Водная оболочка планеты земли. Гидросфера — водная оболочка Земли
Водная оболочка Земли называется гидросферой. К ней относится вся вода на планете, причем не только в жидком, но и в твердом и газообразном состояниях. Как образовалась водная оболочка Земли? Как она распределена на планете? Какое значение имеет?
Гидросфера
Когда Земля только образовалась, на ней не было воды. Четыре миллиарда лет назад наша планета была огромным шарообразным расплавленным телом. Существует теория, что вода появилась одновременно с планетой. В виде мелких ледяных кристаллов она присутствовала в газопылевом облаке, из которого и сформировалась Земля.
По другой версии, воду нам «доставили» падающие кометы и астероиды. Уже давно известно, что кометы представляют собой ледяные глыбы с примесями метана и аммиака.
Под воздействием высоких температур лед расплавился и превратился в воду и в пар, от чего образовалась водная оболочка Земли. Называется она гидросферой и является одной из геосфер. Основное её количество распределено между литосферой и атмосферой. К ней относится абсолютно вся вода планеты в любых агрегатных состояниях, включая ледники, озера, моря океаны, реки, водяной пар и т. д.
Водная оболочка покрывает большую часть земной поверхности. Она является цельной, но не сплошной, так как прерывается участками суши. Объем гидросферы составляет 1400 миллионов кубометров. Часть воды содержится в атмосфере (пар) и литосфере (воды осадочного чехла).
Мировой океан
Гидросфера, водная оболочка Земли, на 96% представлена Мировым океаном. Его соленые воды омывают все острова и континенты. Материковая суша разделяет его на четыре крупные части, которые называются океанами:
- Тихий.
- Атлантический.
- Индийский.
- Северный Ледовитый.
В некоторых классификациях выделяют пятый Южный океан. Каждый из них обладает своим уровнем солености, растительностью, фауной, а также индивидуальными особенностями. Например, Северный Ледовитый океан является самым холодным из всех. Его центральная часть круглый год покрыта льдами.
Тихий океан - самый крупный. По его краям расположено Огненное кольцо - область, где расположено 328 действующих вулканов планеты. Второй по размеру - Атлантический океан, его воды являются самыми солеными. Третий по размеру - Индийский океан.
Большие участки Мирового океана образуют моря, заливы и проливы. Моря обычно обособлены сушей и отличаются климатическими и гидрологическими условиями. Заливы - более открытые водоемы. Они глубоко врезаются в материки и подразделяются на гавани, лагуны и бухты. Проливами же называют длинные и не слишком широкие объекты, расположенные между двумя участками суши.
Воды суши
Водная оболочка Земли включает также воды, озера, болота, пруды и ледники. Они составляют чуть больше 3,5% гидросферы. В то же время в них содержится 99% пресных вод планеты. Самым массивным «банком» питьевой воды являются ледники. Их площадь составляет 16 млн кв. км.
Реки являются постоянными потоками, которые протекают в небольших углублениях - руслах. Их питают дожди, подземные воды, талые ледники и снега. Реки впадают в озера и моря, насыщая их пресной водой.
Озера не соединяются напрямую с океаном. Они образуются в природных углублениях и часто никак не связываются с другими водоемами. Некоторые из них заполняются только благодаря осадкам, и могут исчезать в периоды засухи. В отличие от рек, озера бывают не только пресные, но и соленые.
Подземные воды находятся в земной коре. Они существуют в жидком, газообразном и твердом состоянии. Данные воды образуются вследствие просачивания рек и атмосферных осадков в толщу Земли. Они перемещаются как горизонтально, так и вертикально, а скорость этого процесса зависит от свойств горных пород, в которых они текут.
Круговорот воды
Водная оболочка Земли не статична. Её компоненты постоянно находятся в движении. Они перемещаются в атмосфере, на поверхности планеты и в её толще, участвуя в круговороте воды в природе. Её общее количество при этом не изменяется.
Круговорот является замкнутым повторяющимся процессом. Он начинается с испарения пресной воды с суши и верхних слоев океана. Так, она попадает в атмосферу и содержится в ней в виде водяного пара. Потоки ветра переносят его в другие районы планеты, где пар выпадает жидкими или твердыми осадками.
Часть осадков остается на ледниках или на несколько месяцев задерживается на верхушках гор. Другая часть просачивается под землю или опять испаряется. Подземные воды наполняют ручьи, реки, которые впадают в Мировой океан. Таким образом, круг замыкается.
Осадки выпадают и над Но моря и океаны отдают влаги гораздо больше, чем получают с дождями. У суши все наоборот. При помощи круговорота водный состав озер способен полностью обновиться за 20 лет, состав океанов - только через 3 000 лет.
