为什么有人说,如果海水不是咸的,经过陆地植物和动物的生长活动,海就是臭水坑?

漫中慢讲


这不是胡扯吗,湖泊里都是淡水,也有很多动物和陆地植物残骸,可湖泊的水是臭的吗?大自然有很强的自净能力,能够将那些腐烂污秽植物分解消耗,与海水是不是咸的无关。

下水道等有机物含量很高的地方,水确实是臭的,主要是因为有机物分解过程中产生了吲哚、氨气、硫化氢等代有特殊臭味的物质,这些物质在水中也有一定的溶解性,溶解的越多水的味道就越难闻,而且下水道的空气有毒,长时间发酵的下水道如果贸然进入是可能因为有毒气体中毒而死亡的,可下水道毕竟是比较封闭的,而天然流动的水体却大多是开放的,水中具有特殊气味的物质会会挥发在空气中,使得河流湖泊的水上空有一定的气味,但是还称不上臭除非是有机物含量非常高的富营养化的水体,水中具有丰富的有机悬浮物,受微生物分解产生的有气味的气体种类很多总量也比较大,使水变黑变臭。自然流动的水体的底部有的会沉积一层淤泥,淤泥含有很多有机物,来源于动植物碎片,遭受微生物不断地分解,因此淤泥带有一些臭味。

海洋和江河湖海的区别是海水中的盐度比较高,在大约35‰,由于面积广大,占地球表面积的71%。承受着大多数的阳光照射,光合作用面积大,有着复杂的洋流运动,能够沟通海底和浅海的水,能够将海底一些物质带到水面上,同时阳光在海水中能够穿行一两百米,这些光能照射到的水体中,分层分布着大量的富有动植物,它们为绝大多数海洋动物提供能量来源,因此海洋中的生物种类和数量应该是陆地生物无法比较的,可能都不在一个数量级上。就算海水不是咸水,海水中依然会有很多以生物残骸为食物的微生物,它们依然会分解有机物产生有味道的物质,但是海水的量太大了,面积也很大,产生的这点气体很快地就消耗在大气中,对海水的味道没有多大影响。我们能闻到海水的腥味,是因为许多细菌能在浮游生物和海藻等海洋植物死亡的地方吞噬腐败物,同时产生一种名为二甲基硫醚的气体物质。

大自然有很强的自净能力,靠的是水体、大气的运动,靠的是微生物的分解活动,只要污染物的量不超过生态系统容纳的极限,水体一般不会变成臭水。


来看世界呀


如果海水不是咸的,地球可能就不会是想现在这个样子了,因为海水的盐度差异是洋流的“马达”。变“臭水坑”倒不一定。毕竟那么大体积的水很可能会有另外的自净机制。这一点可以参考贝加尔湖,世界上最深的淡水湖。


洋流的秘密

多达71%的地球(近四分之三)表面被陆地所覆盖,海洋拥有地球97%的水。这些巨大的水体并非“死水一潭”。水流将水从一个地方流动到另一个地方,被称为“洋流”。这些洋流在很大程度上受到水的盐度(盐和其他溶解的矿物质的浓度)的影响。


流体的密度
物理原理告诉我们:重力作用下,流体中密度较小的物质将上升,而密度较大的材料将下沉。该原理当然也适用于水。密度更大的水将沉入海床。发生这种情况时,密度较小的水必须让路,从而导致密度较小的水上升。此过程将形成一种“对流”的模式。

上图:水的密度与洋流。


  • 流体温度

温度实际上是物体内能(热能)的度量。内能越大温度越高。当温度高时,物质中的原子被能量“激发”并开始膨胀。由原子组成的分子也以这种方式膨胀。这种膨胀导致密度降低。在海洋中,温暖的水像任何其他物质一样膨胀,并且遵循密度原理,上升到海洋的顶部。比暖水更“重”的冷水沉到底部,占据了上升的暖水所留下的空间。结果也可以形成对流。

  • 盐度,密度和温度

当海洋中的水分子变热时,它们就会膨胀,从而产生了额外的空间,盐和其他分子(例如钙)就更容易溶解其中(通常是这样,但也有特例)。由于较热的水比冷水可以容纳更多的盐和其他分子,因此热水可以具有更高的盐度。海水的盐度越高,密度也越高。当盐度足够高时,水将会下沉,开始对流。这也意味着如果温水具有足够高的盐度,则冷水也可以位于温水之上。实际上这是一个复杂的平衡过程,海水盐度和温度的不同搭配可随时逆转水流的方向,形成复杂的洋流趋势。


  • 盐和其他矿物质的来源

海水中影响海流的盐和其他矿物质来自多个因素。其中一些盐分来自陆地上被侵蚀的岩石,并通过河流和溪流带入海洋。另一部分也来自海床。此外,人类的活动也是因素之一。

上图:世界洋流概览。

关于洋流的一些有趣的小知识:

