해양화학

Marine chemistry
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해수 총 몰 조성 (염도 = 35)[1]
요소 농도(mol/kg)
호
2		 53.6
클론−
 0.546
나+
 0.469
Mg2+
 0.0528
그러니까2−
4		 0.0282
Ca2+
 0.0103
K+
.		 0.0102
CT. 0.00206
브르−
 0.000844
BT(총 붕소) 0.000416
시르2+
 0.000091
에프−
 0.000068

해양화학 또는 화학 해양학으로도 알려진 해양화학은 판구조론과 해저확산, 탁도류, 퇴적물, pH수준, 대기성분, 변성활동, 생태학의 영향을 받는다.화학 해양학 분야는 다양한 변수의 영향을 포함한 해양 환경의 화학을 연구합니다.해양생물은 지구의 해양에 고유한 화학작용에 적응했고 해양생태계는 해양화학 변화에 민감하다.

산업과 다양한 육지 이용 관행으로 인한 오염이 바다에 큰 영향을 미치면서, 지구 해양의 화학 물질에 대한 인간 활동의 영향은 시간이 지남에 따라 증가했다.게다가, 지구 대기 중의 이산화탄소 수치가 증가하면 해양 산성화로 이어져 해양 생태계에 부정적인 영향을 미치고 있다.국제사회는 해양의 화학물질을 복원하는 것이 우선이라는 데 동의했으며, 이 목표를 향한 노력은 지속가능개발목표 14의 일환으로 추적되고 있다.

화학 해양학은 지구 해양의 화학을 연구하는 학문이다.화학 해양학자들은 여러 학문 분야로, 분자 [2]규모에서 지구 규모로 자연적으로 발생하는 화학 물질과 인위적인 화학 물질의 분포와 반응을 연구합니다.

바다의 상호 관련성 때문에 화학 해양학자들은 종종 물리 해양학, 지질학, 지구 화학, 생물학과 생화학, 그리고 대기 과학과 관련된 문제들을 연구한다.많은 화학 해양학자들이 생물 지구 화학적 순환을 연구하는데, 특히 해양 탄소 순환은 탄소 격리 및 해양 산성화에 [3]있어 상당한 관심을 끌고 있다.다른 주요 관심 주제로는 해양의 분석 화학, 해양 오염, 인위적인 기후 변화가 있다.

해양의 유기 화합물

착색 용해 유기물(CDOM)은 해양 탄소 함량의 20-70%로 추정되며, 강 출구 근처에서는 더 높고 [4]외양에서는 더 낮다.

해양 생물은 염분 환경에서 산다는 점을 제외하고는 생화학적으로 육생 생물과 거의 유사하다.그들의 적응의 결과 중 하나는 해양 생물들이 할로겐화 유기 [5]화합물의 가장 많은 양의 원천이라는 것이다.

극친동물의 화학적 생태학

심해 열수 분출구 주변의 해양 화학을 보여주는 도표

바다는 기온, 압력, 그리고 어둠의 특이한 조건하에서 번성하는 극친동물이 사는 특별한 해양 환경을 제공합니다.그러한 환경에는 열수 분출구, 흑연기, 해저의 차가운 침출물이 포함되며, 화학 합성이라고 불리는 과정을 통해 에너지를 공급하는 화합물과 공생 관계를 가진 유기체의 전체 생태계가 포함됩니다.

판구조론

중간해령 위치의 열수 활성과 관련된 마그네슘 대 칼슘 비율 변화

대양 중간 능선에 펼쳐지는 해저는 전 세계적인 규모의 이온 [6]교환 시스템이다.확산 센터의 열수 분출구는 다양한 양의 철, 황, 망간, 실리콘 및 기타 원소를 바다로 유입시키고, 그 중 일부는 해양 지각으로 재활용됩니다.맨틀에서 화산 활동을 동반하는 동위원소인 헬륨-3는 열수 분출구에서 방출되며 바다 [7]속 깃털에서 검출될 수 있다.