Значение водной оболочки Земли
Роль гидросферы неоценима. Как минимум из-за того, что она стала причиной зарождения жизни на нашей планете. Многие живые существа обитают в воде и не могут существовать без неё. В любом организме содержится около 50% воды. С её помощью осуществляется обмен веществ и энергии в живых клетках.
Водная оболочка Земли участвует в формировании климата и погоды. Мировой океан обладает значительно большей теплоемкостью, чем суша. Он является огромной «батареей», которая согревает атмосферу планеты.
Человек использует компоненты гидросферы в хозяйственной деятельности и быту. Пресную воду пьют, используют в доме для стирки, уборки и приготовления пищи. Её применяют как источник электроэнергии, а также в лекарственных и других целях.
Заключение
Водной оболочкой Земли является гидросфера. Она включает абсолютно всю воду на нашей планете. Гидросфера образовалась миллиарды лет назад. По мнению ученых, именно в ней зародилась жизнь на Земле.
Компоненты оболочки - это океаны, моря, реки, озера, ледники и т. д. Меньше трех процентов их вод - пресные и пригодны для питья. Остальные воды соленые. Гидросфера формирует климатические условия, участвует в формировании рельефа и поддержании жизни на планете. Её воды постоянно циркулируют, участвуя в круговороте веществ в природе.
Гидросфера – это водная оболочка Земли, которая частично покрывает и твердую поверхность земли.
По мнению ученых, Гидросфера формировалась медленно, ускоряясь лишь в периоды тектонической активности.
Иногда Гидросферу еще называют Мировым океаном. Мы, во избежание путаницы, будем использовать термин Гидросфера. Про Мировой океан, как часть Гидросферы, вы сможете прочитать в статье МИРОВОЙ ОКЕАН И ЕГО ЧАСТИ → .
Для лучшего понимания сути термина Гидросфера ниже приведем несколько определений.
Гидросфера
Экологический словарь
ГИДРОСФЕРА (от гидро… и греч. sphaira - шар) — прерывистая водная оболочка Земли. Тесно взаимодействует с живой оболочкой Земли. Гидросфера является средой обитания гидробионтов, встречающихся во всей толще воды - от пленки поверхностного натяжения воды (эпинейстона) до максимальных глубин Мирового океана (до 11 000 м). Общий объем воды на Земле во всех ее физических состояниях - жидком, твердом, газообразном - составляет 1454703,2 км3, из них 97% приходится на воды Мирового океана. По площади гидросфера занимает около 71% всей площади планеты. Общая доля водных ресурсов гидросферы, пригодных для хозяйственного использования без проведения специальных мероприятий, - около 5–6 млн. км3, что равно 0,3–0,4% объема всей гидросферы, т.е. объема всей свободной воды на Земле. Гидросфера является колыбелью жизни на нашей планете. Живые организмы играют активную роль в круговороте воды на Земле: весь объем гидросферы проходит через живое вещество за 2 млн. лет.
Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю 1989
Геологическая энциклопедия
ГИДРОСФЕРА - прерывистая водная оболочка Земли, одна из геосфер, располагающаяся между атмосферой и литосферой; совокупность океанов, морей, континентальных водоемов и ледяных покровов. Гидросфера покрывает около 70,8% земной поверхности. Объем Г. - 1370,3 млн. км3, что составляет примерно 1/800 объема планеты. 98,3% массы Г. сосредоточено в Мировом океане, 1,6% - в материковых льдах. Гидросфера сложно взаимодействует с атмосферой и литосферой. На границе Г. и литосферы образуется большинство осад. г. п. (см. Осадкообразование современное). Г. является частью биосферы и целиком населена живыми организмами, которые оказывают воздействие на ее состав. Происхождение Г. связывают с длительной эволюцией планеты и дифференциацией ее вещества.
Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978
Морской словарь
Гидросфера — совокупность океанов, морей и вод суши, а также подземных вод, ледников и снежного покрова. Часто под гидросферой подразумевают только океаны и моря.
EdwART. Толковый Военно-морской Словарь, 2010
Большой Энциклопедический словарь
ГИДРОСФЕРА (от гидро и сфера) — совокупность всех водных объектов земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова. Часто под гидросферой подразумевают только океаны и моря.
Большой Энциклопедический словарь. 2000
Толковый словарь Ожегова
ГИДРОСФЕ́РА, -ы, жен. (спец.). Совокупность всех вод земного шара: океанов, морей, рек, озёр, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова.
| прил. гидросферный, -ая, -ое.Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949-1992
Начала современного естествознания
Гидросфера (от гидро и сфера) - одна из геосфер, водная оболочка Земли, место обитания гидробионтов, совокупность океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, поземных вод, ледников и снежного покрова. Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах (94%), второе место по объему занимают подземные воды (4%), третье - лед и снег арктической и антарктической областей (2%). Поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли (десятые и тысячные) процентов от общего объема воды гидросферы. Химический состав гидросферы приближается к среднему составу морской воды. Участвуя в сложном природном круговороте веществ на Земле, вода каждые 10 млн лет разлагается и образуется вновь при фотосинтезе и дыхании.
