Salinitet i određivanje saliniteta morske vode

Je­dan od pr­vih pro­na­đe­nih me­to­da za odre­đi­va­nje sa­li­ni­teta vo­de je da is­pa­ri pa­žlji­vo iz­mje­re­na ko­li­či­na vo­de u pot­pu­no­sti i da se po­tom iz­mje­ri te­ži­na ostat­ka. Me­đu­tim, tač­nost ove me­to­de je ogra­ni­če­na i ovaj pro­ces zah­ti­je­va pu­no vre­me­na. Još je­dan na­čin mje­re­nja sa­li­ni­te­ta je da se iskoristi pred­nost či­nje­ni­ce da je odnos ve­ćin­skih ele­me­na­ta ko­ji sa­či­nja­va­ju ras­tvo­re­ne kom­po­nen­te naj­ve­ro­vat­ni­je kon­stant­an u svim uslo­vi­ma.

Zbog ne­pro­mije­nje­nosti struk­tu­re mor­ske vo­de, kon­cen­tra­ci­ja po­je­di­nač­nog  ve­ćin­skog gradiv­nog ele­men­ta mo­že bi­ti iz­mje­re­na da bi se od­re­dio uku­pan sali­ni­tet da­tog uzor­ka vo­de. Gra­div­ni ele­men­t ko­ji se ja­vlja­ u najvećim ko­li­či­na­ma i naj­lak­ši je za tač­no mje­re­nje je hlo­rid­ni jon Cl ^-. Te­ži­na ovog jo­na u  uzor­ku  vo­de se na­zi­va hlo­ri­ni­tet. U bi­lo kom uzor­ku oke­an­ske vo­de, bi­lo gdje, jon hlo­ri­da uvi­jek je u od­no­su od 55,04 pro­ce­na­ta ukup­ne pro­por­ci­je ras­tvo­re­nih supstan­ci. Zna­či, mje­re­njem sa­mo kon­cen­tra­ci­je hlo­rid­nog jo­na, ukup­ni sa­li­ni­tet uzor­ka mor­ske vo­de mo­že bi­ti odre­đen pre­ko sledećeg  od­no­sa: sa­li­ni­tet (‰) = 1,80655 x sa­dr­žaj hlo­ra (‰). Na pri­mjer, ako uzme­mo pro­sje­čan hlo­ri­ni­tet oke­a­na, što je 19,2 ‰, pro­sje­čan sa­li­ni­tet oke­a­na bi bio 1,80655 x 19,2 ‰, pa

ima vrijednost od 34,7 dje­lo­va ras­tvo­re­ne ma­te­ri­je u sva­kih 1000 djelova mor­ske vo­de.

Na sre­ću, sa una­pri­je­đe­nim oke­a­no­graf­skim instrumen­ti­ma, ovaj posao je umno­go­me uproš­ćen. Mje­re­nje elek­tro­pro­vo­dlji­vo­sti i sposob­nosti supstan­ce da pre­no­si elek­trič­nu stru­ju vo­de da­nas je naj­uo­bi­ča­je­niji me­tod ko­ji se koristi  da bi se iz­mje­rio sa­li­ni­tet morske vode. Oke­a­no­gra­fi zna­ju da elek­trič­na pro­vo­dlji­vost okeanske vo­de ra­ste sa po­ve­ća­va­njem sa­li­ni­te­ta. Što je vi­še rastvorlji­vih sup­stan­ci u vo­di, bo­lja je pro­vo­dlji­vost električ­ne struje. Na taj na­čin, sa­li­ni­tet mo­že bi­ti odre­đen mje­re­njem provodlji­vo­sti oke­an­ske vo­de puš­ta­njem sla­be elek­trič­ne stru­je kroz vo­du. Instrument spo­so­ban za oba­vlja­nje ova­kvih mje­re­nja se na­zi­va sa­li­na­me­tar. Ve­o­ma pre­ci­zno mje­re­nje sa­li­ni­te­ta

