التركيب الكيميائي للماء:
- مياه البحر خليط من العناصر والمركبات المختلفة.
- جزيئات الماء تحتوي على روابط تساهمية بين ذرات الأكسجين والهيدروجين، حيث تتشارك الإلكترونات في الغلاف الخارجي.
- المركبات الأيونية الذائبة في مياه البحر تشمل:
- كلوريد الصوديوم (NaCl)
- كبريتات المغنيسيوم (MgSO4)
- كربونات الكالسيوم (CaCO3)
- الرابطة الأيونية: تحتوي على أيونات موجبة وسالبة، تنجذب إليها لتكوين روابط أيونية.
الروابط الهيدروجينية في الماء:
- الماء قطبي، حيث يحمل الأكسجين شحنة سالبة جزئيًا والهيدروجين شحنة موجبة جزئيًا، مما يؤدي إلى تكوين روابط هيدروجينية بين جزيئات الماء.
- مع انخفاض درجة الحرارة، تتباطأ حركة الجزيئات ويشكل الماء شبكة بلورية (الجليد) التي تكون أقل كثافة من الماء السائل.
- السعة الحرارية النوعية للماء مرتفعة، مما يجعله عازلًا حراريًا مهمًا لتلطيف المناخ.
الذوبان في الماء:
- الماء قادر على التفاعل مع الجسيمات المشحونة في المواد الأيونية والتساهمية، مما يساعد على إذابة الأملاح في الماء.
- عند زيادة درجة الحرارة، تزداد حركة جزيئات الماء وبالتالي يزيد معدل تحلل المواد الأيونية.
الملوحة:
- الملوحة تقاس بوحدات “أجزاء لكل ألف” (ppt أو ‰).
- الملوحة تزيد مع ارتفاع درجة الحرارة وتقلل درجة تجمد الماء.
- الهطول والجريان السطحي يقللان من الملوحة بإدخال المياه العذبة، في حين أن التبخر يزيد من الملوحة.
الرقم الهيدروجيني (pH):
- الرقم الهيدروجيني (pH) هو مقياس لتركيز أيونات الهيدروجين في الماء:
- الأحماض: pH أقل من 7.
- القلويات: pH أعلى من 7.
- المتوازن: pH يساوي 7.
- يمكن قياس pH باستخدام كواشف مثل ورق تباع الشمس والكاشف العالمي.
الغازات الذائبة في الماء:
- الأكسجين له ذوبانية منخفضة في الماء.
- ذوبانية الغازات تتأثر بـ درجة الحرارة و الضغط:
- تزداد ذوبانية الغازات مع زيادة الضغط الجوي أو الضغط بسبب العمق.
- تقل ذوبانية الغازات مع زيادة الملوحة بسبب تفاعل المواد المذابة مع جزيئات الماء.
الكثافة:
- الكثافة تتأثر بـ:
- درجة الحرارة: تزداد كثافة الماء مع انخفاض درجة الحرارة.
- الضغط: يزداد الضغط مع العمق، مما يؤدي إلى زيادة كثافة الماء.
- الملوحة: المياه الأكثر ملوحة تكون أكثر كثافة.
- الجليد العائم: يكون أقل كثافة من الماء السائل ويشكل طبقة عازلة تحافظ على درجة حرارة الماء تحتها.
الطبقات المائية:
- تختلف الطبقات الحرارية (منطقة تتفاوت فيها درجات الحرارة) وتمارج الملوحة (منطقة تتفاوت فيها الملوحة) حسب درجة الحرارة، الضغط والملوحة.
- الرياح والتيارات المائية قد تخلط الطبقات أو تضعف المنحدرات الحرارية وتمارج الملوحة.
في الختام:
تتمحور الوحدة حول الخصائص الفيزيائية والكيميائية للماء، بما في ذلك تكوين الروابط الكيميائية والفيزيائية وتأثيراتها على البيئة البحرية. فهم هذه المبادئ يساعد في تحديد كيفية تأثير الملوحة والضغط ودرجة الحرارة على بيئات المياه المختلفة.
