Что такое гидросфера? Циклы в гидросфере. Опасные явления в гидросфере

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.

Бассейн реки - территория, с которой река со своими притоками собирает воду. Болото - избыточно увлажнённый участок суши с влаголюбивой растительностью и слоем торфа не менее 0,3 м. Вода в болотах нахо­дится в связанном состоянии. Существует два основных типа болот - верховые (в которые влага поступает только из атмосферных осадков, пересыхают при их отсутствии) и низинные (питаются грунтовыми или речными водами, относительно богаты солями). Главная причина образования болот - избыточное увлажнение в сочетании с высоким уровнем грунтовых вод из-за близкого залегания к поверхности во­доупорных пород и равнинного рельефа.

Водораздел - линия раздела бассейнов двух рек или океанов, про­ходящая обычно по возвышенным территориям.

Воды суши - часть гидросферы, к ним относятся подземные воды, реки, озёра, болота, ледники.

Волнения - это преимущественно колебательные движения воды, имеющие разную природу (ветровую, приливную, сейсмическую). Общим для всех видов волн является колебательное движение частиц воды, при котором масса воды перемещается вокруг одной точки.

Гейзеры - источники, периодически выбрасывающие фонтаны воды и пара, которые являются проявлением поздних стадий вулка­низма. Известны в Исландии, США, Новой Зеландии, на Камчатке.

Водная оболочка Земли. Общий объем вод гидро­сферы составляет 1,4 млрд км 3 , их них 96,5% приходится на Мировой океан, 1,7% - на подземные воды, около 1,8% - на ледники, менее 0,01 % - на поверхностные воды суши (реки, озёра, болота).

Дельта - низменная равнина в низовьях реки, сложенная наноса­ми, принесенными рекой, и прорезанная сетью протоков.

Залив - часть океана, моря или озера, врезающаяся в сушу и имею­щая свободный водообмен с основной частью водоёма. Небольшой залив, хорошо защищенный от ветра, называют бухтой. Залив, отде­ленный от моря песчаной косой, в которой есть узкий пролив (часто образуется в устье реки) - лиманом. На севере России залив, глубоко вдающийся в сушу, в который впадает река, называют губой. Глубокие, длинные заливы с извилистыми берегами - это фьорды.

Из сточных озер вытекает одна или несколько рек (Байкал, Он­тарио, Виктория). Озера, не имеющие стока, - бессточные (Кас­пийское, Мёртвое, Чад). Бессточные озера часто бывают солёными (содержание солей выше 1 %о). В зависимости от степени солёности озера бывают пресные и солёные .

Исток - место, где берет начало река (например: родник, озеро, болото, ледник в. горах).

Ледники - естественные подвижные скопления льда, образо­вавшиеся из атмосферных осадков выше снеговой линии (уровень, выше которого снег не тает). Высота снеговой линии определяется температурой, которая связана с широтой местности и степенью континентальное™ её климата, количеством твердых атмосферных осадков. Ледник имеет область питания (т.е. накопления льда) и об­ласть таяния льда. Лёд в леднике под действием силы тяжести дви­жется от области питания к области таяния со скоростью несколько десятков метров в год (см. схему 1 на с. 76). Общая площадь ледни­ков - 11% от поверхности суши с объемом 30 млн км 3 . Если бы все ледники растаяли, уровень Мирового океана поднялся бы на 66 м.

Межень - период низкого уровня воды в реке.

Мировой океан - главная часть гидросферы, на которую прихо­дится 71 % площади земного шара (в Северном полушарии - 61 %, в Южном - 81 %). Мировой океан условно делится на четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый. Некоторые исследователи выделяют пятый - Южный океан. В него включают воды Южного полушария между Антаркти­дой и южными оконечностями материков Южной Америки, Африки и Австралии.

