1、海洋的形成和海水化學(xué)組成的演化,目錄,海洋的形成,一般指約在46億年前剛從太陽(yáng)星云形成的地球。初形成的地殼較薄，而地球內(nèi)部溫度又很高，因此火山爆發(fā)頻繁，從火山噴出的氣體，構(gòu)成地球的還原性大氣。,海洋的形成,大約在50億年前的原始地球，天空烈日似火，電擊雷轟；地面熔巖滾滾，火山噴發(fā)。這種自然現(xiàn)象成了生命起源的催生婆。巨大的熱能，促使原始地球各種物質(zhì)激烈地運(yùn)動(dòng)和變化，孕育著生機(jī)。,海洋的形成,現(xiàn)在的研究證明，大約在50億年前，從太陽(yáng)星云中分離出一些大大小小的星云團(tuán)塊。它們一邊繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，一邊自轉(zhuǎn)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，互相碰撞，有些團(tuán)塊彼此結(jié)合，由小變大，逐漸成為原始的地球。星云團(tuán)塊碰撞過(guò)程中，在引力作用

2、下急劇收縮，加之內(nèi)部放射性元素蛻變，使原始地球,不斷受到加熱增溫；當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到足夠高時(shí)，地內(nèi)的物質(zhì)包括鐵、鎳等開(kāi)始熔解。在重力作用下，重的下沉并趨向地心集中，形成地核；輕者上浮，形成地殼和地幔。在高溫下，內(nèi)部的水分汽化與氣體一起沖出來(lái)，飛升入空中。但是由于地心的引力，它們不會(huì)跑掉，只在地球周圍，成為氣水合一的圈層。,海洋的形成,位于地表的一層地殼，在冷卻凝結(jié)過(guò)程中，不斷地受到地球內(nèi)部劇烈運(yùn)動(dòng)的沖擊和擠壓，因而變得褶皺不平，有時(shí)還會(huì)被擠破，形成地震與火山爆發(fā)，噴出巖漿與熱氣。開(kāi)始，這種情況發(fā)生頻繁，后來(lái)漸漸變少，慢慢穩(wěn)定下來(lái)。這種輕重物質(zhì)分化，產(chǎn)生大動(dòng)蕩、大改組的過(guò)程，大概是在45億年前完成了

3、。地殼經(jīng)過(guò)冷卻定形之后，地球就像個(gè)久放而風(fēng)干了的蘋(píng)果，表面皺紋密布，凹凸不平。高山、平原、河床、海盆，各種地形一應(yīng)俱全了。 在很長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi)，天空中水氣與大氣共存于一體；濃云密布。天昏地暗，隨著地殼逐漸冷卻，大氣的溫度也慢慢地降低，水氣以塵埃與火山灰為凝結(jié)核，變成水滴，越積越多。由于冷卻不均，空氣對(duì)流劇烈，形成雷電狂風(fēng)，暴雨濁流，雨越下越大，一直下了很久很久。滔滔的洪水，通過(guò)千川萬(wàn)壑，匯集成巨大的水體，這就是原始的海洋。,海洋的形成,原始的海洋，海水不是咸的，而是帶酸性、又是缺氧的。水分不斷蒸發(fā)，反復(fù)地形云致雨，重又落回地面，把陸地和海底巖石中的鹽分溶解，不斷地匯集于海水中。經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的積累

4、融合，才變成了大體勻的咸水。同時(shí)，由于大氣中當(dāng)時(shí)沒(méi)有氧氣，也沒(méi)有臭氧層，紫外線可以直達(dá)地面，靠海水的保護(hù)，生物首先在海洋里誕生。大約在38億年前，即在海洋里產(chǎn)生了有機(jī)物，先有低等的單細(xì)胞生物。在6億年前的古生代，有了海藻類，在陽(yáng)光下進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生了氧氣，慢慢積累的結(jié)果，形成了臭氧層。此時(shí)，生物才開(kāi)始登上陸地。 總之，經(jīng)過(guò)水量和鹽分的逐漸增加，及地質(zhì)歷史上的滄桑巨變，原始海洋逐漸演變成今天的海洋。,海水的化學(xué)組成的演化,海水是一種非常復(fù)雜的多組分水溶液。海水中各種元素都以一定的物理化學(xué)形態(tài)存在。在海水中銅的存在形式較為復(fù)雜，大部分是有機(jī)絡(luò)合物形式存在的。在自由離子中僅有一小部分以二價(jià)正離子形

5、式存在大部分都是以負(fù)離子絡(luò)合物出現(xiàn)。所以自由銅離子僅占全部溶解銅的一小部分。海水中有含量極為豐富的鈉，但其化學(xué)行為非常簡(jiǎn)單，它幾乎全部以Na+離子形式存在。,海水的化學(xué)組成,海水的化學(xué)組成的演化,海水中的成分可以劃分為五類： 1.主要成分（大量、常量元素）：指海水中濃度大于 1106mg/kg的成分。屬于此類的有陽(yáng)離子Na+，K+，Ca2+，Mg2+和Sr2+五種，陰離子有Cl，SO42，Br，HCO3（CO32），F(xiàn)五種，還有以分子形式存在的H3BO3，其總和占海水鹽分的99.9%。所以稱為主要成分。 由于這些成分在海水中的含量較大，各成分的濃度比例近似恒定，生物活動(dòng)和總鹽度變化對(duì)其影響都不

6、大，所以稱為保守元素。 海水中的Si含量有時(shí)也大于1mg/kg，但是由于其濃度受生物活動(dòng)影響較大，性質(zhì)不穩(wěn)定，屬于非保守元素，因此討論主要成分時(shí)不包括Si。,海水的化學(xué)組成,海水的化學(xué)組成的演化,2.溶于海水的氣體成分，如氧、氮及惰性氣體等。 3.營(yíng)養(yǎng)元素（營(yíng)養(yǎng)鹽、生源要素）：主要是與海洋植物生長(zhǎng)有關(guān)的要素，通常是指N、P及Si等。這些要素在海水中的含量經(jīng)常受到植物活動(dòng)的影響，其含量很低時(shí)，會(huì)限制植物的正常生長(zhǎng)，所以這些要素對(duì)生物有重要意義。 4.微量元素：在海水中含量很低，但又不屬于營(yíng)養(yǎng)元素者。 5.海水中的有機(jī)物質(zhì)：如氨基酸、腐殖質(zhì)、葉綠素等。,海水的化學(xué)組成,海水的化學(xué)組成的演化,距今2

7、6億年的太古宙，海水pH值一直很低,CO2在海水中溶解度低，且不能通過(guò)海水形成碳酸鹽沉淀。火山作用釋放出的CO2都富集在大氣中，形成稠密的 CO2大氣圈。這個(gè)階段多為強(qiáng)酸性和還原性雨水的風(fēng)化淋濾條件，各種元素大量活化遷移，海底熱液也為海水成礦作用提供了大量礦質(zhì)來(lái)源。,海水的演化,海水的化學(xué)組成的演化,距今266億年間的元古宙,地球去氣作用進(jìn)一步減弱，火山間歇期增長(zhǎng)，海水化學(xué)環(huán)境的演化隨火山沉積旋回具有強(qiáng)烈波動(dòng)的特點(diǎn)，且在火山間歇期海水pH值、Eh值升高，變?yōu)槿跛嵝院腿踹€原至弱氧化性海水，導(dǎo)致碳酸鹽等一系列弱酸鹽的沉淀。,海水的演化,海水的化學(xué)組成的演化,地史晚期，大約距今6億年開(kāi)始,地球去氣作用大大減弱，地殼逐漸趨于穩(wěn)定。海水pH值、E