Vì sao nước biển mặn, nước sông ngọt?

Tại sao nước ở một số vùng trên Trái Đất mặn còn những vùng khác thì không? Tất cả chúng ta đều biết rằng nước biển có vị mặn, còn nước sông hồ hay nước mưa lại có vị ngọt chứ không phải mặn. Nước sạch không phải hoàn toàn không chứa muối hòa tan, ngay cả nước mưa cũng chứa các chất bị hòa tan trong không khí khi rơi qua bầu khí quyển.

Theo ước tính của các nhà khoa học, các đại dương trên Trái Đất chứa hàm lượng muối NaCl vào khoảng 50 triệu tỉ tấn muối. Nước biển có vị mặn vì nó chứa một lượng muối lớn.

Nếu rải tất cả số muối này lên bề mặt đất liền sẽ được một lớp dày khoảng 152m.

Muối ở biển là từ đâu ra?

Hiện nay chưa có một câu trả lời chính xác nào có thể giải thích được được điều này. Theo nghiên cứu của các chuyên gia, có 3 giả thuyết như sau:

Giả thuyết thứ nhất là từ các miệng núi lửa nằm sâu trong lòng đại dương và các vụ phun trào núi lửa dưới nước. Quá trình này tương tự như quá trình trước đó khi nước biển phản ứng với đá nóng và hòa tan các thành phần khoáng chất.

Giả thuyết thứ hai là nguồn từ đất liền bao quanh chúng ta.

Khi nước mưa rơi xuống hòa tan các khoáng chất, muối từ đá và đất khô rồi chảy ra sông. Lượng muối tích tụ ở các sông lâu dần được đưa tới các đại dương khi nước sông đổ ra biển.

Lượng muối được hình thành bởi sức nóng của Mặt Trời khiến nước trên bề mặt bốc lên, để muối ở lại. Cứ như vậy theo thời gian muối cứ lắng đọng dần xuống biển làm cho nước biển mặn. Quy trình này cứ lặp đi lặp lại theo thời gian và lượng muối cũng đồng thời tăng theo, đồng nghĩa với nước biển sẽ có vị mặn.

Giả thuyết cuối cùng là từ đá cùng các lớp trầm tích dưới đáy biển.

Theo nghiên cứu, lượng hơi nước bốc hơi nhiều làm nước biển ngày càng mặn hơn so với trước. Do đó, hiện tại độ mặn của nước biển toàn cầu có xu hướng tăng lên do nhiệt độ tăng từ biến đổi khí hậu toàn cầu.

Ở quanh xích đạo và nhiệt đới, do nhiệt độ cao khiến lượng nước bốc hơi nhiều nên dĩ nhiên lượng muối ở đây cao hơn các nơi khác. Ví dụ: ở các vùng cực sẽ không có nhiều muối vì băng ở đây tan hàng năm làm loãng nước biển. Do đó mỗi vùng biển khác nhau sẽ có lượng muối khác biệt.

Vì sao nước sông lại có vị ngọt?

Vị mặn của nước biển là từ các lớp đất đá, trầm tích và một phần từ các dòng sông đổ ra biển.

Sông cũng chứa một lượng muối nhất định từ lòng đất, núi lửa phun được nước mưa cuốn trôi theo dòng ra sông. Sau đó, lượng muối này tiếp tục được đưa ra biển nên lượng muối còn lại không đủ để trung hòa với nước sông, vì vậy nước sông không mặn như nước biển.

Nói như vậy cũng có nghĩa là nước sông có vị ngọt trong khí nó cũng chứa muối vì lượng muối trong nước sông chỉ như “một giọt nước trong đại dương”. Tuy vậy, vấn đề này chưa có nhà nghiên cứu nào có thể chỉ rõ tại sao.

Tại sao nước biển mặn và nước sông ngọt vẫn là một ẩn đố với giới khoa học, vừa rồi chỉ là một một vài giả thuyết được đưa ra nhằm giải thích cho vấn đề này.

Sự khác nhau về thành phần nước sông và nước biển

Thành phần của nước biển bao gồm nhiều loại hợp chất khác nhau. Natri và Clo (kết hợp thành NaCl, thường được thấy dưới dạng muối ăn) chiếm 85% thành phần chất hòa tan trong nước biển. Đây chính là nhân tố chủ yếu tạo nên vị mặn của nước biển. Qua so sánh với nước từ sông, ta nhận thấy rằng sông suối đã mang đến nước biển lượng Canxi nhiều hơn Clo. Dù vậy, các đại dương vẫn chứa lượng Clo gấp 46 lần so với Canxi.

Bên cạnh đó, nước sông có chứa một lượng Silicat và hợp chất sắt trong khi nước biển thì không. Hợp chất Canxi Bicacbonat chiếm gần 50% các chất rắn hòa tan chứa trong nước sông nhưng vẫn ít hơn 2% so với nước biển.

