Pergi ke kandungan

Kemasinan

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Sebahagian daripada siri
Kemasinan air
Tahap-tahap kemasinan
Air tawar (< 0.05%)
Air payau (0.05–3%)
Air masin (3–5%)
Air garam (> 5% sehingga ke maksimum 26%–28%)
Jasad-jasad air
Air laut standard Persatuan Antarabangsa untuk Sains Fizikal Lautan (IAPSO).

Kemasinan, kegaraman atau kesalinusan (juga salinitas[1] atau saliniti[2]) ialah tahap masin yang diukur dengan jumlah garam yang terlarut dalam badan air, dengan sekurang-kurangnya bermula dengan tahap air masin. Ia biasanya diukur dalam g/L atau g/kg (gram garam setiap liter/kilogram air; yang per kilogram itu tidak berdimensi dan sama dengan ‰).

Kemasinan merupakan suatu faktor penting dalam menentukan banyak aspek kimia perairan semula jadi dan proses biologi di dalamnya, dan merupakan pembolehubah keadaan termodinamik, yang bersama-sama dengan suhu dan tekanan, mengawal ciri fizikal seperti ketumpatan dan kapasiti haba air.

Garis kontur kemasinan malar dipanggil isohali.

Takrifan

[sunting | sunting sumber]

Kemasinan di sungai, tasik dan lautan secara konsepnya mudah, tetapi secara teknikalnya mencabar untuk ditakrifkan dan diukur dengan tepat. Secara konsep, kemasinan ialah kuantiti kandungan garam terlarut dalam air. Garam merupakan sebatian seperti natrium klorida, magnesium sulfat, kalium nitrat, dan natrium bikarbonat yang larut menjadi ion. Kepekatan ion klorida terlarut kadangkala dirujuk sebagai klorin. Dari segi operasi, bahan terlarut ditakrifkan sebagai bahan yang boleh melalui penapis yang sangat halus (pada masa lampau penapis dengan saiz liang 0.45 μm, tetapi kemudiannya  biasanya menggunakan saiz 0.2 μm).[3] Kemasinan boleh diungkapkan dalam bentuk pecahan jisim, iaitu jisim bahan terlarut dalam unit jisim larutan.

Air laut biasanya mempunyai kemasinan jisim sekitar 35 g/kg, walaupun nilai yang lebih rendah adalah tipikal berhampiran pantai apabila bertembung dengan muara sungai. Sungai dan tasik boleh mempunyai julat kemasinan yang luas, daripada kurang daripada 0.01 g/kg [4] kepada beberapa g/kg, walaupun kemasinan yang lebih tinggi ditemui pada banyak tempat lain. Laut Mati contohnya mempunyai kemasinan lebih daripada 200 g/kg.[5] Kerpasan biasanya mempunyai TDS 20 mg/kg atau kurang.[6]

Walau apa pun saiz liang yang digunakan dalam takrifan, nilai kemasinan yang terhasil bagi sampel air semula jadi yang diberi tidak akan berubah lebih daripada beberapa peratus (%). Ahli oseanografi fizikal yang bekerja di lautan abis, bagaimanapun, sering bimbang dengan ketepatan dan kebolehbandingan ukuran merentasi penyelidik yang berbeza, pada masa yang berbeza, hingga hampir nilai lima angka bererti.[7] Produk air laut dalam botol yang dikenali sebagai Air Laut Standard IAPSO digunakan oleh ahli oseanografi untuk menyeragamkan ukuran mereka dengan ketepatan yang cukup untuk memenuhi keperluan ini.

Komposisi

[sunting | sunting sumber]

Kesukaran pengukuran dan penakrifan timbul kerana air semula jadi mengandungi campuran kompleks pelbagai unsur yang berbeza daripada sumber yang berbeza (bukan semua daripada garam terlarut) dalam bentuk molekul yang berbeza. Sifat kimia beberapa bentuk ini bergantung pada suhu dan tekanan. Kebanyakan bentuk ini sukar untuk diukur dengan ketepatan yang tinggi, dan dalam apa jua keadaan, analisis kimia yang lengkap menjadi tidak praktikal apabila menganalisis berbilang sampel. Beberapa takrifan praktikal yang berbeza berkenaan kemasinan terhasil akibat percubaan yang berbeza untuk menjelaskan masalah ini menggunakan tahap ketepatan yang berbeza, sementara masih kekal mudah digunakan.

