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海水為什麼是鹹的?

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海水為什麼是鹹的?

圖片來源:shutterstock

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海水為什麼是鹹的?

經濟學人

從外太空看去,地球是個灰白的藍點。地球表面有2/3被水覆蓋,但絕大部分的水(約97%)是鹹的,只有3%是人類飲用、洗滌、製造和生產食物時使用的淡水。2/3的淡水鎖在冰河、冰帽和永凍層之中,也就是說,易於取用的河水、湖水和地下水,只佔不到1%。簡言之,海水含鹽讓有用的水變得十分稀少、比較沒有用的水四處可見。那麼,為何海水是鹹的?

風化作用會將岩石和土地中的鹽礦送至大海,海水中的鹽份也大多起因於風化。雨水並非純水,而是帶有吸收自空氣的少量二氧石碳;這會讓雨水帶有些微酸性。

微酸性的雨水降至地面,會溶解岩石上的礦物質,並將它們解離為離子這種帶電粒子。接著,離子就會跟著水份進入小溪和河流,最終進入大海。

許多礦物離子會被海洋植物和動物移除,但其他的就會留在海洋,數百萬年下來,它們的濃度也逐漸上升。

海洋中超過90%的離子為鈉離子和氯離子,約佔海洋總重的3%,它們也正是鹽的化學成份。

其他過程亦扮演一定程度的角色。海底火山和深海熱泉都會將鹽礦釋放至海水之中。孤立的水體只要排水不足,也可能會因為蒸發作用變得愈來愈鹹,因為蒸發作用會帶走水份,留下解離的礦物質;死海(以重量而言,其含鹽量約為30%)就是最知名的例子。

讓海水變鹹的自然過程,可以藉由淡化技術逆轉,將海水變為淡水。

淡化技術分為兩種,一種是蒸餾,另一種則是以高壓讓海水通過逆滲透膜,這種逆滲透膜允許水分子通過,但較大的礦物離子就無法通過。兩種程序都會花費大量能源,不過,逆滲透技術的能源效率近幾年已大幅提升。正因為如此,海水淡化廠通常會出現在水資源稀少但能源低廉的地區,例如中東。

氣候變遷造成「全球乾化」,讓溼的地區更溼、乾的地區更乾,接下來幾年,淡水的需求亦將走高,預期到了2050年,全球會有半數人口居於水資源不足的地區;因此,我們需要更好的水資源管理政策,並增加使用水資源效率較高的農耕法(例如滴灌)。

改善淡化科技、讓人類得以探入海洋那不易使用的鹹水,也會相當有幫助;甘迺迪總統曾於1961年表示,「如果我們真的有辦法用低廉、具競爭力的方式,從海水中取出淡水,必定會為人類帶來其他科學進展皆無法比擬的長遠利益。」(黃維德編譯)

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