国立成功大学钟全雄博士-.PDF

海水 ‐‐國立成功大學鍾全雄博士 ‐ 授課大綱 • 海洋與地球 • 海水的組成 水 鹽類 溶解氣體 • 海水的性質 化學性質 物理性質 海洋與地球 • 地球上的生命可能演化自海洋 • 大部分的生物體內的主要組成是水 • 地表 71％面積被海水所覆蓋 • 海洋是生物的主要棲地之一 • 海洋是調節氣候重要因子 為什麼只在地球有海洋？ 1.水的來源充足 氫和氧結合成水 岩漿活動將地函的水帶往地表 2.地球上可以留住水 重力在石質行星中最大，水分不易散去 3.溫度適中，水大部分以液態存在 大氣中的水易被紫外線分解成氫和氧，若大部分為液態 水，則相對容易保存。 海水的組成 •水（ H O ） 2 • 溶解的鹽類（ Salt ） • 溶解氣體（ dissolved gases ） • 有機物及懸浮微粒（ suspended particle ） 水的特性 • 具有內聚力，高表面張力 • 高比熱，溫度不易改變 • 高氣化熱 •固體密度比液體低 • 是良好的溶劑 • 地表溫度下唯一固、液、氣三相共存 水的分子結構 水的極性 海水中的溶解物質 濃度的單位 • ％、‰ 、ppm 、ppb • g/L 、mg/L • g/kg 、mg/kg • mM 、μM 鹽度 • 鹽度（Salinity）定義：水中溶解固體物質的總量 • 海水平均鹽度約3.5% （35‰） • 海水中的鹽類以氯化鈉為主 • 降雨、河水輸入、冰川融解、海底地下水輸入會降 低鹽度 • 海水中主要離子的濃度比例不會隨鹽度而變，但次 要元素或微量元素會。 鹽類的來源 • 陸源：河川、風、 冰川、火山噴發 • 海洋板塊的風化 •中洋脊及海底火山的熱水活動 • 宇宙塵（約3~5*1010 g/year ） 海水中鹽類的移除方式 • 生物活動 •吸附在海洋沈積物或生物碎屑中 • 鹽沫被風吹往陸地 溶解氣體 • 海水中各溶解氣體的比例跟大氣中的比例不同 • 氮氣在海水中相對較少 • 氧氣在海水中比例比在大氣中高 • CO更高 2 • 海洋是CO的主要儲藏庫 2 海水及大氣主要氣體比較 其它物質 海洋有機物： 脂肪、蛋白質、賀爾蒙、維他命等 生物碎屑 懸浮沈積物 討論： 溶解物質對海水性質的影響 海水的性質 • 化學性質： 酸鹼度 • 物理性質： 熱、密度、光學性質、聲波傳導 酸鹼度（pH值） • pH = - log [H+] • 攝氏25度時，純水的pH=7 • 海水的pH=7.8~8.3 • 溶解的CO 是影響海水酸鹼度的主要因子 2 • pH值會影響生物的生理作用及各種地球化 學反應 海水的物理性質 • 熱能 • 密度 • 光學性質 •聲波傳導 海水熱能 • 熱：分子震動所產生的能量，單位為卡路里。 • 溫度：分子震動的速度 • 比熱：每1克物質溫度升高1度所需的熱量。 •水的比熱：1 水的比熱 水的密度