L ỜI GIỚI THIỆ Ụ
4.3.3 Khái quát về sự bão hoà cácbonat Canxi trong biể n
Như đã thấy trên sơ đồ hình 4.7, hệ cacbonát là một hệ thống phức tạp. Có thể nhận thấy một cách định tính sự phức tạp đó qua việc xét sự thăng dáng nồng độ khí CO2 hoà tan. Giả sử có một nguyên nhân nào đó làm giảm lượng CO2 hoà tan (ví dụ quang hợp phát triển mạnh) thì tương quan giữa các tiểu phần của hệ với CO2 bị phá huỷ.
Các tiểu phần phải "tự tìm con đường" để giảm bớt nồng độ của mình cho đến lúc cân bằng với trạng thái CO2 mớị Cụ thể: H+ sẽ liên kết với CO3-2, với HCO3-, với OH-... do vậy nồng độ H+ giảm và pH tăng. Những
tiểu phần HCO3-, CO3-2 ngoài liên kết với H+ chúng còn liên kết với các ion Ca+ 2, Mg+ 2 vốn rất giầu có trong nước biển để tạo thành CaCO3, MgCO3. Chỉ đến khi tương quan giữa các tiểu phần của hệ thoả mãn các
mối quan hệ định lượng (4.12)-(4.15) thì trạng thái cân bằng của hệ mới được tái thiết lập. Kết quả của sự giảm nồng độ CO2 hoà tan đã dẫn đến pH nước biển tăng và cùng với nó là một lượng CaCO3, MgCO3 được hình thành. Lượng này cộng với lượng vốn có cacbonát Canxi, Magiê trong nước biển sẽ dẫn đến trạng thái quá bão hoà. Độ quá bão hoà cacbonát Canxi, Magiê có thể rất lớn (đến 400-500%) do tính chất đặc biệt của dung dịch nàỵ Kết tủa được những muối cácbonat cần phải có nhiều điều kiện kèm theo như phải có tinh thể mầm hoặc độ quá bão hoà cực lớn.Nhìn một cách tổng quát, khi nồng độ khí CO2 giảm thì cân bằng của hệ Cacbonat sẽ dịch chuyển từ trái qua phải theo hướng của sơ đồ dưới đây để chống đỡ với sự giảm đó:
CO2(+H2O)→ H2CO3→H++HCO3-→H++CO3- 2(+Ca+ 2, Mg+ 2)→CaCO3 Thực tế trong nước biển tầng mặt luôn quan trắc thấy sự quá bão hoà cacbonát canxi, nhất là ở vùng nhiệt đới, xích đạo (do CO2 bị tiêu thụ nhiều trong quang hợp). Độ bão hoà cực đại của cacbonat Canxi ở Thái Bình Dương tới 500-600%, ở Đại Tây Dương - gần 300% (hình 4.8).
Khi lượng CO2 trong nước tăng lên, hệ cacbonát sẽ "tự điều chỉnh" trạng thái cân bằng của mình, nghĩa là cân bằng sẽ dịch chuyển từ phải qua trái theo sơ đồ trên. Do vậy CaCO3 sẽ bị thuỷ phân và dẫn đến trạng thái chưa bão hoà muối cacbonát. Ở các lớp nước sâu, do có nhiều CO2 hoà tan nên rất hay gặp trạng thái chưa bão hoà CaCO3. Đặc biệt, ở sâu hơn 4000m không thể có hiện tượng này (một phần còn do áp suất lớn đã làm tăng khả năng hoà tan của CaCO3). Chính vì vậy ở đáy các vùng biển sâu hơn 4000m không gặp thấy trầm tích đá vôị
Chương 5
CÁC HỢP CHẤT DINH DƯỠNG VÔ CƠ VÀ CÁC NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG TRONG BIỂN
Theo cách gọi, các chất dinh dưỡng là các chất và hợp chất hoá học cần thiết cho sự sống. Với quan niệm đó, trong tự nhiên nói chung và trong nước biển nói riêng có rất nhiều chất và hợp chất vô cơ được gọi là "dinh dưỡng" như P, N, Si, Ca, K, S, Fẹ.. Tuy nhiên, trong mọi trường hợp các hợp chất vô cơ của Phốtpho, Nitơ, Silic luôn giữ vai trò trọng yếu, tương tự như vai trò của lân, đạm trong đất đối với cây trồng. Đặc tính quan trọng này được quy định bởi 2 nguyên nhân: một là, các nguyên tố P, N, Si là những đơn vị cơ bản của cấu trúc tế bào nên thiếu nó thì không có sự sống; hai là, sự tồn tại trong nước biển với nồng độ nhỏ bé đã làm cho các nguyên tố này trở thành các điều kiện giới hạn của các quá trình sinh học (cụ thể là quá trình quang hợp). Chính vì vậy, nồng độ và chế độ của các nguyên tố dinh dưỡng trong biển luôn luôn có liên quan chặt chẽ với các quá trình sinh hoá học xảy ra trong môi trường nước biển.