6. Гидросфера и её компоненты. Поверхностные и подземные воды, их химико-физические свойства.

По Н.Ф. Реймерсу «Гидросфера — совокупность всех вод 3.: материковых, почвенных, поверхностных и подзем­ных, атмосферных и океанических». Гидро/сф, как составная часть б/сф, включает воды в первую очередь континенталь­ные и океанические, кот. называются соответственно аквабиосферой и океанобиосферой.

Границы гидро/сф условны. В гидросферу включают приповерхностный слой а/сф, поскольку водяной пар нахо­дится в динамическом равновесии с поверхностными водами, тесно взаимосвязаны также процессы использования и выпадения осадков. Вода в различных агрегатных состояниях, в свободном или в связанном виде присутствует во всех обо­лочках 3. Поэтому гидро/сф в широком смысле может рассматриваться как внешняя оболочка планеты, имеющая сложную структуру и связанная с различными геосферами 3. Как составная часть био/сф гидро/сф определяется границами распре­деления живых организмов. В лито/сф вода в жидком состоянии проникает до глубины 7,5 — 10 км. Существуют организ­мы обитающие во льдах, подземных водах и в термальных источниках. Все воды 3. тесно взаимосвязаны м/у собой.

Гидросфера состоит из Мирового океана и вод суши (реки, озера, ледники, подземные воды). Она двухслойна: верхний слой (наземные водоёмы); нижний слой (подземные воды).

Физические свойства природных вод.

1) плотность = 1 г/см, по мере растворения солей (повышения минерализации) плотность повышается. При пони­жении температуры до 0 С плотность уменьшается, лед имеющий плотность меньшую плотности воды всегда держится на поверхности.

2) температура замерзания химически чистой воды = 0 С =273,15 К. С увеличением количества солей температура замерзания уменьшается.

3) температура кипения = 100 С

4) теплоемкость очень велика; остывая на 1 С каждый м воды нагревает на ту же величину 3000 м воздуха, из-за высокой теплоемкости мировой океан обладает огромным запасом тепла и является регулятором климата на планете.

5) теплопроводность воды мала, поэтому прогрев охлаждение на больших глубинах происходит только в резуль­тате перемешивания вод, а не теплопередачи.

6) давление, возрастает с глубиной на 1 атмосферу каждые 10 м.

7) благодаря большому поверхностному натяжению вода может выдерживать вес насекомого и подниматься к верхушкам деревьев.

8) растворяющая способность воды практически неограниченна, что делает ее универсальным растворителем и благоприятной средой для прохождения многих химических реакций особенно в живых клетках.

Химические свойства воды.

1) вода представляет собой слабый соловей раствор;

2) в природных водах обнаружено 75 химических элементов периодической системы;

3) в природе практически не встречается химически чистой воды;

4) вода обладает слабой электропроводностью и слабой диссоциирующей способностью. рН = 7 - нейтральная среда, рН < 7 - кислая среда, рН > 7 - щелочная среда;

5) минерализация. В 1 л океанической воды содержится в среднем 35 г солей, в пресной -0,17 г;

6) водам Мирового океана свойственен закон постоянства солевого состава (соленость может меняться, а % ионов сохраняется примерно таким же).

Хим. состав природных вод. В природных водах, особенно в морских, растворено множество хим. элементов, более ¹/₂ входящих в период систему Менделеева. Часть из них явл. предметом добычи (золото, серебро, уран, йод, бром и др.). Содержание основных солей в %:

1) М.о.: Хлориды — 88,7; сульфаты - 10,8; карбонаты - 0,3; прочие - 0,2.

2) Воды суши: Хлориды - 5,2; сульфаты - 9,9; карбонаты - 60,1; прочие - 24,8. В 1 кг океанической воды содер­жится 35 г солей, соленость морской воды равна 35%₀.

В морской воде С1>8О₄>НСО₃ и Nа+К>Мg>Са, в водах суши НСО₃>SО₄>С1 и Са>Мg>Nа +К. Водам суши свой­ственны колебания кол-ва солей, а Мировой океан имеет достаточно постоянное соотношение отдельных ионов, поэтому соленость Мирового океана можно определить по содержанию 1г соли, чаще всего это делается по содержанию хлоридов. Общая соленость рассчитывается по формуле S%о=0,030+1,805*С_Cl - концентрация хлоридов.

Основными компонентами гидросферы являются поверхностные и подземные воды.

К поверхностным водам относятся:

Мировой океан. М.о. - часть гидро/сф, единая солоноводная оболочка 3., объединяющая все моря и океаны, занимающая 71% земной поверхности. В то же время М.о. - особый географический объект, со специфическим геологиче­ским строением, особыми геохимическими и физико-химическими процессами, протекающими на поверхности и в толще воды, в донных отложениях. М.о. отличается от других природных объектов особым материально-энергетическим состоя­нием, тесным взаимодействием с а/сф Земли и океанической лито/сф, своим растительным и живым миром. Как географи­ческое образование океан включает 4 океана, 49 внутренних, окраинных и открытых морей, множества заливов, проливов, маршей и др.

