Wie viel Prozent Salzwasser gibt es auf der Erde

Als Salzwasser wird eine Lösung von Salzen in Wasser bezeichnet. In der Regel wird darunter eine Kochsalzlösung von mindestens 1 % (Massenanteil) verstanden. Im angelsächsischen Raum wird ein Salzgehalt oberhalb von 1,8 % angesetzt. Wasser mit geringerem Salzgehalt (z. B. im Bereich von Flussmündungen ins Meer) heißt Brackwasser, Wasser unterhalb von 0,1 % Salzgehalt Süßwasser. Auf der Erde stellt das Meerwasser der Ozeane das häufigste Salzwasservorkommen und zugleich die größte Wassermenge überhaupt dar. Der durchschnittliche Salzgehalt der Meere liegt bei 3,5 %. Die höchste Salzkonzentration (44,2 %) findet sich im Wasser des Don-Juan-Sees, dort ist jedoch vor allem Calciumchlorid und relativ wenig Natriumchlorid (2,9 % Massenanteil) gelöst.

Durch den Gehalt von etwa 3,5 % Salzen ist die Dichte von Meerwasser um gut 3 % höher als Süßwasser gleicher Temperatur, etwa 1,025 kg/l bei 25 °C. Diese Dichteerhöhung vergrößert die Auftriebskraft pro Eindringvolumen, so dass z. B. Schiffe in Salzwasser weniger tief eintauchen – oder mehr laden können – als in Süßwasser. Süßwasser aus einem einmündenden Fluss fließt tendenziell in einer oberflächennahen Schicht ins Meer, bevor es durch Wirbel und Wellen untergemischt wird, selbst wenn es viel kälter als das Meerwasser ist. In der Straße von Gibraltar treten übereinanderliegende gegenläufige Strömungen des Meerwassers auf: Salzärmeres Atlantikwasser fließt (dem Oberflächengefälle entsprechend) ins verdunstungsintensivere Mittelmeer, und in der Tiefe das wegen des höheren Salzgehaltes schwerere Mittelmeerwasser hinaus in den Atlantik.

Wie viel Kochsalz in Wasser löslich ist, hängt von der Temperatur ab. Bei 0 °C lassen sich in einem Liter reinem Wasser 356 g Natriumchlorid lösen, dadurch entsteht eine 26,3%ige Lösung. Bei 25 °C lassen sich 359 g Kochsalz lösen. Eine gesättigte Kochsalzlösung hat einen Gefrierpunkt von −21 °C und einen Siedepunkt von 108 °C.

Die spezifische Wärmekapazität hängt von der Salzkonzentration ab. Gegenüber reinem Wasser hat Salzwasser bis zu einer Salzkonzentration von 190 g pro Liter eine bis zu 0,13 % geringere, bei höherem Salzgehalt bis zu 1,8 % höhere Wärmekapazität.

Soll Eis zum Kühlen verwendet werden, können niedrige Temperaturen durch Beimischen verschiedener Salze erzeugt werden (siehe gebräuchliche Kältemischungen).

Salzwasser hat gegenüber reinem Wasser eine um mehrere Größenordnungen höhere elektrische Leitfähigkeit.

Lebensräume, die durch Salzwasser bestimmt sind, nennt man auch saline (von lateinisch sal „Salz“) oder haline (von altgriechisch ἅλς hals „Salz“) Biotope. Das Leben im Salzwasser erfordert von Organismen, die sekundär im Verlauf der Evolution Lebensräume im Meer oder in Salzseen erobert haben, besondere Anpassungen, z. B. Salzdrüsen oder eine erhöhte Leistungsfähigkeit von Nieren, malpighischen Gefäßen oder Protonephridien zur Ausscheidung/Exkretion. Pflanzen, die speziell an salzhaltige Biotope angepasst sind, nennt man Halophyten.

Je nach Salzgehalt wird zwischen mixohalinen Gewässern, mit einem Salzgehalt unterhalb dessen des Meerwassers (z. B. Brackwasser in Flussmündungen oder Ostsee), dem globalen Meerwasser selbst mit einem Salzgehalt von 3,47 % (genannt euhalin) und Gewässern mit einem noch höheren Salzgehalt (genannt hypersalin oder hyperhalin) (z. B. Mittelmeer, totes Meer) unterschieden.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Nutzbarkeit und Bezeichnung von Salzwasser verschiedener Konzentrationen:[1]

Der größte Teil der Erdoberfläche ist von Meerwasser bedeckt. Meerwasser ist chemisch gesehen eine wässrige Lösung, hauptsächlich von verschiedenen Salzen (Salzwasser). Natürliches Meerwasser enthält jedoch darüber hinaus noch eine Vielzahl anderer Bestandteile (siehe unten).

