چرا آب اقیانوس شور است؟
“آب فراوان است، اما هیچ قطره‌ای برای نوشیدن وجود ندارد.” این خط معروف که توسط ملوانی گمشده در شعر “ترانه دریانورد پیر” ساموئل تیلور کولریج گفته شده است، یکی از مشکلات اساسی زندگی در دریا را خلاصه می‌کند: انسان‌ها برای زنده ماندن به آب نیاز دارند، اما آب دریا برای نوشیدن بیش از حد شور است. در واقع، بیشتر زمین پوشیده از آب غیرقابل نوشیدن است؛ اقیانوس‌ها ۷۰ درصد سطح زمین را پوشش می‌دهند و حدود ۹۷ درصد از کل آب را تشکیل می‌دهند. میانگین نمک موجود در آب دریا ۳۵ قسمت در هزار است که اگرچه ممکن است زیاد به نظر نرسد، اما به ۱۲ میلیون تن نمک در هر مایل مکعب آب دریا تبدیل می‌شود. و حدود ۳۳۲،۵۱۹،۰۰۰ مایل مکعب (۱،۳۸۶،۰۰۰،۰۰۰ کیلومتر مکعب) آب در اقیانوس وجود دارد. همه این نمک از کجا آمده است؟
بیشتر آن از خشکی می‌آید. هنگامی که باران تشکیل می‌شود و از طریق هوا می‌بارد، دی‌اکسید کربن را از جو جذب می‌کند و باعث می‌شود کمی اسیدی شود. سپس روی زمین جریان می‌یابد، سنگ‌ها را فرسایش می‌دهد و مقادیر کمی نمک و سایر مواد معدنی محلول را جمع‌آوری می‌کند. در این مرحله، آب هنوز هم اساساً شیرین است؛ مقداری نمک در آن وجود دارد اما معمولاً به اندازه کافی برای غیرقابل نوشیدن شدن آن نیست. با این حال، در نهایت، بیشتر آب باران راه خود را به اقیانوس پیدا می‌کند. هنگامی که به آنجا رسید، برخی از مواد معدنی محلول مانند کلسیم توسط فرآیندهای بیولوژیکی از آب حذف می‌شوند، اما نمک تمایل به باقی ماندن دارد. نمک اضافی توسط فعالیت‌های هیدروترمال و آتشفشانی زیر آب تأمین می‌شود.
ایده اینکه نمک به تدریج توسط رودخانه‌ها در دریا رسوب کرده است، برای اولین بار توسط ستاره‌شناس بریتانیایی ادوارد هالی در سال ۱۷۱۵ پیشنهاد شد. هالی مشاهده خود را یک قدم جلوتر برداشت و پیشنهاد کرد که شوری آب دریا می‌تواند به عنوان نوعی ساعت استفاده شود که برای تعیین سن اقیانوس (و بنابراین، همانطور که او فرض کرد، زمین) استفاده شود. او استدلال کرد که تقسیم حجم کل آب اقیانوس بر نرخ رسوب نمک در اقیانوس نشان می‌دهد که چقدر طول کشیده است تا اقیانوس به سطح شوری فعلی خود برسد. تکنیک‌های اندازه‌گیری در زمان هالی برای انجام محاسبات به اندازه کافی دقیق نبودند، اما فیزیکدان ایرلندی جان جولی در سال ۱۸۹۹ آن را امتحان کرد و به تخمین ۹۰ میلیون سال رسید. (تکنیک‌های پیشرفته‌تر بعداً نشان داد که این یک دست کم گرفتن عمده است؛ سن واقعی بیشتر شبیه چهار میلیارد است.) متأسفانه، طرح هالی از ابتدا ناقص بود؛ از جمله مشکلات دیگر، او نتوانسته بود این واقعیت را در نظر بگیرد که برخی از نمک دریا به شکل رسوبات معدنی در کف دریا ذخیره می‌شود.