Глава 7

ГІДРОСФЕРА

7.1. Загальна характеристика

Природні води Землі формують її гідросферу. Вона включає в себе Світовий океан, води суші (ріки, озера, сніговий покрив і льодо­вики), підземні і атмосферні води, а також воду живих організмів. Таке трактування гідросфери є найбільш правильним, бо воно вклю­чає в себе не тільки накопичення самої води (снігу, льоду) на земній поверхні, а і взаємопов'язані з ними води у верхній частині літосфе­ри і нижній частині атмосфери. Зауважимо, що під гідросферою шко­ли розуміють переривчасту водну оболонку земної кулі, розташова­ну на поверхні земної кори та в її товщі, яка представлена сукупні­стю океанів, морів і водних об'єктів суші. Але таке розуміння гідро­сфери є неповним, воно значно звужує справжні межі водної оболон­ки як однієї з найважливіших геосфер Землі.

Загальний об'єм води в гідросфері становить близько 1390 млн км³ при цьому на долю Світового океану припадає 96,4 % (табл. 5). Із загальної кількості прісних вод на Землі на рідку фазу припадає лише 29 %, решта — це, головним чином, тверда фаза (лід).

Звертає на себе увагу асиметричність у розташуванні вод і суші на земній кулі: водами Світового океану вкрито 361 млн км², тобто майже 3/4 поверхні нашої планети. Найбільш суттєво вода перева­жає над сушею в Південній півкулі. Характерно, що і на кожному з материків, обжитих людьми, водні ресурси розподілені також вкрай нерівномірно. Наприклад, в Азії одні райони дуже добре забезпечені водою (Східний Сибір, Далекий Схід, Південно-Східна Азія), а інші відчувають у ній гостру потребу (Центральна Азія, Казахстан, Ара­війський півострів).

Встановлено, що з плином часу відбувається перерозподіл води в гідросфері, причому головними елементами в цій системі виступа­ють Світовий океан і льодовики. У міжльодовикові періоди льодо­вики тануть і збільшується об'єм води в океанах. У льодовикові періоди відбувається зворотний процес: атмосферні опади нагромаджуються в льодовиках, зменшуючи об'єм Світового океану. Ці зміни в агрегатному стані води суттєво позначаються не тільки на морфо­логії морських узбереж, а й значно впливають на еволюцію природи Землі в цілому та її окремих регіонів.

Таблиця 5. Запаси води на земній кулі

Види природних вод	Площа		Об'єм, ТИС. KM3	Доля у світових запасах
	млн км2	% ПЛОЩІ суші		ВІД загальних запасів води	від запасів прісних вод
Вода на поверхні літосфери
Світовий океан	361	—	1 338 000	96,4	—
Льодовики та постій­ний сніговий покрив	16,3	11	25 800	1,86	70,3
Озера	2,1	1,4	176	0,013
в тому числі прісні	1,2	0,8	91	0,007	0,25
Водосховища	0,4	0,3	6	0,0004	0,016
Вода в ріках	—		2	0,0002	0,005
Вода в болотах	2,7	1,8	11	0,0008	0,03
Вода у верхній частині літосфери (на глибині до 200О м)
Підземні води	—		23 400	1,68	—
в тому числі прісні			10 530	0,76	28,7
Підземний лід
Зони багаторічної мерзлоти	2,1	14	300	0,022	0,82
Вода в атмосфері і в організмах
Вода в атмосфері			13	0,001	0,04
Вода в організмах	—	—	1	0,0001	0,003
Загальні запаси води
Загальні запаси ВОДИ	_		1 388 000	100
в тому числі прісної		—	36 700	2,64	100

Характерною властивістю гідросфери є її єдність і безперервність. Це зумовлено спільністю походження всіх видів природної води, тісним взаємозв'язком між її окремими ланками, постійним пере­ходом кожного з її видів у інший. Вода в географічній оболонці знаходиться в рідкому, газоподібному і твердому стані, що є однією із суттєвих причин регіональних особливостей природи. Вода на Землі є універсальним розчинником, вона взаємодіє з абсолютною більшістю речовин, не вступаючи з ними в хімічні реакції. Де забезпечує постій­ний обмін речовин, наприклад між організмами і навколишнім се­редовищем, між сушею і океаном.

Вода — це не тільки елемент природного середовища, а й актив­ний геологічний та географічний фактор: вона є носієм механічної і теплової енергії, транспортує речовини, здійснює ерозійно-акумуля­тивну роботу. Вода внаслідок своєї рухомості відіграє найважливі­шу роль в обміні речовиною і енергією між геосферами і різними географічними районами.

По-справжньому універсальна роль води в природі пояснюється її своєрідними і здебільшого аномальними фізичними і хімічними властивостями. Завдяки цим властивостям вода визначає не тільки всі процеси у водних об'єктах, а і багато особливостей кліматичних, метеорологічних, і геоморфологічних процесів на Землі.

Вода як один з найважливіших природоформуючих факторів має певні специфічні особливості. Так, усі тіла при переході з рідинного стану в твердий ущільнюються, а лід, навпаки, стає легшим. Ця вла­стивість має виняткове значення для живих організмів, що населя­ють гідросферу: лід через меншу питому вагу залишається на по­верхні і, маючи погану теплопровідність, перешкоджає промерзанню водної товщі. Так само й сніг захищає ґрунти від промерзання, а посіви озимих — від вимерзання.

Максимальну густину прісна вода має при +4 °С. Тому у водой­мах на великих глибинах нагромаджується вода саме з такою тем­пературою. Але температура, за якої вона досягає найбільшої густи­ни, залежить від солоності: чим солоність більша, тим нижча тем­пература води з найбільшою густиною. При збільшенні солоності сповільнюється замерзання води. Температура води найбільшої гус­тини зменшується при збільшенні солоності повільніше, ніж темпе­ратура ЇЇ замерзання, і тільки при солоності +24,7 % вони збігають­ся. При подальшому збільшенні солоності температура води з най­більшою густиною завжди нижча від температури замерзання води. Це означає, що така вода, охолоджуючись, стає важчою і опускається, а з дна на поверхню піднімається вода більш легка і тепла. Внаслі­док цього озера з високою солоністю довго не замерзають навіть при дуже низькій температурі, тоді як прісні озера швидко покривають­ся льодом.

При замерзанні вода збільшується в об'ємі на 10 %. При цьому вона розширюється з такою силою, що розриваються навіть металеві труби, якщо вони були заповнені водою. У цьому полягає одна з причин інтенсивного фізичного вивітрювання гірських порід, що призводить до утворення в них тріщин і поступового дроблення ма­теріалу.

Вода має найбільший (за винятком ртуті) поверхневий натяг з усіх відомих рідин. Ця властивість дає можливість руху води в ро­слинах і розчинених у ній поживних речовинах на значну висоту.

Теплоємність води з усіх відомих у природі тіл теж найбільша за винятком водню і рідинного аміаку). При цьому теплоємність води з підвищенням температури спочатку зменшується і досягає мінімуму при ЗО °С, а потім знову зростає.

Водне середовище зіграло дуже важливу роль у виникненні і розвитку життя на Землі.