Многолетняя (вечная) мерзлота - горные породы в верхней части земной коры, остающиеся постоянно промерзшими или оттаиваю­щие только летом. Возникновение многолетней мерзлоты происхо­дит в условиях очень низких температур и малой высоты снежного покрова. Мощность мерзлотного слоя может достигать 600 м. Пло­щадь многолетней мерзлоты в мире составляет 35 млн км 2 , в том числе в России - 10 млн км 2 .

Море - часть океана, более или менее отделенная островами, полуостровами или подводными возвышенностями, отличающаяся особым гидрологическим режимом. Моря бывают внутренние - глу­боко вдающиеся вглубь материка (Средиземное, Балтийское) и окра­инные - примыкающие к материку и слабо обособленные от океана (Охотское, Берингово).

Озеро - водоём замедленного водообмена, размещенный в за­мкнутом природном углублении (котловине) поверхности суши. По происхождению озёрные котловины делятся на тектонические, вулканические, плотинные, ледниковые, карстовые, пойменные (старицы), лиманные. По водному режиму различают сточные и бес­сточные (таблица 1, с. 76).

Паводок - кратковременный, нерегулярный подъем уровня воды.

Подземные воды - воды, содержащиеся в верхней (12-16 км) толще земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Возможность нахождения вод в земной коре обуславливается пори­стостью горных пород. Водопроницаемые породы (гравий, галечник, пески) хорошо пропускают воду. Водоупорные породы - тонкозер­нистые, слабо или совсем не пропускают воду (глины, граниты, ба­зальты). По условиям залегания подземные воды подразделяются на почвенные (вода в связанном состоянии в почве), грунтовые воды (первый от поверхности постоянный водоносный горизонт, залегаю­щий на первом водонепроницаемом горизонте), межпластовые воды (заключенные между водонепроницаемыми горизонтами), в том чис­ле артезианские (напорные межпластовые).

Пойма - часть речной долины, затопляемая в период половодья и паводков. Над поймой обычно поднимаются склоны долины, часто ступенчатой формы - террасы.

Половодье - ежегодно повторяющийся период высокого уровня воды в реке, вызванный основным источником питания. Виды пита­ния рек: дождевое, снеговое, ледниковое, подземное.

Пролив - относительно узкое водное пространство, которое раз­деляет два участка суши и соединяет смежные водные бассейны или их части. Самый глубокий и широкий пролив - Дрейка, самый длин­ный - Мозамбикский.

Режим реки - регулярные изменения состояния реки, обуслов­ленные физико-географическими свойствами её бассейна и клима­тическими особенностями.

Река - постоянный водный поток, текущий в разработанном им же углублении - русле.

Речная долина - понижение в рельефе, на дне которого течет река.

Речная система - река со своими притоками. Название речной системы дается по главной реке. Самые крупные речные системы мира - Амазонка, Конго, Миссисипи и Миссури, Обь с Иртышем.

Солёность морской воды - количество солей в граммах, раство­рённых в 1 кг (л) морской воды. Средняя солёность воды в океане - 35 %о, максимальная - до 42 %о - в Красном море.

Температура воды в океане зависит от количества солнечного теп­ла, поступающего на его поверхность. Среднегодовая температура поверхностных вод составляет 17,5°, на глубине 3000-4000 м она обычно держится в пределах от +2° до 0 °С.

Течения - поступательные движения водных масс в океане, воз­никающие под действием различных сил. Течения также можно классифицировать по температуре (тёплые, холодные и нейтральные), по времени существования (кратковременные, пе­риодические и постоянные), в зависимости от глубины (поверхност­ные, глубинные и придонные).

Устье - место впадения реки в море, озеро или другую реку.

Эстуарий - воронкообразное затопляемое устье реки, расширяю­щееся в сторону моря. Образуется у рек, впадающих в моря, где силь­но воздействие движений океанских вод (приливов, волн, течений) на устье реки.

Цель приведенной ниже статьи - рассказать, что такое гидросфера, показать насколько богата наша планета водными ресурсами, и как важно не нарушать баланс в природе. Планета Земля покрыта тремя оболочками. Это атмосфера, литосфера и гидросфера. Благодаря их взаимодействию зародилась жизнь. Они аккумулируют солнечную энергию и распределяют ее между всеми организмами.

