Понятие о гидросфере

Гидросфера (от греческих слов hydor – вода и sphaira – шар) – непрерывная оболочка Земли, включающая всю воду в жидком, твердом, газообразном, химически и биологически связанном состоянии.

Природные воды Земли формируют ее гидросферу. Устоявшихся определений понятия гидросферы и ее границ пока нет. Традиционно под гидросферой понимают прерывистую водную оболочку земного шара, расположенную на поверхности земной коры и в ее толще, представляющую совокупность океанов, морей и водных объектов суши (рек, озер, болот, подземных вод), включая снежный покров и ледники. В такой трактовке гидросфера не включает атмосферную влагу и воду в живых организмах. Однако существуют и более узкое и более широкое толкования понятия гидросферы. В первом случае под ней понимают лишь поверхностные воды, находящиеся между атмосферой и литосферой, во втором — все природные воды Земли, участвующие в глобальном круговороте веществ, в том числе подземные воды в верхней части земной коры, атмосферную влагу и воду живых организмов. Такое широкое понимание термина «гидросфера» представляется наиболее правильным. В этом случае гидросфера — это уже не прерывистая оболочка, а действительно геосфера, включающая не только скопления самой воды (а также снега и льда) на земной поверхности, но и взаимосвязанные с ними воды в верхней части литосферы и нижней части атмосферы. При такой трактовке возникает новая, малоизученная географическая проблема «взаимопроникания» различных геосфер (гидросферы, литосферы, атмосферы). Поскольку вода одновременно и место обитания многих организмов, и условие их существования, то границы гидросферы в широкой трактовке этого понятия будут приблизительно совпадать с границами биосферы в понимании В.И. Вернадского.

Единство гидросферы определяется не только ее непрерывностью, но и постоянным водообменом между всеми ее частями и постоянным переходом из одного состояния в другое.

Формирование водной оболочки Земли было тесно связано с общепланетарными геофизическими процессами, результатом которых явилось образование трех сопряженных с ней оболочек: мантии, литосферы и атмосферы.

Гидросфера играла и играет основополагающую роль в геологической истории Земли, в формировании физической и химической среды, климата и погоды, в возникновении жизни на Земле и ее развитии [Гидросфера, 1960].

Воды гидросферы воздействуют на горные породы механически и химическим путем. Замерзая и расширяясь в трещинах горных пород, вода производит разрушительную работу. Реки разрабатывают широкие долины, перенося обломочный материал в более низкие районы. Осаждаясь на дне морей и озер, твердый материал образует осадочные и обломочные породы. Огромное количество природного материала переносится реками в растворенном состоянии. В результате выпадения из вод гидросферы различных солей образуются породы и минералы химического происхождения (гипс, доломиты и т.д.). Некоторые живущие в воде организмы обладают способностью поглощать из нее различные соединения (карбонат кальция, кремнезем, и т.д.) и отлагать их в своем организме. Скапливаясь на дне водоема, их скелеты образуют мощные слои известняков и различных кремнистых пород. Таким образом, подавляющая часть осадочных горных пород и такие ценные полезные ископаемые, как нефть, уголь, бокситы, марганцевые и железные осадочные руды образовались в прошлые геологические эпохи в результате воздействия гидросферы и процессов, происходящих в ней [Тимофеев и др., 1988].

В гидросфере впервые зародилась жизнь на Земле. Эволюция организмов продолжалась в морской среде в течение всего докембрия и лишь в начале палеозоя началось заселение суши различными организмами.

По химическому составу воды гидросферы представляют собой сложный раствор

Таблица 1. Обобщенный химический состав поверхностных вод гидросферы

различных веществ, они чрезвычайно разнообразны, отличаясь не только по химическим элементам и общей концентрации растворенных веществ, но и по количественному соотношению между компонентами состава, форме их соединений [Алекин, 1970]. В состав воды входят газы, главным образом в виде молекул и частично гидратированных соединений, соли, преимущественно в виде ионов, а при больших концентрациях – комплексов и молекул, органические вещества как в молекулярных и высокомолекулярных соединениях, так и в коллоидном состоянии.

Химические элементы	Весовые %	Коэффициент концентрации по отношению к среднему составу земной коры
О (кислород)	85,82	1,75
Н (водород)	10,72	10,70
С1 (хлор)	1,90	9,45
Na (натрий)	1,05	0,37
Mg (магний)	0,14	0,06
S (сера)	0,088	8,8
Са (кальций)	0,04	0,12
К (калий)	0,038	0,014
Вг(бром)	6,510-3	6,5
С (углерод)	210-3	0,006
Sr (стронций)	1,010-3	0,11
В (бор)	1,510-4	0,09

Химическим составом гидросферы (табл. 1) определяются различные процессы, протекающие в водной среде [Кратк. геогр. энцикл., 1960].

Воды гидросферы играют важнейшую роль в жизни человека. Они используются для целей водоснабжения, судоходства, рыболовства, гидроэнергетики, орошения и т.д. Минеральные озера служат для добычи ценного химического сырья. Запасы подземных вод используются для орошения и водоснабжения. Воды многих минеральных источников обладают целебными свойствами.