Zeewater

Zeewater is het zoute water dat in zeeën en oceanen voorkomt. Het onderscheidt zich van zuiver water door het grote aantal erin opgeloste stoffen, zoals anorganische vaste stoffen, organische stoffen en gassen. Daarnaast bevat zeewater ook zwevend materiaal als slibdeeltjes en plankton.

Planktonbloei van fytoplankton in de Atlantische Oceaan voor de kust van Argentinië. Fytoplankton is de belangrijkste producent van zuurstof op aarde.

Zoutgehalte

Het jaarlijks gemiddelde van de saliniteit van zeewater aan de oppervlakte.

Zoutpannen in de Baai van San Francisco.

Zeewater bevat diverse zouten in opgeloste toestand en is daarmee ongeschikt als drinkwater. Het zoutgehalte of saliniteit wordt in promilles (‰) uitgedrukt. In 1 liter zeewater komen gemiddeld de volgende hoeveelheden zouten voor:

• 24 gram natriumchloride (NaCl)
• 5 gram magnesiumchloride (MgCl₂)
• 4 gram natriumsulfaat (Na₂SO₄)
• 0,8 gram magnesiumbromide (MgBr₂)
• 0,7 gram calciumchloride (CaCl₂)

De hoeveelheid zouten bedraagt dus gemiddeld 34,5 gram per liter zeewater, oftewel 34,5‰ (m/m). Een emmer met een inhoud van 10 liter zeewater bevat daarmee ongeveer twee volle koffiekoppen zeezout. Het zoutgehalte is echter niet overal gelijk. De hoogste zoutgehalten komen voor in de subtropische gordels, namelijk 36,3‰. Langs de evenaar is het minder, ondanks de grote verdamping: 34,3‰. Dit wordt veroorzaakt door de grote regenval. De Middellandse Zee heeft een hoger zoutgehalte, toenemend van west naar oost, met in het oostelijk deel circa 39‰. De Rode Zee heeft met 41 tot 42‰ het hoogste zoutgehalte voor open zeeën.

In enkele gesloten zeeën wijkt het zoutgehalte sterk af van dat van de open zeeën. Zo is de saliniteit van de Dode Zee met 337‰ zo'n 10 keer zo hoog als die van oceaanwater, terwijl de Kaspische Zee met een gemiddeld zoutgehalte van 12‰ veel minder zout is dan 'gewone' zeeën. Op hoge breedtegraden is het zoutgehalte belangrijk lager, vooral in de omgeving van de polen. Dit komt door de geringe verdamping en het vele smeltwater. Bij de Noordpool ook door het vele zoete water dat wordt aangevoerd door de grote Siberische rivieren. Ook de Oostzee is minder zout, minder dan 25‰, doordat er veel rivieren in uitstromen en er weinig verdamping is. Het noorden van de Botnische Golf kan zelfs zoet worden genoemd.

In de Noordzee schommelt het zoutgehalte tussen 34‰ en 35‰. Vlak onder de kusten - waar grote rivieren zoet water in de zee brengen - is het zoutgehalte lager. Voor de Belgische kust bedraagt de saliniteit van west naar oost van ongeveer 34‰ tot 31‰. Aan de Nederlandse kust en in de Duitse Bocht is het lager dan 30‰.

Elektrische geleiding

Zeewater is door het zout een goede elektrische geleider. Hoe hoger de temperatuur of het zoutgehalte, hoe lager de weerstand. Bij een zoutgehalte van 35‰ en een temperatuur van 15 °C is de soortelijke geleidbaarheid circa 42 mS/cm.

Zouttolerantie

Sommige organismen zijn zeer tolerant wat saliniteit betreft. Dergelijke dieren of planten noemt men euryhalien of bij planten ook halophyten. Een voorbeeld van een euryhaliene vis is de bot (vis) (Platichthys flesus), die zowel in volle zee als in (tamelijk zoete) estuaria wordt aangetroffen.

Als organismen strikt aan een bepaald zoutgehalte zijn gebonden, noemt men hen stenohalien. Veel stekelhuidigen zijn stenohalien en komen zelden of nooit voor in brak of zoet water.

Menselijke zouttolerantie

Normaal gesproken is een slok zeewater niet schadelijk, en alleen maar erg zout. Maar voor iemand die lange tijd zonder drinkwater op zee zit, is het drinken van zeewater zeer schadelijk. Bij schipbreukelingen en anderen die lange tijd op zee zitten zonder drinkwater, kan het verleidelijk zijn om zeewater te drinken. Wanneer iemand echter al enige tijd geen zoet water gedronken heeft, raakt het menselijk lichaam uitgedroogd. Wanneer dan zeewater gedronken wordt, is het lichaam niet meer in staat om het zout uit het lichaam te spoelen. Daardoor kan zoutvergiftiging ontstaan, wat o.a. waanvoorstellingen kan veroorzaken. Door zeewater te drinken verkleinen schipbreukelingen hun overlevingskansen dan ook snel.

