Il mare costituisce il 97% delle acque presenti sulla Terra, si caratterizza per salinità, temperatura, alcalinità.
La salinità degli oceani
Gli oceani in prossimità dei poli e lungo le coste hanno una salinità del 3,4%, nel centro degli oceani e in profondità la salinità giunge al 3,6%.
L’acqua salata mediamente contiene il 3,5% di sali: Cloruro di sodio 2.7%, Cloruro di Magnesio 0.38%, Solfato di Magnesio 0.17%, Solfato di calcio 0.13%, Solfato di potassio 0.09%, Carbonato di calcio 0.012%, Bromuro di magnesio 0.008%. (evaporiti)
La salinità si esprime in PSU: 35 PSU significa che ci sono 35 grammi di sali in un litro d’acqua. Lungo le coste scende anche a 20 per l’apporto dolce dei fiumi e sale a 38 PSU nel Mediterraneo per via dell’evaporazione.
La salinità appesantisce l’acqua che tenderà a sprofondare se la temperatura abbastanza bassa lo consente.
Temperatura del mare
Il Sole scalda l’acqua, e d’estate abbiamo superficialmente uno strato più caldo, e profondamente più freddo.
Alle basse e medie latitudini il mare assorbe più calore dal Sole di quanto ne riemetta, mentre presso i poli è maggiore il calore che emette di quello che riceve, questo genera correnti oceaniche superficiali calde dall’Equatore ai Poli. Ai poli l’acqua è più dolce, così in profondità si formano correnti che vanno nella direzione opposta: dai Poli all’Equatore.
L’acqua salata (3,5% di sali) congela a -1,9°C.
Densità dell’acqua
La densità massima dell’acqua marina si ha a temperatura di zero gradi, invece nell’acqua dolce è a 4°C.
L’alcalinità dell’acqua degli oceani
L’acqua degli oceani è leggermente alcalina: 8,2, il pH oscilla tra 7,5 e 8,4. Nelle ere fredde il pH sale di 0.2, nelle ere calde scende di 0.2. Attenzione quando si parla di ere si intende migliaia di anni.
Tra oceani ed atmosfera c’è una continua interazione con scambi gassosi, per cui l’oceano dona vapor acqueo e l’atmosfera dona ossigeno e anidride carbonica. Normalmente i processi aerobici sono acidificanti, mentre quelli anaerobici sono alcalinizzanti.
Nelle acque superficiali la degradazione aerobica di sostanze organiche libera ioni H+ che acidificano il mare.
I sali alcalinizzanti disciolti in acqua dolce e salata sono carbonato CO3–, bicarbonato HCO3-, ossidrile OH-.
I sali alcalinizzanti disciolti in acqua salata sono boro idrossido BOH—-, silicato SiO4–, fosfato POO4— e idrogenofosfato HPOO4– .
Carbonati e bicarbonati marini
I carbonati e i bicarbonati derivano dall’anidride carbonica atmosferica che in acqua diventa acido carbonico, che poi nel tempo se perde un idrogeno diventa bicarbonato, ma se ne perde 2 diventa carbonato.
Il bicarbonato svolge azione tampone perché può legarsi a idrogeni liberi e ritornare CO2 e acqua, così rialza il pH.
Il carbonato reagendo col calcio forma rocce di carbonato di calcio CaCO3 che sedimentano nei fondali. Questa è la modalità con cui da sempre viene sottratta CO2 in eccesso dall’atmosfera.
L’alcalinità marina si misura sul calcio carbonato presente, anche se questo non è l’unico alcalinizzante.
20 mg di CaCO3 per litro d’acqua è il limite che garantisce la vita acquatica.
La luce e il mare
L’acqua dei mari riflette solo il 3,5% della luce solare, mentre la neve ne riflette il 90%.
La luce non riflessa entra nel mare, la maggior parte dei colori dello spettro sono assorbiti nei primi 200 metri. A questa profondità resta solo la luce blu che viene assorbita più in profondità.
Gli inquinanti dell’acqua
Nitrati NO3
I nitrati sono un indice di inquinamento agricolo da concimi, zootecnico e umano degradazione proteica fecale, dall’attività industriale. I nitrati sono l’ultima fase dell’ossidazione dell’azoto, si ritrovano nelle acque dolci che poi finiscono le mare.
Nelle acque superficiali i nitrati possono favorire la crescita dei cianobatteri, che riducono l’ossigeno dell’acqua determinando asfissia e morte dei pesci.
Le acque dolci sotterranee alimentano gli acquedotti, perciò si ricercano i nitrati, il cui limite è di 50 milligrammi per litro o 50 ppm.
Dai fiumi i nitrati giungono nei mari e si ritrovano soprattutto lungo le coste.
In assenza di ossigeno i nitrati denitrificano 2 NO3– + 12 H+ + 10 e– → N2 + 6 H2O
N2 è azoto gassoso che ritorna nell’atmosfera.
Solfati SO4
Come il nitrato NO3, il solfato SO4– neutralizza l’idrogeno diventando ione solfuro S– e acqua:
riduzione dei solfati SO4– + 4H2 → S2- + 4H2O