Waarom is zeewater zout? Chemie van de oceaan

Waarom is zeewater zout? Chemie van de oceaan

Waarom is zeewater zout? Chemie van de oceaan.

Vakantie aan zee? Een waar plezier! Maar wist je dat je met heel wat chemie in aanraking komt als je in het water van de Middellandse Zee duikt of een zandkasteel bouwt op het strand van Blankenberge?

Het is pas als je een slok zeewater binnenkrijgt dat het begint te dagen: het smaakt een beetje zout, niet? Maar weet je eigenlijk hoe dat komt?

Waar komt het zout in de zee vandaan?

Zeewater bestaat natuurlijk vooral uit water, maar er zweven ook een heleboel chemische componenten in rond. Zout is daarvan de belangrijkste en dat zout is niets anders dan een chemische verbinding: natriumchloride. Maar waar komt het natriumchloride dan vandaan? Simpel: uit de aarde.

Miljoenen (of zelfs miljarden) jaren regen hebben ervoor gezorgd dat het zout dat gevangen zit in stenen en rotsen beetje bij beetje vrij is gekomen. Met de loop der millennia, heeft dat zout de zee stapje voor stapje zouter gemaakt.

Het natriumchloride in het zeewater is quasi puur. Om het eruit te halen moet je gewoon grote hoeveelheden zeewater verdampen. Dat is wat er vroeger op een natuurlijke manier is gebeurd op die grote zoutvlakten waar werkers zout gaan mijnen. Het zout dat ze daar recupereren is niets anders dan ons keukenzout! Een zout dat trouwens best wel gejodeerd is (dat is zout waar ook nog het element jodide aan vast hangt). De aanwezigheid van dat jodide toont dan weer aan dat natriumchloride niet het enige chemische element in de oceaan is.

Het zout: een motor voor de oceaanstromen.

Over zout gesproken: wist je dat de winters in België gematigd zijn dankzij het zout in de zee?

Het lijkt misschien niet altijd zo, maar de Belgische winter is eigenlijk vrij warm. Vergelijk bijvoorbeeld eens twee steden die vlak bij de Atlantische kust liggen, maar wel elk aan de andere kant. Zoals New York en Oostende. Vergelijk nu hun wintertemperaturen met elkaar.

New York ligt dichter bij de evenaar (40° noorderbreedte) dan Oostende (ongeveer 50° noorderbreedte). In theorie zou het dus warmer moeten zijn in New York dan bij in Oostende. Toch is het in de winter exact het tegenovergestelde.

Het mirakel dat daarvoor zorgt, heeft een naam: de golfstroom. Dat is de warmwaterstroom die Europa verwarmt en verantwoordelijk is voor ons getemperd klimaat. En die stroom dank zijn bestaan aan… het zout in de zee! Het verschil in zoutgehalte en temperatuur, en dus in dichtheid van het water op verschillende plaatsen in de zee, speelt hier een rol. Het zout is een belangrijk onderdeeltje van de motor van deze gigantische circulatie in de oceaan.

Een echte zeemijn

Natriumchloride (zout) is veruit het meest voorkomende element in het zeewater, maar zeewater is ook rijk aan andere componenten. Het Institut universitaire européen de la mer (IUEM) in Frankrijk stelt het als volgt voor: neem een zwembad van 50 meter lang en 15 meter breed en giet dat vol met zeewater. Dat water sturen we door onze analyseapparatuur. Wat vinden we dan terug?

  • 1400 ton zuiver water
  • 50 ton natriumchloride
  • 2 ton magnesium
  • 1 ton zwavel

En vervolgens een aantal minder voorkomende elementen zoals:

  •  6 kilogram boor
  • 4 kilo silicium
  • 91 gram jood
  • 9 gram nikkel
  • 7 gram zink
  • 5 gram ijzer
  • En amper één gram aluminium, titanium, koper en tin

Het goud van de zee

Wist je dat je ook goud kan vinden in de zee? Maar stop maar al met dromen van grote rijkdommen: in ons voorbeeld van het gevulde zeewaterzwembad is dat niet meer dan ... 16 milligram.

Wil je meer weten? Dan klik hier.

Gas in het water

Hoe vreemd het ook mag lijken: de zee is ook rijk aan… gas! De oceaan borrelt natuurlijk niet zoals een fles bruiswater, maar toch bevatten de zeeën en oceanen van onze planeet enorme hoeveelheden CO2.

Het gas komt daar vooral door uitwisseling tussen het wateroppervlak en de atmosfeer. En net zoals in de atmosfeer stijgt de gasconcentratie in de zee dankzij menselijke activiteit (zoals het gebruik van fossiele brandstoffen). De oceanen, die toch wel 30% van ons koolstofdioxide opslaan, worden daardoor op hun beurt steeds zuurder en zuurder, wat slecht is voor het leven in de zee.

Een onderwater methaanmijn?

CO2 is echter niet het enige gas dat rondzweeft in het zeewater. In de Noordzee, vlakbij de Belgische kust, ontdekten wetenschappers van de universiteit van Luik grote hoeveelheden methaangas (CH4)

‘We registreerden op die ene plek ongeveer 16 milligram methaan per vierkante meter’, zegt Alberto Borges van de afdeling oceanografie. ‘Dat lijkt misschien weinig, maar normaal is er aan het oppervlakte van de zee wel 300 keer minder methaan aanwezig.’

Hoe leggen we dat fenomeen dan uit? Om dat te begrijpen moeten we terugkeren naar een tijdperk waarin de Noordzee nog geen zee was, maar een grote vochtige zone tussen Europa en Groot-Brittannië die rijk was aan veengebieden. In de loop van duizenden jaren veroverde de oceaan langzaam de veengebieden en de gebieden werden opgesloten onder dikke lagen sediment.

Het is de fout van bacteriën

‘De organische materie van de veengebieden werd afgebroken door bacteriën. In een zuurstofrijke omgeving, breken bacteriën de materie af terwijl ze zuurstof verbruiken’, zegt Alberto Borges. Maar in een omgeving met een gebrek aan zuurstof, zoals onder dikke lagen sediment, zullen andere bacteriën het overnemen. Die bacteriën kunnen werken in een anaerobe omgeving (een omgeving zonder zuurstof). Zij gebruiken echter een ander soort reacties om organische materie af te breken en die reacties produceren methaan.

Dat methaan wordt langzaamaan vrijgelaten in het water.  Op grote diepte, waar het water zich niet mengt, blijft het methaan gemakkelijk vastzitten in de diepere lagen en komt het niet in aanraking met de atmosfeer, maar bij de kusten – waar het water gemakkelijk gemengd wordt – komt het methaan gemakkelijk vrij aan de oppervlakte. Het is dat fenomeen dat de Belgische wetenschappers recent op het spoor kwamen.

 

Als je dus nog eens een gulp zout zeewater binnenkrijg, denk dan even aan de formidabele chemische keuken die de zee eigenlijk wel is.

 

 

Reageer

Fijn dat je van je laat horen!

Wil je werken in de chemie en de life sciences?