Nếu nước ngọt chảy ra biển, vậy tại sao nước biển lại mặn?

1. Lượng muối bên trong đại dương chỉ là một trong những yếu tố tạo nên vị mặn này

Tại sao nước trong đại dương không bị dòng nước ngọt làm loãng ra? Bởi vì vị mặn của đại dương là kết quả của nhiều quá trình tự nhiên, lượng muối từ các dòng sông đổ ra chỉ là 1 trong những yếu tố tạo nên vị mặn này.

Lượng nước ngọt từ sông Amazon, Mississippi, Mê Kông,… ngày đêm đều tuôn đổ ra Thái Bình Dương, Đại Tây Dương,… và tất cả nước biển đều mặn.

Người ta ước tính rằng những con sông và suối từ Mỹ chảy ra biển hàng năm đã mang theo 225 triệu tấn chất rắn hòa tan và 523 triệu tấn trầm tích để cung cấp cho đại dương.

Vào lúc ban đầu, biển cổ đại chỉ có chứa một lượng nhỏ muối và chưa đạt được độ mặn như ngày nay. Nhưng sau khi những cơn mưa đầu tiên xối xuống Trái Đất vào hàng trăm triệu năm trước, dòng nước đã phá vỡ các lớp địa chất và vận chuyển những loại khoáng chất ra biển. Kể từ đó, đại dương bắt đầu dần dần mặn hơn.

2. Lượng muối đi vào và đi ra tất cả các đại dương trên Trái Đất hiện tại luôn được cân bằng

Trong một tính toán mới đây đã cho thấy rằng khối lượng các chất rắn hòa tan từ đất chiếm khoảng 2,3 tấn trên 1 km vuông đất tại Úc cho tới 46,3 tấn trên 1km2 đất tại châu Âu. Theo ước tính, tất cả các con sông trên thế giới đã mang theo 4 tỷ tấn muối khoáng hòa tan ra biển mỗi năm. Lượng muối này sẽ nằm lại dưới đáy đại dương và dần hình thành nên những lớp trầm tích mới.

3. Vòng tuần hoàn của nước

Lượng muối đi vào đại dương dưới dạng hòa tan và đi ra đại dương dưới dạng trầm tích vẫn chưa giải thích được nguồn gốc vị mặn của nước biển. Chúng ta vẫn biết, muối luôn tập trung ở biển và không thể di chuyển theo hơi nước. Khi mặt trời truyền nhiệt xuống mặt biển, hơi nước gần như tinh khiết bốc lên cao nhưng lượng muối khoáng vẫn nằm lại biển. Quá trình này là 1 phần của vòng tuần hoàn liên tục diễn ra giữa Trái Đất và khí quyển: Vòng tuần hoàn của nước.

Chu trình vòng tuần hoàn của nước là: Hơi nước bốc lên từ bề mặt đại dương và được những cơn gió mang tới nơi khác. Khi hơi nước gặp được khối không khí lạnh hơn ở trên cao, nó ngưng tụ lại (chuyển từ thể khí sang thể lỏng) và rơi xuống mặt đất tạo thành mưa. Mưa trên đất liền được quy lại bởi các dòng sông, suối và cuối cùng lại chảy ra biển.
Và chu trình cứ thế lại diễn ra liên tục.

Kể từ khi những cơn mưa đầu tiên rơi xuống, biển đã dần trở nên mặn hơn. Chính vì lý do đó, nước tại các con sông trên đất liền không có vị mặn, nhưng khi chảy ra biển lại tiếp tục hòa tan lượng muối vẫn còn dưới biển và tiếp tục có vị mặn.

4. Nước biển không hề đơn giản

Kích thước Đại dương chiếm tới 70% bề mặt Trái Đất, và hệ thống các hợp chất hóa học hết sức phức tạp vốn có trong môi trường biển, trong số đó lại có những nguyên tố liên tục biến đổi theo chu kỳ thời gian. Do đó, các nhà khoa học không có đủ các phương pháp và quy trình đúng đắn để đo lường các thành phần trong nước biển trong nhiều thế kỷ nay.

Cho đến hiện nay, chỉ mới có 72 nguyên tố hóa học được phát hiện ra trong nước biển. Đây là con số rất nhỏ so với số lượng hợp chất thực sự tồn tại trong đại dương.

Một số nhà khoa học cho rằng tất cả các nguyên tố hóa học tự nhiên của Trái Đất đều tồn tại trong nước biển. Đồng thời, các nguyên tố này cũng kết hợp với nhau bằng nhiều cách khác nhau ở cả 2 dạng hòa tan, hoặc kết tủa thành những chất lắng đọng dưới đáy biển và hình thành nên trầm tích. Tuy nhiên, ngay cả khi đã được kết tủa, các hợp chất này vẫn có khả năng thay đổi thành phần hóa học do phải luôn chịu sự tác động của các quá trình diễn ra liên tục trong môi trường biển.

Theo Ngọc Mai, NTDVN