyrábí v průmyslovém měřítku a hořčík se z ní získává pomocí elektrolýzy.
Průmyslový význam má i extrakce draslíku z mořské vody. Používá se v zemědělství jako hnojivo. Draselné soli se používají při výrobě mýdla a v řadě dalších průmyslových odvětví. Krychlový metr mořské vody obsahuje 700 gramů draselné soli. K jeho získání se koncentrovaná solanka ochladí, vysráží se chlorid sodný a síran hořečnatý. V důsledku dalšího odpařování draselné soli vypadávají. Získává se z nich draslík.
Je známo, že brom je široce používán v lékařství a fotografii. Ještě v roce 1926 byl u nás na pobřeží Černého moře postaven závod na získávání bromu z mořské vody. Náš lékařský průmysl získal spolehlivý zdroj surovin, které potřebuje.
Již dlouhou dobu lidi přitahuje především lákavá představa těžby zlata z mořské vody. V oceánských vodách je jeho obsah zanedbatelný – 0,00001 gramu na metr krychlový. Ale vzhledem k celkovému objemu vody v oceánu dosahuje množství zlata v něm astronomické hodnoty.
V roce 1924 byla do Atlantského oceánu vyslána německá expediční loď Meteor s rozsáhlým výzkumným programem, jehož součástí byl i úkol pokusit se získat zlato z mořské vody. Prováděla zajímavá oceánologická pozorování, ale nemohla dokončit úkol těžby zlata kvůli technickým potížím. Dodejme: ani dnes zcela nepřekonané.
Nyní vám povíme o zážitku, který může mít skvělou budoucnost. Nejprve ale pár slov k iontoměničům (iontoměničům). Jedná se o pevné, prakticky nerozpustné ve vodě a organických rozpouštědlech, přírodní nebo umělé materiály, schopné iontové výměny – extrakce různých aniontů a kationtů z roztoků.
Jednoho srpnového rána roku 1959 vyplula sovětská loď Michail Lomonosov do Atlantského oceánu. Na něj byla instalována speciální 2metrová vinylová plastová kolona plněná granulovanou aniontoměničovou pryskyřicí. 19. srpna, když byla loď 80 mil jižně od Azorských ostrovů, byl ventil otevřen a slaná voda byla nalita do tlakové nádrže a odtud proudila četnými průchody absorpční kolony. Dodávka vody byla přerušena 8. listopadu, když loď vplula do Lamanšského průlivu.
Sloup byl dodán Moskevskému institutu chemické technologie. Začal výzkum, který vedl k zajímavým závěrům. Kolona pracovala 1516 hodin. Proteklo jí 59 189 litrů oceánské vody rychlostí 40 litrů za hodinu.
Iontoměničová pryskyřice během této doby absorbovala 61,5 kilogramů solí. Analýza solné směsi umožnila objasnit procentuální rozložení prvků obsažených ve složení vody.
V důsledku zpracování pryskyřice se profesoru A. B. Davankovovi podařilo získat první zrnka mořského zlata vytěženého pomocí iontoměničů. Hmota sloupu obsahovala i další prvky – stříbro, stroncium, vizmut, měď, zinek a vzácné kovy.
Taková je tato zvláštní zkušenost. Je možné, že půjde o prototyp průmyslových zařízení na těžbu drahých kovů, vzácných a stopových prvků z oceánské vody.
Uran, který je jaderným palivem, má zvláštní význam v národním hospodářství a vědě. V roce 1981 byl na ostrově Šikoku (Japonsko) postaven pilotní závod na extrakci uranu z oceánské vody. Využívá speciální absorbér uranu, který je založen na speciálně zpracovaném akrylovém vláknu. Očekává se, že do roku 1990 bude v Japonsku z oceánské vody vytěženo 2250 XNUMX tun uranu.
Práce na získávání uranu z přírodních vod začaly u nás před několika lety pod vedením akademika B. N. Laskorina. Zpráva sovětských vědců na Ženevské konferenci o mírovém využití atomové energie o výsledcích těchto studií vzbudila svého času velký zájem.
Ale nejen vody Světového oceánu jsou bohaté na různé minerály. Obrovské množství jich je soustředěno na dně oceánu. Rychlost akumulace sedimentárních hornin na různých místech Světového oceánu není stejná.