Начала современного естествознания. Тезаурус. - Ростов-на-Дону. В.Н. Савченко, В.П. Смагин. 2006
Гидросфера (от Гидро… и Сфера) — прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой (См. Атмосфера) и твёрдой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши. В более широком смысле в состав Г. включают также подземные воды, лёд и снег Арктики и Антарктики, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Основная масса воды Г. сосредоточена в морях и океанах, второе место по объёму водных масс занимают подземные воды, третье - лёд и снег арктических и антарктических областей. Поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли процента от общего объёма воды Г. (см. табл.). Химический состав Г. приближается к среднему составу морской воды.
Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе Г., тем не менее играют важнейшую роль в жизни нашей планеты, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Воды Г. находятся в постоянном взаимодействии с атмосферой, земной корой и биосферой. Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. В Г. впервые зародилась жизнь на Земле. Лишь в начале палеозойской эры началось постепенное переселение животных и растительных организмов на сушу.
Виды вод Название Объем, млн. км 3 К общему объему, % Морские воды Морская 1370 94 Подземные воды (за исключением почвенных вод) Грунтовая 61,4 4 Лёд и снег Лед 24,0 2 Пресные поверхностные воды суши Пресная 0,5 0,4 Атмосферные воды Атмосферная 0,015 0,01 Воды, содержащиеся в живых организмах Биологическая 0,00005 0,0003 Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1969-1978
Для лучшего взаимопонимания, кратко сформулируем, что мы будем понимать под Гидросферой в рамках этого материала и в рамках этого сайта. Под гидросферой мы будем понимать оболочку Земного шара, в которую объединены все воды Земного шара, вне зависимости от их состояния и месторасположения.
В гидросфере происходит непрерывная циркуляция воды между различными ее частями и переход воды из одного состояния в другое — так называемый Круговорот воды в природе .
Части гидросферы
Гидросфера взаимодействует со всеми геосферами Земли. Условно гидросферу можно разбить на три части:
- Вода в атмосфере;
- Вода на поверхности Земли;
- Подземные воды.
В атмосфере в виде водяного пара содержится 12,4 триллиона тон воды. Водяной пар обновляется 32 раза в год или каждые 11 дней. В результате конденсации или сублимации водяного пара на взвешенных частицах, присутствующих в атмосфере, образуются облака или туманы, при этом выделяется достаточно большое количество тепла.
С водами на поверхности Земли – Мировым океаном вы можете ознакомиться в статье Великий и могучий Мировой океан .
Подземные воды включают в себя: подземные воды, влага в почвах, напорные глубинные воды, гравитационные воды верхних слоев земной коры, воды в связанных состояниях в разных горных породах, воды находящиеся в минералах и ювенильные воды …
Лекция 3.
Гидросфера – водная оболочка земли.
Загрязнение гидросферы.
Источники загрязнения гидросферы.
Методы контроля качества воды.
Меры по охране воды.
Методы очистки сточных вод.
Гидросфера - водная оболочка Земли.
Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях.
Гидросфера включает воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Некоторое количество воды содержится в атмосфере и в живых организмах.
Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % общей площади земной поверхности).
Гидросфера уже 4 млрд лет назад была представлена следующими тремя составляющими: наземной (Мировой океан, речные, почвенные, озерные воды, ледники), подземной (воды литосферы), воздушной (парообразная вода атмосферы). Гидросфера включает следующие виды вод (в скобках доля от общего объема вод в гидросфере, %, по М.И. Львовичу, 1974):
Мировой океан (94,0);
подземные воды (4,3);
ледники (1,7);
воды суши (озера, речные воды, почвенная влага) (0,03);
пары атмосферы (0,001).
Вода входит в состав живого вещества как обязательный компонент (70–99 %). По сути, живое вещество – это водный раствор «живых» молекул. Именно вода обеспечивает их жизнедеятельность. Земная жизнь зародилась в водной среде, и поэтому ее можно считать производной воды.
Фундаментальные свойства воды:
1. Первоесвойство гидросферы – единство и «всюдность » (по выражению В. И. Вернадского) природных вод. Все воды связаны между собой и представляют единое целое. Такое единство природных вод определяется:
а) легким переходом воды из одного фазового состояния в другое. В пределах земных температур известно три состояния: жидкое, твердое, парообразное. Плазменное состояние воды существует при высоких температурах и давлениях в глубоких частях недр;
б) постоянным присутствием в воде газовых компонентов. Природная вода – это водный раствор (газ, взвешенные твердые частицы, минеральные вещества).