Рассмотрим, что такое гидросфера.

Определение

Если говорить просто, то это Это всевозможные источники драгоценной жидкости. Сюда входят моря, океаны, реки, ледники, подземные реки и многое другое. Частью гидросферы является вода в атмосфере и во всех живых организмах. Но самую большую долю составляет соленая вода Мирового океана.

Если рассмотреть с научной точки зрения, что такое гидросфера, то это комплекс наук, включающий в себя целое подразделение исследовательских дисциплин. Рассмотрим, какие науки занимаются изучением составляющих гидросферы.

• Гидрология. Сфера исследования - поверхностные водоемы суши: реки, озера, болота, каналы, пруды, водохранилища.
• Океанология - изучает Мировой океан.
• Гляциология - наземные льды.
• Метеорология - жидкость в атмосфере и ее влияние на погоду и климат.
• Гидрохимия - химический состав воды.
• Гидрогеология - занимается подземными водами.
• Геокриология - вода в твердом состоянии: ледники и вечные снега.
• Гидрогеохимия - молодая наука, изучающая химический состав всей гидросферы.
• Гидрогеофизика - также новое направление, основа которой - физические свойства водной оболочки Земли.

Состав гидросферы

Из чего же она состоит? Гидросфера включается в себя все виды влаги на планете. Ее объем трудно представить. Ученые подсчитали, что он составляет 1370,3 млн км 3 . За всю историю существования планеты, масса воды никогда не изменялась.

Интересный факт: каждый пятый человек мечтает вдоволь напиться воды. Но сколько бы он не выпивал, ему не удается это сделать.

Рассмотрим состав гидросферы:

• Мировой океан. Занимает большую часть, а вернее, практически весь объем водной оболочки. Он включает в себя четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый.
• Вода суши. Сюда относятся все источники драгоценной жидкости, которые можно встретить на континентах: реки, озера, болота.
• Подземные воды - это огромный запас влаги, находящийся в литосфере.
• Ледники и постоянные снега, на долю которых приходится значительная часть запасов воды.
• Вода в атмосфере и в живых организмах.

Процентное соотношение источников гидросферы Земли представлено на рисунке ниже.

Вода - это уникальное вещество. Ее молекулы имеют настолько прочную связь, что их очень сложно разъединить. Но еще большая уникальность ее в том, что в отличие от других важных элементов, она может существовать в природных условиях сразу в трех состояниях: жидком, твердом, газообразном.

Круговорот воды в природе играет важную функцию распределения влаги на планете. Основной источник пресной жидкости в атмосфере - Мировой океан. Из него вода, под воздействием солнца, испаряется, превращается в облака и перемещается в атмосфере, а соль остается. Так появляется пресная жидкость.

Выделяют два круговорота: большой и малый.

Большой круговорот воды касается возобновления вод Мирового океана. И поскольку большая часть влаги переходит в газообразное состояние именно с его поверхности, она возвращается туда вместе со стоками, куда попадает в виде осадков.

Если большой круговорот охватывает обновление воды на планете в целом, то малый касается только суши. Там наблюдается тот же процесс: испарения, конденсация, выпадения в виде осадков и сток в Мировой океан.

В океане воды испаряется больше, чем в реках и озерах. Осадков, наоборот, на континентах выпадает много, а над открытыми водными просторами - мало.

Скорость круговорота

Составляющие гидросферы Земли обновляются с разной скоростью. Быстрее всего обновляется запас воды в организме человека, поскольку он на 80 % из нее состоит. В течение нескольких часов при обильном употреблении напитков, можно полностью восстановить баланс.

А вот ледники и мировой океан обновляются очень медленно. Для того чтобы появились совершенно новые айсберги в полярных широтах необходимо почти 10 тыс. лет. Можно представить, сколько уже существует лед в Арктике и Антарктиде.

Вода в Мировом океане очищается немного быстрее - за 2,7 тыс. лет.

