Гидросфера (от др.-греч. гидро «вода» и сфера «шар») – это одна из условных оболочек Земли — водная. В разных определениях её называют то прерывистой, то сплошной, связанную воду то включают в неё, то нет. Споры идут и по вопросу принадлежности к ней части, находящейся внутри живых организмов (в биосфере). Однако нигде нет разногласий по поводу важности воды для природы Земли.

Вода — одно из самых распространённых химических соединений на Земле. Оно есть и на других планетах, но там его намного меньше. Без него невозможно существование известных нам форм жизни. Может быть, на других планетах есть жизнь, зависящая от других элементов, но не на нашей.

В организме растений, животных и человека в среднем на долю воды приходится более 50 % массы. На земном шаре вода содержится в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. В природе она образует океаны, моря, озёра, реки, болота, ледники, в виде пара она находится в атмосфере, проникает в почву и горные породы литосферы.

Благодаря своим свойствам вода является также и активным географическим фактором и геологической силой. Она разрушает горные породы, переносит тепловую и механическую энергию, играя важнейшую роль в обмене энергии и веществ между геосферами и районами Земли.

С давних пор человек изучает воду с разных сторон:

• как химическое соединение;
• как физическую субстанцию;
• как биологический показатель;
• как объект хозяйственного использования и т. д.

Поэтому сформировалось большое количество разделов науки, условно объединённых понятием «гидро». Прежде всего это:

• гидрофизика;
• гидрохимия;
• гидрометрия;
• гидрография;
• гидрогеология;
• гидрология суши;
• гидрология моря (океанология);
• гидрология ледников (гляциология);
• гидробиология и др.

Части гидросферы

В научную литературу термин «гидросфера» был введён в 1875 г австрийским геологом Э. Зюссом. Под гидросферой он понимал единую водную оболочку только в составе Мирового океана. До середины XX века учёные спорили, включать ли в это понятие подземные и другие воды литосферы, атмосферы, биосферы и ледники. Не вызывало сомнений только то, что в неё должны точно входить вода океана и озёр с реками.

Сегодня физически более обоснованным считается определение, данное российским физико-географом И.А. Федосеевым (1909—1998):

гидросфера в широком смысле – это сплошная оболочка земного шара, простирающаяся вниз до верхней мантии, где в условиях высоких температур и давления наряду с разложением молекул воды непрерывно проходит их синтез, а вверх – примерно до высоты тропопаузы, выше которой молекулы воды подвергаются фотодиссоциации (разложению).

Из этого определения следует, что в гидросферу входят воды:

• Мирового океана;
• криосферы;
• литосферы;
• атмосферы.

Не входят в неё только воды биосферы, так как при её учёте водная оболочка перестаёт быть непрерывной. Кроме того содержание воды в живых организмах настолько мало (1120 км³) даже по сравнению с атмосферной, что им можно принебречь.

Есть и более «узкое» определение.

Гидросфера – это сплошная оболочка Земли, содержащая воду во всех агрегатных состояниях в пределах Мирового океана, криосферы, литосферы и атмосферы, принимающую непосредственное участие в планомерном влагообороте (гидрологическом цикле).

Согласно этому определению в состав гидросферы включается и связанная вода литосферы. Заметьте, что оба определения говорят о том, что гидросфера – сплошная оболочка и это по современным научным представлениям верно.

Хотя гидросфера существует уже более 4 млрд. лет, она продолжает изменяться в размерах. В настоящее время объём гидросферы составляет 1,4 млрд. км³, воды которой распределяется следующим образом:

• 96,4% – в Мировом океане;
• 1,86% – в ледниках;
• 1,71% – под землёй, внутри горных пород и почвы (включая гравитационные и капиллярные воды);
• 0,02% – в озёрах, реках и болотах;
• 0,01% – в атмосфере.

Подавляющая часть гидроксида водорода содержится в виде воды (в жидком виде) – 98%. Снег и лёд составляет 2% гидросферы, водяной пар – доли процентов. Пресная вода содержится на планете в небольшом количестве, лишь 2,5%. 68,9% этой пресной воды находится в виде льда и постоянного снежного покрова в арктических, антарктических и горных ледниках.