2. Второе свойство гидросферы определяется особым строением молекулы воды . Строение и свойства воды обеспечивают наиболее благоприятные условия для развития жизни на Земле. Из физики мы знаем, что все тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Вода ведет себя иначе. Если бы при превращении в лед (охлаждении) она сжималась, лед бы был тяжелее воды и тонул на дно рек и озер. Реки были бы проморожены до дна, и жизнь в этих водоемах была бы невозможна. Лед – изолятор, который предохраняет от замерзания воду подо льдом, что защищает всю подводную жизнь. Если бы не было этого свойства, то Земля превратилась бы в закованную льдом планету.
Особое строение молекулы воды обеспечивает многообразие структуры ее при изменении внешних факторов (температура, давление, химического состава). Нам зимой приходилось наблюдать многообразие и красоту ледяных узоров на окнах, снежинку, иней на деревьях. Как нет абсолютно одинаковых двух капель воды, так нет двух типов воды, одинаковых по структуре.
3. Третье свойство гидросферы выражается в геологически вечной подвижности ее. Движение воды весьма многообразно и проявляется в многочисленных круговоротах. Главное движение воды – геологический круговорот вещества. Каждую секунду под влиянием солнечного тепла миллионы кубических метров воды поднимаются вверх и образуют облака. Ветер приводит облака в движение. При подходящих условиях влага выпадает в виде дождя или снега. Дождевые капли имеют благоприятный размер для всего земного и падают тихо, мягко. Случайны ли все благоприятные для жизни совпадения? Так, вода участвует в своеобразных круговоротах вещества и энергии. Эта система установилась на Земле с появлением свободной воды и продолжается по сей день.
Почему происходит движение? Движение может происходить под действием: а) силы тяжести; б) солнечной (тепловой) энергии; в) молекулярного движения при смене фазового состояния.
4. Четвертое свойство гидросферы определяется высокой химической активностью воды . В условиях земной коры нет природных тел, которые в той или иной мере не растворялись бы в природных водах. Вода в биосфере выступает в роли универсального растворителя, ибо, взаимодействуя со всеми веществами, как правило, не вступает с ними в химические реакции. Это обеспечивает обмен веществ между сушей и океаном, организмами и окружающей средой.
Важнейшими абиотическими факторами водной среды являются следующие:
1. Плотность и вязкость.
Плотность воды в 800 раз, а вязкость - примерно в 55 раз больше, чем воздуха.
2. Теплоемкость.
Вода обладает высокой теплоемкостью, поэтому океан является главным приемником и аккумулятором солнечной энергии.
3. Подвижность.
Постоянное перемещение водных масс способствует поддержанию относительной гомогенности физических и химических свойств.
4. Температурная стратификация.
По глубине водного объекта наблюдается изменение температуры воды.
5. Периодические (годовые, суточные, сезонные) изменения температуры
Самой низкой температурой воды считают - 2 ° С, самой высокой + 35-37 ° С. Динамика колебаний температуры воды меньше, чем воздуха.
6. Прозрачность и мутность воды.
Определяет световой режим под поверхностью воды. От прозрачности (и обратной ей характеристики - мутности) зависит фотосинтез зеленых бактерий, фитопланктона, высших растений, а следовательно, и накопление органического вещества.
Мутность и прозрачность зависят от содержания взвешенных в воде веществ, в том числе и поступающих в водные объекты вместе с промышленными сбросами. В связи с этим прозрачность и содержание взвешенных веществ - важнейшие характеристики природных и сточных вод, подлежащие контролю на промышленном предприятии.
7. Соленость воды.
По степени солености все водоемы условно подразделяются на
пресные с соленостью менее 0,5 0 / 00 ,
солоноватоводные - соленость колеблется в пределах 0,5 – 16 0 / 00 ,
соленые – больше 16 0 / 00 .
Соленость океанических водоемов составляет 32 - 38 0 / 00 ,
Самое высокое содержание солей в соленых озерах, где концентрация электролитов доходит до 370 0 / 00 .
Главное отличие морской воды от речной состоит в том, что подавляющую часть морской соли составляют хлориды , а в речной воде преобладают углекислые соли . Человек для обеспечения жизнедеятельности использует только пресную воду. Из общего количества водных ресурсов на земле на долю пресной воды приходится не более 3%.
8. Растворенный кислород и диоксид углерода.
Перерасход кислорода на дыхание живых организмов и на окисление поступающих в воду с промышленными сбросами органических и минеральных веществ ведет к обеднению живого населения вплоть до невозможности обитания в такой воде аэробных организмов.
9. Концентрация водородных ионов (pH).
