Світовий кругообіг води

Усі води на Землі — океанічні, поверхневі та підземні води суходолу — завдяки енергії Сонця здійснюють єдиний кругообіг води в природі. Безперервний процес переміщення води під впливом сонячної енергії й сили тяжіння, який охоплює гідросферу, атмосферу, літосферу та організми, називається світовим вологообігом, або кругообігом води.

Вода у природі безперервно переходить з одного стану в інший, здійснюючи так звавні великі й малі кругообіги. Випаровування води з поверхні океану, конденсація водяної пари в атмосфері та випадання опадів на поверхню океану утворює малий кругообіг. У тих випадках, коли водяна пара переноситься повітряними течіями з океану на сушу, кругообіг води ускладнюється. Частина опадів, яка випала на поверхню суші, випаровується й поступає назад в атмосферу. Інша частина стікає в ріки та інші водойми. Процес випаровування води і випадання опадів на сушу може повторюватися багаторазово, але в кінцевому результаті перенесена на неї волога знову повертається в океан у вигляді річкового й підземного стоку, завершуючи свій великий кругообіг.

Кругообіг відіграє виключно важливу роль у житті планети. Здійснюючи перенесення тепла та вологи, він зв'язує земні оболонки і відіграє важливу роль в утворенні комплексної природної оболонки Землі. Кругообіг води має велике значення для розвитку рослинного світу, формування ґрунтів, розвитку ерозійних процесів. Річки виносять в океан твердий зважений матеріал, що сприяє нівелюванню земної поверхні та утворенню осадових порід.

У загальному кругообігу води найбільш рухома атмосферна волога. Середній уміст водяної пари в атмосфері становить близько 14 тис. км , а загальна річна кількість опадів на Землі - 519 тис. км3. Значить, об'єм вологи в атмосфері поновлюється 40 разів на рік. На випаровування опадів витрачається більше 20 % сонячної енергії, яка надходить на Землю. Але тепло, яке витрачається:на випаровування, вивільняється при конденсації водяної пари. Таким чином, кругообіг води супроводжується кругообігом тепла.

Баланс вологи в планетарному і в локальному масштабах не залишається незмінним. Значна кількість води вилучається з "обігу", затримується в льодовиках. За підрахунками Г.К. Тушинського (1963) у гірських льодовиках (у вигляді льоду) вода затримується на строк від 8 до 125 років, а в льодовикових щитах - від 2 до 240 тис. років, протягом яких частки льоду долають шлях від центра шита до його окраїни. Згідно М.І. Львовича (1967), повний цикл вологообміну у полярних льодовиках триває близько 15 тис. років.

Кругообіги води не замикаються на Землі. Молекули водяної пари, які піднімаються у високі шари атмосфери, під впливом ультрафіолетової радіації Сонця розпадаються на атоми кисню та водню. Атоми водню розсіюються у міжпланетному просторі. У свою чергу Космос постачає воду на Землю, яку містить космічний пил.

Учені тривалий час сперечалися звідки виникла вода на планеті. Одностайної думки не дійшли і досі. Найпоширенішою є теорія про її космічне походження. Першим добув незаперечні докази щодо цього італійський хімік Пізані. Досліджуючи метеорит, що впав 1864 року поблизу Оргейля у Південній Франції, він виявив у ньому майже 14% води. Подальші дослідження підтвердили: всі метеорити містять воду.

Відтоді було створено чимало наукових теорій, що пояснювали нашої планети. Значного поширення набула теорія, розроблена видатним ученим О. Ю. Шмідтом. Для нас вона цікава передусім тим, що досить переконливо пояснює, як утворилася на Землі вода.

У міжзоряному просторі є молекули води і кисню. Під дією космічної радіації вони вступають у хімічні реакції, утворюючи різноманітні сполуки, в тому числі і Н2О. Далі відбувається ось що. Вам доводилося бачити, як зранку виглядає жорства на садовій доріжці, коли вночі несподівано вдарить мороз? Кожен камінець вкривається пухнастою шубою з інею. Так само конденсується вода і на метеоритах на протилежному від Сонця боці, який дуже холодний (в космосі панує страшна холоднеча – майже – 273 градуси С).

За теорією Шмідта, планети утворюються внаслідок конденсації газопилових космічних хмар. Це можна порівняти з тим, що відбувається з чаїнками у склянці. Коли розмішують ложкою чай, відцентрові сили відносять їх до стінок склянки. Коли ж ложку виймають, коловий рух рідини поступово уповільнюється, і доцентрові сили поступово збирають чаїнки докупи в центрі.

Дещо подібне відбувається і при ущільненні газопилових хмар, які оберталися навколо свого центру, що поступово ставав ядром нової планети. Оскільки серед пилу були й частки, обліплені льодом, то вода потрапила в тіло планети від кори до ядра. Надалі ядро ущільнилося, в ньому почалися радіоактивні процеси, що супроводжувалися виділенням тепла. Космічний лід почав танути, й вода з надр ринула на поверхню: поступово утворилися океани, моря, річки, озера.

Вважають, водообмін Землі з космосом триває й нині – у верхніх шарах атмосфери сонячна радіація розкладає молекули Н 2 О на складові частини. Водень відлітає в космічний простір, а кисень поповнює атмосферу планети. За підрахунками вчених, через ці втрати за всю історію існування нашої планети рівень Світового океану понизився на 2-3 метри.

Але водночас молекули води заносяться у верхні шари атмосфери разом із космічним пилом. Сріблясті хмари, які утворюються на висоті 67-97 кілометрів, - це часточки космічного пилу, вкриті льодовою оболонкою.

Отже, будь-яка з молекул води могла протягом існування нашої планети зазнати на ній дивовижних пригод. Зародившись у космосі, вона врешті-решт разом із міріадами інших молекул води вихлюпнулася на поверхню, утворивши океан.