중앙해령에서의 확산 속도는 10에서 200 mm/r 사이이다.빠른 확산 속도는 바닷물과 현무암 반응을 증가시킨다.마그네슘/칼슘 비율은 더 많은 마그네슘 이온이 바닷물에서 제거되고 암석에 의해 소비되고 더 많은 칼슘 이온이 암석에서 제거되어 바닷물로 방출되기 때문에 낮아질 것입니다.능선의 열수 활동은 [8]마그네슘을 제거하는 데 효과적이다.낮은 Mg/Ca 비율은 탄산칼슘(칼슘 바다)[6]의 저Mg 칼사이트 다형물의 침전에 유리합니다.

중간 해양 능선에서 천천히 퍼지면 반대 효과가 나타나며, 탄산칼슘(아라고나이트 바다)[6]의 아라고나이트와 고-Mg 칼사이트 다형류의 침전에 유리한 Mg/Ca 비율이 높아진다.

실험은 대부분의 현대 고Mg 칼사이트 유기체가 과거 칼사이트 바다에서 [9]저Mg 칼사이트였을 것이라는 것을 보여주는데, 이것은 유기체의 골격의 Mg/Ca 비율이 그것이 자란 바닷물의 Mg/Ca 비율에 따라 달라진다는 것을 의미한다.

따라서 암초 건설 및 퇴적물 생성 생물의 광물학은 중앙해령에서 일어나는 화학반응에 의해 규제되며, 이 화학반응의 속도는 해저 [8][9]확산 속도에 의해 제어된다.

인간의 영향

해양 오염

이 섹션은 해양 오염에서 발췌한 것이다.[편집]

해양 오염은 산업, 농업, 주거 폐기물, 입자, 소음, 과도한 이산화탄소 또는 침입 생물과 같이 인간이 사용하거나 퍼뜨리는 물질이 바다에 들어가 해로운 영향을 미칠 때 발생한다.이러한 폐기물의 대부분(80%)은 육상 기반 활동에서 발생하지만,[10] 해양 운송도 상당한 기여를 한다.대부분의 투입물이 강, 하수 또는 대기를 통해 육지에서 나오기 때문에 대륙붕이 오염에 더 취약하다는 것을 의미한다.대기 오염은 또한 [11]철, 탄산, 질소, 실리콘, 황, 살충제 또는 먼지 입자를 바다로 운반함으로써 기여하는 요인이다.오염은 종종 농업 유출, 바람에 날리는 잔해, 먼지와 같은 비점원으로부터 발생한다.이러한 논포인트 원천은 주로 강을 통해 바다로 유입되는 유출에 기인하지만, 이러한 오염물질이 수로와 [12]바다로 가라앉을 수 있기 때문에 바람에 날려온 파편과 먼지 또한 한 역할을 할 수 있다.오염 경로에는 직접 배출, 육상 유출, 선박 오염, 대기 오염 및 잠재적으로 심해 채굴이 포함됩니다.

해양 오염의 유형은 해양 파편에 의한 오염, 미세 플라스틱, 해양 산성화, 영양소 오염, 독소 및 수중 소음으로 분류될 수 있다.해양의 플라스틱 오염은 플라스틱에 의한 해양 오염의 일종으로, 병이나 가방과 같은 큰 원재료에서 플라스틱 물질의 파편화로 형성된 미세 플라스틱에 이르기까지 크기가 다양하다.해양 잔해는 주로 바다에 떠다니거나 떠다니는 인간 쓰레기다.플라스틱 오염은 해양 생물에 해롭다.

기후 변화

상세정보 : 기후변화가 해양에 미치는 영향 ▲화학적 영향

화석연료를 태우는 것으로부터 증가하는 이산화탄소 수치는 해양의 화학작용을 변화시키고 있다.지구 온난화와 염도의[13] 변화는 해양 [14]환경의 생태에 중요한 영향을 미친다.

산성화

이 섹션은 해양 산성화에서 발췌한 것이다.[편집]

해양 산성화는 대기 [15][16]중의 이산화탄소(CO2)의 흡수에 의해 야기되는 지구 해양의 pH 값의 지속적인 감소이다.해양 산성화의 주된 원인은 화석연료의 인간 연소이다.대기 중의 이산화탄소의 양이 증가함에 따라, 바다에 흡수되는 이산화탄소의 양도 증가한다.이것은 바닷물에서 일련의 화학반응을 일으켜 바다와 [17]물속에 사는 어종에 부정적인 영향을 끼친다.이산화탄소가 바닷물에 녹으면, 그것은 탄산(HCO23)을 형성한다.탄산 분자 중 일부는 중탄산 이온과 수소 이온으로 분해되어 해양 산성(H+ 이온 농도)을 증가시킨다.1751년과 1996년 사이에 해수면의 pH 값은 약 8.25에서 8.14로 [18]감소하여 전 세계 해양의 H 이온 농도가+ 거의 30% 증가한 것으로 추정된다(pH 척도는 로그이므로, pH 단위의 1의 변화는 [19][20]H 이온 농도의 10배에+ 상당한다).

