- •Ющенко ю.С.
- •Чернівці Зелена Буковина 2005
- •Наука про природні води
- •Предмет і об’єкт гідрологічних досліджень
- •1.1.1. Уявлення про природні води до Нового часу
- •1.1.2. Формування основ наукової гідрології
- •1.1.3. Сучасна гідрологія
- •1.1.4. Природні води — об’єкт дослідження гідрології
- •1.1.5. Різноманітність водних об’єктів Землі
- •1.1.6. Колообіги та циркуляції природних вод
- •Середньорічний водний баланс Землі [12]
- •1.1.7. Зміни водних об’єктів в часі
- •1.1.8. Основні гідрологічні поняття та терміни
- •Фундаментальні основи гідрологічних досліджень
- •1.2.1. Молекули та надмолекулярні структури води
- •1.2.2. Агрегатні стани та фазові переходи води
- •1.2.3. Густина води
- •1.2.4. Теплові властивості води
- •1.2.5. В’язкість, поверхневий натяг та змочування
- •1.2.6. Деякі фізичні властивості снігу та льоду
- •1.2.7. Умови перебування води в ґрунтах та породах
- •1.2.8. Механіка рідини і дослідження природних вод
- •1.2.9. Основи статики природних вод
- •1.2.10. Загальні поняття та визначення гідродинаміки
- •1.2.11. Види руху водних потоків
- •1.2.12. Два режими руху рідини
- •1.2.13. Рівняння нерозривності
- •1.2.14. Рівняння Бернуллі
- •1.2.15. Рух поверхневих водотоків
- •1.2.16. Спокійні та бурхливі потоки
- •1.2.17. Приклади ламінарного руху
- •1.2.18 Течії у водойомах
- •1.2.19. Хвилі у воді
- •1.2.20. Стратифікація, стійкість та перемішування природних вод
- •1.2.21. Природні води як хімічний розчин
- •1.2.22. Основні типи домішок у природних водах
- •Головні іони в океанічних водах (за с. Бруєвичем)
- •1.2.23 Гідрохімічна класифікація природних вод. Зміни їх складу
- •1.2.24. Забруднення та якість природних вод
- •Методи гідрологічних досліджень
- •1.3.1. Математичні методи, інформатика
- •1.3.2. Системний підхід
- •1.3.3. Експеримент та моделювання
- •1.3.4. Порівняння, типізація, класифікація
- •1.3.5. Історичний метод
- •1.3.6. Прогнозування
- •1.3.7. Експедиційний метод
- •1.3.8. Вимірювання, спостереження, моніторинг
- •1.3.9. Балансові методи
- •1.3.10. Картографічні методи
- •1.3.11. Географо-гідрологічні методи
- •1.3.12. Еколого-гідрологічні методи
- •Гідрологія водних об’єктів
- •Гідрологія океанів і морів
- •2.1.1. Поділ Світового океану
- •Основні характеристики океанів
- •2.1.2. Рельєф дна та донні відклади Світового океану
- •2.1.3. Розподіл основних гідрологічних характеристик та водні маси океану. Процеси перемішування
- •2.1.4 Морський лід
- •2.1.5. Морські хвилі
- •2.1.6. Припливи в океані
- •2.1.7. Морські течії
- •2.1.8. Рівень океанів і морів
- •2.1.9. Життя в океані
- •2.1.10. Моря України
- •Гідрологія льодовиків
- •2.2.1. Процеси утворення льодовиків
- •2.2.2. Рух льодовиків
- •2.2.3. Розповсюдження, основні типи, будова та гідрографічна сітка льодовиків
- •2.2.4. Баланс та режим льодовиків
- •2.2.5. Процеси та явища пов’язані з льодовиками
- •Гідрологія підземних вод
- •2.3.1. Походження підземних вод
- •2.3.2. Класифікації підземних вод
- •2.3.3. Води зони аерації
- •2.3.4. Ґрунтові води
- •2.3.5. Артезіанські води
- •2.3.6. Підземні води у тріщинуватих та закарстованих породах
- •2.3.7. Структури підземної гідросфери
- •2.3.8. Рух підземних вод
- •2.3.9. Підземний стік
- •2.3.10. Природні явища та процеси пов’язані з підземними водами
- •Гідрологія річок
- •Найбільші річки світу
