Что такое гидросфера Земли? Сообщение на тему: «Гидросфера.
Понятие о гидросфере и происхождении воды.
Свойства воды
Круговорот воды на планете
Мировой океан.
Свойства океанической воды
Движение вод океана
Жизнь в океане
Воды суши. Поверхностные воды.
Подземные воды. Мерзлота.
Гидросфера – это водная оболочка Земли, включающая в себя воды Мирового океана, воды суши – подземные и поверхностные (реки, озера, болота, ледники), водяной пар в атмосфере и химически связанную воду (это вода, содержащаяся в горных породах и живых организмах). Вода – самое распространенное вещество на планете, она занимает 71% поверхности Земли. Вода находится повсюду и проникает во все оболочки Земли, поэтому гидросферу на планете можно считать непрерывной.
Мощность (толщина) гидросферы около 70-80 км, т.е. верхняя ее граница проходит в мезосфере (там, где есть серебристые облака), а нижняя соответствует уровню залегания осадочных пород.
Гидросферу изучают многие науки: океанология (наука о Мировом океане), гидрография (изучает воды суши), гидрология (наука о реках), лимнология (изучает озера), гляциология (наука о ледниках), геокриология (наука о мерзлоте), болотоведение и другие.
Происхождение воды
1. Ювинильное (юное) происхождение: вода возникла с образованием планеты, ибо входила в исходное протопланетное вещество. При разогреве недр и диффузии вещества внутри Земли водяной пар выделялся наружу и, охлаждаясь, конденсировался. И сейчас при извержении вулканов каждый год выделяется около 1,3 . 10 8 тонн воды.
2. Космическое происхождение: с ядрами комет и метеорным веществом вода может приноситься на Землю.
3. Атмосферное происхождение («солнечный дождь»): атомы водорода, приносимые солнечным ветром, вступают в реакцию с атомами кислорода в верхних слоях атмосферы, в результате чего образуется вода.
4. При разложении органического вещества может выделяться вода.
5. Антропогенное происхождение: вода может образовываться при горении, окислении и т.п.
Свойства воды
Впервые воду описал в IV в. до н.э. древнегреческий ученый Аристотель. До XVIII в. существовало представление о воде как об индивидуальном химическом элементе. В 1781 г. английский химик Г.Кавендиш синтезировал воду путем соединения водорода с кислородом (пропускал электрический разряд через смесь водорода и кислорода). В 1783 г. французский химик А.Лавуазье повторил опыт Кавендиша и сделал вывод о том, что вода – это сложное соединение, состоящее из кислорода и водорода.
Формула химически чистой воды: Н 2 О (окись водорода). Молекула воды представляет собой равнобедренный треугольник с отрицательно заряженным атомом «О» в вершине и двумя положительно заряженными атомами «Н» в основании.
Кроме обычной воды (Н 2 О), встречается в очень малых количествах тяжелая (Д 2 О) и сверхтяжелая (Т 2 О) вода. (Д – дейтерий, Т – тритий).
Обычная вода в условиях нормального атмосферного давления кипит при температуре +100 о С, замерзает при температуре 0 о С и имеет максимальную плотность при температуре +4 о С. При охлаждении воды ниже +4 о С плотность ее уменьшается, а объем увеличивается, и при замерзании происходит резкое увеличение объема. В отличие от всех веществ в природе вода при переходе из жидкого состояния в твердое приобретает меньшую плотность, поэтому лед легче воды. Эта аномалия воды играет важную роль в природе. Лед держится на поверхности водоемов. Будь лед тяжелее воды, образование его начиналось бы со дна, и водоемы были бы многолетнемерзлыми (за лето не все успевали бы оттаять), а жизнь могла бы погибнуть.
Вода – сильнейший растворитель в природе. Химически чистой воды в природе нет. Даже в самой чистой воде – дождевой – содержатся соли. Различают воду пресную (до 1 о / оо солей), солоноватую (до 25 о / оо) и соленую (больше 25 о / оо). От солености воды зависит температура ее замерзания, поэтому океаническая вода замерзает при температуре ниже 0 о С. Минерализация воды до некоторого предела является благоприятным условием существования жизни. Чистая вода в силу своей огромной растворяющей способности была вредной для живых тканей.
Вода обладает аномально высокой теплоемкостью. Ее теплоемкость в 2 раза больше, чем теплоемкость дерева, в 5 раз – песка и в 3000 раз – воздуха, следовательно, можно сказать, что океан – это аккумулятор тепла. Таким образом, водоемы смягчают климат.
Вода имеет небольшую теплопроводность, из чего следует, что лед предохраняет воду от охлаждения.
Из всех жидкостей (кроме ртути) вода имеет самое большое поверхностное натяжение. Отсюда способность воды подниматься по капиллярам почвы и в растениях.
Вода пребывает одновременно в газообразном, жидком и твердом состоянии на планете. На Земле нет места, где бы не было воды в той или иной форме. Температура, при которой жидкая вода, пар и лед находятся в равновесии, равна +0,01 о С. При переходе воды из одного состояния в другое происходит либо выделение тепла (при конденсации, замерзании), либо поглощение его (при испарении, таянии).
Вода способна к самоочищению, но до известного предела. Испаряется только чистая вода, все примеси остаются на месте. Загрязнение воды промышленными отходами нередко переходит предел самоочищения.