Это интересно!

Площадь поверхности Земли составляет 510 млн. км², в том числе 361 млн. км² Мирового океана, т. е. величины площадей водной поверхности и суши соотносятся примерно как 2,5:1. Явное и значительное преобладание водной поверхности не должно, однако, заслонять тот факт, что по сравнению с размером Земли моря и океаны представляют собой ничтожную плёнку, толщина которой (при средней глубине Мирового океана 3 794 м) составляет всего 1/1 600 среднего земного радиуса. На гидросферу приходится лишь 1/4 120 часть массы планеты и 1/800 часть её объёма.

Почему гидросфера непрерывна? Влагооборот (гидрологический цикл)

Мы привыкли к выражению «круговорот воды», но правильнее его называть влагооборотом, так как процесс этот незамкнут. Он связывает между собой воды всех частей гидросферы в единую сплошную оболочку. Сплошной гидросфера является и благодаря тому, что воздух всегда содержит водяной пар, даже над самыми сухими пустынями. Гидрологический цикл создаёт условия для переноса энергии и веществ на Земле, участвует в формировании рельефа, обеспечивает поддержание жизни.

Гидрологический цикл состоит из таких процессов как:

• испарение;
• транспирация;
• конденсация;
• инфильтрация;
• перколяция;
• сток.

Во влагообороте проявляется единство природных вод Земли и их связь с атмосферой, литосферой и биосферой. Физической причиной гидрологического цикла на земном шаре служат солнечная энергия и гравитация.

Под воздействием энергии Солнца происходит нагревание и последующее испарение воды. Водяной пар переносится воздушными течениями, при снижении температуры воздуха он конденсируется или десублимируется.

Сила тяжести (гравитация) вынуждает атмосферную влагу выпадать в виде осадков. На суше пресная вода под действием тех же сил тяжести стекает по склонам, образуя ручьи, реки, озёра, просачивается в грунт, формируя подземные воды. В конечном итоге большая часть выпавших осадков в виде речного и подземного стоков возвращается в океан.

Гидросферу нельзя рассматривать как закрытую систему, так как часть её разрушается на уровне тропопаузы, а другая часть схожая по объёму поступает из мантии.

Влагооборот бывает глобальным и местным.

В глобальном круговороте воды выделяют два взаимосвязанных звена, с многократно повторяющимися циклами:

• океаническое звено: испарение с поверхности океана – перенос водяного пара над океаном – осадки на поверхность океана – океанические течения – испарение и т. д.;
• материковое звено: испарение с поверхности суши – перенос водяного пара потоками воздуха – осадки на поверхность суши – поверхностный и подземный сток – испарение и т. д.

Оба звена связаны между собой переносом водяного пара с океана на сушу и, наоборот, поверхностным и подземным стоком с суши в океан. С океана ежегодно испаряется в среднем 505 тыс. км³ воды, возвращается в виде атмосферных осадков – 458 тыс. км³. Испаряется с океана, таким образом, больше, чем возвращается с осадками. Разность в 47 тыс. км³ составляют воды, которые переносятся с океана на сушу в виде водяного пара.

На поверхность суши ежегодно выпадает в среднем 119 тыс. км³ атмосферных осадков. Они слагаются из воды, испарившейся с поверхности суши (72 тыс. км³), и влаги, принесенной с океана (47 тыс. км³). Таким образом, в материковом звене круговорота воды принимает участие 72 тыс. км³. Важно отметить, что из 72 тыс. км³ испаряющейся ежегодно с поверхности суши воды 30 тыс. км³ (42 %) приходится на транспирацию растительным покровом.

Местный влагооборот – это испарение и образование осадков над определённой территорией и выпадение их тут же. Например, на экваторе, в Амазонии, в континентальном умеренном климате летом.

Это интересно!

