盐度主要受到蒸发和雨水的稀释作用所影响,这其中海水的迁出或加入不会改变海洋中盐的总量,因此海水中的主要离子组分之间的比值不受影响,被认为具有保守的行为。相比非保守性元素,保守性元素通常具有很低的“活性”,即在海洋的循环过程中不参与生物化学和短暂的地质化学循环过程,因此在海洋中具有非常长的停留时间(见表)。海水中的主要成分之间保持着恒定的比例,如:氯离子、钠离子、镁离子、钾离子、钙离子、硫酸根离子等的浓度可以通过跟盐度的恒定比值计算得出;此外一些痕量金属离子和物质,如:锂离子、铷离子、铯离子、钼酸根离子、钨酸根离子等,也在海洋中呈现保守性的分布特征。海洋中物质的循环过程,如风化、生物活动、海底热液等,对保守元素的稳态状态影响基本可以忽略,但是,通过高精度的分析方法可以研究古海洋中一些偏离保守行为的过程。“保守”是在特定的时空尺度下定义的,即是在大洋热液环流这个时间尺度下的保守性元素。
元素 | 海水中的形态 | 平均浓度 | 停留时间(年) |
钠 | Na+ | 0.468 M | 68000000 |
镁 | Mg2+ | 53.2 mM | 13000000 |
钾 | K+ | 10.2 mM | 12000000 |
氯 | Cl- | 0.546 M | 100000000 |
锂 | Li+ | 25 μM | 12000000 |
铷 | Rb+ | 1.4 μM | 6100000 |
钼 | MoO42- | 0.11 μM | 2150000 |