A ÁGUA DO MAR

PROPRIEDADES DA ÁGUA

A ESTRUTURA DA MOLÉCULA DA ÁGUA

A molécula da água é polarizada.

PROPRIEDADES TÉRMICAS

Pontos de fusão e ebulição.
Calor específico. O calor específico é a quantidade de calor necessária para aquecer em 1ºC 1g de uma substância. Caloria é a quantidade de calor necessária para aquecer 1g de água em 1ºC.
Calor latente. Calor latente é a quantidade de calor gasta para que uma substância mude de estado físico sem que mude sua temperatura. Pode ser de fusão ou ebulição.
Congelamento superficial. Ao contrário dos outros líquidos, a água congela primeiro na superfície.
Estrutura cristalina e porosa do gelo. À medida que a temperatura baixa, as moléculas da água vão se movimentando mais lentamente e tendem a formar estruturas cristalinas rígidas, o gelo.

PROPRIEDADES SOLVENTES
A grande capacidade solvente da água se deve, entre outros fatores, à polaridade da molécula.
Sais na água. As substâncias mais solúveis na água são os sais, como o NaCl.
Saturação.
<PEfeitos dos sais. Os sais têm efeito moderador e modificam as propriedades da água.

DE ONDE SURGIRAM OS OCEANOS?
Água na superfície.
De onde veio nossa água?
A atmosfera primitiva.
De onde veio, então, a água? Acredita-se que ela é proveniente da atividade geológica e que veio do interior do manto.
Atmosferas planetárias.
Hidrogênio e Hélio. São os elementos mais leves e abundantes do universo.
Outros materiais comuns no universo. Materiais moderadamente leves, como combinações do H com C, O ou N. Exemplos: metano, amônia e água e fragmentos destes, como CH, NH.
Radiação ultra-violeta. Água, metano e amônia são dissociados pela radiação UV e, por isso, não são tão abundantes quanto o esperado.
Tamanho, atividade e a atmosfera dos planetas.
A excêntrica Terra. A atmosfera da Terra contém 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, aproximadamente 1% de argônio e 0,03% de gás carbônico.
Mantendo a água no planeta. O vapor de H2O tem dificuldade em atravessar a "armadilha fria" na atmosfera, localizada a cerca de 12km de altitude, onde a temperatura é de, aproximadamente, -60ºC.
Por que temos tão pouco CO2?
Qual a origem do O2 na atmosfera? O oxigênio chegou à atmosfera através da produção fotossintética dos vegetais.

AS FONTES DE SAL
O material oriundo do solo. A quantidade de metais disponível na crosta é compatível com o que é transportado para os oceanos. Ex.: Na, Ca, Mg e K.
O material volátil. Há constituintes das águas dos oceanos como Cl, Br, N, C e a própria água que não são originários da crosta, tendo vindo do manto.
As mudanças através do tempo. A química dos oceanos é constante, ou seja, os oceanos não estão ficando nem mais nem menos salgados.
A atividade nas fontes hidrotermais e o balanço dos sais. Já que o teor de sal dos oceanos é constante, a quantidade que entra deve ser igual à quantidade que sai.
Fontes: rios, dissolução de gases da atmosfera, dissolução de elementos terrestres.
Remoções: Formação de sedimentos, remoção biológica, maresia, fontes hidrotermais.

OS CONSTITUINTES DA ÁGUA DO MAR
O material dissolvido: constituintes maiores ou principais (99,7%), gases dissolvidos, nutrientes, elementos traço.
A salinidade é a medida de quantos gramas de material dissolvido há em um quilograma de água do mar, ou seja, em partes por mil (%o).
Material em suspensão ou particulado. A partículas finas em suspensão podem, eventualmente, ser dissolvidas ou adicionadas aos sedimentos do fundo.
Constituintes menores ou secundários. Gases, nutrientes e elementos traço. Grosseiramente, pode-se dizer que os gases dissolvidos são de 100 a 200 vezes mais abundantes que os nutrientes que, por sua vez, são milhares de vezes mais abundantes que os elementos traço.
Os constituintes principais. Expedições oceanográficas mostraram que os sais dissolvidos ocorrem sempre nas mesmas proporções: Cl-: 55,04%; Na+: 30,61%; SO42-: 7,68%; Mg+: 3,69%; Ca2+: 1,16%; K+: 1,10%. Se, por acaso, essa proporção varia, os responsáveis são fatores climáticos. Nas regiões costeiras, principalmente por causa das descargas dos rios, essas proporções são diferentes. Os constituintes secundários não obedecem a nenhuma regra de proporção.

