8805

Содержание

1. Введение 4 Предмет и цель учения о гидросфере 4

2. Общие сведения о гидросфере 4 Происхождение и формирование гидросферы 4 Классификация водных объектов 5 Мировые запасы воды 6

3. Физико-химические свойства воды 7 Фазовые состояния 7

Строение молекул воды и межмолекулярные взаимодействия 8

Уникальные свойства 8

Электрохимические свойства. Шкала кислотности среды 14 4 Круговорот воды, газов и солей на планете 17

Большой круговорот воды 17 Биохимический круговорот газов 19 Круговорот солей 21

5. Мировой океан 22 Соли в морской воде 24

Тепловой режим океанов и морей 29 Сейсмические волны (цунами) 31 Движение водных масс Мирового океана 33 Живые организмы в океанах и морях 36 Минеральные ресурсы океана 39

6 . Континентальные поверхностные воды 40 Реки 40 Озера 47

Водохранилища 52 Болота 54 Ледники 58

Подземные воды 66

7. Водные объекты Нижнего Новгорода 77 Реки 77 Озера 80

8. Водные объекты Нижегородской области 82 Реки 82 Озера 86

Литература 90

3

1. ВВЕДЕНИЕ

Предмет и цель учения о гидросфере

Гидросфера - водная оболочка Земли. Основная масса воды сосре­ доточена в океанах, морях, проливах, заливах. Водой насыщена почва и горные породы земной коры. Парообразная вода присутствует в атмосфе­ ре. Вода гидросферы представляет собой среду обитания многих живых организмов и для всех, в том числе для человека, неотъемлемый компо­ нент всех метаболических процессов, происходящих в клетках. Доля воды в составе растений, животных и микробов изменяется в широком диапа­ зоне. В растениях её доля составляет ~ 75%, в человеческом организме около 65%. А в водорослях и медузах она достигает 95 - 99%.

Целью учения о гидросфере является исследование общих законо­ мерностей процессов, протекающих в природных водах, участие воды в круговороте вещества и энергии в системе атмосфера-гидросфера-земная кора, а также исследование процессов, протекающих с участием воды в экосистемах, в природных и техногенных процессах.

Для реализации поставленной цели рассматриваются свойства раз­ личных видов поверхностных и подземных вод. Раскрываются физико­ химические процессы на уровне молекулярного и фазового состояния во­ ды, проявляющиеся в терморегуляции сезонных процессов на планете. Де­ монстрируется проявление аномальных свойств воды в живой и неживой природе. Анализируются структурные и функциональные особенности водных экосистем, специфические и общие закономерности гидрологиче­ ских процессов поверхностных и подземных вод. Оценивается практиче­ ское применение водных ресурсов для рационального использования их человеком и решения задач охраны природы.

2. Общие сведения о гидросфере

Происхождение и формирование гидросферы

Существуют гипотезы горячего и холодного происхождения гидро­ сферы. Первая из них предполагает, что вещество Земли имело высокую температуру. При постепенном охлаждении вещество планеты разделилось сначала на жидкую и газообразную фазы, а при большем понижении тем­ пературы сформировались три фазы - твердая, жидкая и газообразная.

Гипотеза холодного происхождения предлагает образование планеты из холодного газопылевого облака. В процессе формирования планеты происходило её разогревание в результате ударов метеоритов и воздей­ ствия радиоактивного излучения. Гидросиликатные минералы послужили

4

источником формирования гидросферы. При повышении температуры планеты термическое разложение гидросиликатных минералов сопровож­ далось выделением газообразной воды. Почти весь водяной пар конденси­ ровался и превратился в жидкую воду. Так по этой гипотезе сформировал­ ся первичный океан, который, вероятно, был неглубоким и покрывал по­ чти всю Землю.

Гипотезы пока остаются таковыми. Ученые предпринимают шаги для получения достоверной информации с помощью автоматических кос­ мических кораблей, которые при анализе состава астероидов могут про­ лить свет на происхождение гидросферы и жизни на нашей планете.

Классификация водных объектов

Согласно государственному стандарту классификации водных объ­ ектов (табл. 1) они делятся на две группы - поверхностные и подземные воды.

Поверхностные воды

ны, моря, а также ледники

Водотоки - водные объекты на поверхности Земли с поступатель­ ным движением воды в руслах в направлении уклона (реки, ручьи, каналы).

Водоемы - водные объекты в понижениях земной поверхности с за­ медленным движением вод (океаны, моря, озера, водохранилища, пруды,

болота).

Океаны - крупнейшие водные объекты в понижениях земной по­ верхности, составляющие часть Мирового океана, расположенные среди

5

материков, обладающие системой циркуляции вод и другими специфиче­ скими особенностями.

Моря - части Мирового океана, обособленные сушей или возвыше­ ниями подводного рельефа. Отличаются от Мирового океана гидрологиче­ ским, метеорологическим и климатическим режимами.

Ледники - масса льда преимущественно атмосферного происхожде­ ния, испытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяже­ сти (материковый, горный)

Океаны, моря, озера и реки располагают водосборами - частью су­ ши, толщи почв и горных пород, откуда вода поступает к водному объекту.

Смежные водосборы разделяются границей, которая называется во­ доразделом. Водоразделы бывают поверхностными и подземными.

Подземные воды подразделяются на водоносные горизонты, бассей­

ны, и месторождения.

Водоносный горизонт - ограничен двумя водоупорными пластами (обычно глиной) или водоупорным пластом и зоной аэрации (верхняя зона земной оболочки, в порах, трещинах и пустотах которой находятся пары воды, пленочные и капиллярные воды и через которую временно просачи­ ваются гравитационные воды, достигая водоупорного слоя).

Бассейн - представляет собой совокупность водоносных горизонтов и слабопроницаемых (водоупорных) пластов, характеризующуюся равен­ ством питания и разгрузки подземных вод.

Месторождение - пространственно ограниченная часть водоносной системы с благоприятными условиями для отбора подземных вод, в коли­ честве, достаточном для их целевого использования.

Мировые запасы воды

Общий объём воды на планете около 1,533 109 кубических километ­ ров (по данным 2013 г.). Большая часть воды сосредоточена в океанах, намного меньше - в ледниках, континентальных водоёмах и подземных водах. Солёные океанические воды составляют свыше 96% массы гидро­ сферы, вода ледников - около 2%, подземные воды - примерно столько же, а поверхностные воды суши - 0,02%. Океаны покрывают ~ 71% зем­ ной поверхности. Их средняя глубина составляет 3800 м, а максимальная - 11022 м в Марианской впадине в Тихом океане. Заметим, что на такой глу­ бине давление превышает 1000 атм.

Поверхностные континентальные воды занимают лишь малую долю в общей массе гидросферы, но, тем не менее, играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения,

6