3.Происхождение атмосферы.

Воздушная оболочка Земли возникла в период формирования нашей планеты в результате дифференциации протопланетного вещества. Первичная атмосфера была по составу близка составу метеоритных и вулканических газов. Она состояла из углекислого газа – до 98%, аргона – 0,19%, азота – 1,5%, имела восстановительный характер и была практически лишена свободного кислорода. Основная часть кислорода образовалась позднее и имеет в основном биогенное происхождение.

Атмосфера оказала значительное влияние на эволюцию литосферы и эволюцию гидросферы.

Все главные газовые составляющие атмосферы расходуются и снова поступают в атмосферу в результате взаимодействия с живыми организмами, водами гидросферы и минеральными веществами литосферы.

Лекция 9. Гидросфера. Мировой океан.

Содержание:

1. Общая характеристика гидросферы.

2. Строение и свойства воды.

3. Мировой океан. Части Мирового океана

4. Уровень океанов и морей.

5. Прозрачность морской воды

6. Взаимодействие атмосферы и океаносферы.

7. Физико-химические свойства морской воды.

8. Термический и ледовый режим Мирового океана.

9. Районирование толщи Мирового океана

Под гидросферой понимают совокупность всех форм воды, находящихся в твердом, жидком и газообразном состоянии.

1. Общая характеристика гидросферы.

Общий объем воды на Земле составляет 1,370*10¹⁸т. Кроме гидросферы она содержится во внутренних оболочках планеты: в земной коре. Почти вся вода в этих слоях находится в связанном состоянии - она входит в состав горных пород и минералов.

Гидросфера включает около 1,5 млрд. км³ воды. Мировой океан – 1,370 млрд. км³ (94%), воды суши – 0,13млрд. км³, из них 60 млн. км³ – подземные воды, 24 млн. км³ - ледники, 230 тыс. км³- озера, 1,2 тыс. км³ – реки, 75 тыс. км³ -вода почв,14 тыс. км³ -вода атмосферы.

Основные химические элементы, образующие гидросферу Земли - кислород - 86%, водород - 11%, натрий и хлор - 3%. В составе гидросферы содержится около 5*10¹⁶т. солей, будучи равномерно распределены по поверхности планеты, они образовали бы слой в 45м.

2.Строение и свойства воды.

Вода – единственный на Земле минерал, который в термодинамических условиях земной поверхности способен находится в трех физических состояниях: твердом, жидком и газообразном и быстро переходить из одного состояния в другое. Температура, при которой жидкая вода, пар и лед находятся в равновесии равна +0,01⁰С. Изменение состояния воды сопровождается выделением энергии.

Вода простейшее и устойчивое соединение кислорода с водородом и состоит из 11,11% водорода и 88,89% кислорода (по весу) (11,19% и 88,81% по массе). Аномалии физических свойств воды объясняются структурой ее молекулы (гидроль, дигидроль, тригидроль.).

В природе выделяют 9 видов молекул воды В природе стабильны изотопы кислорода ¹⁶О, ¹⁷О, ¹⁸О. Ообыкновенная вода - это Н₂ ¹⁶0, она составляет 99,73% всех видов вод, Н₂¹⁸О – 0,2% и на Н₂¹⁷О – только 0,04%. При испарении в пар переходит преимущественно Н₂¹⁶0, неиспарившаяся вода обогащается Н₂¹⁸О и Н₂¹⁷О. Кроме того, в природных водах содержится в очень малом количестве тяжелая вода Д₂О и Т₂О.

Д₂О кипит при температуре 101,42⁰С, замерзает при 0,8⁰С и наибольшую плотность имеет при 11,6⁰С. В тяжелой воде не живут живые организмы, семена, смоченные такой водой не прорастают.

Исключительное значение в природе имеют особенности поведения воды при замерзании. Температура замерзания дистиллированной воды принята за 0°С, а температура кипения при нормальном давлении - за 100° С. Вода имеет максимальную плотность при температуре +4⁰С, при понижении температуры ниже 4⁰С уменьшается ее плотность, а при замерзании объем увеличивается на 9%. Аномальное изменение плотности воды объясняется особенностями ее строения

Под плотностью воды r (г/см³) понимается отношение ее массы m к объему V, занимаемому ею при данной температуре, т.е.

r = m/ V

За единицу плотности принята плотность дистиллированной воды при 4° С.

Величина, обратная плотности, т. е. отношение единицы объема к единице массы, называется удельным объемом (см³/г):

v = V/m.

Плотность воды зависит от ее температуры, минерализации, давления, количества взвешенных частиц и растворенных газов.

Жидкая вода в тонких слоях бесцветна, в толстых имеет голубовато-зеленый оттенок. Чистая вода, без примесей, почти не проводит электрический ток.

Вода имеет большое поверхностное натяжение и может подниматься по тонким капиллярам на несколько метров вверх, что обеспечивает питания растений и является важным фактором почвообразования.

Вода – универсальный растворитель. Поэтому все природные воды – растворы. Даже в самой чистой природной воде - дождевой содержатся соли. Универсальная растворительная способность воды обеспечивает перенос веществ в географической оболочке, в том числе солевой обмен. Эта способность воды лежит в основе обмена веществами между организмом и средой, в основе питания живых организмов. Вода поддерживает растворенные в ней вещества в ионизированном состоянии. Биохимические реакции совершаются между ионами. Это свойство делает воду носителем жизни, все жизненно важные процессы протекают в живых организмах только в водных растворах.

Водяные пары хорошо пропускают коротковолновое излучение Солнца, но почти полностью поглощают встречное длинноволновое излучение земной поверхности. Это обеспечивает поглощение большого количества тепла водоемами и отепляющее воздействие на климат.

Вода самоочищается. При прохождении через грунт вода фильтруется; испаряется только чистая вода, все примеси остаются на месте. В процессе течения в реках, динамики в озерах и морях вода очищается. Но только до известного передела, загрязнение воды особенно промышленными отходами, нередко превосходит предел самоочищения.

Основные понятия: гидроль, дигидроль, тригидроль, плотность, удельный объем воды, тяжелая вода.