В природе существует шесть изотопов кислорода. Три из них стабильны: О¹⁶ , О¹⁷ и О¹⁸ . У водорода есть три изотопа: Н – протий, D – дейтерий, Т – тритий. Комбинируя различные сочетания изотопов кислорода и водорода, можно получить 36 разновидностей воды. В природе наиболее распространена вода (её называют «обычной» водой), состоящая из изотопов Н и О¹⁶ , – на её долю приходится 99,73 %.

Далее по распространённости в порядке убывания идут молекулы следующего состава: D₂ О, Н₂ О¹⁸ и Н₂ О¹⁷ . При испарении в водяной пар в основном – как более лёгкая – переходит вода состава Н₂ О¹⁶, неиспарившаяся же вода обогащается тяжёлыми изотопами водорода и кислорода.
этому в тропических морях и озёрах такой обогащённой тяжёлыми изотопами воды больше, чем в водоёмах полярных широт, а тем более в реках. Вода с изотопом кислорода О¹⁸, по крайней мере, водными животными усваивается лучше, чем обычная (в раковинах таких животных тяжёлые изотопы кислорода встречаются чаще, чем в воде), а вот тяжёлая вода D₂О живыми организмами не усваивается.

Гидросфера: свойства природной воды

В 1780 г Кавендиш и Лавуазье установили, что вещество, называемое водой, есть простейшее и устойчивое в обычных условиях химическое соединение водорода с кислородом. Важные свойства воды:

• медленно нагревается и медленно остывает;
• при замерзании расширяется;
• переходит из одного состояния в другое, в результате чего и наблюдается влагооборот в природе;
• вода обладает самым высоким после ртути поверхностным натяжением, а также смачиванием. С этим свойством связаны особенности циркуляции воды в почвах и горных породах, движение соков в растениях, кровообращения у животных;
• растворяет многие вещества.

Обычная вода в условиях нормального атмосферного давления кипит при температуре +100° С, замерзает при температуре 0°С и имеет максимальную плотность при температуре +4°С. При охлаждении воды ниже +4°С плотность ее уменьшается, а объем увеличивается, и при замерзании происходит резкое увеличение объема. В отличие от всех веществ в природе вода при переходе из жидкого состояния в твердое приобретает меньшую плотность, поэтому лед легче воды. Эта аномалия играет важную роль в природе. Лед держится на поверхности водоемов. Будь лед тяжелее воды, образование его начиналось бы со дна, и водоемы были бы многолетнемерзлыми (за лето не все успевали бы оттаять), а жизнь могла бы погибнуть.

Свойства воды сильно изменяются под влиянием давления и температуры. При давлении в 1 атм. (760 мм рт. ст.) вода замерзает при температуре 0°С, а в 600 атм. – при температуре –5°С. При сверхвысоком давлении (больше 20000 атм.) вода переходит в твердое состояние при температуре +76°С (горячий лед). Такой лед может быть в недрах Земли. При очень низких температурах (меньше –170°С) и небольшом давлении образуется сверхплотный лед (как твердый камень), такой лед может быть в ядрах комет.

В чистом виде вода – бесцветная жидкость, не имеющая ни вкуса, ни запаха. В природе «чистая» вода практически не встречается, так как благодаря особенностям молекулярного строения она способна хорошо растворять различные химические соединения и газы. Поэтому природная вода всегда представляет собой слабый раствор.

Гидросфера: кислотность и основность воды

Величина рН характеризует кислотную и щёлочную реакцию воды. В пробе чистой воды концентрации Н + и ОН – равны между собой, и эти величины при температуре 25° С составляют 10 -7 моль/л. Растворы с одинаковыми концентрациями ионов водорода и гидроксид-ионов называются нейтральными: [Н + ] = [ОН — ] = 10 -7 моль/л.

По водородному показателю все природные воды делятся на группы:

• нейтральные (6,5 < рН ≤ 7,5);
• слабощёлочные (7,5 < рН ≤ 8,5);
• щёлочные (8,5 < рН ≤ 9,5);
• сильнощёлочные (рН > 9,5);
• слабокислые (5,5 < рН ≤ 6,5);
• кислые (4,5 < рН ≤ 5,5);
• очень кислые (рН ≤ 4,5).

