海洋的形成和海水化学组成的演化.ppt

 海洋的形成和海水化学组成的演化 制作人：地化1002李佳阳 邮 箱：781640078@ 海洋的形成 30亿年前海水化学组成与现代海水的比较 * 六十年代初，建立在当时的地球物理科学基础上的“海底扩张说”应运而生，它科学地解释了大洋地壳的形成问题，在此基础上发展起来的“板块构造学说”进一步用地球板块的产生、消亡和相互作用来解释地球的构造运动。这两个学说给“大陆漂移学说”注入了更科学的新鲜的血液，以“板块理论”的形式出现，更好地解释了海洋的形成和发展的问题，板块理论认为，大洋的诞生始于大陆地壳的破裂。地壳由于内部物质上涌产生隆起，在张力作用下向两边拉伸，从而导致局部破裂，形成一系列的裂谷与湖泊。现代东非大裂谷便是例子。后来大陆地壳终于被拉断，岩浆沿裂隙上涌，凝结而成大陆地壳，一个新的大洋便从此诞生。 现在的研究证明，大约在50亿年前，从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转，一边自转。在运动过程中，互相碰撞，有些团块彼此结合，由小变大，逐渐成为原始的地球。星云团块碰撞过程中，在引力作用下急剧收缩，加之内部放射性元素蜕变，使原始地球不断受到加热增温；当内部温度达到足够高时，地内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下，重的下沉并趋向地心集中，形成地核；轻者上浮，形成地壳和地幔。在高温下，内部的水分汽化与气体一起冲出来，飞升入空中。但是由于地心的引力，它们不会跑掉，只在地球周围，成为气水合一的圈层。 位于地表的一层地壳，在冷却凝结过程中，不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压，因而变得褶皱不平，有时还会被挤破，形成地震与火山爆发，喷出岩浆与热气。开始，这种情况发生频繁，后来渐渐变少，慢慢稳定下来。这种轻重物质分化，产生大动荡、大改组的过程，大概是在45亿年前完成了。 地壳经过冷却定形之后，地球就像个久放而风干了的苹果，表面皱纹密布，凹凸不平。高山、平原、河床、海盆，各种地形一应俱全了。 在很长的一个时期内，天空中水气与大气共存于一体；浓云密布。天昏地暗，随着地壳逐渐冷却，大气的温度也慢慢地降低，水气以尘埃与火山灰为凝结核，变成水滴，越积越多。由于冷却不均，空气对流剧烈，形成雷电狂风，暴雨浊流，雨越下越大，一直下了很久很久。滔滔的洪水，通过千川万壑，汇集成巨大的水体，这就是原始的海洋。 原始的海洋，海水不是咸的，而是带酸性、又是缺氧的。水分不断蒸发，反复地形云致雨，重又落回地面，把陆地和海底岩石中的盐分溶解，不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合，才变成了大体匀的咸水。同时，由于大气中当时没有氧气，也没有臭氧层，紫外线可以直达地面，靠海水的保护，生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前，即在海洋里产生了有机物，先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代，有了海藻类，在阳光下进行光合作用，产生了氧气，慢慢积累的结果，形成了臭氧层。此时，生物才开始登上陆地。 总之，经过水量和盐分的逐渐增加，及地质历史上的沧桑巨变，原始海洋逐渐演变成今天的海洋。 海水化学组成的演化 1.原始海水因溶解原始大气的成分（如HCl、CO2、H2S等），呈现为酸性和还原性为主的化学特征，近似为0.5 mol dm-3HCl溶液。 2. 现代海水的化学组成现代海水除组成水的氢和氧元素外，Cl-、Na+、SO42-、Mg2+、Ca2+、K+、HCO3-(CO32-)、H3BO3、Br-、Sr2+、F-、为构成海水盐分的主要化学成分。海水pH约为8.2左右，含氧。各主要成分之间保持非常接近的比例关系。 3.0 83.1 3.2 10.7 现代海水 17 30-47 23-29 13-24 30亿年前的海水 （%） K+ Na+ Ca2+ Mg2+ 元素 30亿年前的海水，其K浓度比现代海水来得高，而Na浓度比现代海水来得低。原因在于：玄武岩与HCl作用生成黏土矿物，它们与海水发生Na+和K+、H+的交换反应，结果是不仅使海水的pH~8，而且K+被黏土矿物吸附，而水中Na+浓度升高。 30亿年前的海水，其Mg、Ca浓度比现代海水来得高。原因在于：海水变成中性后，大气CO2进入海水并开始有CaCO3沉淀形成，Mg同时也发生共沉淀，结果海水中的Mg、Ca浓度逐渐降低。 海水中的许多阴离子，如F、Cl、Br、I、S、As等，它们在海水中的含量远比从岩石溶出的要多，可能是火山、海底热液等输入的缘故。 地史早期，距今约46～40亿年间，地球物质的熔融分异作用进行得很剧烈，去气作用强烈频繁，地表气温高于水沸点，所有的挥发性气体都积聚在大气中形成稠密的火山气圈。总大气压约在100个大气压左右，其中水蒸气