Свойства воды сильно изменяются под влиянием давления и температуры. При давлении в 1 атм. (760 мм) вода замерзает при температуре 0 о С, а в 600 атм. – при температуре –5 о С. При сверхвысоком давлении (больше 20000 атм.) вода переходит в твердое состояние при температуре +76 о С (горячий лед). Такой лед может быть в недрах Земли. При очень низких температурах (меньше –170 о С) и небольшом давлении образуется сверхплотный лед (как твердый камень), такой лед может быть в ядрах комет.
Под действием ультрафиолетовых лучей вода распадается на водород и кислород.
Объем воды на Земле
Мировой океан 95%
Подземные воды 3%
Ледники 1,6%
Озера 0,15%
Реки 0,0001%
Почвенная влага 0,005%
Атмосферная влага 0,001%
На долю пресной воды приходится только около 2,5%, из которых большая часть – это вода в ледниках и глубинных слоях земной коры.
- - Круговорот воды в природе
Впервые этот термин употребил геолог из Австрии Эдуард Зюсс , автор известной трилогии «Лик Земли», написанной в 1883-1909 гг. Именно он определил гидросферу как прерывистую оболочку Земли, расположенную между атмосферой и литосферой.
Общая характеристика гидросферы Земли
Более 70% поверхности земли покрыто водой. Общий объем гидросферы составляет около полутора миллиардов кубических километров, из которых более 95% приходится на Мировой океан.
Гидросфера находится в тесном взаимодействии с другими геосферами. Большинство осадочных горных пород образуется на стыке гидросферы и литосферы. Заселенная живыми существами гидросфера является также частью биосферы.
Обладая высокой теплопроводностью, гидросфера играет важнейшую роль в обеспечении температурного баланса планеты, передавая тепло из ее недр к периферии.
Границы гидросферы Земли
В настоящее время в понятие гидросферы включается не только пространство между атмосферой и литосферой. Этот термин приобрел куда более широкое значение и теперь его границы определяются пределами распространения воды как химического соединения.
Таким образом, верхней границей гидросферы является высота 8-18 км, где молекулы воды начинают разлагаться под воздействием ультрафиолетового излучения. Нижней же границей принято считать глубину 6-14 км ниже земной поверхности и 10 км ниже океанского дна . Именно на этой глубине под воздействием высоких температур происходит разложение и синтез воды.
Химический состав гидросферы Земли
Вода природных водоемов представляет собой раствор солей различной концентрации. Так как основным составным элементом гидросферы является Мировой океан , то и средний химический состав его близок к морской воде. Но если рассматривать каждый элемент гидросферы отдельно, то выявляется большая разнородность его химического состава.
Больше всего в составе морской воды содержится кислорода – около 85,7%. Далее по убыванию – водород H (10.8%), хлор Cl (1,98%) и натрий Na (1.03%). В количественном выражении верхние слои океана содержат более 140 трлн тонн углекислого газа и 8 трлн тонн кислорода. Вообще, в океане содержатся все известные элементы, но концентрация их очень низкая. Вместе с тем, общее их содержание в воде огромно и исчисляется миллионами-миллиардами тонн. Например, золота содержится 6 млн тонн, а серебра – 5 миллиардов. Уже запатентованы способы извлечения этих металлов из океанической воды.
В среднем в морской воде концентрация солей составляет 35 г/л. Интересной особенностью морской воды является постоянство соотношения между главными компонентами основного солевого состава воды.
Химический состав атмосферных вод не отличаются высоким содержанием солей. Их концентрация в среднем составляет 50 мг/л.
Химический состав подземных вод наиболее разнообразен. Концентрация солей здесь варьируется от 0,05 до 400 г/кг.
Не менее разнообразен и химический состав поверхностных и грунтовых вод , во многом он определяется климатической зоной. Но немаловажное значение имеют и состав пород, почвы и растительности.
Химический состав поверхностных вод классифицируется по нескольким показателям. Приведем пример классификации по гидрохимическому показателю .
- 1. Содержание макрокомпонентов – основных соединений, содержащихся в воде. А именно соединений калия, натрия, магния и кальция.
- 2. Уровень концентрации в воде растворенных газов – кислорода, азота, сероводорода, аммиака и метана.
- 3. Неорганические формы биогенных элементов - продуктов жизнедеятельности организмов. К ним относятся в основном неорганические соединения азота и фосфора. Биогенных элементов в воде может содержаться от нуля до десяти мг/л.
- 4. Органические формы биогенных элементов. Именно они отвечают за цвет и запах воды. В эту группу входят практически все классы органических соединений.
- 5. Микроэлементы, т.е. все известные металлы. Их содержание в природной воде очень незначительно.
- 6. Бактерии и микроорганизмы.
В составе поверхностных вод содержатся и нерастворимые вещества – песок, глина, илистые вещества, карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, гумус, планктон и др. Их содержание варьируется от нескольких штук до десятков тысяч на один литр воды, а размеры – от грубодисперсных до коллоидных.
В результате деятельности человека в составе природных вод появились также и токсичные загрязняющие вещества. К ним относятся тяжелые металлы, нефтепродукты, хлорорганические соединения, фенолы и др.
