Tại Sao Bỏ Muối Vào Nước Đá Lại Lạnh Hơn

Như mọi người đều đã biết nước biển của chúng ta đều mặn. Nhưng lý do tại sao nước biển lại mặn thì chưa chắc mọi người đã biết hết. Một vấn đề tưởng chừng rất đơn giản nhưng mà đại đa số mọi người đều không bỏ thời gian ra tìm hiểu.

Các sinh vật sống dưới biển có ảnh hưởng thế nào đến thành phần nước biển?

Từ việc so sánh sự khác nhau giữa nước sông và nước biển, chúng ta có thể phần nào lý giải được ảnh hưởng của các sinh vật biển đến thành phần của nước biển. Như ta đã biết, nước biển không chỉ đơn thuần là dung dịch muối mà còn chứa nhiều chất khác có nguồn gốc từ sinh vật biển. Các sinh vật biển đồng thời cũng sử dụng các chất trong nước biển trong hoạt động sống của mình. Các loại động vật thân mềm (hàu, trai, ốc,...) có khả năng trích xuất canxi từ nước biển để tạo nên vỏ và xương. Tương tự, nhiều loại sinh vật phù du và giáp xác cũng sử dụng canxi từ biển để tạo nên bộ xương cho mình.

Nhiều loại sinh vật phù du và giáp xác cũng sử dụng canxi từ biển để tạo nên bộ xương cho mình.

Đồng thời, các loại sinh vật phù du cũng ảnh hưởng đến thành phần nước biển bởi các chất thải mà nó tạo thành. Ngoài ra, một số loài động vật có khả năng liên tục tiết ra các hợp chất do chúng tạo thành nhằm tránh bị kẻ thù phát hiện. Tôm hùm có khả năng kết hợp đồng và cobalt. Vài loại ốc có khả năng tiết ra chì. Bọt biển lại có khả năng chiết xuất nên vanadi đồng thời chúng cũng có tách iodine từ nước biển.

Do đó, các sinh vật sống dưới biển cũng có ảnh hưởng không nhỏ tới thành phần của nước biển. Tuy nhiên, có một vài nguyên tố hóa học từ biển mà không một sinh vật nào có thể phân giải được. Điển hình như cho đến nay, con người chưa tìm thấy loài sinh vật nào có thể loại nguyên tố Natri ra khỏi nước biển.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ mặn của nước biển

Muối từ đất liền và núi lửa dưới biển là nguồn gốc ban đầu của độ mặn, nhưng quá trình bốc hơi nước biển cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nồng độ muối cao.

Khi ánh nắng mặt trời làm nước biển bốc hơi, chỉ có nước nguyên chất bay hơi, các ion muối vẫn còn lại trong nước biển. Điều này khiến cho muối tích tụ ngày càng nhiều trong biển. Quá trình này diễn ra liên tục hàng triệu năm khiến cho đại dương trở thành một bể muối khổng lồ như ngày nay.

Bên cạnh đó, vòng tuần hoàn nước tự nhiên giữa biển, sông và khí quyển giúp nước ngọt từ biển bốc hơi, tạo thành mây và mưa. Nước mưa tiếp tục phong hóa đá và cung cấp thêm muối cho biển. Quá trình này tạo ra một chu trình khép kín, nhưng nước biển vẫn luôn giữ được độ mặn của nó.

Độ mặn của nước biển không giống nhau trên toàn cầu. Trung bình, mỗi lít nước biển chứa khoảng 35 gram muối, tương đương 3,5% trọng lượng của nước biển. Tuy nhiên, độ mặn này có thể thay đổi tùy vào vị trí địa lý và điều kiện khí hậu.

Đại dương không chỉ là nơi chứa nước mặn mà còn là phần quan trọng trong hệ sinh thái toàn cầu. Muối trong nước biển giúp duy trì cân bằng áp suất thẩm thấu trong các sinh vật biển, hỗ trợ quá trình trao đổi chất và cung cấp môi trường sống lý tưởng cho rất nhiều loài động, thực vật biển.

Bên cạnh đó, đại dương cũng đóng vai trò như một bộ điều chỉnh khí hậu tự nhiên. Khi nước biển bốc hơi, nó mang theo nhiệt từ bề mặt nước, giúp làm mát Trái đất. Hơn nữa, sự tuần hoàn của nước biển thông qua các dòng hải lưu cũng giúp phân phối nhiệt trên khắp hành tinh, ảnh hưởng đến thời tiết và khí hậu của các khu vực khác nhau.

Mặc dù quá trình bốc hơi và bổ sung muối vào đại dương đã diễn ra hàng triệu năm, các yếu tố khác như biến đổi khí hậu và sự can thiệp của con người vẫn có thể ảnh hưởng đến độ mặn của nước biển trong tương lai.

Biến đổi khí hậu có thể làm thay đổi chu trình bốc hơi và mưa, từ đó ảnh hưởng đến lượng nước ngọt đổ vào đại dương. Nếu nhiệt độ toàn cầu tiếp tục tăng, lượng nước bốc hơi sẽ tăng lên và điều này có thể làm gia tăng độ mặn của biển ở một số khu vực. Ngược lại, ở những nơi khác, mực nước biển tăng do băng tan và lượng nước ngọt từ sông suối lớn đổ vào đại dương nên có thể giảm độ mặn.

Con người cũng ảnh hưởng đến độ mặn của nước biển thông qua hoạt động khai thác muối và can thiệp vào các nguồn nước ngọt. Việc sử dụng quá nhiều nước ngọt từ sông suối và hồ cho các mục đích nông nghiệp và công nghiệp có thể làm giảm lượng nước ngọt đổ vào biển, từ đó tăng độ mặn của các vùng biển gần bờ.