Все гидробионты приспособились к определенному уровню pH: одни предпочитают кислую среду, другие - щелочную, третьи - нейтральную. Изменение этих характеристик может привести к гибели гидробионтов.
водная оболочка Земли
Альтернативные описанияСевастийский (умер около 320) христианский мученик-воин, пострадавший в Севастии в гонение императора Лициния
Бездна водных мускулов
Больше моря
В греческой мифологии божество, воплощснное в «великой реке Океан», опоясывающей землю (мифическое)
В греческой мифологии один из богов-титанов, сын Урана
Водное пространство, над которым Е. Примаков дал повод рождению шутки: «Редкий премьер долетит до средины Атлантики!»
Водное пространство, омывающее материк
Водный покров Земли
Жидкое величие Земли
Искусственный спутник Земли для получения оперативной океанографической информации и данных о ледовой обстановке
К нему обращена строчка русского поэта Евгения Баратынского: «Я жажду бурь твоих»
Каждая из водных границ между материками
Марка отечественного, популярного в 70-е годы портативного радиоприемника
Непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова
Огромный водоем
Один из четырех на Земле
Пьеса Л. Андреева
Пьеса Штейна
Рабочее место Кусто и его команды
Рок-группа «... Эльзы»
Макси-водоем
Водоем Эльзы
Древний Тетис как водоем
Российский искусственный спутник
Марка российского портативного радиоприемника
Футбольный клуб из Находки
Именно такое название у древних греков носила река, которая омывает на крайнем Западе границы между миром жизни и смерти
Что не раз бороздил отважный капитан? (песен.)
Что бороздят морские волки?
Как в древнегреческих мифах называлась река, обтекающая всю землю?
Самая стихийная стихия
Окружение Острова Невезения
Греческое «беспредельное море»
Место работы Кусто и его команды
Пьеса русского писателя Л. Андреева
Марка российского холодильника
Симфония русского композитора А. Рубинштейна
Солярис как географический объект
Весь водный покров Земли
Бог-титан в древнегреческой мифологии
Китовый водоем
Больше, чем море
Стихия акул
Обширный водоем
Обитель китов
Море морей
Обитель кашалотов
Атлантический водоем
Место работы Кусто
Индийский...
Сын Урана
Водоем Эльзы (муз.)
Бог-титан
Тихий даже в шторм
70% поверхности Земли
Ареал кита
Солярис
Вокруг Острова Невезения
Музыкальный водоем Эльзы
Индийский или Атлантический
Граница между материками
Водное пространство
Индийский, Эльзы или Тихий
Тихий или Великий водоем
Тихий или Великий
. «резервуар» соленой воды
Индийский, Эльзы или Атлантический
Индийский, Тихий или Атлантический
Самый большой водоем на Земле
. «беспредельное море» у греков
Самый большой водоем
Атлантика
Море в особо крупных размерах
Воды Атлантики
Омывает материки
Самый большой водоем на Землей
Северный Ледовитый или Атлантический
Индийский или Тихий
Водное покрывало Земли
Бог-титан мирового потока
Представитель гидросферы
Стихия под килем
. «шуми, шуми, послушное ветрило, волнуйся подо мной, угрюмый...»
. «строить замки из песка, прекрасно зная, что... их все равно слизнет»
Царство Нептуна
Группа «... Эльзы»
Воды южнее Индии
Музыкальный водоем Эльзы Вакарчука
Тихий с большой буквы
Северный Ледовитый...
Водная оболочка земного шара
В греческой мифологии бог водной стихии, сын Урана и Геи
Водный покров Земли
Весь водный покров Земли
Пьеса Л. Андреева
. "Беспредельное море" у греков
. "Резервуар" соленой воды
. "строить замки из песка, прекрасно зная, что... их все равно слизнет"
. "шуми, шуми, послушное ветрило, волнуйся подо мной, угрюмый..."
В греческой мифологии божество, воплощснное в "великой реке Океан", опоясывающей землю (мифическое)
Водное пространство, над которым Е. Примаков дал повод рождению шутки: "Редкий премьер долетит до средины Атлантики!"
Греческое "беспредельное море"
Группа "... Эльзы"
К нему обращена строчка русского поэта Евгения Баратынского: "Я жажду бурь твоих"
Как в древнегреческих мифах называлась река, обтекающая всю землю
М. в сказк. и заговор. окиян, киян; всемирное море; солоногорькие воды, окружающия весь материк земной, сушу, и занимаюшия более двух третей земной поверхности. Все отдельно именуемые моря, кроме озер, составляют заливы, ковши и протоки общего водоема или океана, который произвольно делится землеописателями на несколько частей или океанов по странам света и другим началам. На море на окиане, на острове Буяне, начало, присказка к сказке; начало большей части заговоров, а затем следует: лежит бел-горюч камень алатырь (янтарь, электрон?) и пр. Океановы бездны. Океанские обитатели, воды, волны, пучины
Макси водоем
Рок-группа "... Эльзы"
Что бороздят морские волки
Ипостась Соляриса
Самый большой водоём
Водоём Эльзы
Тихий или Великий водоём
Тема 2. Основные законы и принципы экологии.Тема 3. Экосистемы и их особенности.