Части гидросферы Земли
Гидросфера включает в себя атмосферную, поверхностную и подземную воды. Каждая из этих групп делится на подгруппы. Количественное соотношение видов вод гидросферы приведено в таблице 1.
Примечание: Уважаемые посетители, дефисы в длинных словах в таблице поставлены для удобства мобильных пользователей - иначе слова не переносятся и таблица не помещается в экран. Спасибо за понимание!
Таблица 1. Части гидросферы Земли
|
Составные элементы |
Название |
Объём, млн. км 3 |
Коли-чество по отно-шению к общему объёму гидро-сферы, % |
|
Морские воды |
|||
|
Подземные (за исключе-нием почвенной) воды |
Грунтовая |
||
|
Лёд и снег (Арктика, Антарктика, Гренландия, горные ледни-ковые области) |
|||
|
Поверх-ностные воды суши: озёра, водохра-нилища, реки, болота, почвенные воды |
|||
|
Атмос-ферные воды |
Атмос-ферная |
||
|
Биоло-гическая |
Части гидросферы. Схема.
Пресная вода , занимая лишь небольшой процент в общем составе гидросферы планеты, играет важнейшую роль в жизнедеятельности человека.
Около 75% всей пресной воды на Земле содержится в ледниках полярных зон, в снеге и вечной мерзлоте. Эта вода объединяется под названием криосферы . Если бы все льды криосферы растаяли, то уровень океана повысился бы на 64 метра. В последнее время ученые с тревогой следят за шельфовыми ледниками Арктики и Антарктики. Только за последние несколько лет разрушились два ледника, остававшиеся неподвижными в течение последних десяти тысяч лет. Подробнее об этом
20% всех запасов пресной воды приходится на подземные воды и составляет 85 тыс. км³.
На долю рек , озер, болот и других пресноводных водоемов приходится всего 1% пресной воды. Но вследствие возобновляемости водных ресурсов, этого достаточно для снабжения водой всей планеты.
Реки в определенный момент времени содержат всего 1,2 тыс. км 3 , однако годовой сток воды всей планеты составляет 41,8 тыс. км 3 . Озера содержат 280 тыс. км 3 воды.
В парах атмосферы находится до 14 тыс. км³ воды, но за год влага в атмосфере сменяется до 40 раз и на земную поверхность в виде осадков выпадает до 520 тыс. км 3 воды. Осадки и являются главным источником возобновления поверхностных вод.
Круговорот воды в природе
Все воды гидросферы находятся в постоянном движении, образуя так называемый круговорот воды в природе или гидрологический цикл. Круговорот воды происходит за счет испарения, конденсации и выпадения осадков.
Процесс испарения воды в море идет гораздо интенсивнее, чем выпадение осадков, потому что водяные пары переносятся ветром на территорию суши. На суше же наблюдается обратная картина – влаги испаряется гораздо меньше, чем выпадает и лишняя влага по речным руслам спадает обратно в море. Таким образом, вода циркулирует между сушей и мировым океаном, не меняя своего общего объема.
Классе, наверное, в пятом я увлекся географией. Тогда ребята постарше, которые уже не первый год изучают географию что-то обсуждали про гидросферу. Мне стало интересно, о чем они говорят и я так понял, что они имели ввиду что-то, связанное с водой. Потом я поискал в энциклопедиях (Интернет был, но не везде) и нашел много информации про гидросферу.
Гидросфера
Гидросфера - водная оболочка земли . Это вся вода, которая есть на нашей планете. Учитываются абсолютно все воды, то есть, и пресная вода из рек, и непригодная для питья вода морей, океанов, болот, и даже та вода, которая находится в атмосфере или является многотонным айсбергом, все это - части гидросферы.
Вода океанов - 96,4 процентов, вода ледников - 1,86 процента, подземные водоемы - 1,68 процентов, поверхностные воды, которые не могут течь (озера, водохранилища и т.д.) - 0,02 процента, вода в самой земле (в почве) - 0,01 процент, пар (в том числе и облака) - тысячная доля процента, вода рек - 0.0001 процентов.
Более подробно о составе гидросферы
Все воды, входящие в гидросферу делятся на:
- Мировой океан (воды всех открытых морей и океанов).
- Континентальные воды (реки и озера, некоторые виды морей).
- Поверхностные воды (вода, текущая или собирающаяся на поверхности земли).
- Подземные воды (заключенная в недрах земли вода).
Проблемы гидросферы
В первую очередь стоит отметить, что всего один процент воды - пресная вода. То есть, использует человечество просто ничтожную часть всех водных ресурсов. Опреснение воды - важная задача для ученого сообщества, ведь в агрегатах, сельском хозяйстве и просто в быту невозможно использовать соленую воду.
Еще одна проблема - загрязнение вод. Еще с древних веков люди сливают отходы в ближайшие водоемы. Тракты средневековых городов всегда выводили нечистоты прямиком в ближайшую реку. Сейчас заводы и фабрики сливают химические (и не всегда безопасные) отходы в реки, и некоторые и в океан. Мусор тоже выбрасывается в океан. Яркий пример - мусорное пятно возле острова Ява, которое покрывает десятки метров и состоит из пластика.