Tất cả nước trên hành tinh của chúng ta, kể cả nước mưa, đều chứa những hợp chất hóa học mà các nhà khoa học gọi là "muối". Dù vậy, không phải loại nước nào cũng có vị mặn. Tất cả chúng ta đều biết rằng nước biển thì luôn có vị mặn trong khi nước mưa, nước ở ao hồ, sông suối thì không. Vậy có bao giờ bạn tự hỏi tại sao lại có sự khác nhau như vậy?

Hãy dùng một thí nghiệm nho nhỏ để xem nước biển mặn đến mức độ nào. Hãy lấy một cốc nước lọc bình thường, dĩ nhiên là bạn có thể uống cốc nước một cách ngon lành. Giờ hãy cho thêm vào đó một ít muối, bạn bắt đầu cảm thấy vị mặn những có thể vẫn uống được một ít do độ mặn chưa đạt đến ngưỡng chịu đựng của bạn. Giờ hãy tiếp tục cho thêm thật nhiều muối vào và chắc chắn ly nước bây giờ đã không thể nào uống được nữa.

Vị giác của bạn sẽ kịch liệt phản đối với bạn rằng ly nước này quá mặn để uống. Nước biển cũng tương tự như vậy, con người không thể nào uống được. Nước biển hoàn toàn đối lập với nước lọc mà chúng ta vẫn dùng hàng ngày. Nó có chứa rất nhiều loại hợp chất hòa tan bên trong và cơ thể con người không thể nào chấp nhận được.

Nước biển hoàn toàn đối lập với nước lọc mà chúng ta vẫn dùng hàng ngày.

Vậy nước biển mặn đến mức nào? Một vài nhà hóa học đã ước tính rằng các đại dương trên Trái đất có chứa hơn 50 triệu tỷ tấn chất hòa tan. Nếu muối trong nước biển có thể được tách ra và mang lên mặt đất, nó sẽ tạo ra một lớp dày tới 152 mét trải đều khắp các lục địa. Chiều cao này tương đương với một tòa nhà 40 tầng hiện nay.

Hãy thử so sánh lượng muối của nước biển so với lượng muối chứa trong nước tại ao hồ. Trong 28 lít nước biển có chứa khoảng 1kg muối. Trong khi đó, nước tại một hồ nước thông thường chỉ chứa khoảng 4,54 gram muối các loại. Do đó, về mặt tính toán thì chúng ta có thể suy ra rằng, nước biển mặn hơn nước ngọt trong hồ khoảng 220 lần.

Điều trên đã dấy lên một sự tò mò của các nhà khoa học: Tại sao nước ngọt trong sông suối khi chảy ra biển lại có vị mặn? Vậy nguồn gốc của biển và "muối" chứa trong nó từ đâu mà có? Làm cách nào để giải thích nguồn gốc các thành phần hóa học với trữ lượng khổng lồ trong nước biển? Tất cả đều này và các câu hỏi khác có liên quan đều được các nhà khoa học tìm kiếm câu trả lời.

Đại dương (hay biển) trên hành tinh của chúng ta bao gồm: Bắc và Nam Thái Bình Dương, Bắc và Nam Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương, Bắc Băng Dương và vùng biển Nam Cực. Dựa vào các hóa thạch sinh vật cổ đại được tìm thấy dưới đáy biển, các nhà khoa học đã dự đoán rằng đại dương có tuổi vào khoảng hơn 500 triệu năm. Cho đến nay vẫn có nhiều giả thuyết lý giải cho nguồn gốc của đại dương. Dù vậy, vẫn chưa có giả thuyết nào có thể lý giải toàn bộ các khía cạnh của vấn đề.

Nhiều nghiên cứu về Trái đất đồng ý với giả thuyết rằng, cả khí quyển và đại dương đều được tích lũy dần dần từ thời điểm kiến tạo địa chất thông qua quá trình "loại khí" của Trái đất. Theo lý thuyết này, các đại dương được bắt nguồn từ hơi nước và các loại khí khác thoát ra từ mắcma nóng chảy của Trái đất. Sau đó bay lên cao và được làm lạnh thành mây bao phủ bên trên.

Đại dương có tuổi vào khoảng hơn 500 triệu năm.

Sau khi bề mặt Trái đất nguội đi dưới điểm sôi của nước, mưa bắt đầu rơi và rơi liên tục trong nhiều thế kỷ tiếp theo. Sau khi toàn bộ lượng nước rơi xuống, nó bao phủ hầu như toàn bộ bề mặt Trái đất và đại dương nguyên sinh đầu tiên ra đời. Đồng thời, lúc bấy giờ nước cũng được trọng lực giữ lại nên không bị rơi ra khỏi Trái đất.

Nước biển là một hỗn hợp phức tạp của các loại muối khoáng và hợp chất từ xác sinh vật biển bị phân hủy. Hầu hết muối khoáng trên đại dương được tích tụ dần dần. Đây là kết quả từ các quá trình làm nguội mắcma trên vỏ Trái đất bởi phong hóa và xối mòn. Khi núi được hình thành, nước mưa, các dòng suối đã mang các loại khoáng chất từ trên đất liền đổ ra biển và tích tụ dần thành một lượng lớn như ngày nay.

Một số loại muối trong đại dương cũng có nguồn gốc từ trong đá và các trầm tích bên dưới đáy biển. Một nguồn muối khác của đại dương là từ các loại chất rắn và khí thoát ra khỏi vỏ Trái đất bằng các miệng núi lửa. Núi lửa sẽ mang các loại hợp chất bên trong lòng Trái đất thoát ra bên ngoài và tích tụ lại trong đại dương.