Тема 4. Круговороты веществ.
Тема 5. Воздействия на окружающую среду.
Заключение.
Список использованной литературы.
Водная оболочка Земли.
Гидросфера – водная оболочка Земли, которая включает Мировой океан, воды суши: реки, озера, болота, ледники и подземные воды. Площадь гидросферы составляет 70,8% площади поверхности земного шара. Основная масса воды сосредоточена в морях и океанах – почти 94%, а остальные 6% приходятся на другие части гидросферы. Кроме воды собственно в гидросфере, водяных паров в атмосфере, подземных вод в почвах и земной коре имеется биологическая вода в живых организмах. В естественных условиях вода встречается в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. С химической точки зрения, воду рассматривают как оксид водорода (Н2О) или гидрид кислорода. Из химических свойств воды одним из важнейших является способность ее молекул к диссоциации, т.е. способности распадаться на ионы, а также колоссальная способность к растворению веществ различной химической природы.
Водная оболочка Земли представлена Мировым океаном, водоемами на суше и ледниками в Антарктиде, Гренландии, полярными архипелагами и горными вершинами (рис. 3). Мировой океан делят на четыре основные части – Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый океаны. Воды Мирового океана и его составных частей имеют некоторые общие признаки:
- все они сообщаются друг с другом;
- уровень водной поверхности в них практически одинаков;
- соленость в среднем составляет 35%, имеют горько-соленый вкус за счет растворенного в них большого количества минеральных солей.
Рис. 3. Сравнительные объемы атмосферы и океана, приходящиеся на 1 м3 суши.
Вода – наиболее распространенный в природе растворитель. От количества растворенных в воде питательных веществ зависят рост и развитие организмов. Содержание воды в разных экосистемах, начиная от пустынных и кончая озерными и океаническими, варьирует в самых широких пределах. Практически все живые существа на Земле нуждаются в воде, поэтому именно от ее количества и качества зависит, какой тип сообщества сформируется в данной экосистеме. Количество доступной влаги в наземных местообитаниях в свою очередь зависит от количества осадков, влажности воздуха и скорости испарения. В водной среде фактор доступности влаги также может оказывать определенное влияние на характер распространенных здесь сообществ. Однако в этих случаях, в отличие от наземных экосистем, доступность воды связана с изменением уровня воды, например во время приливов и отливов. Доступность воды может также зависеть от изменения концентрации солей в ней, а концентрация солей в свою очередь влияет на скорость поступления воды в организм и ее выделения из него.
Для изменения температуры воды или для перевода ее из твердой фазы (лед) в жидкую или газообразную (пар) требуется относительно большое количество тепла. По этой причине температура воды изменяется гораздо медленнее, чем температура воздуха. Это свойство воды имеет чрезвычайно важное значение для жизнедеятельности водных организмов, которые благодаря именно этому свойству располагают большим временем для адаптации к смене температур.
Плотность воды достигает максимума при температуре 3,94оС. Это значит, что при данной температуре определенный объем воды (например, 1 см3) имеет максимальное из всех возможных значение. С понижением температуры ниже 3,94оС плотность воды уменьшается. Температура образования льда – 00С. Становится ясно, что данный объем льда при 0оС легче того же объема воды, взвешенной при температуре 3,94оС. Вот почему лед в холодной воде плавает. Это свойство воды имеет большое значение, так как благодаря ему предотвращается промерзание до дна озерных экосистем. Поверхностный слой льда как бы создает теплоизоляцию для нижележащих слоев воды, и, таким образом, разнообразные водные организмы, обитающие в озере, получают возможность пережить зиму подо льдом. Теплая вода обладает меньшей плотностью по сравнению с холодной, поэтому слой теплой воды всегда располагается поверх слоя холодной.
