Wyobraźmy sobie, że z oceanów znika cała woda, ale rozpuszczone w niej minerały pozostają. Nie powstałaby cienka warstwa przypominająca szron, lecz ilość materiału trudna do objęcia wyobraźnią. Odpowiedź na pytanie ile soli jest w oceanach zaczyna się od dwóch pozornie zwyczajnych danych: objętości wody oceanicznej i średniego zasolenia wynoszącego około 3,5 procent masy. Gdy oszacowaną masę soli przeliczymy na objętość zwartego kryształu, a następnie rozłożymy nad powierzchnią Polski, otrzymamy warstwę wysoką w przybliżeniu na 70 kilometrów. To niemal 28 wysokości polskiego wierzchołka Rysów ustawionych jedna na drugiej. Wynik nie opisuje zdarzenia, które mogłoby rzeczywiście nastąpić. Jest eksperymentem myślowym i porównaniem objętości, dzięki któremu 35 gramów soli w kilogramie wody zmienia się z niepozornego stężenia w planetarną skalę. Rachunek wymaga jednak kilku jasno opisanych założeń, bo sól oceaniczna nie jest czystym chlorkiem sodu, a po odparowaniu nie ułożyłaby się samoczynnie w idealnie równą bryłę.
🕑 Czas czytania: ok. 3 min
Ile soli jest w oceanach i co oznacza zasolenie 3,5 procent?
Średnie zasolenie otwartego oceanu wynosi około 35 części na tysiąc, czyli około 3,5 procent masy wody morskiej. W uproszczeniu kilogram takiej wody zawiera mniej więcej 35 gramów rozpuszczonych soli. Nie oznacza to jednak, że w oceanie pływa wyłącznie sól kuchenna. NOAA wymienia między innymi chlorek sodu, siarczan magnezu, chlorek magnezu i węglan wapnia. Najwięcej jest jonów sodu i chlorkowych, lecz skład pozostaje mieszaniną.
Mały udział procentowy działa na wyobraźnię dopiero po zestawieniu z objętością całego oceanu. USGS szacuje objętość oceanów, mórz i zatok na około 1,338 miliarda kilometrów sześciennych. To 1,338 tryliona metrów sześciennych wody. Po uwzględnieniu typowej gęstości wody morskiej otrzymujemy masę rozpuszczonych soli rzędu 4,8 razy 10 do potęgi 19 kilogramów. Taka liczba jest poprawna, ale sama niewiele mówi. Dlatego zamiast porównywać ją z masą budynków lub statków, można zamienić ją na objętość i rozłożyć nad obszarem znanym polskiemu odbiorcy. Polski punkt odniesienia zamienia abstrakcyjną liczbę w wysokość, którą można porównać z górami.
Jak obliczyć warstwę soli nad powierzchnią Polski?
Rachunek rozpoczyna się od objętości oceanów. Mnożymy około 1,338 razy 10 do potęgi 18 metrów sześciennych przez modelową gęstość wody morskiej równą 1025 kilogramów na metr sześcienny. Otrzymaną masę wody mnożymy następnie przez 0,035, czyli średni udział rozpuszczonych soli. Wynik to około 4,8 razy 10 do potęgi 19 kilogramów soli. Aby przejść od masy do objętości, potrzebna jest jeszcze gęstość materiału.
NIST podaje dla krystalicznego chlorku sodu w temperaturze 25 stopni Celsjusza wartość 2,17 grama na centymetr sześcienny, czyli 2170 kilogramów na metr sześcienny. Po podzieleniu masy przez tę gęstość powstaje objętość około 2,21 razy 10 do potęgi 16 metrów sześciennych. Jest to objętość równoważna zwartej substancji, a nie przewidywany kształt osadu. W realnym świecie kryształy tworzyłyby nieregularne pokłady z pustymi przestrzeniami, a różne minerały miałyby różne gęstości. Takie przybliżenie jest wystarczające do pokazania rzędu wielkości, ale nie do dokładnego opisu mineralogii osadu.
Skąd bierze się wynik około 70 kilometrów?
GUS podaje całkowitą powierzchnię Polski wynoszącą 313 933 kilometry kwadratowe. Po przeliczeniu jest to około 3,13933 razy 10 do potęgi 11 metrów kwadratowych. Objętość zwartej soli dzielimy przez tę powierzchnię, tak jak objętość wody w prostym zbiorniku dzieli się przez powierzchnię dna. Rezultat wynosi nieco ponad 70 tysięcy metrów, czyli około 70 kilometrów. Warstwa soli nad Polską jest więc sposobem prezentacji wyniku, a nie osobnym odkryciem geologicznym.