Atas sebab praktikal kemasinan biasanya berkaitan dengan jumlah jisim subset bagi juzuk kimia terlarut ini (yang dipanggil kemasinan larutan), dan bukannya jisim garam yang tidak diketahui yang menimbulkan komposisi ini (pengecualian adalah apabila air laut buatan dicipta). Untuk banyak tujuan, jumlah ini boleh dihadkan kepada satu set yang terdiri daripada lapan ion utama dalam perairan semula jadi,[8][9] walaupun untuk air laut pada ketepatan tertinggi tambahan tujuh ion kecil turut disertakan.[7] Ion utama mendominasi kebanyakan komposisi bukan organik (tetapi bukan semua) perairan semula jadi. Pengecualian termasuk beberapa tasik pit dan perairan dari beberapa mata air panas.

Kepekatan gas terlarut seperti oksigen dan nitrogen biasanya tidak termasuk dalam perihalan kemasinan.[3] Walau bagaimanapun, gas karbon dioksida, yang apabila terlarut separa akan bertukar menjadi ion karbonat dan ion bikarbonat, selalunya disertakan. Silikon dalam bentuk asid silisik, yang biasanya muncul sebagai molekul neutral dalam julat pH kebanyakan perairan semula jadi, juga boleh dimasukkan untuk beberapa tujuan (contoh seperti apabila hubungan kemasinan/ketumpatan sedang disiasat).

Air laut

[sunting | sunting sumber]
Video NASA penuh 3 minit Feb 27,2013 Instrumen NASA Aquarius di atas satelit SAC-D Argentina direka untuk mengukur kemasinan permukaan laut global. Gambar wayang ini menunjukkan corak kemasinan seperti yang diukur oleh Aquarius dari Disember 2011 hingga Disember 2012. Warna merah mewakili kawasan dengan kemasinan tinggi, manakala warna biru mewakili kawasan dengan kemasinan rendah.

Istilah 'kemasinan' untuk ahli oseanografi biasanya dikaitkan dengan satu set teknik pengukuran tertentu. Penerangan yang berbeza tentang kemasinan berkembang seiring perkembangan teknik-teknik dominan. Kemasinan sebahagian besarnya diukur menggunakan teknik berasaskan pentitratan sebelum era 1980-an. Pentitratan dengan perak nitrat boleh digunakan untuk menentukan kepekatan ion halida (terutamanya klorin dan bromin) untuk menghasilkan keklorinan. Keklorinan itu kemudiannya didarab dengan faktor untuk mengambil kira semua juzuk lain. 'Kemasinan Knudsen' yang terhasil dinyatakan dalam unit bahagian per seribu (ppt atau ‰).

Penggunaan ukuran kekonduksian elektrik untuk menganggar kandungan keionan air laut membawa kepada pembangunan skala yang dipanggil skala kemasinan praktikal 1978 (PSS-78). Kemasinan yang diukur menggunakan PSS-78 tidak mempunyai unit. Akhiran psu atau PSU (menandakan unit kemasinan praktikal) kadangkala ditambahkan pada nilai ukuran PSS-78.[10] Penambahan PSU sebagai unit selepas nilai adalah "secara rasminya tidak betul dan sangat tidak digalakkan".[3]

Pada tahun 2010 satu piawaian baharu untuk sifat air laut yang dipanggil persamaan termodinamik air laut 2010 (TEOS-10) telah diperkenalkan, menyokong kemasinan mutlak sebagai pengganti kemasinan praktikal, dan suhu konservatif sebagai pengganti suhu potensi.[7] Piawaian ini memasukkan sekali skala baharu yang dipanggil skala kemasinan komposisi rujukan. Kemasinan mutlak pada skala ini dinyatakan sebagai pecahan jisim, dalam gram per kilogram larutan. Kemasinan pada skala ini ditentukan dengan menggabungkan ukuran kekonduksian elektrik dengan maklumat lain yang boleh menjelaskan perubahan serantau dalam komposisi air laut. Maklumat tersebut juga boleh ditentukan dengan membuat pengukuran ketumpatan langsung.

Sampel air laut dari kebanyakan lokasi dengan keklorinan 19.37 ppt akan mempunyai kemasinan Knudsen sebanyak 35.00 ppt, kemasinan praktikal PSS-78 kira-kira 35.0, dan kemasinan mutlak TEOS-10 kira-kira 35.2 g/kg. Kekonduksian elektrik air ini pada suhu 15 °C ialah 42.9 mS/cm.[7][11]

Pada skala global, kemungkinan besar perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia telah menyumbang kepada perubahan kemasinan permukaan dan bawah permukaan yang diperhatikan sejak 1950-an, dan unjuran perubahan kemasinan permukaan sepanjang abad ke-21 menunjukkan bahawa kawasan lautan yang lebih tawar akan terus menjadi lebih tawar dan kawasan masin akan terus menjadi lebih masin.[12]

Kemasinan berfungsi sebagai pengesan jisim yang berbeza. Air permukaan ditarik masuk untuk menggantikan air yang tenggelam, yang akhirnya menjadi sejuk dan cukup masin untuk tenggelam. Pengagihan kemasinan menyumbang kepada pembentukan peredaran lautan.