Структурно М.о. включает 3 зоны:

1) Прибрежная обл. - отмель или континентальный шельф с максимальной глубиной до 200 м.

2) Материковый склон с глубиной от 1400 до 3200 м.

3) Ложе океана, со средней глубиной 5100 м.

Площадь шельфа = 7,6%; 8 материкового склона=11%; 8 ложа океана=81%.

Реки. Это континентальные водоемы, расположенные в углублениях суши. Могут быть по происхождению:

естественными (реки, озера, болота),

искусственными (каналы, водохранилища, пруды).

В реках водные массы перемещается вследствие разницы их положения над уровнем моря, движение воды осуще­ствляется под действием силы тяжести. У любой реки выделяют исток, устье, русло.

Исток- место на земной поверхности, где начинается река. Им может быть родник, место слияния 2-х рек, озеро, болото и т.д. Русло - углубление, в котором движется водная масса. Устье - место впадения реки в другую реку, озеро, море или океан.

По характеру осадков, преобладающих в питании реки, выделяют следующие типы питания:

а) снеговой; б) дождевой; в) ледниковый; г) грунтовый (подземный).

Если не один их этих источников не преобладает, то говорят о смешанном питании реки. Большинство рек России имеет снеговой тип питания, только в реках берущих начало в горах возможно преобладание ледникового и грунтового питания.

Озера. Озерами называют котловины, или впадины, на поверхности, заполненные водой и не имеющие прямой связи с океаном. К озерам могут быть отнесены Каспийское и Аральское моря, а также скопление воды в понижениях, возникающие только в период снеготаяния. Образование озер происходит в тех случаях, когда приток вод (поверхностных и подземных) в котловину озера превышает потери на фильтрацию и испарение.

I. По происхождению вод, заполняющих котловину выделяют:

а) реликтовые озера, возникающие в результате отделения части Мирового океана; б) озера наземного происхождения, заполняемые атмосф. осадками и грунтовыми водами; в) ледниковые озера.

II. По условиям водообмена:

а) сточные; б) бессточные.

III. По характеру образования котловины:

1) тектонические, возникшие в результате провалов или разломов земной поверхности;

2) вулканические, возникшие в кратерах потухших вулканов или углублений, возникших в результате вулканиче­ской деятельности;

3) ледниковые, образовавшиеся в результате таяния древних или современных ледников;

4) водно-эрозионные и водно-аккумулятивные, образовавшиеся в речных долинах, дельтах и морских побережьях

5) эоловые (ветровые) возникают в результате выдувания котловин ветрами.

6) карстовые и термокарстовые возникают при вымывании поверхностными и подземными водами легкораство­римых грунтов и горных пород, при протаивании участков вечной мерзлоты и оседании поверхностных слоев.

7) платинные, образовавшиеся в результате перегораживания речных долин оползнями, потоками лавы, горными отвалами.

8) органогенные озера посреди болотного массива или посреди кораллового острова.

9) антропогенные: а)озера-запруды, б)озера на месте старых шахт и карьеров, соляных выработок, мест открытой добычи полезных ископаемых.

Ледники - массовое скопление воды, находящийся в твердом агрегатном состоянии. Они образуются так, где в течении года больше образуется снега. Ледники большой мощности скрывают все неровности рельефа. От края леднико­вого покрова постоянно откалываются глыбы - айсберги. Ледники, занимающие вершины горных склонов или горных долин, называют горными. Они питают реки и от интенсивности таяния зависит количество воды в реках.

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ находятся в лито/сф в свободном или в связанном состоянии и в любом из 3-х агрегатных состояний.

По происхождению подземные воды делятся на:

1) Инфильтрационные, образовавшиеся в результате просачивания с поверхности Земли осадков и поверхност­ных вод в пустоты горных пород. Эта группа составляет основную часть подземных вод, содержащихся в земной коре.

2) Концентрационные воды образуются при конденсации водяного пара, переходящего из а/сф в горные породы или внутри горных пород.

3) Седементационные воды образуются за счет сохранившихся в глубинных частях гидрогеологических и нефтегазоносных структур.

4) Магматические (ювинильные) образуются при извержении и застывании магмы в процессе превращения ми­нералов и горных пород.

По условиям залегания.

1. Верховодка- временные водоносные горизонты, образующиеся на линзах и прослойках слабопроницаемых по­род. Это происходит в результате просачивания осадков, поверхностных и оросительных вод. Чаще всего верховодки воз­никают весной и исчезают осенью.

2. Грунтовые воды залегают на первом от поверхности водонепроницаемом слое. Эти воды получают питание сверху, за счет инфильтрации осадков и поверхностных вод.

3. Артезианские воды залегают между водонепроницаемыми породами, находятся под постоянным напором.