塩分濃度の上昇と海中酸素の減少

質問

この前、英語の長文問題を解いていると、
”地球の気温が上昇すると、海中の塩分濃度が上昇し、海中酸素が減少する。”
といった記述がありました。

これはどういうことでしょうか。
原理をわかりやすく教えてもらいたいです。

自分の推理では塩が酸素と結合してほかのものに変化するからなのかなぁ
とか勝手に思ってます（笑）

回答お願いします。

回答No.5

potachie

ご指摘、ありがとうございます。

石灰岩の量の話でいうと、珊瑚は浅海でしか育ちませんが、沈降性の石灰岩は、海洋深海部でできます。
目に見える石灰岩（建築材としての）は、お話の通りですね。ただ、二酸化炭素を取り込んだまま返さない部分が大量にないと、地球ができた後の二酸化炭素を吸収しきれないようです。

で、沈降性の石灰の話をしたのは、ご質問者さんが書かれた中で、塩が二酸化炭素と結合して、ということはありえますよ、とお伝えしたかったからでもあります。

回答No.4

kagakusuki

>炭酸カルシウムができるのと同時に、水に溶けにくい炭酸水素カルシウムというものができるので、

　そこの所は逆です。
　水酸化カルシウムの水溶液である石灰水に、二酸化炭素が溶け込むと、難溶性の炭酸カルシウムの沈澱が生じますが、更に二酸化炭素が溶け込んで、炭酸の濃度が上昇しますと、炭酸カルシウムの沈澱は、水に溶けやすい炭酸水素カルシウムに変化して、水に溶けてしまいます。（中学か高校の授業でも、教えていると思います）
　もしかしますと、
「カルシウムイオンが溶けている海水に、二酸化炭素が溶け込むと、平衡反応して、水に溶けにくい炭酸カルシウムというものができるので、二酸化炭素は、海中にも空気中にも一定割合でしか存在できない」
の間違いでは？

【参考URL】
　水酸化カルシウム - Wikipedia > 3.2 二酸化炭素との反応・変化
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E9%85%B8%E5%8C%96%E3%82%AB%E3%83%AB%E3%82%B7%E3%82%A6%E3%83%A0#.E4.BA.8C.E9.85.B8.E5.8C.96.E7.82.AD.E7.B4.A0.E3.81.A8.E3.81.AE.E5.8F.8D.E5.BF.9C.E3.83.BB.E5.A4.89.E5.8C.96

>生物性の炭酸カルシウムの量よりも、この化学反応によるものの方が、圧倒的に多いのが現実です。

　私は石灰岩の大半はサンゴの骨格から出来たものだと聞いておりますが、どうなのでしょう。
　確かに、化学反応によって石灰岩が生じる事もありますが、その様な成因によって石灰岩が生じるのは、海の生物が起源となって出来た石灰岩が、地殻変動等によって陸地に現れた後、一旦水に溶けてから、再結晶したものが多い様です。

【参考URL】
　石灰岩 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9F%B3%E7%81%B0%E5%B2%A9

　株式会社戸髙鉱業社 > 製品情報・石灰石について
　　http://www.todaka.co.jp/product/pro_011.html

　ヒエラポリス-パムッカレ - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%92%E3%82%A8%E3%83%A9%E3%83%9D%E3%83%AA%E3%82%B9-%E3%83%91%E3%83%A0%E3%83%83%E3%82%AB%E3%83%AC

回答No.3

potachie

えっと、水に溶けやすい炭酸カルシウムができるのと同時に、水に溶けにくい炭酸水素カルシウムというものができるので、基本的に、二酸化炭素が海中にとけ込むと、一定の割合で、海水中のカルシウムイオンと平衡反応して、沈降性炭酸カルシウムができます。
これが石灰岩ができる原理です。

生物性の炭酸カルシウムの量よりも、この化学反応によるものの方が、圧倒的に多いのが現実です。

このため、二酸化炭素は、海中にも空気中にも一定割合でしか存在できないので、気温上昇の真犯人ではない、という人もいます。
実際、メタンガスなど、二酸化炭素よりも格段に温室効果が大きい気体が大量に発生していることが分かっていて、二酸化炭素よりも重視しないといけないものでもあります。

ご質問の回答になっていなくてすみません。

回答No.2

kagakusuki

水温が高い程、酸素の溶解度は減少します。
　世界的に気温が上昇すれば、海水温も上昇する傾向がありますから、海水に溶ける事が出来る酸素の濃度も低下すると思われます。
　但し、海面近くの水温が上昇しますと、植物プランクトンを始めとする、光合成をおこなう海生生物の活動や繁殖が活発化しますから、海中での光合成量が増加し、海中での酸素の発生量も増えますから、実際にどうなるのかは私には判りません。

　塩分濃度に関しては、世界的に気温が上昇すれば、水面からの蒸発量が増えるため、世界的に降水量が増え、河川等の水による陸地の浸食速度が速まり、陸地に存在している塩分やミネラルが、雨水に溶けて海に流れて行く速度も速くなります。
　一方、地殻変動等で海の一部が切り離されて内陸の湖となったり、塩分を含んだ海底の地層が、隆起して陸地となる等によって、海の塩分が陸地に閉じ込められる作用は、気温の影響はあまり受けないと思われます。
　そのため、世界的に気温が上昇している期間が、地質学的な時間にも及ぶ期間継続した場合には、陸地に存在する塩分が減り、海に存在する塩分が増えますから、極めて長期的に見れば塩分の濃度は上昇するかも知れません。
　尤も、何万年、或いは何千万年もの未来の話ですから、現在の人類には関係の無い話です。
　尚、世界的に気温が上昇している期間が、数十年～数千年程度である場合には、気温が上昇すれば、南北両極を始めとする、地球上の氷が融けて量が減り、氷が融けて出来た水によって海水が薄められますから、塩分濃度は低下するのではないかと思います。
　因みに、海水が凍る際には、塩分を殆ど含まない氷の結晶が優先的に生じますから、海水が凍って出来た北極の氷も、海水と比べて塩分濃度は低くなっています。

　又、地球の気温の上昇が上昇する原因が、もしも、大気中の二酸化炭素濃度の上昇によるものである場合には、大気中の二酸化炭素濃度が上昇すれば、海中に溶け込む二酸化炭素の量も増え、海水中の炭酸イオンの濃度も上昇しますから、海水が酸性化すると考えられています。
　貝の殻や甲殻類の殻、そして石灰石の主成分は炭酸カルシウムです。
　炭酸カルシウムは酸に弱いため、海水が酸性化すれば、炭酸カルシウムは溶け易くなるため、海水中のカルシウムイオンと炭酸イオンの濃度が上昇します。
　炭酸カルシウムは普通の意味では塩分とは呼ばれませんが、塩類の一つではありますから、二酸化炭素濃度が上昇して、海水が酸性化すれば、「塩類」の濃度は上昇する事になります。
　もし、「海中の塩分濃度が上昇し」の部分が誤訳で、正しくは「海中の塩類の濃度が上昇し」だとすれば、辻褄は合います。
　但し、これは「地球の気温が上昇する事」が原因となっている訳ではなく、あくまでも「二酸化炭素濃度が上昇した事」によっておこる現象です。

お礼

ということは海中の塩分あるいは塩類が海中の酸素を減らすわけではないということですか？

回答No.1

potachie

地球の気温が上昇すると、海中の塩分濃度が上昇する。
地球の気温が上昇すると、海中酸素が減少する。

という２つの文章が１つになっているだけですよ。
前者は、蒸発現象、後者は、ヘンリーの法則　ですね。