Питьевая вода имеет нейтральную или слабощёлочную реакцию.

Солёность вод

Полярность молекул воды обусловливает её свойство растворять вещества лучше, чем другие жидкости. Растворение кристаллов неорганических веществ осуществляется благодаря гидратации входящих в их состав ионов. Хорошо растворяются в воде органические вещества с карбоксильными, гидроксильными, карбонильными и другими группами, с которыми вода образует водородные связи. Суммарное содержание в воде растворённых неорганических веществ (концентрация солей) выражают либо в виде минерализации M (мг/л, г/л), либо солености S (г/кг, ‰).

Промиилле (лат. per mille, pro mille — на тысячу) — одна тысячная доля, 1⁄10 процента, обозначается (‰), используется для обозначения количества тысячных долей чего-либо в целом. Знак промилле образован от знака процента (%) добавлением ещё одного «нуля».

По содержанию солей природные воды подразделяют на четыре группы:

• пресные – S 1 ‰,
• солоноватые – 1 < S 25 ‰,
• солѐные – 25 < S 50 ‰,
• высокосолѐные (рассолы) – свыше 50 ‰.

Границы между группами выделены по следующим соображениям: 1 ‰ – это верхний предел солёности питьевой воды; 25 ‰ (точнее, 24,7 ‰) – солёность, при которой температура наибольшей плотности и температура замерзания воды совпадают. В морях солёность воды выше 50 ‰, как правило, не наблюдается, средняя солёность морской воды составляет 30‰.

Минерализация воды

Минерализация природных вод разного типа может изменяться в широких пределах: от 0,01 г/л (в атмосферных осадках) до 600 г/л (в рассолах). К числу главных ионов солей, находящихся в природных водах, относятся анионы: НСО₃— – гидрокарбонат, Н₂ SO₄— – сульфат, Cl- – хлорид и катионы: Ca2+, Mg2+, Na + и К +.

Все природные воды по преобладающему аниону делятся на три класса:

• гидрокарбонатные;
• сульфатные;
• хлоридные.

По преобладающему катиону – на три группы:

• кальциевые,
• магниевые;
• натриевые.

Природные воды различного происхождения обычно имеют и различный солевой состав и относятся соответственно к разным классам и группам. Так, речные воды, как правило, относятся к гидрокарбонатному классу и кальциевой группе. Подземные воды нередко относятся к сульфатному классу и магниевой группе. Воды океанов и морей принадлежат к хлоридному классу и натриевой группе.

Жёсткость воды

Сумма концентрации наиболее распространенных двухвалентных катионов кальция и магния, выраженная в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л), называется общей жёсткостью воды. Кальций и магний присутствуют в воде в виде растворимых углекислых, двууглекислых, хлоридных и сернокислых солей.

По общей жёсткости природная вода делится на:

• мягкую ( 3,5 мг-экв/л);
• средне жесткую (3,5 – 7 мг-экв/л);
• жёсткую (7 – 14 мг-экв/л);
• очень жёсткую ( 14 мг-экв/л).

Растворение газов в воде

Газы хорошо растворяются в воде если способны вступать с ней в химические связи (аммиак, сероводород, сернистый газ, углекислый газ и др.), прочие газы мало растворимы в воде. При понижении давления, повышении температуры и увеличении солёности растворимость газов в воде уменьшается.

Наиболее распространённые газы, растворённые в природных водах, – это кислород, азот, углекислый газ. Содержание в воде других газов ничтожно мало, однако в некоторых случаях, а именно: при наличии замкнутых глубоководных впадин (Чёрное море, впадины в норвежских фьёрдах и некоторые части Каспия) и отсутствии глубокой вентиляции воды, приносящей кислород, который превращал бы сероводород в кислотные соединения серы, – в воде может накапливаться в очень большом количестве сероводород. Например, в Чёрном море вблизи дна содержание сероводорода сравнимо с содержанием кислорода в поверхностных слоях этого же моря.

