Лекція 7

ГІДРОСФЕРА

7.1. Загальна характеристика

Природні води Землі формують її гідросферу. Вона включає в себе Світовий океан, води суші (ріки, озера, сніговий покрив і льодовики), підземні і атмосферні води, а також воду живих організмів. Таке трактування гідросфери є найбільш правиль­ним, бо воно включає в себе не тільки накопичення самої води (снігу, льоду) на земній поверхні, а і взаємопов'язані з ними води у верхній частині літосфери і нижній частині атмосфери. Зауважимо, що під гідросферою інколи розуміють переривчас­ту водну оболонку земної кулі, розташовану на поверхні земної кори та в її товщі, яка представлена сукупністю океанів, морів і водних об'єктів суші. Але таке розуміння гідросфери є непов­ним, воно значно звужує справжні межі водної оболонки як однієї з найважливіших геосфер Землі.

Загальний об'єм води в гідросфері становить близько 1390 млн км³ при цьому на долю Світового океану припадає 96,4 % (табл. 5). Із загальної кількості прісних вод на Землі на рідку фазу припадає лише 29 %, решта — це, головним чином, твер­да фаза (лід).

Таблиця 5. Запаси води на земній кулі

Види природних вод	Площа		Об'єм, тис. км3	Частка у світових запасах
	млн км2	% пло­щі суші		від загаль­них запасів води	від запасів прісних вод
Вода на поверхні літосфери
Світовий океан	361	—	1338 000	96,4	—
Льодовики та постійний сніго­вий покрив	16,3	11	25 800	1,86	70,3
Озера	2,1	1,4	176	0,013
в тому числі прісні	1,2	0,8	91	0,007	0.25
Водосховища	0,4	0,3	6	0,0004	0,016
Вода в ріках	—	—	2	0,0002	0,005
Вода в болотах	2,7	1,8	11	0,0008	0,03
Вода уве	рхній частині літосфери			(на глибині до 2000 м)
Підземні води	—	—	23 400	1,68
в тому числі прісні	_	_	10 530	0,76	28,7
Підземний лід	—		—		—
Зони багаторіч­ної мерзлоти	2,1	14	300	0,022	0,82
Вода в атмосфері і в організмах
Вода в атмо­сфері	—	—	13	0,001	0,04
Вода в організ­мах	—	—	1	0,0001	0,003
Загальні запаси води
Загальні запаси води			1 388 000	100	_
в тому числі прісної	—	—	36 700	2,64	100

Звертає на себе увагу асиметричність у розташуванні вод і суші на земній кулі: водами Світового океану вкрито 361 млн км², тобто майже 3/4 поверхні нашої планети. Найбільш суттє­во вода переважає над сушею в Південній півкулі. Характерно, що і на кожному з материків, обжитих людьми, водні ресурси розподілені також вкрай нерівномірно. Наприклад, в Азії одні райони дуже добре забезпечені водою (Східний Сибір, Далекий Схід, Південно-Східна Азія), а інші відчувають у ній гостру потребу (Центральна Азія, Казахстан, Аравійський півос­трів).

Встановлено, що з плином часу відбувається перерозподіл води в гідросфері, причому головними елементами в цій сис­темі виступають Світовий океан і льодовики. У міжльодови­кові періоди льодовики тануть і збільшується об'єм води в оке­анах. У льодовикові періоди відбувається зворотний процес: атмосферні опади нагромаджуються в льодовиках, зменшую­чи об'єм Світового океану. Ці зміни в агрегатному стані води суттєво позначаються не тільки на морфології морських узбе­реж, а й значно впливають на еволюцію природи Землі в ціло­му та її окремих регіонів.

Характерною властивістю гідросфери є її єдність і безпере­рвність. Це зумовлено спільністю походження всіх видів при­родної води, тісним взаємозв'язком між її окремими ланками, постійним переходом кожного з її видів у інший. Вода в геогра­фічній оболонці знаходиться в рідкому, газоподібному і твер­дому стані, що є однією із суттєвих причин регіональних особ­ливостей природи. Вода на Землі є універсальним розчинни­ком, вона взаємодіє з абсолютною більшістю речовин, не вступаючи з ними в хімічні реакції. Це забезпечує постійний обмін речовин, наприклад між організмами і навколишнім се­редовищем, між сушею і океаном.

Вода — це не тільки елемент природного середовища, а й ак­тивний геологічний та географічний фактор: вона є носієм ме­ханічної і теплової енергії, транспортує речовини, здійснює ерозійно-акумулятивну роботу. Вода внаслідок своєї рухомості відіграє найважливішу роль в обміні речовиною і енергією між геосферами і різними географічними районами. По-справжньому універсальна роль води в природі пояс­нюється її своєрідними і здебільшого аномальними фізичними і хімічними властивостями. Завдяки дим властивостям вода визначає не тільки всі процеси у водних об'єктах, а і багато особливостей кліматичних, метеорологічних і геоморфологіч­них процесів на Землі.

Вода як один з найважливіших природоформуючих фак­торів має певні специфічні особливості. Так, усі тіла при пере­ході з рідинного стану в твердий ущільнюються, а лід, навпа­ки, стає легшим. Ця властивість має виняткове значення для живих організмів, що населяють гідросферу: лід через меншу питому вагу залишається на поверхні і, маючи погану тепло­провідність, перешкоджає промерзанню водної товщі. Так само й сніг захищає ґрунти від промерзання, а посіви озимих — від вимерзання.

Максимальну густину прісна вода має при +4 °С. Тому у во­доймах на великих глибинах нагромаджується вода саме з та­кою температурою. Але температура, за якої вона досягає най­більшої густини, залежить від солоності: чим солоність біль­ша, тим нижча температура води з найбільшою густиною. При збільшенні солоності сповільнюється замерзання води. Темпе­ратура води найбільшої густини зменшується при збільшенні солоності повільніше, ніж температура її замерзання, і тільки при солоності +24,7 % вони збігаються. При подальшому збіль­шенні солоності температура води з найбільшою густиною за­вжди нижча від температури замерзання води. Це означає, що така вода, охолоджуючись, стає важчою і опускається, а з дна на поверхню піднімається вода більш легка і тепла. Внаслідок цього озера з високою солоністю довго не замерзають навіть при дуже низькій температурі, тоді як прісні озера швидко покриваються льодом.

При замерзанні вода збільшується в об'ємі на 10 %. При цьо­му вона розширюється з такою силою, що розриваються навіть металеві труби, якщо вони були заповнені водою. У цьому по­лягає одна з причин інтенсивного фізичного вивітрювання гірських порід, що призводить до утворення в них тріщин і поступового дроблення матеріалу.

Вода має найбільший (за винятком ртуті) поверхневий на­тяг з усіх відомих рідин. Ця властивість дає можливість руху води в рослинах і розчинених у ній поживних речовинах на значну висоту.

Теплоємність води з усіх відомих у природі тіл теж найбіль­ша (за винятком водню і рідинного аміаку). При цьому теп­лоємність води з підвищенням температури спочатку змен­шується і досягає мінімуму при ЗО °С, а потім знову зростає.

Водне середовище зіграло дуже важливу роль у виникненні і розвитку життя на Землі.