О. в виде современных глубоководных бассейнов существуют, по крайней мере, с юрского периода, т.к. более древние породы на дне О. пока не обнаружены. В течение мела и кайнозоя происходило дальнейшее их углубление и развитие абиссального осадкообразования. Несомненным является недавнее наращивание окраин материков за счёт замыкания окраинных геосинклинальных бассейнов. Огромные мощности осадков в котловинах геосинклинальных морей свидетельствуют о древности О. При образовании крупных форм рельефа дна О. существ. роль играли вертикальные и горизонтальные движения земной коры (см. Земля).
III. Геохимия вод
Океаническая вода представляет собой раствор солей со средней концентрацией около 35 г/л. Всего в О. содержится 5·1022г растворённых солей. В их составе преобладают ионы Na+, Mg2+, K+, Ca2+, Cl– и , составляющие 99% от суммы солей. Мн. другие элементы содержатся в миллионных и миллиардных долях (таблица 2).
Табл. 2. — Среднее содержание химических элементов в морской воде*
Элемент | % | Элемент | % |
H | 10,7 | Y | 3·10–8 |
He | 5·10–10 | Zr | 5·10–9 |
Li | 1,5·10–5 | Nb | 1·10–9 |
Be | 6·10–11 | Mo | 1·10–6 |
B | 4,6·10–4 | Ag | 3·10–3 |
C | 2,8·10–3 | Cd | 1·10–8 |
N | 5·10–5 | In | 1·10–9 |
О | 85,8 | Sn | 3·10–7 |
F | 1,3·10–4 | Sb | 5·10–8 |
Ne | 1·10–8 | I | 6·10–6 |
Na | 1,035 | Cs | 3,7·10–8 |
Mg | 0,1297 | Ba | 2·10–6 |
Al | 1·10–6 | La | 2,9·10–10 |
Si | 3·10–4 | Ce | 1,3·10–10 |
P | 7·10–6 | Pr | 6·10–11 |
S | 0,089 | Nd | 2,3·10–11 |
Cl | 1,93 | Sm | 4,2·10–11 |
K | 0,038 | Eu | 1,1·10–10 |
Ca | 0,04 | Gd | 6·10–11 |
Sc | 4·10–9 | Dy | 7,3·10–11 |
Ti | 1·10–7 | Ho | 2,2·10–11 |
V | 3·10–7 | Er | 6·10–11 |
Cr | 2·10–9 | Fm | 1·10–11 |
Mn | 2·10–7 | Yb | 5·10–11 |
Fe | 1·10–6 | Lu | 1·10–11 |
Co | 5·10–8 | W | 1·10–8 |
Ni | 2·10–7 | Au | 4·10–10 |
Cu | 3·10–7 | Hg | 3·10–9 |
Zn | 1·10–6 | Tl | 1·10–9 |
Ga | 3·10–9 | Pb | 3·10–9 |
Ge | 6·10–9 | Bi | 2·10–8 |
As | 1·10–7 | Ra | 1·10–14 |
Se | 1·10–8 | Ac | 2·10–20 |
Br | 6,6·10–3 | Th | 1·10–9 |
Kr | 3·10–8 | Pa | 5·10–15 |
Rb | 2·10–5 | U | 3·10–7 |
Sr | 8·10–4 |
* Солёность S=35,00 ‰' (г/кг), хлорность Cl = 19,375 ‰'.
Состав солевой массы О. регулируется растворимостью, сносом осадков с материков, процессами обмена с атмосферой и осадками дна (в основном карбонатными и силикатными равновесиями), а также жизнедеятельностью морских организмов. Одна группа ионов (Na+, Mg2+, Li+, CI–, SO42– и др.) не образует в существенных количествах нерастворимых соединений и накапливается в океанских водах в значительно более высокой степени, чем в речных. Вторая группа ионов сравнительно быстро осаждается в виде труднорастворимых соединений. Так, в тропических морях сильно нагретые поверхностные слои воды оказываются пересыщенными СаСО3, который осаждается на дно как химическим, так и биогенным путём. Также может осаждаться Ва в виде труднорастворимой соли BaSO4. Ионы некоторых металлов — Ti, Mn, Zr и др. в результате гидролиза коагулируют и осаждаются в форме гидроокислов. Целый ряд микроэлементов морской воды — Cu, Pb, Мо, Hg, Zn, U, Ag, редкие земли и др. осаждается путём адсорбции различными природными сорбентами — органическим веществом, гидроокислами железа и марганца, фосфатами кальция, силикатами. Вследствие этого концентрации тяжёлых металлов в воде О. значительно ниже, чем это следует из растворимости их соединений. В целом О. — динамическая система, в которой количество поступающих веществ (речной сток, атмосферная пыль, продукты вулканизма) приблизительно равно количеству убывающих из неё (осаждение, вынос в атмосферу). Стационарное состояние О. определяется отношением массы каждого компонента, находящегося в данный момент в О., к его массе, прошедшей через О. Величина этого отношения зависит от среднего времени пребывания элемента в О. Для большинства элементов (кроме Na и Cl) оно мало по сравнению с длительностью существования О.
В воде О. растворены также различные газы, поступающие из атмосферы и формирующиеся в самой водной толще. Наибольшее значение имеет O2 и CO2, определяющие жизнедеятельность в О. Содержится также ряд инертных (не принимающих участие в химических реакциях) газов — N2, Аг, Kr, Хе; их растворимость находится в обратной зависимости от атомной массы. Содержание O2 достигает максимума (7—8 мл/л) в поверхностных слоях воды (до глубины 100—150 м) и падает до 3,0—0,5 мл/л с увеличением глубины (слой кислородного минимума), а в некоторых районах — до нуля. Максимальное содержание CO2, напротив, приурочено к глубинным слоям воды. Растворимость углекислоты возрастает в холодных водах и уменьшается при нагревании. В связи с этим в зимние месяцы часть CO2 переходит из атмосферы в океаническую воду, а летом — обратно. CO2 принимает участие в химических реакциях, в частности регулирует карбонатное равновесие. Воды, обогащенные CO2, агрессивны по отношению к СаСО3; удаление CO2 из воды при её нагревании способствует осаждению карбонатов. Велика роль CO2 в фотосинтезе, в процессе которого образуется органическое вещество. В результате фотосинтеза в О. ежегодно образуется около 1017г биомассы фитопланктона.