Некоторые особенности природных вод обязаны хорошей растворимости в ней углекислого газа. При растворении последнего в воде образуются угольная кислота и её формы.

Углекислый газ, угольная кислота и её ионы находятся в воде в состоянии так называемого карбонатного равновесия. Карбонатное равновесие обеспечивает некоторую буферную способность природных вод, т. е. способность поддерживать постоянную величину рН вблизи нейтральной точки благодаря гидрокарбонат-иону, который может нейтрализовать и кислоты, и основания.

Гидросфера загрязняется биогенными и другими веществами

Природные воды содержат биогенные вещества, к числу которых относятся соединения азота, фосфора, кремния. Эти вещества поступают в воду из атмосферы, грунтов, а также при разложении сложных органических соединений. Их источником служат также различные стоки.

Содержатся в воде и различные растворённые органические вещества: углеводы, белки, продукты их разложения и т. п. Природные воды содержат микроэлементы (микроэлементами называют вещества, содержание которых в воде не превышает 1 мг/л). К числу наиболее распространѐнных микроэлементов относятся бром, йод, фтор, литий, барий, железо, никель, цинк и др.

В число микроэлементов природных вод входят нестабильные элементы и изотопы. Особую категорию содержащихся в воде веществ составляют так называемые загрязнители (загрязнители – вещества, оказывающие вредное воздействие на живую природу). Это нефтепродукты, ядохимикаты, удобрения, моющие средства, некоторые микроэлементы и т. п. Большинство загрязнителей имеют антропогенное происхождение.

Источник: tvoiklas.ru

Вода — ресурс, вода — энергоноситель, вода — транспортная система, вода — основа жизни. Поэтому подсчет запасов воды ведется давно. Разработаны способы определения площади и глубины водных объектов, созданы приборы для измерения скорости течения, других физических и химических характеристик. Все это позволяет оценить запасы воды на нашей планете.

Считается, что 70,8% поверхности земного шара покрыто водой. Поэтому нашу Землю можно назвать Планетой воды, или Планетой Океана. Действительно океан занимает 360 млн. км2 при общем размере поверхности планеты 510 млн. км2. Но на самом деле гидросфера значительно больше. Так, ледники покрывают 16,3 млн. км2, или 11% суши. Озера и водотоки на суше занимают значительно меньшую территорию — 2,3 млн. км2, или 1,7% суши, болота и сильно увлажненные земли — 3 млн. км2, или 2% суши. Поэтому на Земле постоянно покрыты водой не 360, а 380 млн. км2 поверхности, или 75%. Итак, правильнее считать, что 3/4 земного шара постоянно покрыто водой. Однако не надо забывать и про зимний снежный покров. Самую большую площадь на суше занимает зимой снежный покров Северного полушария — 59 млн. км2. В этот период года площадь, занятая гидросферой, составляет 439 млн. км2, или 86% всей поверхности земного шара. Снег засыпает тропинки, дороги, тротуары, и люди вынуждены мириться с капризами и прихотями природы.