Durch die globale Erwärmung ist das Meerwasser wärmer als vor Beginn der Industrialisierung. Die Oberflächentemperatur war um das Jahr 2005 0,6 Grad höher als 1955.[1]

Chemische Zusammensetzung der Meeressalze

Salinität an der Meeresoberfläche über die Ozeane in PSU

Meerwasser hat einen durchschnittlichen Salzgehalt (Salinität) von 3,5 % Massenanteil. Das entspricht einem Salzanteil von 35 Gramm pro Kilogramm Meerwasser. Der Gesamtsalzgehalt schwankt je nach Meer. Die Ostsee hat einen Salzgehalt von 0,2 bis 2 %. Einige Binnenseen ohne Abfluss haben weit höhere Salzanteile im Wasser; das Tote Meer ist für seinen Salzgehalt von 28 % bekannt.

Der Mittelwert gilt somit vor allem für das Hauptvolumen der Ozeane und auch für die meisten Nebenmeere wie etwa die Nordsee. 1819 formulierte Alexander Marcet die Hypothese, dass das Verhältnis der Haupt-Ionen des Meerwassers in allen Ozeanen näherungsweise gleich ist. Dieses später von Wilhelm Dittmar und anderen empirisch bestätigte Prinzip der konstanten Proportionen gilt unabhängig vom Gesamtsalzgehalt des jeweiligen Meeres.[2]

Das Salz ist im Meerwasser dissoziiert, also in Ionen gespalten. Letztere werden erst beim Eindampfen des Wassers zu Salzen, die sich entsprechend ihrer Löslichkeit bilden und in Schichten ablagern. Der Hauptanteil der Anionen ist das Chloridion, gefolgt vom Sulfation. Bei den Kationen überwiegt das Natriumion, weshalb die Hauptmenge der auskristallisierten Meeressalze aus Natriumchlorid (Kochsalz) besteht. Magnesium-, Calcium- und Kalium-Ionen sind mit geringeren Anteilen vertreten. In Spuren sind noch weitere Ionen enthalten, davon ist das Spurenelement Jod erwähnenswert, weil infolgedessen in früheren Zeiten in Küstennähe weniger Menschen an Jodmangel litten als im Inland.

Etwa proportional zum Salzgehalt steigt die Dichte von Meerwasser, die sich auch entsprechend dem (anomalen) Ausdehnungsverhalten von Wasser mit der Temperatur ändert. Bedeutung hat das für Schwimmen und Tauchen, die Tragkraft eines Schiffs (vergleiche Lademarke), einer Pontonbrücke und das Verlegen von Pipelines.

Der Gefrierpunkt des Meerwassers liegt bei −1,9 °C bei einem durchschnittlichen Salzgehalt von 3,5 %. Die Salze werden durch Regen und Schmelzwasser aus den Böden und Gesteinsschichten des Festlandes ausgewaschen und von Fließgewässern in die Meere eingetragen. Durch Verdunstung wird die ursprünglich verdünnte Salzlösung weiter konzentriert, und es entsteht salziges Meerwasser. Dieser Effekt würde den Salzgehalt der Meere langsam, aber kontinuierlich steigen lassen, wenn nicht gleichzeitig Salz dem Meer wieder entzogen würde. Dies geschieht erstens durch die Austrocknung von Meeren, wodurch das Salz wieder auf dem Festland abgelagert wird. Dieses Salz findet sich später dann z. B. in Salzstöcken wieder. Zweitens wird Meerwasser in den Poren der Sedimente auf dem Meeresboden eingeschlossen und so das Salz dem Wasser entzogen. Der zweite Vorgang ist der bedeutendere.

Neben der Anreicherung von Salz in den Weltmeeren kommt es zu einer Anreicherung von Salz in allen Gewässern mit hoher Verdunstung und geringem bis fehlendem Abfluss.

