Mg(HSiO3)2 + 2CO2 + 2H2O = 2H2SiO3 + Mg(HCO3)2
KHSiO3 + H2O = H2SiO3 + KOH NaHSiO3 + HCl = H2SiO3 + NaCl
NaHCO3 + HCl = H2CO3 + NaCl
Quá trình phong hoá hoá học những Sunfít diễn ra theo chiều hướng nếu có Ôxy tham gia thì sản phẩm tạo ra có thể là axít, axít này lại làm tăng tốc độ phong hoá hoá học. Ví dụ sự phong hoá Galenit và Pirit nhƣ sau:
PbS + 2O2 = PbSO4 và PbSO4 + H2O = PbO + H2SO4
2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4
Nhƣ vậy, quá trình phong hóa hoá học đá macma đã tạo ra hai loại sản phẩm:
Loại thứ nhất: Sản phẩm không hoà tan gồm các loại sét nhƣ Caolinit, Monorionit, Halozit, Hydromica... và các dạng oxuýt khác nhau nhƣ Thạch anh, Opan...
Loại thứ hai: Sản phẩm tan đƣợc gồm các muối Hydro Silicat, Hydro Cacbonat, Sunfát (hoặc cũng có thể là Clorua). Các sản phẩm tan đƣợc có thể bị hoà tan trực tiếp trong nước tự nhiên và phân ly để tạo ra các cation, mặt khác chúng có thể tiếp tục bị biến đổi về mặt hoá học (giống nhƣ quá trình phong hoá) để tạo ra sản phẩm dễ phân ly hơn.
Cùng với quá trình phong hoá đất đá có nguồn gốc phun trào, quá trình phong hoá và hoà tan những đất đá, vỉa muối có nguồn gốc trầm tích cũng diễn ra. Sản phẩm của nó lại theo các dòng chảy trở lại nước tự nhiên và nước biển dưới dạng muối dễ tan và các ion. Ví dụ sự phong hoá Đôlômít như sau:
CaCO3MgCO3 + 2CO2 + 2H2O = Ca+2+ Mg+2+ 4HCO3-
Tóm lại, quá trình phong hoá và hoà tan đất đá ở bề mặt trái đất đã tạo ra các cation Na+, K+, Mg+2, Ca+2, Fe+2, Fe+3 và nhiều cation khác. Theo các dòng chảy, các sản phẩm của quá trình phong hoá đất đá, trong đó có các cation dần đƣợc chuyển ra biển. Mặc dù một phần trong số các cation có thể đi vào biển bằng các con đường khác (từ Mantri chẳng hạn), song phong hoá đất đá vẫn là quá trình chủ yếu tạo nên chúng. Sơ đồ hình 1.2 diễn tả tóm lƣợc những nét hính của quá trình này.
Hình 1.2: Tóm lược các quá trình thành tạo cation trong nước biển 1.3 TƯƠNG TÁC HOÁ HỌC CỦA BIỂN
Tương tác hoá học của biển là quá trình trao đổi các chất và các hợp phần hoá học giữa biển với các quyển khác của hành tinh (khí quyển, thạch quyển, sinh quyển). Trong quá trình tương tác, vật chất có thể đi vào và đi ra khỏi biển một cách trực tiếp (nhƣ trao đổi khí giữa biển và khí quyển, trao đổi chất của sinh vật biển với môi trường, lắng đọng trầm tích, hoà tan đất đá ở đáy, bờ...), hoặc gián tiếp thông qua các quá trình vận chuyển khác (nhƣ bốc hơi, mƣa, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm từ lục địa ra biển, vận chuyển
của gió...). Đối với quá trình trao đổi vật chất gián tiếp, vòng tuần hoàn nước của hành tinh đóng vai trò quan trọng.
1.3.1 Vai trò vòng tuần hoàn nước hành tinh đối với tương tác hoá học của biển
Nước trong tự nhiên bao gồm nước biển (nước của các đại dương và biển), nước đóng băng (các khối băng ở hai cực và các đỉnh núi cao), nước trong khí quyển (hơi nước, mây, tuyết, sương mù...), nước trên mặt lục địa (hồ, ao, đầm, phá, sông, suối...), nước ngầm (hơi nước và nước dưới mặt đất, trong các tầng đất đá, túi nước, hồ nước ngầm...). Nước trong sinh quyển (trong các cơ thể sống) không thuộc phạm vi nghiên cứu của giáo trình này. Khối lượng nước của các đối tượng nước khác nhau đƣợc cho ở bảng 1.4.
Bảng 1.4: Phân bố nước trong tự nhiên (theo Kalinin và Bykov)
Những đối tượng nước kể trên luôn có liên quan mật thiết với nhau trong chu trình tuần hoàn khép kín (hình 1.3). Hiển nhiên, trong chu trình nước TT Đối tượng nước Thể tích (103 km3) % so với tổng số
1 Nước đại dương 1370000 97,61
2 Băng ở 2 cực các đỉnh núi 29000 2,08
3 Nước các dòng sông 1,2 0,00009
4 Nước các hồ nước ngọt 125 0,009
5 Nước các hố nước mặn 104 0,008
6 Nước trong khí quyển 14 0,00009
7 Nước ngầm trao đổi * 4000 0,29
8 Độ ẩm trong đất 67 0,005
Ghi chú: Nước ngầm trao đổi Nằm ở độ sâu 0 -5000m. Lượng nước nằm sâu hơn chiếm khối lượng lớn và là nước nguyên sinh, chưa tham gia và chu trình nước.
không chỉ có lượng nước được vận chuyển mà cả lượng vật chất chứa trong nó cũng đƣợc vận chuyển theo (dòng rắn). Mặt khác, trong quá trình vận chuyển, nước lại tương tác trực tiếp với khí quyển, thạch quyển và sinh quyển nên có thể trao đổi, bổ sung cho thành phần hoá học của mình một lƣợng nào đó các nguyên tố và hợp chất. Nói một cách khác, chu trình nước trong tự nhiên ở một mức độ nào đó có vai trò như một "chiếc cầu" của tương tác hoá học giữa biển với các đối tƣợng khác, đặc biệt là với thạch quyển và khí quyển.
Có thể phân biệt hai quy mô của chu trình nước trong vòng tuần hoàn nước của hành tinh: chu trình nhỏ và chu trình lớn. Trong chu trình nhỏ, nước bốc hơi từ biển (hoặc từ các nguồn nước trên lục địa) và mưa