Ontzilting

Bioscoopjournaal uit 1973. Een fabriek op Sint Maarten maakt van zeewater drinkwater omdat het watergebruik is gestegen door het toegenomen toerisme. Na het ontzilten wordt het drinkwater in grote tanks opgeslagen. De fabriek is gebouwd door een Duitse onderneming.

Het is mogelijk om zeewater door middel van omgekeerde osmose om te zetten in drinkbaar water. Het water wordt dan onder hoge druk door een halfdoorlatend vlies geperst. De osmotische waarde van zeewater bedraagt ongeveer 30 bar en is dus vrij hoog. Een nadeel van de methode is - naast het hoge energieverbruik - dat de ontzilting nooit helemaal perfect is. Wanneer er ontzilt water gebruikt wordt voor bevloeiing, kan dat tot langzame opeenhoping van zout op de velden leiden.

Een andere methode is vacuümdestillatie, waarbij de druk boven de te destilleren oplossing wordt verlaagd tot onder de atmosferische druk. Hierdoor is het mogelijk om vloeistoffen bij een lagere temperatuur te destilleren. Dit wordt veel gebruikt voor de drinkwaterbereiding aan boord van schepen of op plaatsen met een groot gebrek aan zoet water.

Opgeloste gassen

Gemiddelde opgeloste zuurstof

Water kan opgeloste gassen bevatten. Gassen die in de atmosfeer voorkomen, komen ook voor in zeewater, maar wel in andere volumeverhoudingen. Het vermogen van water om gas op te nemen is temperatuurafhankelijk. Koud water kan meer gassen opnemen dan warmer water.

Stikstof, koolstofdioxide en zuurstof zijn belangrijke gassen voor de biologische processen. Stikstof komt tweemaal zoveel voor in water als zuurstof. Hiermee worden eiwitten aangemaakt. Uit koolstofdioxide en water maken groene planten en het plantaardig plankton met behulp van zonlicht koolhydraten. Dit suiker en zetmeel maken ze met hun bladgroen. Hierbij komt zuurstof vrij, waar de dierenwereld van leeft. De meeste waterbewoners zijn daarom uitgerust met kieuwen. Hierdoor zijn ze in staat de in het water voorkomende zuurstof op te nemen.

Zuurstof lost vrij goed op in water. Per liter zeewater komt er 5 tot 8 cm³ opgeloste zuurstof voor. Dit hangt af van het zoutgehalte en de temperatuur: minder bij hoge en meer bij lage temperatuur. Door het intensieve contact met de lucht zijn de bovenste waterlagen van de zee met zuurstof verzadigd. De voornaamste bron van zuurstof is echter het plantaardig plankton, het fytoplankton.

Sedimentpluimen in de Golf van Mexico

Andere stoffen en plankton

Vooral bij riviermondingen bevat het water nog silt en klei. Naarmate de stroomsnelheid afneemt, zullen deze bezinken en afgezet worden. Meestal nog in de rivier zal het grove materiaal als grind en zand sedimenteren, rond de monding gevolgd door de fijnere deeltjes die in suspensie worden vervoerd, als silt en klei. Zelfs nog met deze deeltjes zal het zoete rivierwater lichter zijn dan het zoute zeewater, zodat vooral bij rivierdominante delta's menging en daarmee bezinking pas laat optreedt, zodat het sediment relatief ver afgezet wordt.

Daarnaast bevat het zeewater organische stoffen. Die bestaan onder meer uit resten van afgestorven planten en dieren. Wat niet wordt opgegeten, zakt langzaam naar de bodem (detritus). Plankton zijn organismen die voornamelijk zwevend en drijvend in het water leven, en zodoende voor hun verplaatsing voornamelijk afhankelijk zijn van de heersende stromingen. Waar fytoplankton in het geheel niet in staat is zich voort te bewegen, komen er onder het zoöplankton, het dierlijk plankton, wel soorten voor die enigszins kunnen zwemmen, maar niet voldoende om tegen de heersende waterbewegingen in te gaan. Het fytoplankton komt door de behoefte aan zonlicht vooral in de bovenste 100 meter voor.

Bioluminescentie van brekende golven door dinoflagellaten

Bioluminescentie

Bioluminescentie veroorzaakt lichtgevende effecten van zeewater. Het komt vooral voor in warmere gebieden met maxima in augustus in de Arabische Zee en het voorjaar en de zomer in de Noord-Atlantische Oceaan. Het manifesteert zich op verschillende manieren. Zo wordt in de Arabische Zee wel een melkachtige zee waargenomen, maar ook roterende spaken en banden van licht komen voor.