SALINIDADE
A maioria das águas oceânicas tem salinidade variando entre 34 e 36ppt (partes por mil). A salinidade de 35ppt é considerada normal.
Variações na salinidade. São causadas por processos físicos como evaporação, congelamento e precipitação, que adicionam ou subtraem água do mar.
Salinidade na superfície. As águas super'iciais são as que sofrem mais variações de salinidade. Nas regiões tropicais, tende a ser mais alta devido à evaporação. Nas regiões temperadas, há variações sazonais.
Águas profundas. A salinidade das águas profundas é praticamente constante. É, em geral, também mais baixa que a das águas superficiais, já que são formadas nos pólos.
Determinação da salinidade
a) Clorinidade. Total (em g) de sólidos dissolvidos em 1kg de água do mar quando todo carbonato for ácido, brometo e iodeto forem convertidos em cloreto e a matéria orgânica for oxidada a 480ºC. Fórmulas: Sppt = 0,03+1,805Clppt OU Sppt = 1,80655Clppt
b) Condutividade
c) Refratometria
d) Densidade. ô = -0,069+1,4708Cl+0,001579Cl2+0,0000398Cl3
e) Velocidade do som
f) Ponto de congelamento
Distribuição da salinidade. Em geral, a salinidade nos oceanos é uniforme, por causa da mistura gerada pela circulação. Há 2 exceções principais: 1) Áreas adjacentes aos continentes onde existe diluição devido à água doce. 2) Áreas de circulação restrita em que a evaporação aumenta a concentração dos solutos.
Distribuição da salinidade com a profundidade. Nas águas superficiais, a salinidade varia de 33 a 37ppt. Nas águas profundas, varia de 34 a 35ppt.
Efeitos da formação do gelo. A água do mar congela a -1,7ºC a uma salinidade de 35ppt.

A MISTURA
O fato dos sais estarem distribuídos nas mesmas proporções ao redor do mundo indica que as águas oceânicas são bem misturadas. A mistura pode se dar por difusão ou por convecção.
A difusão ocorre devido à movimentação térmica do material dissolvido. Ela homogeniza uma solução em pequena escala, só que para o caso dos oceanos é muito lenta.
Graças à convecção, as águas superficiais se misturam mais rapidamnte que as profundas.
Medição do tempo de mistura. Um método para se medir o tempo de mistura é o do 14C. A relação entre o 14C e o 12C dá meios para que se estime o tempo transcorrido entre o momento em que a água esteve na superfície e o momento em que ela é medida numaprofundidade qualquer.

OS GASES DISSOLVIDOS
Os principais gases dissolvidos na água são N2, O2, e CO2. ocorrendo em menores quantidades o He, Ar e Kr.
Unidades de medida. Os gases dissolvidos são medidos em números de mL do gás por L d'água (mL/L). Pode-se usar, também, ppm (partes por milhão) ou M (molaridade). É importante notar que um ppm por litro de gás tem menos massa que a mesma quantidade de sólido ou líquido.

UNIDADES MAIS COMUNS
Conversões
GÁS mL/L ppm minimoles/L
CO2 4 1,96 0,045
N2 1 1,35 0,045
O2 1 1,43 0,045
Concentração típica no oceano
GÁS mL/L ppm milimoles/L
CO2 40 78,0 1,79
N2 10 12,5 0,45
O2 5 7,2 0,23

Concentrações.
A de O2 varia de mais de 1mL até 10mL (0-14ppm).
A de CO2 varia de 45 a 55mL/L (90-110ppm).
O N2, apesar de ser mais abundante que o O2 (cerca de 2 vezes), é de pouco interesse biológico.
Abundância relativa nos oceanos.
O ar seco possui 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio emais ou menos 1% de argônio.
O CO2 é 0,03% do ar seco e, nos oceanos, está dissolvido numa conscentração 62 vezes maior.
O oxigênio encontrado nos oceanos representa mais ou menos 1% da concentração de oxigênio na atmosfera.
Variações com a profundidade.
[CO2]: tende a aumentar com a profundidade, pois elas são mais frias por terem sido formadas em altas latitudes.
[O2]: diminui com a profundidade, devido à diminuição da fotossíntese e aumento da respiração.
A biota e os gases dissolvidos. A respiração aumenta o teor de CO2 e diminui o teor de O2. A fotossíntese promove efeitos inversos.
De um modo geral, em termos relativos, pode-se dizer que:
-Na camada eufótica, a [O2] > [CO2].
-Na camada sombreada, abaixo da zona eufótica, a [O2] é quase a mesma que a [CO2].
- Na camada de O2 mínimo, a respiração dos animais aumenta a [CO2] e diminui a [O2]. Esta é a camada de consumo máximo ou de suprimento mínimo.
- A água do mar é levemente alcalina e contém cátions (Mg, Ca, ...) e isto permite que o CO2 se dissolva formando carbonatos e bicarbonatos.