1.3. Атмосфера і гідросфера.

Природне середовище в широкому розумінні — космічний простір, а у вужчому — біосфера, — зовнішня оболонка Землі, яка охоплює нижню частину атмосфери (30 км), всю гідросферу і верхню частину літосфери (до глибини 10 км), що взаємозв’язані складними біогеохімічними циклами міграції речовин та енергії.

Атмосфера — газова оболонка Землі, яка обертається разом з нею. Маса атмосфери становить приблизно одну мільйонну маси Землі — 5,15·10¹⁵ т. Атмосферне повітря забезпечує рослинний і тваринний світ життєво необхідними газуватими речовинами, створює захист Землі від дії метеоритів, космічного випромінювання тощо.

За характером зміни різних параметрів атмосферу Землі розділяють на такі шари: тропосфера (9...18 км.), стратосфера (50...55 км.), мезосфера (80...90 км.), термосфера або іоносфера (вище 90 км до 800...1000 км.) і екзосфера (вище 800...1000 км). За складом повітря виділяють також озоносферу, яка приблизно збігається зі стратосферою і має максимальну концентрацію озону на висотах 20...25 км. Крім того, за хімічним складом атмосферу Землі поділяють на нижню (до 100 км) — гомосферу, яка має склад, подібний до приземного повітря, і верхню — гетеросферу неоднорідного хімічного складу.

Основна маса атмосферного повітря (90 %) зосереджена в нижньому шарі — тропосфері, в якому щільність повітря з висотою швидко зменшується.

До складу тропосфери за об’ємом входять: азот — 78,08 %, кисень — 20,95 %, аргон — 0,93 %, вуглекислий газ — 0,03 %. На частку неону, гелію, криптону, ксенону, водню, метану, озону і всіх інших газів, які присутні у повітрі в мікрокількості, припадає приблизно 0,01 %. Крім того, атмосферне повітря містить водяну пару та домішки так званих аерозолів, тобто дуже дрібних крапель рідин і твердих часток як природного, так і штучного походження: сірчистих, мінеральних (пил із земної поверхні), вуглеводневих (сажа), морських (частинки морських солей) та ін.

Атмосфера регулює теплообмін Землі з космічним простором, впливає на її радіацій-ний та водяний баланс. Одним з найважливіших факторів, що визначають стан атмос-фери, є її взаємодія з океаном, оскільки процеси газообміну і теплообміну між ними сут-тєво впливають на клімат Землі. З основних компонентів атмосфери найбільше змінює-ться вміст у повітрі водяної пари, що визначається співвідношенням процесів випарювання, конденсації і горизонтального перенесення. Водяна пара є джерелом утворення хмар, туманів, опадів, вона також захищає земну поверхню від надмірного охолодження, приймаючи участь у парниковому ефекті.

Клімат — це багаторічний режим погоди, властивий тій чи іншій місцевості. Кліматичні умови Землі створюються внаслідок взаємопов’язаних процесів теплообміну, вологообміну і загальної циркуляції атмосфери. Клімат характеризується середніми показниками світла, температури, вологості повітря, рівнем опадів, рівнем радіації, атмосферного тиску, напрямками вітрів тощо.

Гідросфера — водяна оболонка Землі, сукупність всіх вод на Землі: материкових (глибинних, ґрунтових, поверхневих), океанічних і атмосферних. Запаси води на Землі величезні — 20 млрд. км³ (0,025 % її маси). Але це переважно гірко-солона океанічна та морська вода (92 %), непридатна для пиття й технологічного використання, оскільки її солоність становить 12...260 г/л.

До надземної частини гідросфери, що вкриває 71 % поверхні Земної кулі (361 млн. км²), належать океани, моря, озера, ріки, а також льодовики, в яких вода перебуває у твердому стані. Підземна частина гідросфери охоплює ґрунтові, підґрунтові, напірні й безнапірні води, тріщинні води і води карстових порожнин у легкорозчинних гірських породах (вапняках, гіпсах тощо). Об’єм підземних вод становить близько 60 млн. км³.

Прісна вода має вміст мінеральних солей до 1 г/л. Незважаючи на величезні обсяги гідросфери, прісні води становлять менше 3 % її об’єму, причому 85 % прісної води зосереджено в льодовикових щитах Гренландії та Антарктиди, айсбергах і гірських льодовиках. І лише 1 % прісної води містять прісноводні озера, водосховища, річки й підземні водоносні горизонти; саме ці джерела й використовує людство для своїх потреб.

Усі форми водних мас переходять одна в одну у процесі перетворення. Вода у біосфері перебуває у безперервному русі, бере участь у геологічному та біологічному кругообігах речовин. Величезну роль відіграють води в формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, у розвитку будь-яких процесів, перенесенні хімічних речовин вглиб планети і на її поверхні, транспортуванні забруднювачів довкілля.

Таким чином, вода на Землі виконує чотири екологічні функції: 1) найважливішої мінеральної сировини, головного природного ресурсу споживання; 2) основного інструменту у механізмі здійснення взаємозв’язків усіх процесів у екосистемах (обмін речовин, тепла, ріст біомаси); 3) головного агента-переносника глобальних біоенергетичних екологічних циклів; 4) основної складової всіх живих організмів.