Γιατί ο ωκεανός είναι αλμυρός;
«Νερό, νερό παντού, ούτε σταγόνα να πιεις». Αυτή η περίφημη γραμμή, που ειπώθηκε από τον χαμένο ναύτη στο ποίημα του Samuel Taylor Coleridge The Rime of the Ancient Mariner , συνοψίζει μια από τις βασικές δυσκολίες της ζωής στη θάλασσα:οι άνθρωποι χρειάζονται νερό για να επιβιώσουν, αλλά το θαλασσινό νερό είναι πολύ αλμυρό για να πιει. Στην πραγματικότητα, το μεγαλύτερο μέρος της Γης καλύπτεται με μη πόσιμο νερό. Οι ωκεανοί καλύπτουν το 70 τοις εκατό της επιφάνειας της Γης και αντιπροσωπεύουν περίπου το 97 τοις εκατό του συνόλου του νερού. Η μέση περιεκτικότητα σε αλάτι του νερού των ωκεανών είναι 35 μέρη τοις χιλίοις, η οποία –αν και μπορεί να μην ακούγεται πολύ– αποδίδει σε 120 εκατομμύρια τόνους αλατιού ανά κυβικό μίλι θαλασσινού νερού. Και υπάρχουν περίπου 332.519.000 κυβικά μίλια (1.386.000.000 κυβικά χιλιόμετρα) νερού στον ωκεανό. Από πού προήλθε όλο αυτό το αλάτι;
Προέρχεται κυρίως από τη γη. Καθώς σχηματίζεται η βροχή και πέφτει μέσω του αέρα, συσσωρεύει διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα να γίνεται ελαφρώς όξινο. Στη συνέχεια ρέει πάνω από τη γη, διαβρώνοντας πετρώματα και μαζεύοντας μικρές ποσότητες αλατιού και άλλων διαλυμένων ορυκτών Σε αυτό το σημείο, το νερό είναι ακόμη βασικά φρέσκο. Υπάρχει λίγο αλάτι σε αυτό, αλλά συνήθως δεν είναι αρκετό για να μην το πιει κανείς. Τελικά, όμως, το μεγαλύτερο μέρος του βρόχινου νερού βρίσκει το δρόμο του προς τον ωκεανό. Μόλις φτάσει εκεί, μερικά από τα διαλυμένα μέταλλα - όπως το ασβέστιο - αφαιρούνται από το νερό με βιολογικές διεργασίες, αλλά το αλάτι τείνει να παραμένει. Πρόσθετο αλάτι συνεισφέρει η υποβρύχια υδροθερμική και ηφαιστειακή δραστηριότητα.
Η ιδέα ότι το αλάτι αποτέθηκε σταδιακά στη θάλασσα από τα ποτάμια προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Βρετανό αστρονόμο Edmond Halley το 1715. Ο Halley πήγε την παρατήρησή του ένα βήμα παραπέρα και πρότεινε ότι η αλατότητα του θαλασσινού νερού θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως ένα είδος ρολογιού που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό την ηλικία του ωκεανού (και έτσι, υπέθεσε, τη Γη). Σκέφτηκε ότι η διαίρεση του συνολικού όγκου του νερού των ωκεανών με τον ρυθμό με τον οποίο εναποτέθηκε αλάτι στον ωκεανό θα έδειχνε πόσος χρόνος χρειάστηκε για να φτάσει ο ωκεανός στο τρέχον επίπεδο αλατότητας. Οι τεχνικές μέτρησης δεν ήταν αρκετά ακριβείς για να εκτελέσουν τον υπολογισμό στην εποχή του Halley, αλλά ο Ιρλανδός φυσικός John Joly το δοκίμασε το 1899, καταλήγοντας σε μια εκτίμηση 90 εκατομμυρίων ετών. (Πιο προηγμένες τεχνικές αργότερα αποκάλυψαν ότι αυτό ήταν μια σημαντική υποεκτίμηση· η πραγματική ηλικία είναι περισσότερο από τέσσερα δισεκατομμύρια.) Δυστυχώς, το σχέδιο του Halley είχε ελαττώματα από την αρχή. Μεταξύ άλλων προβλημάτων, δεν είχε εξηγήσει το γεγονός ότι κάποιο θαλασσινό αλάτι δεσμεύεται με τη μορφή κοιτασμάτων ορυκτών στον πυθμένα της θάλασσας.