Чтобы достаточно точно определить площади, покрытые водой на Земле, необходимо было построить точные карты всей планеты, в особенности океана. Еще в XVIII и начале XIX в. подобных карт не существовало. Поэтому многие ученые считали, что океан занимает только половину поверхности земного шара. Лишь в XX в. научились определять площади водных объектов. Но для оценки объемов воды необходимо иметь карту глубин, а для определения стока рек — уметь измерять скорости течения воды. Еще во времена первых полетов в космос наука о нем знала больше, чем о рельефе дна и глубинах океана. И лишь во второй половине XX в. ученые смогли ответить на многие вопросы, которые вставали перед нами при изучении Мирового океана.Если океан представляет собой единую массу воды, то на суше гидросфера состоит из множества отдельных водных объектов, как на поверхности, так и под землей. Их десятки миллионов. Поэтому наблюдения и измерения ведутся только за достаточно крупными объектами, в результате точность данных об объемах водных объектов суши ниже, чем для океана. За все время существования Земли, по оценкам российского ученого О. Г. Сорохтина, из ее недр было дегазировано 2,17 млрд. км3 воды. Но не вся эта вода поступила в гидросферу. Часть ее пошла на формирование земной коры. А оставшаяся вода образовала гидросферу планеты объемом 1,5 млрд. км3. Основная масса воды находится в Мировом океане. Он содержит 1370 млн. км3 воды. Но эта вода малопригодна для хозяйства, так как каждый ее литр содержит в среднем 35 г солей. В ледниках сосредоточено 28 млн. м3 воды (объем льда пересчитан в объем воды, так как лед легче жидкой воды). В подземных водах примерно 100 млн. км3, но это не точная цифра, так как учесть все подземные воды невозможно. Остальные водные объекты можно назвать малыми по сравнению с океаном. Среди них самые крупные — это озера. Общий объем воды в озерах оценивается по-разному, в зависимости от того, относят ли к озерам Каспийское и Аральское моря. Трудность оценки заключается также в огромном количестве озер на Земле, общий объем воды которых никогда не измерялся. В почве содержится около 10 тыс. км3 воды, в болотах -примерно столько же. В руслах рек в каждое данное мгновение воды содержится всего 2 тыс. км3, а в атмосфере — всего 1,4 тыс. км3. Из суммы всех этих величин и складывается масса воды в гидросфере. Она равна 1500 млн. км3.

Человеку для жизни и производственных потребностей нужна пресная вода

Источник: geographyofrussia.com

Взгляните на глобус. Сразу бросается в глаза, что большая площадь его окрашена в голубовато-зелёный цвет. Это — моря и океаны земного шара. Только 29 процентов, то есть меньше трети его общей площади, занимают материки и острова; остальные две трети поверхности Земли, точнее 71 процент, покрывают океаны, моря и озёра.

Общее количество воды, наполняющей океаны и моря Земли, огромно. Если бы можно было собрать эту воду в одну каплю, то диаметр этой «капли» равнялся бы почти полутора тысячам километров.

Самый глубокий океан Земли — Тихий; его наибольшая глубина равна приблизительно 10,8 километра. Средняя глубина океанов 3800 метров. Нетрудно подсчитать, что если бы вода была распределена по всей поверхности Земли равномерно, то весь земной шар был бы покрыт водным слоем толщиной около 2700 метров.

Примерно одну пятидесятую часть суши (около 27 миллионов квадратных километров площади) занимают озёра с пресными и солёными водами. Во всех озёрах нашей планеты воды в 5 тысяч раз меньше, чем в океанах и морях. По количеству озёр на первом месте в мире стоит Россия, — озёр у нас насчитываются тысячи.

Из озёр с пресными водами самые большие: Ладожское, Онежское,» Байкал.

Есть на земном шаре места с огромным количеством пресных озёр, например север Европейской части России, Финляндия, Скандинавия. Более половины всей площади Норвегии занято озёрами.

Источниками озёрных вод являются главным образом атмосферные осадки, непосредственно падающие в озёра или приносимые в них реками и ручьями. Особенно чисты воды горных озёр; они питаются водой, которая образуется при таянии снегов и ледников.

Воды в реках Земли примерно в три раза больше, чем в озёрах

Наша Волга — крупнейшая река Европы. Около 1080 рек, речек, протоков и озёр питают её бассейн Почти 250 кубических километров воды приносит Волга ежегодно в Каспийское море. Длина Волги равна 3694 километрам.

Ещё более мощные реки несут свои воды по Сибири в Северный Ледовитый океан. Это величайшие реки земного шара: Обь (длина её около 5200 километров), Енисей (4010 километров) и Лена (5014 километров). Общая протяжённость рек нашей Родины исчисляется миллионами километров.

Вода находится не только на поверхности нашей планеты. Огромные массы воды странствуют в атмосфере в виде пара, снежинок или водяных капель.