2020년 현재 바다의 pH 값은 8.1로, 현재 약간 기초적이다(pH는 [17]7보다 높다).해양 산성화는 낮은 pH 값으로의 이동을 야기할 것이며, 이는 물이 염기가 적어지고 따라서 더 [16]산성이 될 것이라는 것을 의미한다.해양 산성화는 조개껍데기와 탄산칼슘 껍데기의 생산을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 해양 유기체에 대한 다른 생리적인 도전으로 이어질 수 있다.탄산칼슘 껍질이 있는 생물은 포화도가 높은 산성수에서는 번식할 수 없다.

탈산소

이 섹션은 해양 탈산소로부터 발췌한 것이다.[편집]
외양과 연안의 산소 농도가 낮고 낮아지는 것을 나타내는 글로벌 지도.이 지도는 인공 영양소가 2mg–1 L(빨간색 점) 미만으로 산소 감소를 초래한 해안 사이트와 300m(파란색 음영 지역)[21]의 해양 산소 최소 구역을 나타낸다.

해양 탈산소는 이산화탄소의 인위적인[23][24] 배출과 부영양화로 인한 과잉 생산의 결과로 [22]인간 활동에 의해[22] 바다의 산소 함량이 감소하는 것이다.그것은 해안과 하구 저산소 지역, 즉 데드 존의 수가 증가하고 세계 해양의 산소 최소 구역(OMZ)이 확대되는 것에서 나타난다.해양의 산소 함량 감소는 상당히 빨랐고 영양이나 [25][26][27][28]생계를 위해 해양 생물에 의존하는 사람들뿐만 아니라 모든 호기성 해양 생물에게 위협이 되고 있다.

해양학자들과 다른 사람들은 어떤 문구가 비전문가들에게 그 현상을 가장 잘 묘사하는지 논의했다.검토된 옵션으로는 해양 질식(2008년 5월부터[29] 뉴스 리포트에 사용), "해양 산소 부족",[30] "해양 산소 감소", "해양 탈산소", "해양 산소 고갈", "해양 저산소증" 등이 있다."해양 탈산소"라는 용어는 세계 해양 산소 재고의 [22]감소 추세를 포착하기 때문에 국제 과학 기구에 의해 점점 더 많이 사용되어 왔다.

역사

HMS 챌린저(1858)

해양 화학에 대한 초기 연구는 보통 로버트 보일의 연구를 포함하여 바다의 염분 기원에 관한 것이었다.현대 화학 해양학은 1872-1876년 챌린저 탐험과 함께 한 분야로 시작되었는데, 챌린저 탐험은 해양 화학을 처음으로 체계적으로 측정했습니다.

도구들

화학 해양학자들은 분석 화학의 표준 도구 세트뿐만 아니라 pH 미터, 전기 전도도 미터, 형광계, 용해 COμ 미터와 같은 기구를 사용하여 바닷물에 있는 화학 물질을 수집하고 측정합니다.대부분의 데이터는 선상 측정 및 자율 플로트 또는 부이에서 수집되지만 원격 감지도 사용됩니다.해양조사선에서는 CTD를 이용해 전기전도율, 온도, 압력을 측정하고 난센병의 로제트에 장착해 바닷물을 채취해 분석한다.퇴적물은 일반적으로 박스 코어나 침전물 트랩으로 연구되며, 오래된 퇴적물은 과학적 시추에 의해 회수될 수 있다.

다른 행성과 그 달의 해양 화학

Europa의 지표면 아래 바다의 화학 작용은 지구와 [31]유사할 수 있다.엔셀라두스의 지표면 아래 바다는 수소와 이산화탄소를 [32]우주로 배출한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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