Итак, гипотеза осолонения моря реками оказалась несостоятельной. Остается предположить, что океан стал соленым в момент своего рождения. Эта идея получает солидное подкрепление со стороны палеонтологии. Дело в том, что наиболее древние из известных животных не могли существовать ни в слабосоленых, ни в пресноводных бассейнах. Значит, состав морской воды за весь период существования океана не менялся. Но как же тогда быть с речным стоком, который все же существует? Ведь благодаря разнице в химизме морской и речной воды океан постепенно должен обогащаться карбонатами.

Основоположник биогеохимии академик В. Вернадский считал, что постоянство солевого состава океана регулируется живыми организмами. В самом деле, почти весь углекислый кальций, а также соли кремния, которые выносятся реками, незамедлительно извлекаются из раствора теми морскими растениями и животными, которые строят из этого материала свои скелеты, панцири и раковины. Очень скоро весь углекислый кальций и соли кремния отлагаются на морском дне в виде осадков органического происхождения, о которых уже шла речь в предыдущей главе. Таким образом, маленькие обитатели моря поддерживают неизменность состава солей необъятного Мирового океана на протяжении всего времени его существования.

Физические свойства морской воды

Как известно, за международную единицу измерения массы принят килограмм. Платиновый килограммовый эталон хранится в Палате мер и весов в Париже, а очень точные дубликаты имеются в аналогичных учреждениях многих стран. С ними сверяют массу гирь и разновесов, употребляемых в научных лабораториях, производстве и торговле. И в повседневной жизни мы давно привыкли пользоваться этой единицей. С нее, можно сказать, начинается жизнь каждого человека: новорожденного, еще до того, как он получил имя и первую порцию молока, непременно взвешивают; любая покупка в продовольственном магазине непременно выражена в килограммах или его долях.

Но почему именно килограмм (а не фунт, унция или золотник) принят теперь во всем мире за единицу измерения массы? Дело в том, что все другие единицы были произвольными, а килограмм имеет свой природный эквивалент: такова масса одного кубического дециметра воды при 4 градусах Цельсия. Учитывать температуру совершенно необходимо, так как с ее изменением меняется и плотность воды. Всякая ли вода годится для установления эталона массы? В учебниках об этом обычно ничего не говорится, так как в данном случае под словом «вода» подразумевают вовсе не ту жидкость, которая течет из водопроводного крана, а химически чистое вещество: воду, подвергшуюся специальной обработке или же синтезированную из водорода и кислорода и не содержащую никаких примесей.

Морская вода, представляющая собой сложный раствор, таким требованиям совершенно не удовлетворяет: ее физические свойства, в том числе и плотность, значительно отличаются от свойств химически чистой воды. В среднем плотность морской воды равна 1,025 грамма на кубический сантиметр. Стало быть, ее литр на 25 граммов тяжелее пресной. Но плотность воды неодинакова по всему Мировому океану, она несколько меняется в зависимости от солености и температуры. Чем выше соленость, тем больше и плотность. Зависимость плотности от температуры обратная: чем вода теплее, тем плотность ее меньше. Так, наименьшая плотность морской воды — 1,022 грамма на кубический сантиметр — была отмечена в поверхностных слоях экваториальной зоны Тихого океана, а наибольшая — 1,028 грамма на кубический сантиметр — вблизи океанского дна.

Даже незначительное изменение плотности морской воды влечет за собой весьма существенные последствия. Так, при охлаждении верхних слоев океана вода становится плотнее и опускается. Навстречу ей устремляются менее плотные глубинные воды. Возникают вертикальные токи. В сочетании с горизонтальными течениями они придают Мировому океану вид слоеного пирога, каждый слой которого характеризуется своими особыми показателями плотности, солености и температуры. Благодаря вертикальным токам вода в океане до известной степени перемешивается, в глубину проникают насыщенные кислородом поверхностные воды, из придонных слоев поднимаются богатые биогенными солями придонные массы воды.

Двустворчатые моллюски, способствующие накоплению извести на морском дне.

Азбучная истина о том, что вода замерзает при 0 градусов, не распространяется на морскую воду. Из-за растворенных солей она остается жидкой и при отрицательной температуре. Только охлажденная ниже минус 1,9 градуса Цельсия, она начинает переходить в твердое состояние. Правда, это касается только воды с нормальной океанической соленостью. Если же в ней растворено не 35 граммов соли на килограмм, а меньше, то она станет замерзать при более высокой температуре. Так, Азовское море, соленость которого равна 12 промилле, замерзает при 0,6 градуса ниже нуля, а Белое море (соленость его 25 промилле) — при 1,4 градуса ниже нуля.

С помощью батометра получают пробы воды с любой глубины.

Когда изменяется агрегатное состояние пресной воды, ее состав не меняется. Совсем иначе обстоит дело с морской водой. Замерзание моря начинается с образования тонких, похожих на иглы ледяных кристалликов, совершенно лишенных соли. Если в этот момент марлевым сачком собрать такие иглы и растопить, то получится вполне чистая пресная вода. Естественно, что на первых порах образования льда соленость верхних слоев воды несколько повышается за счет поступления в эти слои тех порций соли, которые не вошли в кристаллические ледяные иглы. Только потом, когда начинается смерзание комков этих кристаллов, лед также становится соленым, но его соленость все же ниже солености окружающей морской воды. Во время таяния льда прилежащие слои воды несколько распресняются.