mo­že bi­ti oba­vljeno sa sa­li­na­me­trom do ve­će tač­no­sti od  0,003‰. Odre­đi­va­nje tač­ne ko­li­či­ne sa­li­ni­te­ta do­zvo­lja­va nam i utvrdjivanje tač­ne ko­li­či­ne glav­nih kom­po­nen­ti. Ne­ki sa­stoj­ci se od­re­đu­ju po­seb­nim fi­zič­kim me­to­da­ma i oni su za­stu­plje­ni u ma­njoj mje­ri, kao što su: fos­fat, ni­trat, amo­ni­jum i ga­so­vi ki­se­o­nik i ugljen-­di­ok­sid.

Stan­dard­ni sa­dr­žaj okean­ske vo­de ana­li­zi­ra­ne za hlo­rid­ni jon je iz­mje­ren na  de­set – hi­lja­di­tih dje­lo­va  od stra­ne In­sti­tu­taza  oke­a­no­graf­ske uslu­ge u Varm­li­ju (En­gle­ska). Sadržaj vode se potom uli­va u ma­le za­pe­ča­će­ne sta­kle­ne po­su­de zva­ne am­pu­le (epru­ve­te) i ša­lje la­bo­ra­to­ri­ja­ma po svi­je­tu za ko­riš­će­nje kao od­go­va­ra­ju­ći standard u po­de­ša­va­nju ana­li­tič­ke opre­me.

Na bro­do­vi­ma se slu­ži dru­gim, uvi­jek po­sred­nim me­to­da­ma, bi­lo odre­đi­va­njem op­tič­kog eksponen­ta pre­la­ma­nja u njoj, ili od­re­đe­njem sa­dr­ži­ne hlo­ra, ko­ji sto­ji u ne­pro­mjen­lji­vom od­no­su pre­ma ci­je­lom sa­li­ni­te­tu. Godi­ne 1966. UNE­SCO - u saradnji sa In­sti­tu­tom za oke­a­no­lo­gi­ju Ve­li­ke Bri­ta­ni­je ob­ja­vi­li su Me­đu­na­rod­ne ta­bli­ce u ko­ji­ma se mo­že di­rekt­no pro­či­ta­ti salinitet mo­ra ili bi­lo ko­je te­ku­će vo­de s tač­noš­ću od 0,00001.

O po­ri­je­klu mor­skih so­li vla­da­la su još u Sta­rom vije­ku dva miš­lje­nja. Po jed­nom od njih se pret­po­sta­vlja­lo da su sve mor­ske so­li kon­ti­nen­tal­nog po­ri­je­kla, tj. da su se ri­je­ke od naj­sta­ri­jih ge­o­loš­kih pe­ri­o­da na svo­m to­ku od iz­vo­riš­ta do uš­ća opte­re­ći­va­le ras­tvo­re­nim ele­men­ti­ma i na taj na­čin donijele  raz­ne vr­ste so­li u oke­a­ne. Po to­me miš­lje­nju pr­vo­bit­ni okean mo­rao bi­ti sla­dak i po­ste­pe­no bi po­sta­jao sve sla­ni­ji, a to se ne sla­že sa fosil­nim osta­ci­ma mno­go­broj­nih bilj­nih i ži­vo­tinj­skih vr­sta iz starijih ge­o­loš­kih pe­ri­o­da, ko­je ni­je­su mo­gle ži­vje­ti u slat­kim vodama. Sa­stav ras­tvo­re­nih sa­sto­ja­ka u rječ­nim vo­da­ma sa­svim je druga­či­ji ne­go u oke­an­skim. U ve­li­kim, zatvorenim je­ze­ri­ma cen­tral­nih kon­ti­nen­tal­nih dje­lo­va, bez ika­kve ve­ze sa okeanom, he­mij­ski sastav vo­de je dru­ga­či­ji, ma­da ri­je­ke stal­no dono­se iz­vje­sne ko­li­či­ne ras­tvo­re­nih so­li, ko­je se u stajaćoj jezerskoj vo­di pod uti­ca­jem is­pa­ra­va­nja kon­cen­tri­šu. Sva­ko ta­kvo jeze­ro ima, raz­li­čit sastav od svih dru­gih, na­su­prot do­sta jed­noli­kom he­mij­skom sa­sta­vu oke­an­skih vo­da. No­vi­jim ispitiva­nji­ma do­ka­za­no je da su ele­men­ti mor­ske so­li, hlor i na­tri­jum,  ne­zna­tan sa­stav­ni dio čvr­ste ze­mlji­ne ko­re, i onaj do­sta de­be­li sloj mor­ske so­li, ko­ji bi ostao na oke­an­skom dnu ako bi sva vo­da isparila, ne bi mo­gao bi­ti kon­ti­nen­tal­nog po­ri­je­kla.