Tasik dan sungai

[sunting | sunting sumber]

Ahli limnologi dan ahli kimia sering mentakrifkan kemasinan dari segi jisim garam per unit isi padu, dinyatakan dalam unit mg/L atau g/L.[8] Secara tersirat yang tidak dinyatakan, nilai ini digunakan dengan tepat hanya pada beberapa suhu rujukan kerana isi padu larutan berubah mengikut suhu. Nilai yang dipersembahkan dengan cara ini biasanya tepat pada peringkat 1%. Ahli limnologi juga menggunakan kekonduksian elektrik, atau "kekonduksian rujukan", sebagai proksi untuk kemasinan. Pengukuran ini boleh diperbetulkan untuk kesan suhu, dan biasanya dinyatakan dalam unit μS/cm.

Air sungai atau tasik dengan kemasinan sekitar 70 mg/L biasanya akan mempunyai kekonduksian tertentu pada 25 °C antara 80 dan 130 μS/cm. Nisbah sebenar bergantung kepada ion yang ada.[13] Kekonduksian sebenar biasanya berubah kira-kira 2% setiap darjah Celsius, jadi kekonduksian yang diukur pada 5 °C mungkin hanya dalam julat 50–80 μS/cm.

Pengukuran ketumpatan langsung juga digunakan untuk menganggar kemasinan, terutamanya di tasik yang sangat masin.[5] Kadangkala ketumpatan pada suhu tertentu digunakan sebagai proksi untuk kemasinan. Pada masa lain hubungan kemasinan/ketumpatan empirikal yang dibangunkan untuk badan air tertentu digunakan untuk menganggar kemasinan sampel daripada ketumpatan yang diukur.

Kemasinan air
Air tawar Air payau Air masin Air garam
< 0.05% 0.05 – 3% 3 – 5% > 5%
< 0.5 ‰ 0.5 – 30 ‰ 30 – 50 ‰ > 50 ‰

Pengelasan badan air berdasarkan kemasinan

[sunting | sunting sumber]
Siri talasik
> 300 ‰
hiperhalin
60–80 ‰
metahalin
40 ‰
miksoeuhalin
30 ‰
polihalin
18 ‰
mesohalin
5 ‰
oligohalin
0.5 ‰

Perairan marin ialah lautan biasa dengan istilah lain untuknya ialah laut euhalin. Kemasinan laut euhalin ialah 30 hingga 35 ‰. Laut atau perairan payau mempunyai kemasinan dalam julat 0.5 hingga 29‰ dan laut metalin dari 36 hingga 40‰. Perairan ini semuanya dianggap sebagai talasik kerana kemasinannya berasal dari lautan dan ditakrifkan sebagai homoiohalin jika kemasinan tidak banyak berubah mengikut masa (pada asasnya tetap). Jadual di sebelah kanan, diubah suai daripada Por (1972),[14][15] mengikut "sistem Venice" (1959).

Berbeza dengan persekitaran homoiohalin ialah persekitaran poikilohalin tertentu (yang mungkin juga bersifat talasik) apabila variasi kemasinan adalah ketara secara biologi.[16] Kemasinan air Poikilohalin mungkin berjulat antara 0.5 hingga lebih daripada 300 ‰. Antara ciri penting adalah bahawa perairan ini cenderung berbeza-beza dalam kemasinan pada beberapa julat yang bermakna secara biologi secara bermusim atau pada beberapa skala masa lain yang hampir setanding. Ringkasnya, perairan ini adalah badan air dengan kemasinan yang agak berubah-ubah.

Air yang sangat masin sehingga garam akan menghablur (atau akan menjadi hablur) dirujuk sebagai air garam .

