Тема 1. Гидросфера и ее части

Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая всю хи­мически не связанную воду независимо от ее состояния: жидкую, твердую, газообразную.

Земля - самая водная планета - Солнечной системы: больше 70 % ее поверхности сплошь покрыто водами Мирового океана.

Части гидросферы	Объем (тыс. км3)	Смена запасов (число лет)
Океан	1 370 000	3000
Подземные воды	60 000 4 000	(5000)
Ледники	24 000	8000
Почвенная влага	82	1
Бессточные и проточные озера	230	10
Реки	1,2	0,032
Пары атмосферы	14	0,027
Вся гидросфера	1 454 327	2800

Количество воды, на Земле определено достаточно приближенно исходя из предположения о происхождении гидросферы из верхней мантии и базальтовой коры при их дегазации. Среднее содержание воды в горных породах составляет 7%, но в верхней мантии ее содержание снижено до 1-2%. По данным разных ученых-гидрологов объем гидросферы не превышает 1,5 млрд.км³. Ниже приведена таблица, характеризующая различные части гидросферы по объему воды.

Есть разные гипотезы происхождения гидросферы, но наибо­лее убедительна та, которая связывает ее с происхождением са­мой Земли. Вероятнее всего, литосфера, атмосфера и гидросфера образовались в едином процессе, в результате расплавления и де­газации вещества мантии. Химически связанная вода была уже в веществе холодного газово-пылевого протопланетного облака. Под влиянием глубинного тепла Земли она выделялась и переме­щалась к поверхности Земли. Первичный Океан, возможно, по­крывал почти всю Землю, но не был глубоким. Океанская вода, вероятно, была теплой, высокоминерализованной. Океан углублялся, а площадь его сокращалась. С поверхности Океана испарялась влага, выпадали обильные дожди. Пресная вода на суше - результат «прохождения» океанской воды через атмо­сферу. Выделение воды из магмы продолжается и теперь. При извержениях вулканов выделяется в среднем за год 1,3·108 т воды. Термальные источники и фумаролы ежегодно выно­сят 10³ т.

Если допустить, что поступление воды из мантии в литосферу и на ее поверхность было равномерным и составляло в год на 1 см² поверхности планеты всего 0,00011 г, то и этого достаточно для того, чтобы за время существования Земли образовалась гид­росфера.

Предположения о поступлении воды из Космоса основываются на падении ледяных ядер комет, выпадении метеорного вещества и пыли. Возможно, что количество поступившей таким образом на Землю воды довольно велико, но образовать гидросферу эта вода не могла. Новые молекулы воды, по всей вероятности, воз­никают в верхней атмосфере (на высоте около 100 км), там, где атомы водорода, принесенные солнечным ветром, реагируют с кислородом атмосферы. Предполагают, что так может образо­вываться до 1,5 км³ воды в год. Этот процесс поступления воды на Землю называют солнечным дождем. Молекулы воды обра­зуются при горении (окислении), разложении органического ве­щества, при сгорании углеводородного топлива. Но, несомненно, из всех процессов, обеспечивающих приход воды в гидросферу, главное - выделение ее из мантии.

Гидросфера не только получает воду, но и теряет ее. Безвоз­вратные потери - уход в Космос через высокие слои атмосферы. Под действием ультрафиолетовой радиации Солнца молекулы Н₂О распадаются на атом водорода и молекулу ОН или на атом кислорода и Н₂. Атомы водорода, самые быстрые и легкие, пре­одолевая земное притяжение, постепенно улетучиваются в меж­планетное пространство. В результате Земля имеет водородный «хвост», направленный в теневую сторону, т. е. от Солнца.

Каков современный баланс гидросферы, что в нем преобла­дает - приход или расход? Можно предполагать, что, в общем, количество воды в гидросфере постоянно, но точного ответа на этот вопрос дать еще нельзя.