Питательная сила живых организмов

Вода - это уникальное химическое соединение водорода и кислорода. Она не имеет запаха, вкуса, цвета, но легко впитывает их из окружающей среды. Ее молекулы тяжело разъединить, но в тоже время они содержат ионы хлора, серы, углерода, натрия.

В воде зародилась жизнь, и она содержится во всех организмах, совершающих обмен веществ. Есть животные, тела которых почти жидкие. Медуза на 99 % состоит из воды, рыба всего на 75 %. В растениях сока ее еще больше: в огурце - 95 %, моркови - 90 %, яблоке - 85 %, картофеле - 80 %.

Функции водной оболочки

Гидросфера Земли выполняется несколько жизненно важных для планеты функций:

1. Аккумулирующая. Вся энергия Солнца в первую очередь попадает в океан. Там она сохраняется и распределяется по планете. Такой процесс обеспечивает сохранение средней положительной температуры.
2. Производство кислорода. Больше всего этого вещества вырабатывается фитопланктоном, находящимся в Мировом океане.
3. Распределение пресной воды за счет круговоротов.
4. Обеспечивает ресурсами. Мировой океан содержит значительные запасы продовольствия, а также других полезных добываемых ресурсов.
5. Рекреационный потенциал для человека, который использует океан в своих целях: для энергии, очистки, охлаждения, развлечения.

Гидросфера и человек

В зависимости от того, как используется вода, можно выделить две отдельные категории:

1. Водопотребители. Сюда относятся те отрасли человеческой деятельности, которые пользуются прозрачной жидкостью для достижения своих целей, но не возвращают ее. Видов такой деятельности очень много: цветная и черная металлургия, сельское хозяйство, химическая, легкая промышленность и другие.
2. Водопользователи. Это отрасли, которые в своей деятельности используют воду, но при этом всегда ее возвращают. Сюда относится морской и речной транспорт, рыбное хозяйство, службы по доставке воды населению, водоканалы.

Интересный факт: для города с населением в 1 млн человек необходимо 300 тысяч м 3 чистой питьевой воды в сутки. При этом возвращается жидкость в океан загрязненная, непригодная для живых организмов, и океану приходится самостоятельно ее очищать.

Классификация по характеру использования

Для человека вода имеет разное значение. Мы употребляем в пищу, в ней стираем и убираем. Поэтому, ученые предложили такую градацию:

• Питьевая вода - чистая вода без токсических и химических веществ, пригодная к употреблению в сыром виде.
• Минеральная вода - обогащенная минеральными компонентами вода, которая добывается из земных недр. Используется в лечебных целях.
• Промышленная вода - используется в производстве, проходит один или два этапа очистки.
• Теплоэнергетическая вода - забор берется из термальных источников.

Техническая вода

Вода для технических нужд может быть абсолютно разная. В сельском хозяйстве ее используют для полива, причем очищать ее не требуется. В энергетических целях для отопления помещений воду переводят в газообразное состояние. В больницы, бани, прачечные поступает хозяйственно-бытовая жидкость с меньшой очисткой.

Вода, используемая в промышленности часто загрязненная. Но больше половины потребляемого объема используют для охлаждения агрегатов. В этом случае она не загрязняется и может быть использована повторно.

Проблемы гидросферы

Мировой океан - это среда, которая способна самоочищаться. Но людей на Земле 7 миллиардов, и скорость загрязнения намного больше, чем скорость возобновления. Это может привести к непоправимым последствиям. Рассмотрим, основные источники загрязнения гидросферы:

1. Промышленные, сельскохозяйственные, бытовые стоки.
2. Бытовые отходы прибрежных зон.
3. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами.
4. Попадание в мировой океан тяжелых металлов.
5. Кислотные дожди, результатом которых является уничтожение ареола живых существ.
6. Транспорт.

Загрязнение морей и океанов

Человек и гидросфера должны существовать в мире. Ведь от того, как мы будет относиться к источнику нашей жизни, так нам и отплатит природа. Уже сейчас поверхность океанов и морей очень сильно загрязняется нефтепродуктами и отходами. Более 20 % поверхности воды покрыто непроницаемой пленкой нефти, через которую не может осуществляется обмен кислородом и паром. Это привод к гибели экосистем.

