2. Свойство и происхождение воды
Вода, как известно, играет исключительно важную роль во всех процессах, происходящих на Земле, в т.н. неживой и живой природе. Благодаря аномальным физическим, химическим, полевым и пр. свойствам воды зародилась и существует жизнь на Земле.
Вода механически разрушает горные породы, растворяет их и способствует переносу на большие расстояния.
Вода является той средой, где происходят процессы обмена веществ.
Вода формирует климат Земли и т.д.
По одной из наиболее признанных теорий происхождение воды связывают с дегазацией мантии Земли. Ежегодно в земную кору и на поверхность поступает в среднем 1 км3 воды. За время существования Земли (4…5 млрд. лет) объем воды, поступивший за счет дегазации мантии, в 3…3.5 раза больше объема современного Океана. А всего в мантии содержится около 13…15 млрд. км3. Этого хватит на 10..12 млрд. лет существования Земли.
3. Распределение и круговорот воды на Земле
В Мировой океане содержится 1340*106 км3 воды. Поверхность Океана – 71% от общей площади Земли. Таким образом, если воду Океана равномерно распределить по всей поверхности Земли, то она будет покрыта слоем воды в 2.5 км. На поверхности останутся только высокие горы.
Соленость воды в Океане 25…35 г/л или промиль. Для сравнения – в Черном море – 15, в Балтийском – около 5 промиль.
Запасы пресной воды достигают 37*106 км3, что составляет всего 2.5% от объема воды в Океане. Из них 68,5% приходится на запасы воды в ледниках Земли; в подземных водах их содержится более 31%. На все другие водные объекты (озера, болота, реки, вода в атмосфере, биологические организмы) приходится менее 0.5%.
Под воздействием тепловой ( в основном солнечной энергии) и силы тяжести Земли происходит непрерывный процесс циркуляции воды в природе, во всех её водных объектах, начиная от Океана до простейших существ.
Рис. 1. Круговорот воды на континентах
Вода, испарившаяся с поверхности Океана, конденсируется в атмосфере и преимущественно возвращается в виде осадков непосредственно в Океан. Таким образом, совершается малый океанический круговорот воды на Земле, характерный для внутренних областей Океана.
Меньшая часть влаги переносится воздушными течениями с Океана и выпадает в виде осадков на континенты. Эти, а также собственные осадки, испарение и сток с континентов формируют большой океано-континентальный или мировой круговорот воды. В процессе этого круговорота выпавшие осадки испаряются, впитываются в почву и пополняют грунтовые воды, которые наряду с поверхностными водами стекают в реки, озера и моря (рис. 2).
Рис. 2. Океано - континентальный круговорот воды
Внутри континентов существуют бессточные области (замкнутые бассейны), из которых сток практически не попадает в моря и Океан.
Установлено, что продолжительность смены воды в Океанах в процессе круговорота составляет около 2700 лет. Глубинные подземные воды, залегающие на глубинах более 2000 м, возобновляются в течении сотен тысяч – нескольких миллионов лет. Подземные воды, располагающиеся в осадочных горизонтах на глубинах примерно 50…200 м, возобновляются в течении десятилетий, столетий, 1…2 тысяч лет. Подземные воды, находящиеся вблизи поверхности (до уровня дренирования речной сетью), возобновляются от месяца до нескольких лет.
Средняя продолжительность возобновления запасов воды в реках составляет от 12 до 25 сут, в озерах - от года до нескольких лет, в ледниках – от 1600 до 15000 лет.
Наиболее активный водообмен происходит в живых организмах: биологическая вода в растениях в процессе транспирации и фотосинтеза возобновляется в течении нескольких часов.