Полезно1 Не очень
Комментарии0
Я по знаку Зодиака - Рыба. Просто обожаю плавать, много лет занимаюсь плаванием и могу сказать, что вода - это моя вторая стихия! Ежедневно пользуюсь этим богатейшим ресурсом в быту. Глобально задумываться о роли воды на Земле я начал во время взросления. Тогда, собственно, я и узнал о значении гидросферы.
Подробности о гидросфере
Если посмотреть на нашу планету из космоса, можно подумать, что произошла ошибка с названием Земли, так как 71 % поверхности планеты - это вода. Но ошибки нет. Масса воды, а правильней сказать - гидросферы, на планете всего лишь 1/4000 от массы всей планеты. Если говорить простым языком, гидросфера - это жидкая (водная) составляющая Земли.
Гидросфера включает в себя:
- океаны;
- моря;
- пруды;
- реки;
- ручьи.
Но эта водная оболочка Земли также существует в виде пара или льда. Например, водяной пар может быть в виде облаков и тумана. В свою очередь замёрзшая часть гидросферы состоит из ледников, ледяных шапок и айсбергов.
Циклы в гидросфере
Водный цикл описывает, как вода испаряется с поверхности земли, поднимается в атмосферу, охлаждается и конденсируется в дождь или снег в облаках и возвращается на землю в виде осадков. Вода, падающая на землю, собирается в реках и озерах, почве и пористых слоях горной породы, и большая часть ее течет обратно в океаны, откуда она снова испарится. Цикличность круговорота воды в и из атмосферы является важным аспектом погодных условий на Земле.
Особенность круговорота воды в природе:
- главным двигателем круговорота является Солнце;
- основной потребитель солнечной энергии и поставщик водяного пара в атмосферу - мировой океан;
- в жидком состоянии вода, испаряясь, поднимается в атмосферу;
- в атмосфере происходит конденсация пара, превращаясь в облака;
- в виде осадков вода вновь возвращается на землю - цикл закончен
Всякого рода промышленность негативно влияет на циклы гидросферы, тем самым нарушая природный баланс. По новостям мы регулярно слышим, с какой скоростью разрастаются всевозможные природные катаклизмы - наводнения, таяние ледников и т.д.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Мне кажется, из всех геосфер больше всего на слуху атмосфера. Атмосфера праздника, загрязнение атмосферы - вот такие словосочетания я слышала с самого раннего детства. А вот о понятии гидросфера я узнала уже в школе.
Название узнала, знакомство состоялось, но было очень странным, ведь вдруг оказалось, что я и гидросфера давно друг друга "знаем"!
Сейчас объясню поподробней.
Гидросфера - что это
Гидросфера - это одна из геосфер (оболочек) Земли.
К объектам гидросферы относится вода в любых формах и количествах, например:
- океаны;
- моря;
- реки;
- озера;
- любые мелкие водоемы;
- подземные воды;
- водяной пар.
Снежный покров и ледники также состоят из воды, но их часто выделяют в криосферу.
Гидросфера находится в постоянном контакте с другими геосферами:
- педосферой (почва);
- атмосферой (воздух);
- биосферой (живые организмы).
Водные пространства влияют на формирование климата и рельефа , вода питает растения и животных, а водоемы служат домом для множества видов флоры и фауны.
Без гидросферы была бы невозможна жизнь на Земле.
Необычные обитатели гидросферы
Когда-то в воде зародилась жизнь. И сейчас вода все еще бурлит ею. Даже в небольших лужицах можно найти целые мини-сообщества живых организмов.
А уж о глубинах океана , которые до сих пор очень мало исследованы, можно говорить бесконечно. Вовнутриматериковых водоемах обитают как самые распространенные виды, так и редкие краснокнижные, а то и вовсе эндемичные.
Для меня особый интерес представляют пресноводные тюлени , к которым относятся:
- байкальская нерпа;
- ладожская кольчатая нерпа;
- сайменская кольчатая нерпа.
Последняя обитает в Финляндии. Все эти тюлени являются эндемиками своих озер. Кроме этих водоемов они больше нигде не встречаются.
Пресноводные тюлени прекрасно иллюстрируют изменчивость гидросферы и литосферы (земной коры). Участки суши постоянно то поднимаются, то опускаются над уровнем воды, водные пространства то отделяются, то соединяются друг с другом.
И когда-то у предков этих тюленей были выходы к морям и океанам. Сейчас же их ареал ареал ограничен озерами, в которых они сохранились даже после разрыва связи с "большой водой".
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Еще в школе нас учили, что жизнь на Земле зародилась около трех с половиной миллиардов лет назад. Все мои попытки доподлинно узнать из книг, как же конкретно это произошло, не увенчались успехом. Уже позднее я выяснил, что точного ответа не существует до сих пор. Однако, подавляющее большинство ученых полагает, что, в том или ином виде, первые образования , которые можно отнести к организмам , сформировались в гидросфере .
Что такое гидросфера
Название гидросфера происходит от двух греческих слов, означающих воду и шар. Собственно, гидросфера и есть водная оболочка Земли . Гидросфера является частью биосферы , у которой выделят следующие слои:
- аэробиосферу , включающую влагу, необходимую для жизни микроорганизмов в атмосфере;
- геобиосферу , где средой для жизни служат земля с подземной влагой;
- гидробиосферу , не включая воды, находящиеся под землей.
