химический каталог




Введение в химию окружающей среды

Автор J.E.Andrews P.Brimblecombe T.D.Jickells P.S.Liss

матривать эту конвективную ячейку как состоящую из двух частей — низкотемпературного «крыла» опускающейся морской воды и высокотемпературного «крыла» поднимающейся химически измененной морской воды. Процесс в целом называют обычно «гидротермальной» (горячая вода) конвекцией.

Непосредственно измерить максимальную температуру, до которой нагревается вода в базальтовой коре, невозможно. Однако горячие источники гидротермальной воды выходят из морского ложа на вершине конвективной ячейки. В результате протекания химических реакций между конвективными водами и базальтовой корой (затененная область на рис. 2) такие воды, будучи подкисленными (типичный рН 5-7) и обогащенными растворенными переходными металлами [железом (Fe), марганцем (Мп), свинцом (РЬ), цинком (Zn) и медью (Си)] и сульфидами водорода, быстро осаждают облако сульфидов железа, цинка, свинца и меди, а также оксидов железа при инъекции в холодные кислородсодержащие глубинные воды. Такой сульфидный плюм частиц ясно обозначает местоположение горячих источников и положил начало названию — «черные курильщики» (рис. 3).

Температура, измеренная в черных курильщиках, составляет от 200 до 400 °С (средняя температура около 350 °С). Высокие температуры, встречающиеся в гидротермальных ячейках циркуляции срединных океанических хребтов, существенно увеличивают скорость и степень реакций, протекающих между морской водой и океанической корой. Эти реакции влияют на глобальные запасы марганца, кремния, калия и кальция и, возможно, воздействуют на круговорот натрия и сульфатов.

Гидротермальные реакции как сток главных ионов. Для основных ионов случай выноса магния из морской воды в процессе гидротермальной циркуляции на срединных океанических хребтах наиболее убедителен. На основе экспериментальной работы и данных по горячим источникам Галапагоса (см. рис. 4.11) предполагается, что гидротермальные потоки, поступающие из земной коры, имеют в основном нулевые концентрации магния. Следовательно, магний удаляется из морской воды в результате протекания реакции с базальтом при высокой

ОКЕАНЫ 187

температуре. Точный химизм этой реакции неизвестен, но может быть записан так:

11 FejSiO,,™, + 2Н,0(Ж) + гМайд.) + ISOij^ ->

(фаялит) (морская вода)»Mg2Si3Os(OH)4(,„ + 7Fe304,„, + FeS1(TB) + SSiOi^.

(сспиолит) (магнетит) (пирит) (силикат) (4.12)

Базальт, представленный здесь в виде обогащенного железом оливина (фаялита), в процессе выщелачивания теряет железо и гидратируется морской водой, в то время как Mg2+ из морской воды используется для образования магниевого глинистого минерала (сепиолита), который представляет собой измененный базальт. Реакция подразумевает также образование оксида железа (FejCi), сульфида железа (FeSi) и силиката, которые все обнаружены в гидротермальных выходах и были получены в лабораторных условиях.

Несмотря на то, что трудно точно определить количество Mg3+, которое удаляется из морской воды в этом процессе, он, вероятно, является важнейшим механизмом осаждения Mg2+ в современных океанах. Не определена также судьба Mg2+ в измененном базальте [сепиолите в уравнении (4.12)] по мере его движения от оси хребта в процессе растекания по морскому ложу. Существуют свидетельства того, что Mg2+ выщелачивается из измененного базальта холодной морской водой. Если большие количества Mg2+ возвращаются в морскую воду в результате низкотемпературных взаимодействий базальт-морская вода, то процессы в срединных океанических хребтах могут не приводить к полному удалению Mg2+ из морской воды.

Если случай полного удаления Mg2+ из морской воды в результате ее взаимодействия с базальтом возможен, то вероятность удаления Na+ безусловно незначительна. Данные по выявлению процессов и количественному определению потоков ограниченны. Основным поводом для предположения об удалении Na+ из морской воды в срединных океанических хребтах является то, что глобальные запасы Na+ не сбалансированы. Существование обогащенных Na+ базальтов (спилитов), предположительно образованных в результате протекания реакций с морской водой при низких температурах, является реальным свидетельством того, что удаление Na+ из морской воды может происходить в процессе гидротермальной деятельности в сре188 ГЛАВА 4

динных океанических хребтах. Считается, что гидротермальная деятельность составляет не более 20 % от общего выноса Na+ из морской воды, который в геологическом временнбм масштабе обязан в основном образованию эвапоритов (см. п. 4.4.2).

Гидротермальные реакции как источники главных ионов. Химия гидротермальных флюидов показывает, что взаимодействия базальт-морская вода являются источником некоторых элементов, которые отрываются от океанической коры и впрыскиваются в морскую воду. Данные по горячим источникам Галапагоса говорят о том, что как Са2+, так и растворенные силикаты находятся в больших концентрациях в гидротермальных водах по сравнению с морской водой (табл. 4.4). Кальций выщелачивается, по-видимому, из кальциевых полевых шпатов (анортита), тогда

страница 55
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в химию окружающей среды" (5.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
GigaByte GA-H270N-WIFI
жк телевизор lg 32lh530v отзывы
вентилятор вркш 5.6-4-3
наклейка suzuki

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.10.2017)