- •2.4.1. Річкові системи
- •2.4.2. Річкові водозбори
- •2.4.3. Річкові долини
- •2.4.4. Русла та заплави річок
- •2.4.5. Рух води в річках
- •2.4.6. Поняття про водний режим річок
- •2.4.7. Процеси водного живлення річок
- •2.4.8. Аналіз водного режиму річок
- •2.4.9. Рівневий режим річок
- •2.4.10. Утворення та основні характеристики річкових наносів
- •2.4.11. Основні категорії та стік наносів
- •2.4.12. Поняття про русловий процес річок
- •2.4.13. Типізації та класифікації руслового процесу
- •2.4.14. Термічний режим річок
- •2.4.15. Льодовий режим річок
- •2.4.16. Гідрохімічний режим та особливості гідробіології річок
- •Гідрологія озер
- •Найбільші озера світу
- •2.5.1. Котловини озер
- •2.5.2. Морфометрія та морфологія озер
- •2.5.3. Термічний режим озер
- •2.5.4. Льодовий режим озер
- •2.5.5. Динаміка озер
- •2.5.6. Водний режим озер
- •2.5.7. Гідрохімічні та гідробіологічні особливості озер
- •2.5.8. Донні відклади озер
- •Гідрологія особливих типів водних об’єктів
- •2.6.1. Сніговий покрив
- •2.6.2. Гідрологічні явища та процеси в зоні багаторічної мерзлоти та холодного клімату
- •2.6.4. Гідрологія водосховищ
- •2.6.5. Канали та гідромеліоративні системи
- •2.6.6. Гідрологія боліт
- •2.6.7. Гідрологія гирл річок
- •Типи гирлових областей річок
- •Загальні гідрологічні явища та процеси
- •Природні води і атмосфера Землі
- •3.1.1. Кліматична система Землі і природні води
- •Характеристики складових кліматичної системи Землі
- •3.1.2. Взаємодія океану та атмосфери
- •3.1.3. Атмосферна ланка колообігу води
- •Водний баланс та стік води з суходолу
- •3.2.1. Водний баланс територій
- •3.2.2. Формування стоку
- •3.2.3. Стік води в річках
- •Природні води і тверде тіло Землі
- •3.3.1. Літосфера та підземні води
- •3.2.2. Ендогенний вплив на поверхневу гідросферу
- •3.3.3. Природні води і рельєф
- •3.3.4. Гідрогенні відклади та акумулятивні утворення
- •Природні води та еволюційні процеси
- •3.4.1. Еволюція географічної оболонки та її складових
- •3.4.2. Біогенний етап розвитку природних вод
- •3.4.3. Антропогенний етап розвитку природних вод
- •Заключення Новітній етап розвитку гідрології
3.4.1. Еволюція географічної оболонки та її складових
Поля гравітації, астрономічні параметри, рухи, обставини розвитку та склад планет визначають їх фігуру та будову. В полях гравітації будова як правило концентрична — планетосферна. Планети та їх сфери проходять певні стадії розвитку (еволюціонують), що пов’язано у першу чергу з їх внутрішніми (тектонічними, планетологічними) процесами. Дія зовнішніх факторів також впливає на конкретні прояви цієї еволюції. Особливі процеси відбуваються у приповерхневих частинах планет. Тут виникає баланс зовнішніх та внутрішніх чинників розвитку. Крім того відомо, що на поверхнях, тобто в зонах контакту різнорідних середовищ (контактні поверхні) завжди відбувається ускладнення, збільшення різноманіття, активізація та прискорення природних процесів. Чим більша площа поверхні, тим більша активність процесів. Таким чином внаслідок якихось первинних ускладнень поверхня (контактна поверхнева система) може далі еволюціонувати, розвивати власну структуру, до встановлення певного балансу. Щось подібне відбувається у приповерхневих частинах планет — епіпланетосферах (гр. epi — на, над, зверх, при, після).