В нижнем слое атмосферы — топосфере (до высоты 10—15 километров) вода есть всегда. В более высоких слоях воды уже нет.

Много воды заключено и в недрах Земли. Это так называемые подземные воды.

По количеству подземные воды стоят на втором месте, вслед за водами океанов и морей. Выдающийся русский учёный академик В. И. Вернадский писал: «Мы не знаем в природе ни одного’ твёрдого тела, которое бы в своём составе не заключало воды». И это действительно так.

Почвенный слой, покрывающий почти всю поверхность суши, в той или иной степени пропитан водой. Содержание воды в почве может колебаться от одного до 70 и больше процентов, но чаще всего встречаются почвы, увлажнённые до 15—25 процентов. Это означает, что по весу примерно одну пятую часть почвы составляет вода.

Вода собирается в пустотах и в мельчайших, невидимых глазом трещинах горных пород. В некоторых породах эти трещины могут составлять половину общего объёма породы, а в других, как например в граните, — всего лишь полпроцента. Кроме того вода связана со многими минералами в прочные соединения и сохраняется в них в течение тысячелетий.

Вода проникает и в глубокие слои земной коры. Вода может присутствовать всюду, где есть такие условия, — температура и давление, при которых возможно существование воды. Благодаря огромным давлениям на больших глубинах вода может оставаться жидкой и при высоких температурах — до трёхсот с лишним градусов, а в растворах, которые она образует при соприкосновении с различными породами, до 400 градусов и выше. Нижней границей существования подземных вод считается приблизительно глубина в 13—14 километров. В ещё более глубоких слоях вода может находиться в виде паров. На глубинах 55—60 километров, где давление достигает 30 тысяч атмосфер, пары воды уже не существуют. Здесь вода находится в каком-то особом состоянии, о котором у нас нет пока точных представлений.

Таким образом в слое на 10—15 километров выше и километров на 50 ниже поверхности Земли вода существует во всех физических состояниях: твёрдом, жидком и газообразном.

Вода морей, атмосферная вода и подземная не живут обособленной друг от друга жизнью. В природе беспрерывно совершаются процессы, которые сопровождаются переносом огромных количеств воды из атмосферы на поверхность и в недра Земли, и обратно. С замечательным круговоротом, который совершает вода в природе, мы и познакомимся в следующем разделе.

Источник: www.ProstoVoda.net

Роль воды на земле

Рассматривая воду как среду жизни, стоит отметить, что человек, животные состоят из воды на 80%. Утверждение «вода это жизнь» доказывают результаты исследований:

• человек погибнет при снижении уровня влаги в организме на 15–20%;
• критическое обезвоживание наступает при потере 10% влаги;
• без воды люди живут не более 5 суток.

До конца не изучена жизнь под водой, но доподлинно известно, что жизнь зародилась в водной среде. Есть гипотеза, что кровь млекопитающих, в том числе людей, повторяет химический состав биологической среды, из которой возникло все живое. Утверждение, что вода – это источник всей жизни на земле, имеет право на существование. Из Мирового океана возникли одноклеточные микроорганизмы, виды животных.

Какая же часть Земли покрыта водой: почти 71% поверхности занимает Мировой океан, плюс реки, озера. Водные пласты поглощают основную массу солнечной энергии, от поверхности отражается не более 8% лучей. Мировой океан отвечает за терморегуляцию планеты. Передвижение теплых и холодных течений формирует климат.

В организм человека Н₂О поступает не только при питье. Потребность во влаге пополняется за счет содержания воды в продуктах:

• в овощах, фруктах содержится от 72 до 95%;
• молоке, кисломолочных продуктах от 87 до 90%;
• мясе животных, птиц – от 58 до 74%;
• рыбе – от 62 до 84.;
• сухом молоке – от 0,5 до 5%;
• сухофруктах, орехах воды от 12 до 25%;
• растительных и животных жирах – от 0,25 до 1%;
• сахаре – от 0,14 до 0,4%.

