Гидрохимик П. Лобза. Химия морской воды и лед Полярного моря
Научное изучение состава морской воды помогает познать режим моря. Так например анализ морской воды дает представление о приливо-отливных и постоянных морских течениях, о влиянии воды, приносимой в моря реками, о распространении приточной воды на поверхности моря и т. д.
Составом воды в значительной степени обусловливаются количество и виды обитающих в воде животных и растительных организмов. Так как животные организмы поглощают кислород и выделяют углекислоту, а растения, наоборот, поглощают углекислоту и выделяют кислород, то на основании данных о содержании в том или ином районе моря кислорода и углекислоты можно иметь представление о жизни животных видов в данном районе.
Воды океанов и морей неодинаковы по своему составу. Больше того, даже в одном, отдельно взятом море химический состав воды не бывает постоянным. В моря впадают реки, несущие пресную воду. Эта вода, вливаясь в море, понижает, преимущественно около [245] берегов, соленость морской воды. Наоборот, сильные испарения, отсутствие осадков и образование льда немного повышают соленость воды. На различных глубинах вода также имеет неодинаковый химический состав.
На «Челюскине» пробы на гидрохимический анализ брались с поверхности моря через каждые десять миль на всем протяжении пути от Мурманска до Берингова пролива. Кроме того в пунктах, наиболее интересных по своему значению, делались глубоководные станции, на которых пробы воды брались с глубин специальными приборами, называемыми батометрами. При взятии проб прежде всего фиксировалась температура воды, а затем пробы поступали в химическую лабораторию, где производились необходимые анализы. Основными элементами, характерными для морской воды, являются: а) соленость, б) щелочный резерв, в) концентрация водородных ионов, г) содержание кислорода.
Помимо анализов, характеризующих наличие этих основных элементов, из наиболее важных для нас точек морей брались пробы на полный химический анализ, а с глубоководных станций брались пробы на содержание солей серной, азотной и азотистой кислот. За период рейса судна и за время зимовки произведено несколько сот определений солености. Колебания солености в различных пунктах пути следования «Челюскина» были довольно значительны. Особенно резко падала соленость с приближением к льдам и устьям рек.
Очень важны работы по установлению щелочного резерва морской воды. Щелочный резерв составляется из суммы основных солей угольной кислоты, каковыми являются углекислый и двууглекислый кальций, углекислый натрий и т. д. Содержание углекислого кальция в морской воде подвергается наибольшим колебаниям. Низшие животные организмы, используя углекислый кальций для построения своих скелетов, сокращают этим наличие кальция в морской воде. Скелеты скапливаются в глубинных слоях воды, и так как эти слои богаче углекислотой, чем поверхностные, то они растворяют кальций. Поэтому в придонных слоях содержание углекислого кальция выше, чем в поверхностных.
Определение количества кислорода в морской воде имеет также большое значение. По количеству кислорода в той или иной точке на глубине моря можно судить о том, происходит ли перемешивание горизонтальных слоев воды, насколько глубоко происходит обмен воды и т. д. С другой стороны, количество кислорода, [246] растворенного в морской воде, играет весьма большую роль для органической жизни моря.
Анализ на кислород требует большой тщательности. Кроме того определение содержания кислорода должно производиться сразу же после взятия пробы, чтобы в склянку не проник кислород из воздуха. Содержание кислорода в верхнем слое морской воды находится почти в полном равновесии с содержанием кислорода в воздухе. Глубинные слои беднее кислородом, так как они снабжаются почти целиком лишь путем вертикальных перемешиваний воды. Наличие интенсивных течений и действие ветра способствуют обмену вод и поступлению кислорода на глубину. Поэтому прибереговые зоны имеют более равномерное распределение кислорода, чем открытые моря.
Что касается физических свойств морской воды, то на «Челюскине» производилось определение электропроводности, т. е. способности раствора проводить электрический ток.