Епіпланетосферу Землі прийнято називати географічною оболонкою (хоча існують і інші назви). Вона характеризується певними властивостями та параметрами. Її дослідження розпочалися у першій половині XX століття. Унікальною і надзвичайно важливою її складовою є природні води (гідросфера). Частиною географічної оболонки є також ландшафтна сфера, яку пов’язують з системою контактних поверхонь в межах першої, а також з наявністю біострому.
Слід сказати, що епіпланетосфери це майже плівкові складні системи. Наприклад вертикальна потужність географічної оболонки за поглядами різних дослідників складає 25-60 км, що дорівнює 0,004-0,01 радіуса Землі. Не дивлячись на це вона сама має надзвичайно складну будову, включає геосистеми різного типу та рангу. Прикладами можуть служити кліматична система, поділ на материки та океани, фізико-географічні країни, області, зони, пояса та інші. При наближенні до поверхні твердого тіла Землі та океану різноманітність та складність геосистем, процесів в них, фізико-географічних явищ значно наростає. Можливо це різноманіття, динамізм і особливі умови привели до наступної фази еволюції — виникнення життя.
Таким чином географічною оболонкою можна назвати складну приповерхневу систему Землі найвищого рангу (глобальну), яка виникла і розвивається в зоні контакту літосфери, гідросфери та атмосфери, а згодом біосфери і соціосфери. Географічна облонка це не простий, механічний набір об’єктів (природних тіл) а складна, ієрархічно побудована система, що характеризується власними, внутрішніми закономірностями розвитку, структурою, взаємопов’язаністю та взаємодією елементів. У теперішній час системно-організаційні дослідження географічної оболонки швидко розвиваються. Це дає змогу більш глибоко розкривати закономірності її еволюції.
Відрізняють три основних етапи розвитку географічної оболонки та її складових: 1) добіогенний; 2) біогенний (570 млн. років тому — 40 тис. років т.); 3) антропогенний (40 тис. років — 0 років).
Добіогенний етап означає не відсутність впливу біосфери, а те, що вона ще не займала панівного положення у всій географічній оболонці (первинний етап коеволюції?). Дані про історію Землі та геосфер в першу чергу пов’язані з вивченням геологічних порід різного віку. Але найстарші відомі породи мають вік до 3,8-4 млрд. років. Етап розвитку від 4,6 до 4,0 млрд. років називають догеологічним. В цей час навіть земна кора була нестабільною. Тому судити про розвиток гідросфери та атмосфери також важко. Надалі вони почали швидко наповнюватися газами, що виділялись при вулканічних виверженнях, виливах магми, та дегазації у рифтових долинах. Насичена ними атмосфера мала відновлювальний характер, тому що у ній майже не було кисню. Великі кількості СО2 та водяної пари забезпечували значний парниковий ефект, що мало важливе значення для еволюції географічної оболонки.
Сучасні дослідження в області порівняльної кліматології планет показують, що початкові стадії еволюції газово-рідинних оболонок на Венері, Землі та Марсі подібні. Але надалі вона пішла різними шляхами. На Венері притік Сонячної енергії вищий. Тому тут склалися умови для інтенсивного випаровування. Це призвело до надпотужного парникового ефекту. Тобто спостерігається взаємне посилення факторів — ефект «прискореного розігрівання». Тонка атмосфера Марсу та менша тектонічна активність (менша інтенсивність дегазації) спільно з меншим поступанням Сонячного проміння привели до швидкого вимерзання первинної гідросфери і перекачки води та інших речовин до полюсів. Це явище називають ефектом «прискореного охолодження».
Лише на Землі процеси відбувалися відносно збалансовано, що дозволило стабілізувати приповерхневі температури в межах, що сприяють наявності рідкої гідросфери. Наступний її розвиток був пов’язаний з основними тектонічними та геохімічними процесами. Вважають, що маса гідросфери Землі поступово, але не зовсім монотонно, збільшувалась (рис. 3.9). Разом з тим розвивався також сольовий склад вод океану. Інші типи природних вод в основному залежали від поступання речовин з атмосфери та літосфери. Поступово наступила відносна стабілізація як маси (балансу) так і хімічного складу (гідрохімічного балансу) гідросфери.