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目录1

第一编　海水的物理化学1

堀部纯男 坪田博行　松尾祯士 北野康1

第1章　水是什么1

1.1　水分子3

1.1.1　组成3

1.1.2　水分子的构造4

1.1.3　水分子的振动6

1.1.4　水分子的能量10

1.2　冰11

1.2.1　冰的结构11

1.2.2　冰的多晶形13

1.3　水13

1.3.1　水的构造及径向分布函数14

1.3.2　水的模式17

1.3.3　热力学性质22

1.3.4　P-V-T关系（状态方程式）24

2.1.1　冰点26

第2章　从溶液角度看海水26

2.1　海水的依数性质26

2.1.2　蒸汽压28

2.1.3　渗透压28

2.2　海水的密度29

2.3　与输送现象有关联的性质32

2.3.1　介电常数及其松弛时间32

2.3.2　扩散36

2.3.3　粘度39

2.3.4 电导44

2.4 电解质水溶液中的离子45

2.5　水溶液内的平衡49

2.6　活度系数与表观平衡常数54

2.7　海水中物质的溶存状态58

2.7.1　海水的离子强度及活度系数59

2.7.2　气体和中性分子的溶解61

2.7.3　CO2的溶解平衡与海水的pH64

2.7.4　海水与沉积物之间的平衡及海水的pH69

2.7.5　主要成分的溶存状态70

2.7.6　微量成分的溶存状态73

2.7.7　氧化还原平衡76

2.7.8　沉淀的生成与溶解77

2.7.9　与平衡的偏离78

2.7.10　平均停留时间80

第3章 地球上水的起源82

3.1 引言82

3.2　太阳系物质中含水量的比较83

3.3　地球内部水以外的挥发性成分的存在量89

3.4 从同位素地球化学角度看地球内部的水92

3.5　地球的形成与水97

3.5.1　关于原始大气的存在问题97

3.5.2　关于地球的物质集积过程问题99

3.6　向地表供水（脱气作用）107

3.7　地球内部水的存在状态110

第4章　海水的起源与进化114

4.1 设想的原始海水化学组分——挥发性物质114

4.2　原始海水的量117

4.3　原始海水的化学组成119

4.4　现在海水的化学组成是由什么样的机理决定的123

4.5 从贝壳的Sr/Ca（含量比）和寒武纪沉积物来看古代海水的化学组成127

4.6　从河水输送入海的物质量来看海水的化学组成132

及海底扩张学说132

4.7　小结138

胜子 金森悟 冈部史郎 杉村行勇140

1.1　海水的特性量140

第1章　海水的循环140

土屋瑞树 三宅泰雄 杉浦吉雄 猿桥140

第二编　物质的循环140

1.2　温度-盐度特性，水体和水型144

1.3　海水不同特性量的分布频率146

1.4　世界海洋的主要水型及海水的循环150

1.4.1　地转流151

1.4.2　观测资料的表示和揭示155

1.4.3　世界海洋的主要水型158

1.4.4　结语177

2.1.1　物理因素179

第2章　海洋中物质的输送和循环179

2.1 前言179

2.1.2　化学因素180

2.1.3　生物学因素181

2.1.4　海洋中元素的平均停留时间183

2.2　海洋中营养盐的地球化学收支平衡184

2.2.1　印度洋、太平洋和大西洋中营养盐含量184

的巨大差异184

2.2.2　海洋中磷和硅的循环186

2.2.3　海洋中无机营养元素的生物地球化学收支平衡191

2.2.4　关于生物活动指数192

2.3　溶解氧的水平及铅直分布，氧极小层问题193

2.3.1　海洋中氧的极小层193

2.3.2　海水中的溶解氧与总二氧化碳194

2.3.3　浮游生物量和溶解氧的关系195

2.3.4　氧在深层为什么未饱和196

2.3.5　来自空气中氧的侵入速度199

2.3.6　氧极小层的出现200

2.3.7　海水的力学运动与溶解氧的分析201

2.4　海洋中天然放射性元素的生物地球化学收支平衡204

2.4.1　放射性元素的生物地球化学收支平衡204

2.4.2　钍和鑀的关系205

2.4.3　鑀和镭的关系210

2.4.4　天然放射性元素生物地球化学收支平衡的计算211

2.4.5　生物对海水中天然放射性元素的影响212

2.5 海水的年龄和平均停留时间（海水中14C的问题）213

2.5.1　何谓海水的年龄213

2.5.2　海洋中的放射性碳含量216

2.5.3　海洋深层海水的年龄218

2.6　海洋中人工放射性物质的动态221

2.6.1　放射性物质在水平方向上的迁移221

2.6.2　放射性物质的稀释224

2.6.3　放射性物质在铅直方向上的迁移226

第3章　海洋中物质的分布及其控制因素235

3.1　气体235

3.1.1　氧235

3.2.1　碳酸物质247

3.1.2　氧以外的气体247

3.2　二氧化碳和碳酸物质247

3.2.2　纯水中碳酸物质的平衡248

3.2.3　海水中碳酸物质的平衡249

3.2.4　天然水中的二氧化碳与溶解氧的关系265

3.2.5　淡水中碳酸物质与溶解氧的关系267

3.2.6　海洋中碳酸物质与溶解氧的关系269

3.3　营养盐275

3.3.1　何谓营养盐275

3.3.2　磷酸盐277

3.3.3　氮化合物298

3.3.4　硅酸盐303

3.4　非金属306

3.4.1　分布及其控制因素306

3.4.2　硼311

3.4.3　砷319

3.4.4　硫328

3.4.5　氟334

3.4.6　溴337

3.4.7　碘338

参考文献338

3.5.1　主要元素和微量元素341

3.5　金属341

3.5.2　氯度和盐度342

3.5.3 碱金属（Li,Na,K和Rb）344

3.5.4　碱土金属（Mg,Ca和Sr）345

3.5.5　铝和铁349

3.5.6　铜和锌351

3.5.7　钒和钼353

3.5.8　锰358

3.5.9　镍和钴361

3.6　天然放射性元素362

3.6.1　引言362

3.6.2　海洋天然放射性元素的分类和存在量363

3.6.3　原始核素365

3.6.4　由宇宙射线生成的核素377