Pertimbangan alam sekitar

[sunting | sunting sumber]

Kemasinan merupakan suatu faktor ekologi yang sangat penting, mempengaruhi jenis organisma yang hidup di dalam badan air. Selain itu, kemasinan mempengaruhi jenis tumbuhan yang akan tumbuh sama ada di dalam badan air, atau di daratan yang diberi makan melalui air (atau melalui air bawah tanah).[17] Tumbuhan yang disesuaikan dengan keadaan masin dipanggil sebagai halofit. Halofit yang tahan terhadap kemasinan natrium karbonat sisa dipanggil tumbuhan wort gelas ("glasswort"), tumbuhan wort garam ("saltwort"), atau tumbuhan barilla. Organisma (kebanyakannya bakteria) yang boleh hidup dalam keadaan sangat masin dikelaskan sebagai ekstremofil, atau halofil secara khusus. Organisma yang boleh menahan pelbagai julat kemasinan dikenali sebagai eurihalin.

Garam adalah payah untuk dikeluarkan daripada air, dan kandungan garam merupakan faktor penting dalam penggunaan air, mengambil kira kebolehminuman dan kesesuaian untuk pengairan. Peningkatan kemasinan telah diperhatikan dalam tasik dan sungai di Amerika Syarikat, disebabkan oleh garam jalan raya biasa dan penyahais garam lain dalam aliran larian.[18]

Tahap kemasinan di lautan adalah pemacu peredaran lautan dunia, dengan perubahan ketumpatan disebabkan oleh kedua-dua perubahan kemasinan dan perubahan suhu di permukaan lautan menghasilkan perubahan dalam daya apungan, yang menyebabkan penenggelaman dan peningkatan jisim air. Perubahan dalam kemasinan lautan dianggap telah menyumbang kepada perubahan karbon dioksida global kerana lebih banyak air masin yang kurang larut kepada karbon dioksida. Di samping itu, semasa tempoh glasier, keadaan hidrografi adalah sedemikian rupa sehingga kemungkinan punca peredaran berkurangan daripada pengeluaran lautan berstrata. Dalam kes sedemikian, adalah lebih sukar untuk menundukkan air melalui peredaran thermohaline.

Kemasinan bukan sahaja pemacu peredaran lautan, tetapi perubahan dalam peredaran lautan juga mempengaruhi kemasinan, terutamanya di lautan Atlantik Utara subkutub yang melibatkan peningkatan sumbangan air cair Greenland dari 1990 hingga 2010 telah diatasi dengan peningkatan pengangkutan perairan Atlantik yang masin ke utara.[19][20][21] Walau bagaimanapun, perairan lautan Atlantik Utara telah menjadi lebih tawar sejak pertengahan 2010-an disebabkan peningkatan fluks air cair Greenland.[12][22]