Концентрация соли в воде – один из важнейших экологических факторов, определяющих, какие организмы будут обитать в данной экосистеме. У пресноводных животных и растений концентрация солей во вне- и внутриклеточных жидкостях выше, чем в окружающей их водной среде. Поскольку вещества имеют тенденцию перемещаться из областей с высокой концентрацией в области, где их концентрация ниже, вода поступает в пресноводные организмы, а соли же, напротив, выводятся в окружающую природную среду. Для того чтобы успешно справляться с такой ситуацией, у пресноводных организмов выработались специальные механизмы или появились специальные органы. Эволюция пресноводных организмов в отличие от солоноводных шла в направлении снижения концентрации солей в их тканях и жидкостях. Концентрация солей в клетках и внеклеточных жидкостях некоторых обитателей соленых водоемов (например, у морских водорослей и разнообразных морских беспозвоночных) практически такая же, как и в окружающей их водной среде. Вместе с тем у многих обитателей моря содержание солей во внутренностных жидкостях меньше, чем в водной среде, в которой они обитают. Поэтому в данном случае вода выделяется из вне и внутриклеточных жидкостей этих организмов, а соли, напротив, поступают в них. Две различные среды обитания (пресноводная и солоноводная) предоставляют различные условия для адаптации, а поэтому и заселены они разными сообществами организмов.
Кроме пресноводных водоемов и водоемов с соленой водой имеются солоноватоводные водоемы с промежуточной концентрацией солей. Такие водоемы образуются в местах смешения соленых и пресных вод, например в эстуариях, т.е. полузамкнутых прибрежных водоемах, свободно соединяющихся с открытым морем, или в местах, где соленые воды проникают в подземные воды. Некоторые виды полностью или частично приспособились к существованию в условиях промежуточной концентрации солей. В результате испарения наземные животные и растения утрачивают воду. В этом отношении они сходны со многими морскими организмами, которые, так же как и наземные виды, должны были выработать в ходе эволюции механизмы, позволяющие им сохранять воду.
Морская вода – это многоэлементный, питательный раствор. Соленость морской воды меняется в зависимости от испарения, речного стока и атмосферных осадков. Средняя соленость воды океана – 35%. В открытом океане она практически не меняется. При существующей разнице в солевом составе речной и морской воды соленость морской воды за время существования планеты должна была бы измениться, но этого не произошло.
В океанской воде растворены не только соли, но и газы, важнейшим из которых является кислород, необходимый для дыхания живых организмов. В различных частях Мирового океана количество растворенного кислорода разное, что зависит от температуры воды и ее состава.
В морской воде при температуре 10°С кислорода содержится в 1,5 раза больше, чем в воздухе. Наличие диоксида углерода в океанской воде обусловливает возможность фотосинтеза, а также позволяет некоторым морским животным создавать в результате жизненных процессов раковины и скелеты.
Пресная вода имеет большое значение для жизнедеятельности организмов. Пресной называют воду, соленость которой не превышает 1% . Количество пресной воды составляет 2,5% от общего объема, при этом почти две трети этой воды заключено в ледниках Антарктиды, Гренландии, полярных островов, льдин и айсбергов, горных вершин.
Общие мировые ресурсы пресной воды составляют: суммарный сток – 38-45 тыс. км3, запасы воды в пресных озерах – 230 тыс. км3, а почвенной влаги – 75 тыс. км3. Ежегодный объем испаряющейся с поверхности планеты влаги (включая транспирацию растениями) оценивается примерно в 500-575 тыс. км3, причем 430-500 тыс. км3 испаряется с поверхности Мирового океана, на долю суши приходятся, таким образом, чуть больше 70 тыс. км3 испаряющейся влаги. За это же время в виде осадков на все континенты выпадает 120 тыс. км3 воды.
Подземные воды – воды, находящиеся в порах, трещинах, кавернах, пустотах, пещерах, в толще горных пород под поверхностью Земли. Эти воды могут находиться в жидком, твердом или газообразном состоянии. Подземные воды – ценное полезное ископаемое, характерной особенностью которого является возобновляемость в естественных условиях и в процессе эксплуатации.
Подземные воды имеют различное происхождение и подразделяются на:
- ювенальные, образовавшихся при магмагенных процессах;
- инфильтрационные, сформировавшиеся за счет просачивания атмосферных осадков сквозь толщу проницаемых почв и грунтов на водонепроницаемых слоях;
- конденсационные, скопившиеся в горных породах при переходе водяного пара в грунтовой атмосфере в жидкое состояние;
- воды, погребенные осадками в поверхностных водоемах.
Подземные воды способны минерализоваться, такие воды обладают целебными свойствами, которые используются на курортах, в санаториях и лечебницах.
Водоемы, располагающиеся в естественных понижениях рельефа.
Государственный запас воды включает воду для питья и хозяйственных нужд, для промышленных целей, а также, возможно, для полива городских газонов. Ирригационная вода предназначена для обеспечения урожаев, ее использование часто сезонное, с большими расходами в жаркое время года. Пригодность рек для судоходства может поддерживаться постоянным сбросом воды в течение года. Отдых – такой, как гребля, устройство пикников и т.п. – обеспечивается поддержанием относительно постоянного объема воды в водохранилище, чтобы его берега не сильно менялись. Для производства электроэнергии требуются и постоянные сбросы воды, и высокий ее уровень. Для защиты от наводнений необходимо, чтобы водохранилище сохранялось, насколько это возможно, не полностью заполненным. Природоохранные мероприятия предполагают сброс воды во время низкого ее стояния, чтобы защитить качество воды и те виды, которые ее населяют. Такие добавки воды разбавляют сточные воды, снижая тем самым уровень потребления кислорода для их разложения в воде. Они также позволяют вытеснить соленую воду из эстуариев, поддерживая подходящую среду обитания для тех видов, которые там обитают.