Zmiana jednego założenia przesuwa końcową wartość. Gdyby potraktować osad jako luźną hałdę z przestrzeniami między ziarnami, zajmowałby większą objętość. Gdyby zastosować dokładne gęstości wszystkich składników soli oceanicznej zamiast gęstości NaCl, wynik również nieco by się zmienił. Dlatego uczciwe sformułowanie brzmi „około 70 kilometrów”, a nie liczba podana z dokładnością do pojedynczych metrów. Skala pozostaje jednak ta sama: mówimy o dziesiątkach kilometrów. Nawet po korekcie gęstości nie zmieniłby się wniosek, że warstwa liczyłaby dziesiątki kilometrów.
Jak warstwa soli wypada w porównaniu z Rysami?
Najwyższy punkt Polski znajduje się na północno-zachodnim wierzchołku Rysów i ma 2499 metrów nad poziomem morza. Podzielenie 70 kilometrów przez 2,499 kilometra daje około 28. Oznacza to, że modelowa warstwa byłaby niemal 28 razy wyższa od polskiego wierzchołka Rysów mierzonego od poziomu morza. Nawet Tatry stają się niewielkim punktem odniesienia przy skali całego oceanu. Różnica nie jest kosmetyczna.
Trzeba przy tym rozróżnić wysokość bezwzględną szczytu od jego wysokości ponad otaczającym terenem. Porównanie korzysta z oficjalnej wysokości 2499 metrów, ponieważ jest jednoznaczna i łatwa do sprawdzenia. Warstwa 70 kilometrów sięgałaby znacznie wyżej niż pułap lotu samolotów pasażerskich i przekraczałaby wysokość, na której znajduje się większość masy atmosferycznej. Te dodatkowe skojarzenia nie są potrzebne do rachunku, ale pomagają zrozumieć, dlaczego płaska mapa Polski i niewielki procent zasolenia prowadzą do tak ogromnej wysokości. To porównanie nie oznacza, że sól faktycznie tworzyłaby pionowy słup nad każdym punktem kraju.
Dlaczego jest to model, a nie prawdziwy scenariusz?
Odparowanie całych oceanów nie jest realistycznym procesem, który pozostawiłby równą warstwę kryształów. Parująca woda zmieniłaby atmosferę i klimat, odsłonięte dno miałoby bardzo zróżnicowaną rzeźbę, a sole krystalizowałyby etapami. Część związków wytrącałaby się wcześniej, część później, a osad nie zachowywałby gęstości idealnego kryształu NaCl. Model celowo pomija te procesy i odpowiada na węższe pytanie: jaką wysokość miałaby równoważna objętość oszacowanej masy soli rozłożona nad Polską.
Jego siłą jest przejrzystość założeń, nie pozorna dokładność. Ta sama metoda pozwala porównywać ogromne objętości z powierzchnią miasta, województwa albo kontynentu, lecz wynik zawsze zależy od przyjętej gęstości i obszaru. W przypadku oceanów najważniejszy wniosek pozostaje stabilny: średnie zasolenie wynoszące około 3,5 procent, pomnożone przez ponad miliard kilometrów sześciennych wody, oznacza niewyobrażalnie wielką ilość rozpuszczonej materii. Eksperyment nie przewiduje przyszłości, lecz porządkuje skalę za pomocą prostych działań.
Zobacz też
Źródła
Najczęstsze pytania
Ile soli znajduje się we wszystkich oceanach?
Przy objętości oceanów około 1,338 miliarda km³, średniej gęstości wody morskiej 1025 kg/m³ i zasoleniu 3,5% otrzymujemy szacunek około 4,8 × 10^19 kg rozpuszczonych soli.
Dlaczego warstwa soli nad Polską miałaby około 70 km?
Oszacowaną masę soli przelicza się na objętość zwartego materiału przy gęstości 2170 kg/m³, a następnie dzieli przez powierzchnię Polski wynoszącą 313 933 km².
Czy sól oceaniczna jest czystym chlorkiem sodu?
Nie. Dominują jony sodu i chlorkowe, ale woda morska zawiera również między innymi związki magnezu, wapnia, potasu i siarczany. Gęstość NaCl służy w rachunku jako uproszczone przybliżenie.
Czy po odparowaniu oceanów naprawdę powstałaby równa warstwa soli?
Nie. To porównanie objętości. Rzeczywisty osad byłby nierówny, porowaty i złożony z różnych minerałów, a samo odparowanie oceanów całkowicie zmieniłoby warunki na Ziemi.
Zobacz także na YouTube: Sól z oceanów przykryłaby Polskę na 70 kilometrów