Масса гидросферы примерно в 275 раз больше массы атмосферы Земли и примерно в сорок тысяч раз меньше массы самой Земли.
Гидросфера – среда для зарождения жизни
Океанические воды составляют основу гидросферы Земли, более 96% от общего объема. Океаны занимают, в целом, более 70% процентов от общей поверхности Земли. Эта часть гидросферы постоянно взаимодействует с земной корой и атмосферой. Соленость океана, усредненно, составляет примерно 35 промилле , что соответствует содержанию 35 грамм соли в одном килограмме воды. Традиционно считается, что именно в океане зародилась жизнь на Земле, и лишь в начале палеозоя жизнь вышла на сушу. За предыдущие десятилетие ряд ученых стали склоняться к мнению, что жизнь зародилась в акватории подводных вулканов или гейзеров , в среде с горячей минеральной водой. Эти предположения удалось подтвердить рядом экспериментов.
Уже в последнее время мне стали любопытны теории и о том, что жизнь на Землю попала из космоса благодаря метеоритам , а также космической пыли . У этих гипотез появляется все больше сторонников среди ученых. Но и в этом случае гидросфере отводится решающая роль в процессе эволюции жизни на Земле.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Когда я сдавал экзамен по географии , мне попался билет именно с таким вопросом. Поскольку заслуженно получил «пятерку», попробую дополнить ответы, указав интересные факты .
Что означает термин «гидросфера»
Наука дает такое определение: водная оболочка планеты, расположенная между литосферой и атмосферой . Бо́льшая масса воды, около 91%, рассредоточена между океанами, морями, озерами и реками. Далее идут грунтовые воды , а уже потом снег и лед на полюсах и в горных районах. Всего же, по подсчетам, на нашей планете около 1,5 миллиарда км2 воды . Это, как и кислород, один из ключевых элементов для существования жизни. Действительно, роль воды сложно переоценить: тело человека содержит около 80% этой жидкости, она оказывает влияние на формирование рельефа и круговорот химических элементов .
Объемы вод гидросферы
Приведу некоторые цифры, указывающие распределение общего объема . Итак:
- воды морей и океанов - 90%;
- наземные водоемы -1%;
- снег и лед - 2%;
- подземные воды - 7%.
Самая полноводная река планеты - Амазонка . Некоторые источники утверждают, что на ее долю выпадает пятая часть всех пресноводных вод стекающих в океан. Во многом это зависит от климата, который способствует такому наполнению.
Самое большое озеро . Каждый, кто слышит это слово, представляет тихий водоем в окружении растительности. Однако существуют и такие озера, где штормовые волны совсем не редкость, а своими размерами они превосходят моря. Как это ни странно, но самое большое озеро - Каспийское море . По сути, это действительно озеро, ведь фактически отсутствует сток , а морем его называют из-за большого размера. Его площадь и объем нередко изменяются в зависимости от уровня воды. Средняя глубина около 215 метров , а объем составляет приблизительно 70000 м3.
Самый большой океан - Тихий - самый крупный и глубоководный водоем на планете. Его площадь составляет 179 млн. км2, что намного превышает площадь всех материков , и в два раза больше Атлантического. На его долю выпадает более половины всех водных ресурсов и половина Мирового океана.
Самое большое море - Филиппинское . Это также самое глубокое из всех морей, со средней глубиной чуть более 4000 метров. В его пределах находится самая глубокая точка на планете - Марианский желоб , где зафиксирована глубина 11 километров.
Самый крупный ледник - ледник Ламберта . Его ширина более 60 километров, а длина около 750 километров. Самое интересное то, что ледник содержит около 14% всей пресной воды мира .
Полезно0 Не очень
Комментарии0
В конце первого семестра второго курса нам предстояло сдавать зачет по гидрологии, профессор решил поставить зачет автоматом, но только тем, кто ходил на лекции. А, как известно, не всем студентам свойственна высокая посещаемость. Если Николай Петрович, открыв зачетку, видел знакомое лицо, то без вопросов ставил в нее отметку о сдаче. Тех, кого он не помнил, профессор что-нибудь спрашивал. Когда речь дошла до Тани, препод внимательно на нее посмотрел и спросил: «Что такое гидросфера? » Она четко ответила, что э то часть геосферы, представляющая из себя водную оболочку нашей планеты . «А как Вам гидрология в целом», - спросил профессор. На что Таня сказала: «Всю ночь читала, так понравилась!»:)))
Что такое гидросфера
Итак, гидросфера - это совокупность всей воды на земном шаре, находящейся в любом агрегатном состоянии. Она включает в себя: моря и океаны, озера и реки, родники и воды подземные, льды и снега,пары воды в атмосфере и воду живых организмов. Роль этой земной оболочки переоценить сложно, это:
- поддержание постоянства климата (Н2О аккумулирует тепло, кроме того климат напрямую зависит от осадков);
- обеспечение планеты кислородом (почти половину всего О ₂ вырабатывает фитопланктон, населяющий водные объекты);
- без воды невозможно зарождение и существование всего живого на Земле.