Rujukan

[sunting | sunting sumber]
  1. ^ digunakan terutamanya di Indonesia
  2. ^ digunakan terutamanya di Malaysia
  3. ^ a b c Pawlowicz, R. (2013). "Key Physical Variables in the Ocean: Temperature, Salinity, and Density". Nature Education Knowledge. 4 (4): 13.
  4. ^ Eilers, J. M.; Sullivan, T. J.; Hurley, K. C. (1990). "The most dilute lake in the world?". Hydrobiologia. 199 (1): 1–6. Bibcode:1990HyBio.199....1E. doi:10.1007/BF00007827.
  5. ^ a b Anati, D. A. (1999). "The salinity of hypersaline brines: concepts and misconceptions". Int. J. Salt Lake. Res. 8 (1): 55–70. Bibcode:1999IJSLR...8...55A. doi:10.1007/bf02442137.
  6. ^ "Learn about salinity and water quality". Dicapai pada 21 July 2018.
  7. ^ a b c d IOC, SCOR, and IAPSO (2010). The international thermodynamic equation of seawater – 2010: Calculation and use of thermodynamic properties. Intergovernmental Oceanographic Commission, UNESCO (English). m/s. 196pp.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  8. ^ a b Wetzel, R. G. (2001). Limnology: Lake and River Ecosystems, 3rd ed. Academic Press. ISBN 978-0-12-744760-5.
  9. ^ Pawlowicz, R.; Feistel, R. (2012). "Limnological applications of the Thermodynamic Equation of Seawater 2010 (TEOS-10)". Limnology and Oceanography: Methods. 10 (11): 853–867. Bibcode:2012LimOM..10..853P. doi:10.4319/lom.2012.10.853.
  10. ^ Millero, F. J. (1993). "What is PSU?". Oceanography. 6 (3): 67.
  11. ^ Culkin, F.; Smith, N. D. (1980). "Determination of the Concentration of Potassium Chloride Solution Having the Same Electrical Conductivity, at 15C and Infinite Frequency, as Standard Seawater of Salinity 35.0000‰ (Chlorinity 19.37394‰)". IEEE J. Oceanic Eng. OE-5 (1): 22–23. Bibcode:1980IJOE....5...22C. doi:10.1109/JOE.1980.1145443.
  12. ^ a b Fox-Kemper, B.; Hewitt, H.T.; Xiao, C.; Aðalgeirsdóttir, G.; Drijfhout, S.S.; Edwards, T.L.; Golledge, N.R.; Hemer, M.; Kopp, R.E.; Krinner, G.; Mix, A. (2021). Masson-Delmotte, V.; Zhai, P.; Pirani, A.; Connors, S.L.; Péan, C.; Berger, S.; Caud, N.; Chen, Y.; Goldfarb, L. (penyunting). "Ocean, Cryosphere and Sea Level Change" (PDF). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, UK and New York, New York, US: Cambridge University Press. 2021: 1211–1362. doi:10.1017/9781009157896.011. ISBN 9781009157896.
  13. ^ van Niekerk, Harold; Silberbauer, Michael; Maluleke, Mmaphefo (2014). "Geographical differences in the relationship between total dissolved solids and electrical conductivity in South African rivers". Water SA. 40 (1): 133. doi:10.4314/wsa.v40i1.16.
  14. ^ Por, F. D. (1972). "Hydrobiological notes on the high-salinity waters of the Sinai Peninsula". Marine Biology. 14 (2): 111–119. Bibcode:1972MarBi..14..111P. doi:10.1007/BF00373210.
  15. ^ "Salinity | Freshwater Inflows". www.freshwaterinflow.org. Dicapai pada 2020-10-25.
  16. ^ Dahl, E. (1956). "Ecological salinity boundaries in poikilohaline waters". Oikos. 7 (1): 1–21. Bibcode:1956Oikos...7....1D. doi:10.2307/3564981. JSTOR 3564981.
  17. ^ Kalcic, Maria, Turowski, Mark; Hall, Callie (2010-12-22). "Stennis Space Center Salinity Drifter Project. A Collaborative Project with Hancock High School, Kiln, MS". Stennis Space Center Salinity Drifter Project. NTRS. Dicapai pada 2011-06-16.
  18. ^ "Hopes To Hold The Salt, And Instead Break Out Beet Juice And Beer To Keep Roads Clear". www.wbur.org. 29 January 2018.
  19. ^ Dukhovskoy, D.S.; Myers, P.G.; Platov, G.; Timmermans, M.L.; Curry, B.; Proshutinsky, A.; Bamber, J.L.; Chassignet, E.; Hu, X. (2016). "Greenland freshwater pathways in the sub-Arctic Seas from model experiments with passive tracers". Journal of Geophysical Research: Oceans. 121 (1): 877–907. Bibcode:2016JGRC..121..877D. doi:10.1002/2015JC011290. |hdl-access= requires |hdl= (bantuan)
  20. ^ Dukhovskoy, D.S.; Yashayaev, I.; Proshutinsky, A.; Bamber, J.L.; Bashmachnikov, I.L.; Chassignet, E.P.; Lee, M.; Tedstone, A.J. (2019). "Role of Greenland freshwater anomaly in the recent freshening of the subpolar North Atlantic". Journal of Geophysical Research: Oceans. 124 (5): 3333–3360. Bibcode:2019JGRC..124.3333D. doi:10.1029/2018JC014686. PMC 6618073. PMID 31341755.
  21. ^ Stendardo, I.; Rhein, M.; Steinfeldt, R. (2020). "The North Atlantic Current and its volume and freshwater transports in the subpolar North Atlantic, time period 1993–2016". Journal of Geophysical Research: Oceans. 125 (9). Bibcode:2020JGRC..12516065S. doi:10.1029/2020JC016065.
  22. ^ Holliday, N. Penny; Bersch, Manfred; Berx, Barbara; Chafik, Léon; Cunningham, Stuart; Florindo-López, Cristian; Hátún, Hjálmar; Johns, William; Josey, Simon A. (2020-01-29). "Ocean circulation causes the largest freshening event for 120 years in eastern subpolar North Atlantic". Nature Communications (dalam bahasa Inggeris). 11 (1): 585. Bibcode:2020NatCo..11..585H. doi:10.1038/s41467-020-14474-y. ISSN 2041-1723. PMC 6989661. PMID 31996687.

Bacaan lanjut

[sunting | sunting sumber]

Pautan luar

[sunting | sunting sumber]
Diambil daripada "https://ms.wikipedia.org/w/index.php?title=Kemasinan&oldid=6451577"