海の水はなぜしょっぱい？

昔話に「塩ふき臼」という話があります。願えば何でも出してくれる不思議な臼を盗んだ男が、船の上で塩を出させたものの、止め方がわかりません。臼は塩を吹き出し続け、船ごと海の底に沈んでしまいました。だから今も、海の水はしょっぱいのだ――。よく似た話は北欧などにも伝わっていて、海の塩の不思議が、昔から人々の心をとらえてきたことがわかります。

もちろん、海の底で臼が回り続けているわけではありません。では、海の塩はどこから来たのでしょうか。

海水1リットルに、塩類が約35グラム

海水には、平均しておよそ3.5%の塩類が溶けています。1リットルの海水なら、約35グラム。大さじ2杯分ほどにもなります。溶けている成分のうち、量が多いのは塩化物イオンとナトリウムイオンで、この2つが結びついたものが、私たちがよく知る食塩（塩化ナトリウム）です。そのほかにも、マグネシウムや硫酸イオン、カルシウム、カリウムなど、さまざまな成分が含まれています。

海全体に溶けている塩の量は、想像を超えます。アメリカ地質調査所（USGS）によれば、海の塩をすべて取り出して陸地に均等に広げると、厚さ160メートルを超える層になるそうです。40階建てのビルに匹敵する高さです。

塩の運び屋は、雨と川

海の成分の大きな供給源のひとつは、陸地の岩石です。雨は空気中の二酸化炭素をわずかに溶かし込んでいるため、ごく弱い酸性を帯びています。この雨が長い年月をかけて岩石を少しずつ溶かし、ナトリウムやカルシウムなどの成分を、川を通じて海へと運んでいきます。

川の水がしょっぱくないのは、溶けている量がごくわずかだからです。ところが、海に運ばれた成分は海にたまっていきます。海の水は太陽に温められて蒸発しますが、空へ昇るのは水だけで、溶けている成分は海に残されるからです。水蒸気は再び雨となって陸に降り、また岩石を溶かす。この循環が気の遠くなるほど繰り返されるうちに、海は今の塩辛さになりました。

海面の塩分は、場所によって少しずつ違います。雨が少なく蒸発の盛んな亜熱帯の海では濃く、雨の多い海域や、アマゾン川のような大河が流れ込む河口の沖では薄くなります。

塩素は、火山からやってきた

ただし、岩石だけでは説明しきれないこともあります。海水の主役である塩化物イオン、つまり塩素は、陸の岩石にはそれほど多く含まれていないのです。

塩素の主な出どころと考えられているのが、火山です。地球の内部から噴き出す火山ガスには、塩化水素など、塩素を含む成分が含まれています。地球が誕生して間もないころ、活発な火山活動で大気に放出された塩素などが雨に溶け、海に流れ込みました。生まれたばかりの海は強い酸性を帯びていたと考えられ、まわりの岩石を盛んに溶かしてナトリウムなどを取り込みながら、中和されていったとみられています。

海は、どんどん塩辛くなる？

川が成分を運び続けているなら、海はこの先どんどん塩辛くなっていくのでしょうか。実は、海の塩分は少なくともここ数億年、大きくは変わっていないと考えられています。入ってくる量があれば、出ていく量もあるからです。

面白いのは、川の水と海の水とでは、溶けている成分の割合がずいぶん違うことです。川の水に比較的多いのはカルシウムなどですが、カルシウムはサンゴや貝などの生き物が殻や骨格をつくるのに使われ、やがて海底に積もって海水から取り除かれます。ほかの成分も、海底の堆積物に取り込まれたり、海底の岩石と反応したりして、少しずつ海から出ていきます。浅い海が干上がってできた分厚い塩の層が、地層の中に残されることもあります。こうした出入りがおおむね釣り合っているため、海の塩辛さはほぼ一定に保たれているのです。