Круговороты
Насколько я помню из курса гидрологии, одной из основных характеристик водной земной сферы является ее единство , а обеспечивают это малые (материковый и океанический) и большой круговороты Н2О. При непосредственном участии солнечных лучей происходит испарение воды, конденсация ее в атмосфере и выпадение обратно в виде разнообразных осадочных явлений. Когда вода испаряется с твердой поверхности и выпадает осадками на нее же, можно говорить о малом круговороте, с океанической поверхности - нетрудно догадаться, речь идет об океаническом круговороте. А вот в большом водном обороте принимают участие и суша, и океан . Массы испарившейся воды (в состоянии пара) перемещаются ветрами с океана на материки, поливая дождями и засыпая снегами землю, влага, преодолевая толщи грунта попадает в грунтовые воды, а затем, со стоком снова оказывается в океане. Большой или мировой водный круговорот служит механизмом очищения и обновления всех частей гидросферы .
Вода, а значит и гидросфера - это основа жизни . И в наших силах хотя бы попытаться сохранить ее для себя и будущих поколений.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Включающую суммарную массу воды найденной на, под и над поверхностью планеты. Вода гидросферы может находится в трех агрегатных состояниях: в жидком (вода), твердом (лед) и газообразном (водяной пар). Уникальная в Солнечной системе гидросфера Земли играет одну из первостепенных ролей для поддержания жизни на нашей планете.
Общий объем вод гидросферы
Земля имеет площадь около 510 066 000 км²; почти 71 % поверхности планеты покрыто соленой водой с объемом около 1,4 млрд. км³ и средней температурой около 4° C, не намного выше точки замерзания воды. В содержится почти 94% объема всей воды Земли. Остальная часть встречается в виде пресной воды, три четверти из которой, заперты в виде льда в полярных регионах. Большая часть оставшейся пресной воды - это грунтовые воды, содержащиеся в почвах и горных породах; и менее 1% находится в озерах и реках мира. В процентах атмосферный водяной пар является незначительным, но перенос воды, испарившейся из океанов на поверхность суши, является неотъемлемой частью гидрологического цикла, который обновляет и поддерживает жизнь на планете.
Объекты гидросферы
Схема основных составных частей гидросферы планеты Земля
Объектами гидросферы выступают все жидкие и замерзшие поверхностные воды, грунтовые воды в почве и горных породах, а также водяной пар. Всю гидросферу Земли, как показано на схеме выше можно разделить на следующие крупные объекты или части:
- Мировой океан: содержит 1,37 млрд. км³ или 93,96% от объема всей гидросферы;
- Подземные воды: содержат 64 млн. км³ или 4,38% от объема всей гидросферы;
- Ледники: содержат 24 млн. км³ или 1,65% от объема всей гидросферы;
- Озера и водохранилища: содержат 280 тыс. км³ или 0,02% от объема всей гидросферы;
- Почвы: содержат 85 тыс. км³ или 0,01% от объема всей гидросферы;
- Атмосферный пар: содержит 14 тыс. км³ или 0,001% объема всей гидросферы;
- Реки: содержат немного больше 1 тыс. км³ или 0,0001% от объема всей гидросферы;
- СУММАРНЫЙ ОБЪЕМ ГИДРОСФЕРЫ ЗЕМЛИ: около 1,458 млрд. км³.
Круговорот воды в природе
Схема круговорота природы
Включает в себя перемещение воды из океанов через атмосферу на континенты, а затем обратно в океаны над, по и под поверхностью суши. Цикл включает такие процессы, как осаждение, испарение, транспирацию, инфильтрацию, перколяцию и сток. Эти процессы действуют во всей гидросфере, которая простирается примерно на 15 км в атмосферу и примерно до 5 км вглубь земной коры.
Около трети солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли, расходуется на испарение океанической воды. Полученная атмосферная влажность конденсируются в облаках, дожде, снегу и росе. Влажность является решающим фактором в определении погоды. Это движущая сила штормов и она отвечает за разделение электрического заряда, что является причиной молнии и, следовательно, естественных , которые отрицательно воздействуют на некоторые . Осадки увлажняют почву, пополняют подземные водоносные горизонты, разрушают ландшафт, питают живые организмы и наполняет реки, которые переносят растворенные химические вещества, и отложения обратно в океаны.
Значение гидросферы
Вода играет важную роль в круговороте углерода. Под действием воды и растворенного углекислого газа кальций выветривается из континентальных пород и переносится в океаны, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конечном итоге карбонаты осаждаются на морском дне и литифицируются образуя известняки. Некоторые из этих карбонатных пород позже погружаются в недра Земли благодаря глобальному процессу тектоники плит и расплавляются, что приводит к выделению двуокиси углерода (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли являются основой для поддержания жизни планеты, формирования эрозии и выветривания континентов, и они резко контрастируют с отсутствием таких процессов, к примеру, на Венере.
Проблемы гидросферы
Процесс таяния ледников
Существует множество проблем, которые непосредственно связаны с гидросферой, однако наиболее глобальными являются следующие:
Повышение уровня моря
Повышение уровня моря является новой проблемой, которая может затронуть многих людей и экосистемы во всем мире. Измерения уровня прилива показывают всемирное увеличение уровня моря на 15-20 см, и МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) предположила, что рост обусловлен расширением океанической воды из-за повышения температуры окружающей среды, таяния горных ледников, и ледяных шапок. Большинство ледников Земли тают из-за , и многие научные исследования показали, что скорость этого процесса увеличивается, а также оказывает значительное влияние на глобальный уровень моря.
