表 2.17 海水中主要溶解组份的含量

离 子

Cl=19 ‰

含量(%)

离 子

Cl=19 ‰

含量(%)

Cl-

Br-

SO2 - 4

HCO-

3

F-

H3BO3

18.980

55.05

Mg2 +

1.272

3.69

0.065

0.19

Ca2 +

0.400

1.16

2.649

7.68

Sr2 +

0.008

0.03

0.140

0.41

K+

0.380

1.10

0.001

0.00

Na+

10.556

30.61

0.026

0.07

总和

34.477

99.99

①据 Mason 和 Moore,1982。

海水的化学组成中,其主要元素有 Cl,Na,Mg,Ca,K,P,Br,B,F 等,它们占 99%以上。绝大部分以离子状态溶解于海水中,海水中主要离子的含量如表 2.17 所示。

  1. 箱式模型

箱式模型是 Craig 和 Broecker 在 60 年代对海洋体系进行研究时所提出的一种模型。箱式模型把整个海洋或其某些部分,或者把海洋和大气作为一个整体,看成是一个或若干个箱式容器(盒子)。每一箱中有关物理量(温度、压力、浓度等)在时间和空间上是不变的,即体系是处于相对稳定的状态。在这种前提下,箱式模型用来处理和估算各箱之间的物质交换和迁移的规律。

箱式模型可以给出一个非常有用的关于元素在箱中“居留时间”的概念。例如,当考虑箱中元素 A 的数量为 Q 时,有

单位时间内进入箱中的元素数量为dQ ,同一时间内有dQ′ / dt数量离开该dt

箱。由于体系是稳定的,Q 在相当长时间内不变,同时有

dQ/dt=dQ′/dt 则定义元素 A 在箱中的居留时间为

τ=Q/(dQ/dt)

用各种方法估算过在单位时间内进入海洋的每种元素的数量,以及这些元素在同样时间内通过沉淀作用离开海洋的数量。结果表明,它们大体上是相似的。表 2.18 列出海水中某些主要元素的总居留时间。尽管这些值可能有相当的误差,但是明显可以看出,大多数可溶性元素有比较长的总居留时间。从一级近似估计来分析,这些结果是可靠的。