Из-за значительных загрязнений происходит истощение природными ресурсами. Наглядный пример - Аральское море. С 1984 года здесь больше не водится рыба.

С 1943-го проводилось загрязнение гидросферы опасными радиоактивными веществами. Их зарывали на морском дне. С 1993 года это делать запрещено. Но за 50 лет пагубного воздействия человек мог нанести океану непоправимый вред.

Опасность со стороны рек и озер

Загрязнение суши еще более опасно для человека. Ведь именно оттуда ведется забор пресной воды для хозяйственных нужд и для употребления в пищу. На сегодняшний день в России большинство рек относится к категории сильнозагрязненных. Вот рейтинг самых опасных водоемов в России:

• Волга;
• Енисей;
• Иртыш;
• Кама;
• Исеть;
• Лена;
• Печора;
• Томь.

Решение экологических проблем

Человечество должно понять, что чем больше внимания мы будем уделять сохранению чистоты в природе, тем больший шанс у наших потомков жить в благоприятной среде. В погоне за деньгами и прибылью, множество предприятий пренебрегают основными правилами очистки. Основная задача - это сооружение очистительных фильтров в прибрежных районах, в местах наибольшего скопления отходов и обеспечение предприятий современными технологиями, направленными на экологическую безопасность.

Послесловие

Из этой статьи мы узнали, что такое гидросфера, какие ее основные составляющие, и с какими проблемами сталкивается Мировой океан. Задача каждого из нас - понимать, что мир создан не человеком, а природой, а мы, нещадно эксплуатируем ее, не осознавая последствий.

Гидросфера – с латинского – водная оболочка. Впервые понятие гидросферы было введено в научную литературу Э. Зюссом в 1875 году, который понимал под ней единую водную оболочку планеты, в основном состоящую из вод Мирового океана. В 1910 г более широкая трактовка представлена Дж. Мерреем, он включил в гидросферу воды рек и озер, атмосферы, криосферы и биосферы. Столь широкое толкование гидросферы не было безусловно принято исследователями. Различия между последующими определениями гидросферы касались, в основном, ее непрерывности, нижней и верхней границ ее распространения, возможности отнесения к ней химически и биологически связанных вод.

Наиболее физически обоснованным является определение И.А. Федосеева: в широком смысле гидросфера – сплошная оболочка земного шара, простирающаяся вниз до верхней мантии, где в условиях высоких температур и давления наряду с разложением молекул воды непрерывно проходит их синтез, а вверх – примерно до высоты тропопаузы, выше которой молекулы воды подвергаются фотодиссипации (разложению). Можно привести более узкое определение: гидросфера – сплошная оболочка Земли, содержащая воду во всех трех агрегатных состояниях в пределах Мирового океана, криосферы, литосферы и атмосферы, принимающую непосредственное участие в планетарном круговороте влаги (гидрологическом цикле (ГЦ)).

В общем смысле ГЦ представляет собой непрерывный процесс циркуляции и перераспределения всех видов природных вод между отдельными частями гидросферы, устанавливающий определенные соотношения между ними при различных масштабах осреднения. ГЦ обеспечивает взаимосвязь и единство гидросферы.

Гидросфера и ГЦ – единая саморегулирующаяся система, состоящая из четырех резервуаров: океан, криосфера (оболочка Земли, содержащая воду в твердой фазе), литосфера (поверхностные и подземные воды суши) и атмосфера.

Свыше 96% гидросферы составляют моря и океаны; около 2% - подземные воды, около 2% - ледники, 0,02% - воды суши (реки, озера, болота). Общий объем гидросферы Земли - свыше 1 миллиарда 500 миллионов км 3 . Из них в океанах и морях - 1370 миллионов км 3 , в подземных водах - около 60 миллионов км 3 в виде льда и снега - около 30 миллионов км 3 , во внутренних водах - 0,75 миллиона км 3 , а в атмосфере - 0,015 миллиона км 3 .

