Круговорот воды

Вода – основной элемент, необходимый для жизни. Количественно это самая распространённая неорганическая составляющая живой материи. У человека вода составляет 63% массы тела, у грибов – 80%, у некоторых медуз – 98%. Поэтому В.И.Вернадский определил жизнь как живую воду.

Вода в трёх агрегированных состояниях присутствует во всех трёх составных частях биосферы: атмосфере, гидросфере, литосфере. Гидросфера занимает ¾ поверхности земного шара. Воды на земле много, но 97% – это солёная вода океанов и морей, и лишь 3% – пресная. Из этих 3% – ¾ почти не доступна живым организмам, т.к. это вода «законсервирована» в ледниках гор и полярных «шапках» Арктики и Антарктики. Это резерв пресной воды. Из воды доступной живым организмам основная часть заключена в их тканях. По сравнению с этими показателями атмосферная влага составляет лишь ничтожную долю в общем объёме. Но именно атмосферная влага играет наиболее важную роль в биогеохимическом круговороте воды. Потребность в воде у организмов очень велика. Например, для образования 1кг биомассы дерево расходует до 500кг воды. Поскольку доля пресной воды, доступной для прямого усвоения живыми организмами, слишком мала, её, конечно же, нужно расходовать экономно и не загрязнять.

Вода поступает в атмосферу в процессе испарения с поверхности водоёмов, на что расходуется до ⅓ поступающей на Землю солнечной энергии. Влажный воздух поднимается вверх, где конденсируется под воздействием низких температур в облака. Благодаря охлаждению атмосферы влага возвращается на сушу или в море в виде дождя, снега, града или росы. Над океаном выпадает ~80% общего количества всех осадков, а над сушей – ~20%. Чем ближе район к океану, тем больше там выпадает осадков. Таким образом, в основном круговорот воды происходит между атмосферой и океаном.

Вода, попавшая на сушу, расходуется на просачивание, испарение и сток. Просачивание особо важно для наземных экосистем, т.к. снабжает водой почву. Кроме того, в процессе просачивания вода попадает в водоносные горизонты под землёй. Процесс испарения происходит как с почвы, так и с поверхности листьев растений. Причём в последнем случае испаряется довольно значительное количество воды. Так 1га лиственного леса испаряет в день от 20 до 50 тонн воды, а 1га елового леса за год испаряет 4000т воды. В некоторых засушливых районах суммарное испарение превосходит среднее годовое количество осадков. В этих случаях недостаток компенсируется внешним притоком – поверхностными или подземными водами. Суммарное испарение достигает максимума в тропических пустынях и в условиях средиземноморского климата. В условиях умеренных субарктических районов этот процесс сравнительно незначителен.

Сток восполняет потери воды в океанах и других водоёмах от испарения и просачивания. Поверхностный сток и ресурсы подземных водоносных слоёв обеспечивают питание водных потоков, которые в конечном итоге возвращают воду в гидросферу.

Цикл воды в биосфере до развития цивилизации был равновесным: океан получал от рек столько воды, сколько расходовал её при испарении. Если не менялся климат, то не мелели реки и не снижался уровень воды в озёрах. С развитием цивилизации этот цикл стал нарушаться: в результате полива сельхоз.культур увеличилось испарение с суши. Реки южных районов обмелели, загрязнение океана и появление на его поверхности нефтяной плёнки уменьшило количество воды, испаряемой океаном. Всё это ухудшает водоснабжение биосферы. Более частыми становятся засухи, даже катастрофическими. Кроме того, и сама пресная вода, которая возвращается в океан и другие водоёмы суши, часто загрязнена. Практически не пригодной для питья стала вода многих рек России.

Прежде считавшийся неисчерпаемым ресурсом – пресная чистая вода – становится исчерпаемым. Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного производства и орошения, не хватает во многих районах мира.