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Composition de l'eau de mer : les 6 ions majeurs + éléments traces

L'eau de mer est un cocktail chimique remarquablement constant. Salinité moyenne 35 g/kg (35 ppm). Plus de 99% de la masse dissoute ne sont que six ions :

IonConc. (g/kg)mmol/kg% Solides totaux
Chlorure (Cl⁻)19,3554655,0%
Sodium (Na⁺)10,7646830,6%
Sulfate (SO₄²⁻)2,71287,7%
Magnésium (Mg²⁺)1,29533,7%
Calcium (Ca²⁺)0,41101,2%
Potassium (K⁺)0,39101,1%
Somme34,9199,3%

Ratios constants globalement (Principe Forchhammer / Loi Marcet). Seule la salinité totale varie.

Traces mais critiques

  • Nutriments : Nitrate, phosphate, silicate — limitent production primaire
  • Système carbone : Bicarbonate (HCO₃⁻), carbonate (CO₃²⁻), CO₂ — tampon pH, régulateur climat
  • Micronutriments : Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Cd — cofacteurs enzymatiques (nM–pM)
  • Gaz : N₂, O₂, Ar, CO₂, CH₄, N₂O — solubilité dépendante T/S
  • Isotopes : δ¹⁸O, δD, ¹⁴C, ³He — traceurs masses d'eau

Ce qui pilote la composition

ProcessusEffet sur salinité
Évaporation↑ Salinité (tropiques, mers marginales)
Précipitations / Apports↓ Salinité (hautes latitudes, embouchures)
Formation glace mer↑ Salinité (rejet saumure)
Fonte glace↓ Salinité (lentille eau douce)
Sources hydrothermalesAjoute Mg, Fe, Mn, H₂S ; retire Mg, SO₄

Pourquoi ça importe

  • Physiologie marine : osmorégulation calée sur 35 ppm
  • Vitesse son : c = 1449 + 4,6T – 0,055T² + 1,34(S–35) + 0,016z
  • Circulation densité : courbes θ-S définissent masses d'eau
  • Archive climat : foraminifères Mg/Ca, δ¹⁸O enregistrent T/S passés

La chimie de l'eau de mer est la solution majeure la plus stable de la Terre — et la plus conséquente.