В среднем за жизнь человек выпивает до 35 тонн воды. На бытовые цели в среднем за сутки расходует от 20 до 50 литров. Огромную роль играет вода в промышленности. На производственные и сельскохозяйственные цели в год расходуется до 4,4 тысяч кубических километров, это 1/10 часть годового водного речного стока. Вода используется практически во всех технологических процессах, она нужна:

• как универсальный растворитель большинства компонентов;
• как составная часть готовых продуктов;
• как теплоноситель для охлаждения и нагрева;
• как источник энергии в виде пара, предварительно проводится деаэрация воды – ее очищают от кислорода, примесей;
• как среда для транспортировки реагентов или нерастворимых соединений;
• для удаления отходов, образуются промышленные стоки;
• для орошения сельхозугодий, содержания скота в сельском хозяйстве.

Запасы воды небезграничны. В последние годы в целях экономии водные ресурсы используются на промышленных предприятиях по замкнутому циклу: после очистки поступает в систему технического водоснабжения. Резервы Мирового океана являются источником промышленных ресурсов, сырьевой базой. В морской воде содержится практически вся система Менделеева, много питательных веществ. В одном кубическом метре до 1,5 г белка, минеральных солей, микроэлементов. По расчетам ученых, питательная ценность Атлантического океана в 20 раз выше, чем суммарный годовой урожай, получаемый на планете.

Вода в атмосфере Земли

Большой объем воды на планете Земля содержится в газообразном состоянии, по средним оценкам порядка 14 тысяч кубических километров. Вода в атмосфере появляется в результате испарения, переносится с воздухом в другие уголки планеты. Из пара жидкость выделяется в виде атмосферных осадков: снега, града, дождя. Со способностью Н₂О изменять свои агрегатные состояния связаны такие важные понятия как «влажность», «климат».

Водяной пар в атмосфере выполняет функцию защитного покрывала. Без него было не невозможно существование всего живого на Земле. Пар поглощает основную долю инфракрасного излучения, сохраняет тепло Земли в темное время суток. С выделением тепла связаны процессы конденсации, таяния. Замерзание, испарение – теплопоглощающие процессы.

Содержание пара в воздухе постоянно меняется. Не только от температуры воздуха, но и влажности зависит состав флоры, фауны. Пар необходим для существования биосферы. Наличие пара в воздухе выдают белые полосы при движении самолета. Основные погодные процессы, связанные с влажностью, происходят на высоте до 17 км над уровнем моря.

Запасы воды на Земле

Наземные и подземные водоемы объединяет гидросфера. Примерное распределение воды на земле:

• львиная доля 90,4% принадлежит мировому океану;
• ледники, снег составляют 1,87% запасов воды на Земле;
• доля подземных источников – 1,7%, земля под водой объединяет грунтовые воды и подземные водяные пласты;
• реки, озера, другие водоемы на суше составляют 0,02% запасов водных ресурсов;
• в живых клетках, атмосфере содержится остальные 0,02% водных запасов.

Средняя толщина гидросферы планеты не более 4 км. Если бы структура почвы была песчаной, влага не задерживалась бы на поверхности. Какой же слой земли задерживает воду на поверхности? Это глинистый грунт. Глина при набухании обладает способностью образовывать водяной замок, не пропускает влагу. По подсчетам ученых, в почвенном слое содержится в 10-12 раз больше воды, чем в мировом океане. Но в основном она не пригодна для питья.

Ответ на вопрос, какой воды на Земле больше, однозначный, пресной воды не более 3% мировых запасов, причем большая ее часть содержится в ледниках. Существует много методов получения воды путем опреснения. Технологии очистки водных ресурсов актуальны в районах, где нет запасов пресной воды, нет питьевых наземных и подземных источников.

Вода в жизни всего живого имеет первостепенное значение. Водные ресурсы на планете возобновляемые, но их необходимо оберегать, рационально использовать, не загрязнять. Гидросфера – основа жизни биосферы, от ее состояния зависит судьба всего живого на Земле. Тайны воды еще не разгаданы, ученые продолжают ее исследование.

Источник: VodaVoMne.ru