Neben Seen mit extrem hohem Salzgehalt, die als Salzseen bezeichnet werden (z. B. Totes Meer, Großer Salzsee in Utah mit einem Salzgehalt über 25 %), gibt es diesen Effekt auch in gemäßigter Form, z. B. im Neusiedler See mit einem Salzgehalt von 0,2 %. Salzseen sind zumeist Seen mit einer geringen durchschnittlichen Wassertiefe. Das führt zu folgenden Effekten: Zum einen variiert der Salzgehalt in Abhängigkeit vom Ort (flache Stellen versalzen), zum anderen auch zeitlich (in der Trockenzeit steigt der Salzgehalt).

Die Zusammensetzung des Salzes in Salzseen unterscheidet sich z. T. erheblich von denen in den Weltmeeren. Insbesondere in sulfatarmen Gewässern (Totes Meer, Don-Juan-See) können sich Calciumionen anreichern, die in den Weltmeeren nur mit geringer Konzentration zu finden sind. Karbonatreiche Seen haben einen hohen pH-Wert und werden als Sodaseen bezeichnet.

Neben dem Entstehen von Salzseen durch Verdunstungsanreicherung gibt es auch seltene Fälle des direkten Entstehens von Salzseen auf salzreichem Untergrund, z. B. bei Ocna Sibiului (ehemalige Salzgewinnung im Tagebau).

Neben den Salzen sind im Meerwasser (ebenso wie in anderen Oberflächengewässern) Kohlendioxid (CO2), Sauerstoff (O2) und andere atmosphärische Gase gelöst. Die Speicherfähigkeit für das Treibhausgas CO2 hängt unter anderem mit der Wassertemperatur zusammen und ist ein wichtiger Faktor für das Weltklima; sie nimmt mit steigender Temperatur ab. Gelöster Sauerstoff ist Grundlage für die Atmung der Wasserorganismen, so z. B. für Fische, die ihren Gasaustausch über Kiemen bewältigen.

Schließlich finden sich im Meerwasser organische Verbindungen aus „natürlichen“ Quellen und durch Umweltverschmutzung.

Ungefiltertes Meerwasser enthält suspendierte feine Teilchen, Mikroorganismen und Plankton.

Die Dichte des Meerwassers liegt (wiederum abhängig vom Salzgehalt) zwischen 1020 und 1030  kg·m−3. Der pH-Wert ist leicht alkalisch und liegt zwischen 7,5 und 8,4. Durch die zunehmende Konzentration an Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre geht dieses in Form von Kohlensäure in den Weltmeeren in Lösung und der pH-Wert nimmt langsam ab, was eine Versauerung der Meere zur Folge hat.

Praktisch alle Elemente, die in Gesteinen vorkommen, finden sich auch im Meerwasser. Nach den Untersuchungen aus dem Jahr 1990[3] liegt beispielsweise die Konzentration von Gold in der Größenordnung von 50 fmol/l, entsprechend etwa 10−11{\displaystyle 10^{-11}}

Mit unterschiedlichen Verfahren der Meerwasserentsalzung lässt sich der Anteil der gelösten Salze so weit verringern, dass man trinkbares Wasser erhält. Solche Anlagen werden in vielen niederschlagsarmen Regionen betrieben. Diese Verfahren sind allerdings im Betrieb oder bei der Errichtung so energieaufwändig und teuer, dass sie nur in Tourismus-Regionen beziehungsweise wohlhabenden Siedlungen zum Einsatz kommen.

Natürliches Meerwasser wird als gereinigte isotonische und hypertonische Salzlösung zur medizinischen Anwendung (Aqua maris) als nicht apothekenpflichtiges Nasenspray bzw. Medizinprodukt von verschiedenen Pharmaunternehmen angeboten.[4][5] Gelegentlich wird dem eine geringe Menge Dexpanthenol für die Bildung eines Schutzfilms auf der Nasenschleimhaut oder Eukalyptus beigemengt.

Nach Verletzungen im Meerwasser kann es zu Infektionen mit speziellen Erregern (Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda, Mycobacterium marinum, Vibrio vulnificus) kommen, die gegebenenfalls antibiotisch behandelt werden müssen.[6]

Wie viel Prozent ist Salzwasser auf der Erde?

Wie viel Prozent Süßwasser auf Erde?

Wie viel Prozent Trinkwasser gibt es auf der Erde?

Wie viel Liter Meerwasser gibt es?