Объем гидросферы постоянно меняется. По расчетам ученых, 4 миллиарда лет назад ее объем составлял всего 20 миллионов км 3 , то есть был почти в 7 тысяч раз меньше современного. В будущем количество воды на Земле, по-видимому, также будет возрастать, если учесть, что объем воды в мантии Земли оценивается в 20 миллиардов км 3 - это в 15 раз больше современного объема гидросферы. Полагают, что поступление воды в гидросферу будет осуществляться из глубинных слоев Земли и при вулканических извержениях.

По данным, учитывающим только разведанные запасы подземной воды, на пресную воду на всей планете приходится только 2,8%; из них 2,15% находится в ледниках и только 0,65% в реках, озерах, подземных водах. Главная масса воды (97,2%) - соленая. Гидросфера - единая оболочка, так как все воды взаимосвязаны и находятся в постоянных больших или малых круговоротах. Полное обновление вод происходит по-разному. Воды в полярных ледниках возобновляются за 8 тысяч лет, подземные воды - за 5 тысяч лет, озера - за 300 дней, реки - за 12 дней, водяной пар в атмосфере - за 9 дней, а воды Мирового океана - за 3 тысячи лет.

Гидросфера играет очень большую роль в жизни планеты: она накапливает солнечное тепло и перераспределяет его на Земле; с Мирового океана на сушу поступают атмосферные осадки.

За геологическую историю в гидросфере происходили значительные изменения, однако известно о них мало. Подсчитано, что в ледниковые периоды резко возрастало количество льда, и за счет этого происходило уменьшение объема и понижение уровня Мирового океана на десятки метров. В настоящее время гидросфера охвачена невиданными по скорости и размерам преобразованиями, связанными с технической деятельностью человека. Ежегодно используется около 5 тысяч км 3 воды, а загрязняется в 10 раз больше. Некоторые страны начали испытывать нехватку пресной воды. Это не означает, что ее на Земле мало: просто человек еще не научился ее рационально использовать.

Гидросфера взаимодействует с литосферой. Об этом свидетельствуют эрозионные и аккумулятивные процессы, связанные с работой воды. Взаимодействует гидросфера и с атмосферой: облака состоят из паров воды, испарившихся с поверхности морей и океанов. Гидросфера также взаимодействует и с биосферой, так как живые существа, населяющие биосферу, не могут жить без воды. Взаимодействуя с различными оболочками планеты, гидросфера выступает, в свою очередь, как часть целостной природы земной поверхности.

Общие запасы воды на Земле в течение периода времени, измеряемого геологическими эпохами, практически не изменяются, так как поступление воды из земных недр и космического пространства на поверхность Земли очень мало и практически компенсируется безвозвратной потерей воды вследствие фотодиссипации водяного пара в верхних слоях атмосферы. Следовательно, гидросфера – квазизамкнутая система.

Еще в 1914 г. Дж. Грегори в своей работе «Образование Земли» писал, что фундаментальная разница между Северным и Южным полушариями есть наиболее бросающаяся в глаза «черта в плане Земли». И действительно, прежде всего сама фигура Земли асимметрична, причем северная полуось на 70-100 м длиннее южной, поэтому полярное сжатие Северного полушария меньше, чем Южного. Асимметричность Северного и Южного полушарий заключается в том, что суша в Северном полушарии составляет 39 % , а в Южном - 19 %. Неравномерность распределения воды и суши влияет на многие планетарные процессы, влечет за собой асимметричность в распределении компонентов географической оболочки и, следовательно, и биосферы.

Дж. Грегори заметил, что в 19 из 20 случаев напротив суши на противоположной стороне Земли – вода. Воды много! Наша планета, голубая из космоса (из-за воды), должна было бы быть названа планета Вода. Однако, при средней глубине МО 3704 м и диаметре Земли 12 756 км ее слой составляет всего 0,03 % от диаметра Земли.