Уменьшение арктического морского льда
За последние несколько десятилетий арктический морской лед значительно уменьшился в размерах. Недавние исследования NASA показывают, что он сокращается со скоростью 9,6 % за десятилетие. Такое истончение и отвод льда оказывает влияние на , баланс тепла и животных. Например, популяции снижаются из-за разрыва льда, который отделяет их от суши и многие особи в попытках переплыть, тонут. Эта потеря морского льда также влияет на альбедо или отражательную способность поверхности Земли, в следствии чего, темные океаны поглощают больше тепла.
Изменение количества осадков
Увеличение количества осадков может привести к наводнениям и оползням, а снижение - к засухам и пожарам. События Эль-Ниньо, муссоны и ураганы также влияют на краткосрочное глобальное изменение климата. Например, изменение океанических течений у берегов Перу, связанное с событием Эль-Ниньо, может привести к изменениям погодных условиях на всей территории Северной Америки. Изменения характера муссонов из-за повышения температуры способны вызвать засухи в районах по всему миру, которые зависят от сезонных ветров. Ураганы, усиливающиеся с повышением температуры морской поверхности, в будущем станут более губительными для людей.
Таяние вечной мерзлоты
При повышении глобальной температуры тает. Это больше всего влияет на людей живущих в этой , поскольку почва на которой расположены дома становится нестабильной. Мало того, что есть немедленный эффект, ученые опасаются, что таяние вечной мерзлоты высвободит огромное количество двуокиси углерода (CO2) и метана (CH4) в атмосферу, что в значительной степени повлияет на окружающую среду в долгосрочной перспективе. Высвобожденные будут способствовать дальнейшему глобальному потеплению за счет выделения тепла в атмосферу.
Антропогенное влияние человека на гидросферу
Люди оказали значительное влияние на гидросферу нашей планеты, и это будет продолжаться поскольку население Земли и потребности человечества увеличиваются. Глобальное изменение климата, затопление рек, дренаж водно-болотных угодий, сокращение потока и орошение оказали давление на существующие пресноводные системы гидросферы. Устойчивое состояние нарушается выбросом токсичных химических веществ, радиоактивных веществ и других промышленных отходов, а также утечкой минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов в водные источники Земли.
Кислотный дождь, вызванный выбросом диоксида серы и оксидов азота от сжигания ископаемого топлива, стал всемирной проблемой. Считается, что подкисление пресноводных озер и повышенная концентрация алюминия в их водах, ответственны за значительные изменения в экосистемах озер. В частности, во многих озерах сегодня нет значительных популяций рыб.
Эвтрофикация, вызванная вмешательством человека, становится проблемой для пресноводных экосистем. По мере того, как избыточные питательные и органические вещества из сточных вод от сельского хозяйства и промышленности выпускаются в водные системы, они становятся искусственно обогащенными. Это влияет на прибрежные морские экосистемы, а также на введение органического вещества в океаны, что в разы больше, чем в дочеловеческие времена. Это вызвало биотические изменения в некоторых областях, таких как Северное море, где лучше развиваются цианобактерии и хуже - диатомовые водоросли.
При увеличении численности населения потребность в питьевой воде также возрастет, и во многих районах мира из-за изменения температуры, пресная вода чрезвычайно труднодоступна. Поскольку люди безответственно изменяют направление рек и исчерпывают естественные запасы воды, это создает еще больше проблем.
Люди оказали большое влияние на гидросферу и будут продолжать это делать в дальнейшем. Важно понимать воздействие, которое мы оказываем на окружающую среду, и работать над тем, чтобы уменьшить негативные последствия.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
И сфера), непрерывная водная оболочка Земли, содержащая воду во всех её агрегатных состояниях (жидком, твёрдом и газообразном), с постоянным водообменом между всеми геосферами и космическим пространством и с превращением её из одного состояния в другое в ходе круговорота воды в природе.
Гидросфера - одна из древнейших оболочек Земли, существовавшая практически во все геологические эпохи (описаны горные породы с возрастом около 4 миллиардов лет, образовавшиеся в водной среде). Основная масса гидросферы сформировалась в результате выплавления и дегазации вещества мантии Земли, по-видимому, в течение первых сотен - тысяч миллионов лет истории Земли, когда дегазация могла происходить более интенсивно. Возникновение гидросферы определялось глубинными геофизическими процессами, результатом которых явилось также образование сопряжённых с ней оболочек - литосферы и атмосферы. Процесс образования земной коры приводил к связыванию значительных масс воды в горных породах (свыше 20%). Наряду с поступлением ювенильных вод на земную поверхность часть воды в процессе диссипации водорода в верхних слоях атмосферы уходила в космическое пространство. Возникновение биосферы привело к трансформации газового состава атмосферы, образованию экрана из ионного слоя, препятствующего диффузии влаги и замедляющего её вынос в космос с одновременным усилением накопления вод на поверхности Земли.