V pobřežním pásu oceánů dosahují desítek centimetrů každých 1000 let. Daleko od pobřeží se za stejnou dobu hromadí jen milimetry. Svědčí o tom zuby žraloků nalezených na dně oceánu, a to nejen těch moderních, ale i těch nejstarších, vyhynulých před 3–4 miliony let. Tyto zuby byly nalezeny v nejsvrchnějších vrstvách spodních sedimentů. Přežili, protože jsou překvapivě silní.
Na dně oceánu můžete také najít zvláštní druh minerálních útvarů nazývaných noduly. Vyskytují se v různých hloubkách, ale většinou v hloubkách od 4 do 7 kilometrů. Oni (často se jim říká feromangan) jsou černé, kulaté, bramboru podobné útvary. Uzlíky často pokrývají dno oceánu souvislým krytem a jeho jednotlivé části se stávají jako dlažební kostky.
Sovětští oceánologové na lodi Vityaz našli takové nahromadění uzlů ve střední části Indického oceánu. Zajímavé je, že u některých byly nalezeny žraločí zuby.
Celkové zásoby uzlů ve Světovém oceánu jsou velmi velké. Podle odborníků činí zásoby uzlů v Atlantském oceánu 45 miliard tun, v Indickém oceánu – 41 miliard tun, v Pacifiku – 112 miliard tun. Zásoby ve třech oceánech tak dosahují téměř 200 miliard tun této vysoce kvalitní rudy.
Rozbor ukázal, že uzlům se ne nadarmo říká kvalitní ruda. Některé vzorky obsahovaly: mangan – 45%, železo – 14%, kobalt – do 1%, nikl – 1,5% a měď – 2%.
Ale jak zvedáte rudu ze dna oceánu? Existuje několik metod. Zaměřme se na jeden z nich.
První testy „nepřetržité lopaty“ (jak byla tato metoda navržená Japonci nazývána) byly provedeny v roce 1971 v Tichém oceánu. Několik stovek kbelíků je připevněno k lanu spuštěnému z boku lodi. Výsledky testu jsou pozitivní.
Hledání nejúčinnějšího systému získávání minerálů z mořského dna pokračuje. Na jejich těžbu se navrhuje stále více nových projektů. Jsou mezi nimi kilometr dlouhé sací trubky, ve kterých se vytváří proud vody, zvedající pevné minerály ode dna.
Nyní se oceánské nerostné zdroje rozvíjejí převážně pouze v šelfové zóně – v mělkých hloubkách až 200 metrů, poblíž pobřeží.
Snad za hlavní přírodní zdroje mořského dna lze nyní považovat ropu a plyn. Těží se v Kaspickém moři v Sovětském svazu, v Mexickém zálivu, v Karibském moři, u pobřeží Jižní Ameriky a Aljašky a v Severním moři. Celkem bylo k dnešnímu dni objeveno 700 oblastí světového oceánu, kde lze těžbu provádět.
Na druhém místě je síra. Těží se v Mexickém zálivu u pobřeží Louisiany. V blízkosti Vancouveru a v oblasti Chile jsou zásoby uhlí. A podvodní uhelná pánev poblíž Sydney se odhaduje na 2 miliardy tun. Ložiska fosforitu v sedimentech Kalifornského zálivu dosahují miliardy tun, tedy téměř 70krát více než je celá roční produkce Spojených států. U pobřeží jihozápadní Afriky speciální plavidla dokonce získávají diamanty z podvodních rýžovišť ze dna oceánu. Pobřežní mořská rýžoviště hrají důležitou roli při těžbě nerostného bohatství. Faktem je, že nepřetržitý pohyb spodních půd v této zóně vytváří jedinečné podmínky pro třídění a akumulaci určitých minerálů. Takto se těží titanit, ilmenit, monazit a rutil. Například v Indii v pobřežních rýžovištích umístěných v úzkém pruhu mezi liniemi přílivu a odlivu je množství monazitu nejméně miliarda tun. A to je cenný minerál – surovina pro výrobu thoria.
Písky australského pobřeží poskytují kapitalistickým zemím asi 60 % veškeré produkce zirkonia. Mořské rýže s prvky vzácných zemin jsou známé v Brazílii, Jižní Africe, na Madagaskaru a na Cejlonu. Vanad se získává z rýžovišť na ostrově Hodo v Japonsku. Zlato se získává z rýžovišť u pobřeží Aljašky pomocí drapáků a drapáků. Tento seznam pokračuje dál a dál.
Světový oceán se ukázal jako bohatý. Musíte se jen naučit, jak získat toto bohatství, aniž byste poškodili přírodní prostředí. K tomu je potřeba vědět co nejvíce o Světovém oceánu a rozšířit oceánologický výzkum.