Sve to do­vo­di do za­ključ­ka da se prihvati dru­go saznanje po ko­me su oke­a­ni od vaj­ka­da bi­li sla­ni. Edu­ard Sis je uka­zao na dosta ve­li­ku mogućnost, da su su­bo­ke­an­ske vul­kan­ske po­ja­ve, a naro­či­to iz­ba­ci­va­nje hlo­rom op­te­re­će­nih pa­ra iz unu­traš­njo­sti Zemlji­ne mag­me, kao stal­ni pra­ti­o­ci nje­nog hla­đe­nja, glav­ni uzrok he­mij­skom sa­sta­vu oke­an­skih vo­da. Po to­m miš­lje­nju, oke­an­ske so­li ni­su te­ri­ge­nog ne­go mag­ma­tskog po­ri­je­kla, ma­da bi se i ov­dje mogle dodati iz­vje­sne pri­mjed­be.

Ri­je­ke, na­i­me, stal­no od­no­se sa  sobom iz­vje­sne ko­li­či­ne so­li. Ako se po­đe od pret­po­stav­ke, da se u oke­a­ne sli­je 37 100 km³ rječ­ne vo­de sa ko­li­či­nom so­li od 0×16‰, to bi od­go­va­ra­lo za­pre­mi­ni od 2,47 km³.

Kada bi sva ta ko­li­či­na preš­la u čvrst ob­lik, oke­an­sko dno bi se sva­ke go­di­ne po­vi­si­lo za 0,00644 mm. Na taj bi se na­čin stal­nim do­no­še­njem rječ­nih so­li, a mo­žda još vi­še ras­tva­ra­njem so­li u pod­ruč­ju mla­ta na mor­skim oba­la­ma, sa­stav oke­an­ske vo­de po­ste­pe­no mi­je­njao, ako ne bi bi­lo nekih kom­pen­za­ci­ja. U to­m slu­ča­ju bi he­mij­ski sa­stav oke­a­na ostao ne­pro­mi­jenjen, ali bi se mor­ski ni­vo po­ve­ća­vao u od­re­đe­nom raz­mje­ru prema go­diš­njem do­no­še­nju so­li sa kop­na.

Po­ri­je­klo so­li u mo­ru pred­met je sa­vre­me­nih ge­o­he­mij­skih i hi­dro­fi­zič­kih is­tra­ži­va­nja ši­rom čitavog svi­je­ta. Se­dam­de­se­tih go­dna u biv­šem SSSR-u je oba­vljen po­ku­šaj do­bi­ja­nja mor­ske vo­de prilikom ota­pa­nja i hla­đe­nja ba­zal­ta. Tim is­tra­ži­va­nji­ma po­ka­za­lo se da je okean pret­hod­nik u pro­ce­si­ma raz­vo­ja Ze­mlje, kao spe­ci­fič­na pod­lo­ga s ma­som ras­tvo­re­ne vo­de. Taj ras­tvor ima sa­stav i gu­sti­nu slič­nu kao ju­ve­nil­na vo­da.