Многоцелевая работа водохранилищ сложна. Водохранилище, которое выполняет только одну функцию – хранение запаса воды, должно быть постоянно максимально заполненным. Если назначение водохранилища – только контроль за наводнениями, оно не должно быть заполнено с тем, чтобы можно было задерживать даже очень обильные паводковые воды и затем постепенно сбрасывать их. Назначение и работа любого водохранилища существенно влияет на окружающую среду.
В естественных понижениях рельефа располагаются озера, которые являются постоянными водоемами. Озера образуются различными путями: от вулканических кратеров до тектонических прогибов и карстовых провалов; иногда возникают запрудные озера при обвалах и селях в горах.
Первые болота на нашей планете появились около 400 млн. лет назад на стыке двух геологических периодов – силура и девона. Происхождение болот связано со скоплением вод, не имеющих стока (рис. 4). Болота снижают качество почвы, являются источниками торфа и некоторых видов удобрений. За сотни миллионов лет слои торфа превратились в горизонты каменного угля.
Все торфяные болота мира занимают три процента поверхности суши, или свыше 4 млн. км2. Выделяют три группы болот, в зависимости от того, насколько богаты минеральными веществами питающие болото воды. Все торфяные болота делятся на:
- верховые (водораздельные) – моховые, выпуклые;
- низинные (главным образом долинные и пойменные) – травяные и древесные, плоские, ровные;
- переходные.
Рис.4 Схема зарастания озера по А.Д. Потапову.
- моховый покров (рям);
- донные отложения органических остатков;
- «окно» или пространство чистой воды.
Основную роль в водообмене играют низинные болота в долинах рек. Их питают и атмосферные, и грунтовые, и поверхностные воды. Но именно низинные болота практически не охраняются. Они уникальны своей способностью накапливать и сохранять в насыщенной водой среде отмершие части растений, мхов, осок, тростника, кустарников и деревьев в виде торфа. Большинство болот в естественных условиях растет, постепенно увеличивая свой резервуар. Водный резервуар болот в 7 раз превышает резервуар воды в реках и сопоставим с водным резервуаром атмосферы. На долю торфяных болот приходится 10 % мировых запасов пресной воды. Современные болота существенно отличаются от ископаемых, их максимальный возраст – 12 тыс. лет. Торфяные болота распространены почти на всей земной поверхности в пределах всех климатических зон. Имеются данные о погребенных залежах торфа даже в Гренландии, на Шпицбергене и Антарктических островах. Нет их лишь в отдельных районах, например, в странах с засушливым климатом. Наибольшее число торфяных болот располагается в Северном полушарии. Россия располагает крупнейшими в мире запасами торфа и занимает ведущее место в изучении и использовании торфяных ресурсов. Площадь торфяных болот в нашей стране составляет около 2/5 от мировой. Крупнейшим торфяным регионом планеты является Западно-Сибирская равнина. Здесь сосредоточено 70% всех торфяных ресурсов РФ. В болотах Западной Сибири содержится до 1000 км3 воды.
Болотные экосистемы планеты играют огромную роль в создании равновесия в углеродном балансе, так как, в результате фотосинтеза депонируют оксиды углерода атмосферы и, таким образом, очищают ее. Баланс углерода в биосфере определяется тремя основными процессами: накоплением углерода в процессе фотосинтеза; выделением СО2 и СН4 при дыхании; разложением органического вещества и выносом углерода поверхностным и внутрипочвенным стоком в реки и подземные воды в виде подвижных минеральных соединений.
Наличие болот снижает отрицательное воздействие засухи и способствует увеличению продуктивности растительности. По имеющимся данным, удвоение количества углекислоты в атмосфере может вызвать повышение температуры на планете на 3-5°С. Согласно прогнозу некоторых ученых, к 2050 г. заболачивание охватит весь земной шар.
Часть болотных вод участвует в водообмене. Поверхностный сток с болот осуществляется по гидрографической сети, включающей водотоки, озера, топи, а также путем фильтрации в деятельном горизонте. В Западной Сибири, где преобладают крупные болотные системы, объем стока обеспечивает образование ручьев и речек. Болота не питают реки – они осуществляют транзитную функцию перераспределения поступающей в них воды.