  • 世界上最咸的海洋是大西洋。毫不奇怪,这个海洋是所有海洋中分层最多的。

  • 在极地结冰时,剩余的水盐度较高,因此极地冰盖下的水会下沉并开始形成洋流。


  • 由于温度、盐度和密度之间的联系,一些洋流实际上会季节性地反向。印度洋就是这种情况的一个例子。

  • 极地地区在温度足以使冰融化时,以及河流入海口附近降水和径流量,都会导致海水盐度降低。例如,波罗的海、黑海和普吉特海湾水域的盐度均为27/1000或更小。这远低于海洋的平均盐度(35/1000)。

  • 洋流会影响地球的天气,因为它们会运送热量和水分。因此,海洋的盐度甚至与陆地上的天气也直接相关,因为盐度与水流的运动有关。


如果海水突然没有盐度(变得一点都不咸)……

洋流很可能会变弱许多(不能说完全没有)。这样的世界的运作规律可能会被打乱。

世界氧气产量的一半来自浮游植物,这是海洋顶部几米处的单细胞植物。他们依靠洋流扰动带来的海底的矿物质作为养分。如果海洋不咸了,洋流变弱甚至消失,就不会有深海与浅海的水流循环,那这些单细胞藻类以及相关的浮游生物估计都很难生存。要知道地球上最贫瘠的地方不是沙漠,而是没有洋流经过的浅海。因为那里海水缺乏养料,动物和植物都难以生存。

而整个食物链都依赖浮游生物。而能在盐和淡水中都能生存的微生物只占很小的比例(不过如果海水突然变得不咸了,这种微生物是否会开始进化繁荣也难说)。最后,大多数水生生物可能会死亡。整个现有水生生态系统将崩溃。

上图:海洋中基于浮游生物的食物链以及生态系统。

但是,新的淡水生态系统可能会在“淡水海洋”当中逐步建立起来,这个情况跟淡水湖里面的情况应该是类似的,只是海洋那么大,那么深,那么复杂,情况可能会更复杂多变,这个很难预测。但大概率估计,海洋不仅可能不会因此变成臭水坑,反而可能变成纯净的淡水池。


毕竟地球上陆地只占1/4,全部陆地生物排放的有机废物(难以降解的塑料另当别论)都不至于让海水变得不堪。

实际上人类产生的那些非天然的废物才是污染海洋的主要“罪魁”。

上图:全球微塑料颗粒分布图。



这一点有贝加尔湖来提供例证

今天的贝加尔湖形成于20-25百万年前中生代的地质运动。湖水最深处超过1632m,再往下还有6500厚的沉积层。但贝加尔湖数百万年来仍然是水质最纯净的淡水湖泊之一。


  • 体积: 23013立方公里,这一数量大约等于所有五个北美大湖的总和。

  • 最大深度:1632米。其最低点位于海平面以下1219m。

  • 平均深度:744米。

  • 表面积:31722平方公里,在全球范围湖泊中排名第七。


  • 长度:640公里。

  • 海岸线面积:2100公里。


贝加尔湖有300多条溪流和河流,但是安加拉河是唯一的出口,并汇入叶尼塞河,每年向叶尼塞河流入约60立方千米的水。最终,水流入了北冰洋。

塞伦加河是进入贝加尔湖的最大水源。从蒙古向北流,它贡献了该湖近50%的水。

根据《生物科学》2009年的一篇文章,如同海洋一样,贝加尔湖是唯一一个最深的,且在其最深处具有含氧水的湖泊(其它湖泊要么很浅,要么深但深处缺乏含氧水)。此外,贝加尔湖跟海洋一样被地热加热。


贝加尔湖可能比西伯利亚的其他地区温暖,但在冬天仍然很冷。冬季的平均气温为负21摄氏度。贝加尔湖尽管规模庞大,但在冬天会结冰,且通常在5月或6月融化。冰块的最大厚度为2米。在夏天,平均气温为11度。8月的水温大约为10度。

但是,

贝加尔湖被认为是世界上最清澈的湖泊之一。在夏季,当湖中充满了西伯利亚山脉融化的冰块时,有时可能会看到超过39米高的冰山。令人惊叹冰的纯度和透明度,这是浮游生物吃掉漂浮的碎屑以及湖中缺乏矿物质盐的结果。


所以根据贝加尔湖的例子来看,如果海洋不是咸的,很可能比贝加尔湖的水质还好呢!




总结

盐度是洋流的灵魂,因此海水不咸了,洋流大概率会减弱甚至消失,但海水变成淡水的结局有贝加尔湖这个世界上最深最大的淡水湖泊的案例做参考,所以我们不应该对“淡水海洋”表示悲观。自然的力量是奇妙的,不是人类想当然可以预测的。


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