Гидросфера Земли практически пронизывает все геосферы планеты. Земная кора до её нижней границы содержит подземные воды. Верхняя граница гидросферы практически совпадает с верхней границей атмосферы. Основная масса водяного пара сосредоточена в тропосфере, но через тропопаузу происходит постоянный обмен влаги со стратосферой, где, несмотря на незначительное количество водяных паров, возможна их конденсация, в результате которой формируются перламутровые облака.
Гидросфера Земли подразделяется на три основных части (табл. 1). Атмосферная влага имеет наименьший объём и простирается от поверхности Земли до высоты 300 км (преимущественно в виде пара, капель жидкой влаги и кристаллов льда). Воды Мирового океана и поверхностные воды суши занимают пространство от Марианского жёлоба (глубина 11 022 м) до высокогорных снегов Джомолунгмы (высота 8848 м). Вода здесь находится главным образом в жидком (океаны, моря, реки, озёра, водохранилища и др.), а также в твёрдом (ледники, ледовый и снежный покровы и др.) и биологическом (растительный и животный мир) состояниях. Подземные воды могут находиться в парообразном, жидком, твёрдом и химически связанном состояниях. Это почвенная влага, гравитационные воды верхних слоёв земной коры, глубинные напорные воды, воды в связанном состоянии в различных горных породах и отложениях, а также воды, входящие в состав минералов, ювенильные воды (табл. 2). В земной коре мощностью 20-25 км объём вод может достигать 1,3·10 9 км 3 , до глубины 5 км - 60·10 6 км 3 , до 200 м - 23,4·10 6 км 3 , в почвенном горизонте до 2 м - около 16,5·10 6 км 3 вод. Часть подземных вод (200-500·10 3 км 3) содержится в подземных льдах зоны многолетнемёрзлых пород. Подземные воды, наиболее активно участвующие в современном глобальном водообмене, составляют всего около 0,7% общих запасов воды на Земле.
По химическому составу воды гидросферы представляют собой сложный раствор различных веществ, отличаются по химическим элементам, концентрации растворённых веществ, по количественному соотношению между компонентами состава, форме их соединений. В состав воды входят газы, соли, органические вещества. Химические составом гидросферы определяются различные процессы, протекающие в водной среде (табл. 3).
Гидросфера играла и играет основополагающую роль в геологической истории Земли, в ней зародилась жизнь на планете, эволюция организмов продолжалась в морской среде в течение всего докембрия, и лишь в начале палеозоя началось заселение суши различными организмами. Поверхностные воды суши, занимая сравнительно малую долю в общей массе гидросферы, играют важнейшую роль в жизни нашей планеты, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Взаимодействие различных видов вод и взаимные переходы из одних в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. Воды гидросферы оказывают механическое и химическое воздействие на горные породы - замерзая и расширяясь в трещинах горных пород или растворяя их, вода производит разрушительную работу. Воды рек разрабатывают широкие долины, перенося обломочный материал в более низкие районы, а в конечном итоге в Мировой океан. Осаждаясь на дно озёр, морей, океанов, твёрдый материал образует осадочные породы. Огромное количество природного материала переносится реками в растворённом состоянии. В результате выпадения из вод гидросферы различных солей образуются породы и минералы химического происхождения (гипс, доломиты и так далее). Живущие в воде организмы обладают способностью поглощать из неё различные соединения (карбонат кальция, кремнезём и так далее); скапливаясь на дне водоёмов, их скелеты образуют мощные слои известняков и различных кремнистых осадочных пород. Таким образом, подавляющая часть осадочных горных пород и такие полезные ископаемые, как нефть, уголь, бокситы, марганцевые и железные осадочные руды, образовались в прошлые геологические эпохи под воздействием гидросферы и происходящих в ней процессов.
Современный водный баланс на Земле определяется сложившимися климатическими условиями и поддерживается глобальным водообменом, в котором участвует свыше 1 миллиона км 3 воды.
В истории Земли неоднократно происходили гигантские изменения глобального водного баланса, связанные с изменениями радиационного баланса на поверхности планеты. При похолодании и росте ледников вода накапливается на суше, сокращается объём Мирового океана, а при потеплении происходит обратный процесс. В периоды развития мощных похолоданий уровень Мирового океана мог понижаться на 110-130 м, происходила консервация значительной массы воды в ледниках, 40-50 миллионов км 3 воды перемещалось из океана на территорию суши. Изменения в водном балансе приводили к значительным геофизическим последствиям, таким как изменение скорости вращения Земли, смещение полюсов и др. Современные климатические условия, установившиеся приблизительно 10 тысяч лет назад, являются достаточно устойчивыми, колебания глобальной температуры происходят в пределах 1-2 °С, обеспечивая стабилизацию водного баланса Земли. Об этом свидетельствует ход уровня Мирового океана в голоцене и в историческое время.
Воды гидросферы играют важнейшую роль в жизни человека. Они используются в целях гидроэнергетики, для водоснабжения, судоходства, рыболовства, рекреации, добычи ценного химического сырья (рассолы) и т. д. Минеральные воды обладают целебными свойствами.
Лит.: Алпатьев А. М. Влагообороты в природе и их преобразования. Л., 1969; Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л., 1974; Атлас снежно-ледовых ресурсов мира. М., 1997. Т. 2. Кн. 1; Клиге Р. К., Данилов И. Д., Конищев В. Н. История гидросферы. М., 1998.