Гидросфера - это водная оболочка Земли между атмосферой и земной корой, представленная совокупностью океанов, морей и континентальных водных масс. Гидросфера покрывает 70,8% земной поверхности. Объем гидросферы - 1370300000. Км 3, что составляет 1/800 общего объема планеты. Масса гидросферы - 1,4 ∙ 10 +18 т, из которых 98,31% приходится на океаны, моря и подземные воды, 1,65% - в материковых льдах приполярных областей и только 0,045% - в пресных водах рек, болот и озер. Незначительная доля воды находится в атмосфере и живых организмах. Химический состав гидросферы приближается к среднему составу морской воды. Гидросфера находится в непрерывной взаемодии3 атмосферой, земной корой и биосферой.

Мировой круговорот воды

Круговорот воды - это процесс обращения воды в географической оболочке, который объединяет воды в единую взаимосвязанную систему и является важнейшей составляющей обмена вещества в природе. Основными факторами, которые обусловливают этот процесс, является солнечная радиация и сила тяжести. Главными составляющими круговорота является испарение воды, перенос водяного пара на расстояние, конденсация (сгущение) водяного пара, выпадение осадков, инфильтрация (просачивание) воды в почву и сток.

Суть кругооборота заключается в том, что под воздействием солнечной радиации с поверхности Земли (океанов, суши) вода испаряется и в виде водяного пара попадает в воздух. Воздушные течения переносят ее на большие расстояния. В воздухе водяной пар конденсируется и переходит в капельножидком воду, которая возвращается в виде осадков назад, на поверхность Земли.

В зависимости от особенностей и масштабов большой, или общий, и малый круговороты.

Малый круговорот - это круговорот над отдельными океанами, материками или их частями. Над океанами он происходит по схеме: океан - атмосфера - океан. Вода из океана в виде водяного пара поступает в атмосферу, там конденсируется и выпадает на поверхность океана

Малым также и местный, или внутриматериковых, влагооборот, который происходит только в пределах суши. Схема его движения: суша - воздух - суша. Вода испаряется с суши (из разных водных объектов, почв, растительности и т.д.), попадает в воздух, конденсируется и снова в виде осадков возвращается на сушу.

Еще недавно считали, что в результате местного влагооборота (неоднократного обращения воды, которая поступает из океанов на материки с воздухом) намного увеличивается количество опалов. Отсюда возникла идея усилить местный влагооборот, чтобы увеличить количество осадков в засушливых районах. Эта идея актуальна до сих пор. Но в последнее время доказано, что от местного влагооборота количество опалов увеличивается не намного. Водяной пар, который попадает в воздух с поверхности суши, воздушные течения быстро за черту материков. Осадки в результате местного влагооборота не превышают 1/3 всех осадков. Однако и они имеют большое значение для формирования ландшафтов.

Большой круговорот - процесс сложный. Он включает сушу и океаны и происходит по схеме: океаны - атмосфера - суша - океаны. Здесь круг замыкается переходом через сушу, на которой вода, прежде чем вернуться в океан, проходит ряд сложных этапов. Часть той воды, которая выпадает на поверхность суши, стекает в виде поверхностного стока (через реки), часть - просачивается в землю, где образует подземный сток и питает растительность. Часть воды, испаряясь с суши (с почв, водных бассейнов), попадает в воздух. Много воды возвращается с материков в атмосферу через транспирацию (испарение) растениями (на каждый грамм созданной растением сухого вещества транспируеться от 200 до 400 г воды) и др.

Так рано или поздно, тем или иным путем вода, которая выходит из океана и выпадает над сушей, вновь возвращается в океан и замыкает круговорот.

Круговорот воды в природе имеет большое значение. Энергия вод, попавших на сушу в процессе круговорота, проявляется в формировании рельефа, размывании берегов и др. Круговорот воды является мощным проводником с моря на сушу. Он как составляющая обмена веществ приводит органическая жизнь на Земле. Благодаря круговороту воды на Земле есть вода на суше.