6. Гидросфера

6.1 Понятие о гидросфере

Гидросфера (греч. hidro — вода и sphaira— шар) — водная оболочка Земли. Она включает в себя всю химически не связанную воду, независимо от ее состояния: твердую, жидкую, газообразную.

Из 1,4 млрд. км³ общего объема вод гидросферы около 96,5% составляют моря и океаны; 1,7% приходится на подземные воды, около 2% — на ледники и постоянные снега (в основном Антарктиды и Гренландии), менее 0,02% — на поверхностные воды суши (реки, озера, болота, искусственные водоемы). Некоторое количество воды находится в атмосфере и в живых организмах.

Объем гидросферы постоянно меняется. По данным ученых, 4 млрд. лет назад ее объем составлял всего 20 млн. км³, то есть был почти в семь тысяч раз меньше современного. В будущем, по прогнозам ученых, количество воды на Земле, по-видимому, также будет возрастать, если учесть, что объем воды в мантии Земли оценивается в 20 млрд. км³ — это в 15 раз больше современного объема гидросферы. Предполагают, что поступление воды в гидросферу будет происходить не только выделением ее из мантии, но и при вулканических извержениях.

Гидросфера играет очень большую роль в жизни нашей планеты. Она накапливает солнечное тепло и перераспределяет его на Земле; с Мирового океана на сушу поступают атмосферные осадки. Мировой океан особенно влияет на климат прибрежных территорий.

В настоящее время гидросфера охвачена невиданными по скорости и размерам преобразованиями, связанными с технической деятельностью человека. Ежегодно используется около 5 тыс. км³, а загрязняется в 10 раз больше. Некоторые страны начали ощущать нехватку пресной воды.

Гидросфера взаимодействует со всеми оболочками Земли:

О связи ее с литосферой свидетельствует эрозионная и аккумулятивная работа вод (см. «Разрушительная и созидательная работа вод суши»), влияющая на формирование рельефа;

Взаимодействует гидросфера и с атмосферой: облака состоят из паров воды, испарившихся с поверхности морей и океанов;

Так как живые существа, населяющие биосферу, не могут жить без воды, можно говорить о взаимосвязи гидросферы и с биосферой.

Взаимодействуя с различными оболочками планеты, гидросфера выступает, в свою очередь, как часть целостной природы Земли,

Гидросфера едина. Ее единство — в общности происхождения всех природных вод из мантии Земли, в их пространственной непрерывности и взаимосвязанного в системе мирового круговорота воды в природе.

6.2 Круговорот воды в природе

Это непрерывное перемещение воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести. Значение круговорота воды велико, так как он не только объединяет все части гидросферы, но и связывает между собой все оболочки Земли (атмосферу, литосферу, биосферу и гидросферу).

Вода во время круговорота может быть в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Она переносит огромное количество веществ, необходимых для жизни на Земле.

В процессе круговорота воды в природе происходит постепенное обновление вод во всех частях географической оболочки:

подземные воды обновляются за сотни, тысячи и миллионы лет,

покровные ледники — за несколько тысяч лет (в Антарктиде — за десятки миллионов лет),

воды Мирового океана — за 2,5-3 тыс. лет,

замкнутые бессточные озера — за 200-300 лет,

проточные озера — за несколько лет,

реки — за 12-15 суток,

водяной пар атмосферы — за 8 суток,

вода в организмах — за несколько часов.

Круговорот воды в природе слагается из испарения воды с поверхности океана и суши (на суше основное испарение вод производится растениями), переноса водяного пара воздушными потоками, конденсации пара — превращения водяного пара в воду, выпадения осадков, их просачивания и стока по земной поверхности в океан.

Под действием солнечных лучей океан и суша нагреваются. В результате этого вода переходит из жидкого состояния в газообразное (водяной пар) и поднимается вверх. Океан поставляет 86% влаги в атмосферу, а остальное — суша. Вода, испаряющаяся с поверхности океана, является пресной.

Известно, что с высотой температура в атмосфере понижается. Пары воды, встречаясь со все более холодными; слоями воздуха, начинают остывать и образовывать облака. На суше испарение воды идет не только с помощью растений, здесь вода испаряется с поверхности рек, озер, болот и в результате вулканической деятельности. Часть воды, испарившейся с океана, возвращается в него в виде осадков, которые выпадают из облаков, расположенных над морями и океанами. Другая часть облаков под воздействием ветра переносится на материк. Там из них тоже могут выпадать осадки в жидком или твердом виде.

Часть - атмосферных осадков попадает в реки, а они в конечном итоге несут воды в моря Мирового океана или в замкнутые водоемы (например, Аральское или Каспийское моря), восполняя их потери при испарении.

Другая часть воды, выпавшая на Землю в виде атмосферных осадков, просачивается и с подземными водами стекает в реки или сразу в Мировой океан. Это очень важный этап в круговороте воды, так как он регулирует речной сток во времени: если бы его не было, вода в реках была бы лишь в период выпадения осадков или таяния снегов.

Третья часть воды, выпавшая на Землю в виде атмосферных осадков, может проникать в почву и поглощаться корнями растений, а потом по стеблю подниматься к листьям и испаряться. Этот этап круговорота очень важен, так как с водой в корни растения из почвы поступают растворенные минеральные вещества, необходимые для жизнедеятельности растения. Поглощать из почвы нерастворенные минеральные вещества растение не может. Не вся вода возвращается с суши в океан одновременно. Дольше всего она задерживается в ледниках и глубоко залегающих подземных водах.

Вода, вернувшаяся с суши, может снова испариться и снова попасть на сушу. Так и совершается ее круговорот: океан — атмосфера —. суша — океан. Вот этот непрерывный процесс и называют круговоротом воды в природе.

Существенную роль в круговороте воды в природе с недавних пор стала играть деятельность человека. Уничтожение лесов, осушение и орошение земель, создание водохранилищ и плотин, расходование воды на хозяйственные нужды — все это в значительной мере изменило гидрологические процессы на Земле. И хотя хозяйственная деятельность мало повлияла на общий объем гидросферы, она заметно влияет на отдельные ее части: сток одних рек уменьшился, других — увеличился, возросло испарение. Часть воды, которую потребляет человек для производства какой-либо продукции, может надолго выпадать из круговорота воды, поэтому ее называют «безвозвратно изъятой»: хотя ее возвращение и может произойти, но с большой задержкой во времени и на совершенно другой территории. Другой проблемой является загрязнение большого объема вод в результате хозяйственной деятельности человека. Именно угроза загрязнения водных масс представляет сейчас главную опасность, гораздо большую, чем угроза физической нехватки воды. Загрязненная вода, поступающая в ходе круговорота воды в Мировой океан ведет к гибели живых организмов и нарушению биологического равновесия.