Merivesi

Merivesi on suolapitoista vettä valtamerissä ja reunamerissä. Maapallolla on merivettä noin 1 350 miljoonaa kuutiokilometriä, mikä on 96,8 prosenttia kaikesta maapallon vesivarastosta.Myrberg & Leppäranta 2014, s. 24.

Meriveden suola on pääasiassa kallio- ja maaperästä siihen liuennutta natriumkloridia.

 Fyysiset ominaisuudet 

 Lämpötilat 
Valtamerten keskilämpötila on vain 3,9 °C. Vaikka merenpinnassa vesi voi olla lämmintä, syvällä on suuria kylmän veden kerroksia, jotka pitävät merten keskilämpötilat alhaisina. Pintavesien lämpötila on keskimäärin 17,4 °C; tropiikissa se on 27–28 °C ja napaseuduilla −1...−2 °C. Meriveden pohjaveden lämpötila on noin 0 °C.

Meriveden jäätymispiste on noin −1,9 °C. Se, että jäätymispiste on alle nollan asteen, johtuu merivedessä olevista suoloista ja mineraaleista.

Murtovedeksi kutsutaan sellaista merivettä, jonka tiheysmaksimin lämpötila on suurempi kuin jäätymispisteen lämpötila. Suurimpia murtovesialtaita ovat Itämeri ja Mustameri.Myrberg & Leppäranta 2014, s. 29.

 Tiheys 
Meriveden tiheys kasvaa mikäli lämpötila laskee, suolaisuus kasvaa tai paine kasvaa. Pintakerroksessa meriveden tiheys on 1020–1030 kilogrammaa kuutiometriä kohti eli hiukan enemmän kuin puhtaan veden tiheys. Kymmenen kilometrin syvyydessä veden tiheys on viisi prosenttia suurempi.

Tiheyserot ovat merkittävä osatekijä merivirtojen synnylle: niiden ansiosta esimerkiksi Golfvirta pysyy liikkeessä.

 Kerrostuneisuus 
Valtamerien vesi on kerrostunutta. Pintavesi ulottuu meren pinnasta noin 200 metrin syvyyteen. Se on tropiikissa yli 25 asteen lämpöistä ja napaseuduilla nollan tuntumassa. Pysyvä termokliini ulottuu kilometrin syvyyteen asti, ja kylmä syvän veden kerros on sen alapuolella noin neljään kilometriin asti mutta ei meren pohjaan. Meren pohjan kanssa kontaktissa on pohjavesi, joka on kaikkein raskainta merivettä.Myrberg & Leppäranta 2014, s. 31–34.

 Kemiallinen koostumus 
Koska vesi on erinomainen liuotin, merivedessä on liuenneena kaikkia maapallolla luonnossa esiintyviä alkuaineita. Meriveden suolaisuus on veteen liuenneiden suolojen massa suhteessa meriveden massaan. Yleensä valtamerten suolaisuus vaihtelee 33 ja 37 promillen välillä. Suolaisuuden vaihtelu aiheutuu sadannasta, haihdunnasta ja jokivirtaamista.Myrberg & Leppäranta 2014, s. 25. Pintaveden suolapitoisuus on 3,0–3,8 %. Meriveden pohjaosien suolapitoisuus on tasainen, hieman alle 3,5 %. Suolapitoisuus on suurin lämpimillä, tuulisilla ja vähäsateisilla pasaatialueilla ja vähenee päiväntasaajalle ja navoille päin siirryttäessä.

Suolat esiintyvät ioneina, joista natrium- ja kloridi-ionit ovat yleisimpiä. Merissä on yhteensä 5 000 triljoonaa kiloa suolaa, mikä vastaa 40 metrin suolakerrosta koko maapallon pinnalla, jos meret haihtuisivat ilmaan.Myrberg & Leppäranta 2014, s. 26.

Merivesi on kemialliselta koostumukseltaan kaikkialla samanlaista. Vaikka suolan määrä vaihtelee, suolojen keskinäiset suhteet pysyvät samoina. Suolajärvien vesiliuos sen sijaan on kemiallisesti erilaista kuin merivesiliuos, sillä se edustaa lähinnä kyseisen järven lähialueen maaperän koostumusta.Myrberg & Leppäranta 2014, s. 25–26.

Suola on tullut meriin jo pian alkumeren synnyttyä, jolloin vulkaanisesti aktiivisen planeetan mereen kulkeutui nopeasti epäpuhtauksia. Suoloja kerääntyy meriin koko ajan lisää, mutta niin hitaasti, että suolojen kokonaismäärää voidaan pitää vakiona. Suoloja tulee jokien ja pohjavesien mukana, vaipasta litosfäärin konvektiovirtausten kuljettamana sekä ilmakehän kautta vulkaanisen toiminnan seurauksna. Toisaalta suoloja sedimentoituu merten pohjiin vähäisessä määrin.Myrberg & Leppäranta 2014, s. 24–25.

Meriveden yleisimmät suolat

 Ioni  Massa % suoloista Kloridi  Cl− 55,04 Natrium  Na+ 30,61 Sulfaatti  SO42− 7,68 Magnesium  Mg2+ 3,69 Kalsium  Ca2+ 1,16 Kalium  K+ 1,10 Bikarbonaatti  HCO3− 0,41 Bromidi  Br− 0,19 Boorihappo  H3BO3 0,07 Strontium  Sr2+ 0,04 Fluoridi  F− <0,01 Yhteensä  99,99

Suolapitoisuuden määrittäminen
Suolaisempi merivesi jäätyy alemmassa lämpötilassa kuin vähäsuolaisempi. Tämän johdosta meri vaatii jäätyäkseen alhaisemman lämpötilan kuin makean veden järvi. Suurin ero meriveden ja puhtaan veden välillä on sähköisissä ominaisuuksissa. Sen ansiosta meriveden suolaisuus voidaan määrittää nopeasti sähkönjohtavuuden välillä. Haihduttamalla suolaisuuden mittaaminen ei anna tarkkaa tulosta, koska eräät suolat alkavat haiduttamisen aikana muodostaa kaasuja, joita ei esiinny merivedessä. Myös kemiallinen analyysi suolaisuuden määrittämiseksi on vaikeaa. 1960-luvulle asti meriveden suolaisuus saatiin kloriniteetin mittauksella. Sen jälkeen on käytetty sähkönjohtavuuden mittausta.Myrberg & Leppäranta 2014, s. 27–28.

Hyödyntäminen
Merivesi on niin suolaista, että sitä ei voida käyttää talous- ja kasteluvetenä. Makean veden tuottaminen merivedestä on kemiallisesti mahdollista mutta varsin kallista. Merisuolaa on sen sijaan helppo tuottaa merivedestä haihdunta-altaiden avulla kuivilla ja lämpimillä ilmastovyöhykkeillä. Taloudellisesti kannattavaa on myös magnesiumin ja bromin erottaminen merivedestä, ja kuivilla rannikkoseuduilla merivedestä valmistetaan myös suolatonta juomavettä esimerkiksi tislaamalla tai käänteisosmoosin avulla.

Merivedessä on myös hyvin pieniä määriä kultaa painoprosenttia kohden. Sitä onkin yritetty eristää, mutta yhtään läheskään taloudellisesti kannattavaa menetelmää kullan erottamiseksi ei ole vielä pystytty kehittämään.

Lähteet

Viitteet

 Aiheesta muualla 

Luokka:Meritiede
Luokka:Vesi
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit