Благодаря своим свойствам вода также является активным географическим фактором и геологической силой. Он разрушает горные породы, передает тепловую и механическую энергию и играет решающую роль в обмене энергией и веществом на Земле.
Гидросфера — определение, состав и строение, интересные факты
Скорее, отвечая на вопрос, что такое поверхностная гидросфера, можно сказать, что это водная оболочка нашей планеты. Он имеет сложную структуру, состав и множество функций.
И его важность для всего живого, от микроорганизмов до человека, не подлежит сомнению. Не случайно сама жизнь возможна только в присутствии воды.
В широком смысле под гидросферой Земли понимаются все запасы воды на планете в любой форме или совокупном состоянии, как на поверхности, так и на земле. Сюда входит пресная вода, соленая вода и даже жидкости, содержащиеся в живых организмах.
Поскольку около 70% поверхности планеты, то есть большая ее часть, занята гидросферой, неудивительно, что для удобства изучения она разделена на множество групп и подгрупп. Например, существуют такие группы, как Мировой океан, континентальные моря и подземные водные объекты, которые делятся на более мелкие разделы.
Границы всех этих зон достаточно условны, но необходимы для простоты и систематизации изучения этого важнейшего компонента природы.
Что такое гидросфера
Как упоминалось выше, концепция гидросферы показывает все жидкости на Земле во всех их совокупных состояниях, на поверхности Земли и под ней, а также внутри всех живых организмов.
Она также включает атмосферную влажность, которая формирует облака и участвует во многих фундаментальных процессах. Поэтому это огромное понятие не следует путать с простыми водами океанов или реками и озерами континентов.
Такое название эта часть старой геосифоры получила от греческого «гидрос», что означает вода. Каждый грамотный человек должен знать его основную часть и понимать важность этого образования для живой и неживой природы.
Хотя характеристики состава гидросферы изучаются в школах, полезно сообщить субъекту знания о его голове, так как многие успешно забывают об этом в ранней взрослой жизни.
Численно говоря, масса всей жидкости на планете во всех ее формах составляет 1,46*10 21 кг. В то же время его объем составляет 1,4 миллиарда кубических сантиметров. Большая часть общего объема гидросферы находится в океанах — около 95%.
Состав гидросферы
К ним относятся следующие.
- Мировой океан, на который приходится примерно 95% всего объема.
- Находящиеся под поверхностью земли подземные воды, на которые выпадает 4,5% общего объема.
- Следующие по размеру – ледники, которые в последние годы тают все с большей скоростью. Их вклад в общий запас жидкости на планете — 1,65%.
- Остальные части состава это почвы, реки, а также атмосферный пар, который сосредоточен в нижних ее слоях.
Вышеперечисленные группы делятся на более мелкие подгруппы, но они представляют интерес для исследователей и ученых, а не для широкой публики.
Некоторые характеристики природных вод обусловлены хорошей растворимостью в них углекислого газа. При растворении последних в воде образуются карбоновые кислоты и их формы.
Состав гидросферы
Гидросфера на планете Земля состоит из двух частей.
Большая часть воды на планете содержится в океанах — 96% — остальные 4% приходится на воду суши. Вода, имеющаяся на суше, включает
Скорость распространения пресной воды — менее 2,5% от общего количества воды на Земле (сосредоточена в основном в ледниках). Не менее 70% воды содержится во всех живых организмах на Земле — вода в биосфере действует как глобальный растворитель.
Океаны покрывают около 70% поверхности Земли и активно участвуют в теплообмене, поэтому естественный круговорот воды не только поддерживает жизнь, но и играет решающую роль в формировании климата.
Свойства гидросферы
Наиболее важными характеристиками гидросферы являются: это круговорот воды, который является самым важным процессом на Земле, и это самый важный процесс на планете.
- Единство и глобальность – определяются её термодинамическими свойствами, относительно лёгкими переходами между агрегатными состояниями, единым происхождением (дегазация магмы) и присутствием растворённых веществ;
- Особенности химического строения – дипольная молекула превращает воду в универсальный, химически активный растворитель, а водородные связи делают её свойства отличными от свойств кислотных оксидов и ковалентных гидридов и дают возможность для существования разнообразных структур;
- Высокая подвижность.
Последняя характеристика обеспечивает один из самых важных процессов на Земле — глобальный круговорот воды.
Круговорот воды в природе
Она движима двумя естественными движущими силами:.
По оценкам, не менее половины солнечной энергии, поступающей на Землю, расходуется на испарение воды. Однако солнечный свет не просто перемещает водяной пар вертикально (а не гравитационно).
Неравномерное распределение солнечной энергии на поверхности планеты вызывает тепловые изменения, создавая условия для конвекции океанических течений. Ветер также влияет на движение воды.
Под действием гравитации испаряющаяся влага выпадает на море или сушу в виде осадков, часть которых поглощается землей, а часть уносится в море речными течениями. Вода из почвы поглощается растительностью, расходуется на биохимические процессы и снова испаряется с поверхности листьев.
Еще одним фактором, способствующим поступлению пресной воды в море, являются айсберги, которые отрываются от ледников и уносятся с окраин континентов, особенно Антарктиды. С безграничных территорий вода попадает в океаны за счет грунтовых вод и испарения. Это делает более очевидной неразрывную связь между атмосферой и гидросферой.
В чередовании круговорота воды можно выделить два кольца.
Как и в других природных процессах, в этом процессе выполняются законы сохранения массы и энергии.
Природа воды в различных ее состояниях еще не до конца изучена. Это уникальное вещество, которое служит основой жизни и позволяет нам существовать. Мы должны очень бережно относиться к гидросфере и делать все возможное, чтобы вода вокруг нас была чистой.
Болото
Заболоченные земли — это участки с избыточной влажностью, покрытые влаголюбивой растительностью. Они возникают в результате зарастания озер.
В зависимости от типа питания болота можно классифицировать как верховые или низинные.
Поднятые болота питаются за счет дождевых осадков. Например, дождь и снег. Этот тип болот характеризуется составом видов растительности. Это вызвано недостатком минералов в почве.
Низинные болота снабжаются грунтовыми или речными водами. Поскольку грунтовые воды богаты минералами, низкие болота характеризуются флорой, которая очень требовательна к питательным веществам.
Ледники
Ледники — это области, покрытые ледяной водой атмосферного происхождения. Они образуются там, где количество выпавшего снега превышает скорость его таяния. Снеговая линия — линия, выше которой лежит талый снег. В экваториальных и тропических широтах он выше, чем на Северном и Южном полюсах. Существует несколько типов ледников.
- Покровные. Покрывают земную поверхность независимо от изгибов рельефа. Движение льда происходит от центра к окраинам. Такой ледник имеет огромную мощность. Ледники Антарктиды, о. Гренландия
- Горные . Покрывают участки гор над снеговой линией. Движение льда происходит по уклону долины. – Ледник вкл. Килиманджаро
- Многолетняя мерзлота . Толщи мерзлых, горных пород, которые не таят на протяжении долгого времени.
Мировой океан.
В океанах планеты содержится вся вода, эквивалентная 70% поверхности Земли. Они разделены на четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны.
Океаны — это часть моря, разделенная сушей. Различия заключаются в следующем.
- внутренние (которые глубоко вдаются в глубь материка, например Белое);
- окраинные (прилегающие к материку с одной стороны, а с другой сообщающиеся с океаном, например Баренцево).
Залив — это море или часть моря, соединенная с морем и граничащая с сушей. В зависимости от размера они называются бухтами (небольшие заливы) и фьордами (глубокие, длинные заливы с крутыми берегами).
Пролив — это водоем, соединяющий два океана.
Соленость океана и моря
Соленость — это количество граммов соли, растворенной в литре воды, измеряется в промилле. Она зависит от глубины моря и соотношения количества осадков и испарения.
78% содержания соли составляет хлорид натрия, который имеет соленый вкус; 11% — хлористый магний, который имеет горький вкус; и 11% — другие вещества.
Токи.
Океанические течения — это движение воды. Причины этих движений могут быть разными. Токи сортируются в соответствии с их происхождением:.
- Ветровые (вызываются действием сезонных ветров);
- Дрейфовые (вызваны постоянными ветрами);
- Сточные (появляются из-за разницы в уровнях воды в разных частях океана);
- Конвекционные (плотностные) (распределяют равномерно плотность океанической воды);
- Компенсационные (возмещает отток воды);
- Приливно-отливные (периодические течения, зависящие от притяжения Луны).
В зависимости от теплоты воды течение делится на теплое, холодное и нейтральное. Затем она зависит от периодичности появления кратковременного, циклического и постоянного.
Океанские земли.
Океанская суша существует в двух формах: острова и полуострова.
- Острова – небольшие участки суши, полностью окруженные водой. По происхождению делятся на материковые (часть материка, отделенная морем), коралловые (образованные скелетами отмерших коралловых полипов) и вулканические (образованные впоследствии извержений вулканов на дне моря).
- Полуострова – участки суши, частично окруженные водой. Различают отчленившиеся (являющиеся продолжением материка и причленившиеся (не имеющие ничего общего с материков в геологическом смысле).
Вода покрывает большую часть поверхности Земли, но не большая ее часть пригодна для питья. Почти, фактически, 94% воды принадлежит океанам. Океаны содержат соль, поэтому она становится неуместной. Большая часть оставшейся пресной воды находится в подземных водах и ледниках. Реки и легкодоступные для человека реки имеют менее 1% пресной воды. Поэтому будьте осторожны в воде. Помните, что не стоит тратить воду впустую, выключая кран за собой, так как у человечества не так много воды.
Рисунок 2.Гидрологический круг.
Гидрологический цикл, или круговорот воды, является причиной того, что Земля не затоплена, а растения не истощены. Вы можете начать в любой точке гидрологического цикла. Потому что, где бы вы ни начали, гидрологический цикл возвращается в ту точку, откуда вы начали. Начнем с испарения воды из океанов и морей. Под воздействием солнечного света вода нагревается и начинает медленно испаряться в атмосферу. Там он находится в виде водяного пара. Как показано на схеме, вода испаряется не только из океанов и морей, но и с Земли. В течение дней и недель вода испаряется и накапливается в виде облаков. Благодаря ветрам, которые переносят облака с одного места на другое, вода продолжает свой путь и движется к горам. Количество осадков уменьшается, и вода возвращается в реки, ледники и грунтовые воды. Оттуда он снова начинает свой путь. Этот цикл занимает поверхность в 20 км, поднимаясь до 15 км в атмосферу и до 5 км вглубь материка.
В 1780 году Кавендиш и Лавуазье обнаружили, что вещество под названием вода является простейшим и наиболее устойчивым соединением водорода и кислорода. Важные свойства воды:.
Круговорот воды в природе
Гидрологический цикл включает в себя движение воды из атмосферы на континенты, из океанов на континенты, а затем обратно в море над и под поверхностью суши. Цикл включает такие процессы, как седиментация, испарение, выдыхание, инфильтрация, фильтрация и сток. Эти процессы действуют во всей гидросфере, которая простирается на глубине около 15 км в атмосфере и около 5 км в коре Земли.
Около трети солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, расходуется на испарение морской воды. В результате атмосферная влажность концентрируется в облаках, дожде, снеге и холодном воздухе. Влажность является важным фактором, определяющим погодные условия. Он является движущей силой штормов и отвечает за отделение молний, что приводит к естественным лесным пожарам, оказывающим негативное влияние на некоторые экосистемы. Он наполняет реки осадками, которые увлажняют почву, концентрируют подземные водоносные горизонты, разрушают ландшафт, питают питательные организмы и возвращают растворенные химические вещества и осадки в море.
Значение гидросферы
Вода играет важную роль в круговороте углерода. Вода и растворенный углекислый газ переносят кальций из материковых пород в море, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конце концов, карбонат оседает на морском дне и уплотняется камнями, образуя известняк. Некоторые из этих карбонатных пород опускаются в недра Земли в результате глобального процесса тектоники плит и плавятся, выделяя углекислый газ (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли, является основой для сохранения жизни на Земле, образования эрозии и распада континентов, резко контрастируя с отсутствием таковых процессы. Например, Афродита.
Проблемы гидросферы
Существует множество вопросов, непосредственно связанных с гидросферой, наиболее глобальными из которых являются
Повышение уровня моря
Повышение уровня моря — это новая проблема, которая может повлиять на многих людей и экосистемы по всему миру. Измерения приливов показывают, что уровень мирового океана повышается на 15-20 см, и Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC) заявила, что это повышение связано с расширением морской воды из-за повышения температуры окружающей среды, таяния горных ледников и ледяного покрова. Большинство ледников Земли тает из-за глобального изменения климата, и многочисленные научные исследования показали, что скорость этого процесса увеличивается и оказывает значительное влияние на уровень мирового океана.
Уменьшение арктического морского льда
За последние десятилетия арктический морской лед значительно сократился. Согласно недавнему исследованию НАСА, она сокращается на 9,6 процента каждое десятилетие. Это истончение и удаление льда влияет на соленость океана, тепловой баланс и среду обитания животных. Например, популяция белых медведей сокращается из-за разрушения льда, отделяющего их от суши, и многие из них тонут, пытаясь перебраться на другой берег. Эта потеря морского льда также влияет на альбедо, или отражательную способность поверхности суши. В результате темные моря поглощают больше тепла.
Изменение количества осадков
Увеличение количества осадков может привести к наводнениям и оползням, а уменьшение количества осадков — к засухам и пожарам. Эль-Ниιοо, муссоны и ураганы также оказывают влияние на краткосрочное глобальное изменение климата. Например, изменения в океанических течениях у побережья Перу, связанные с явлением Эль-Ниιο, могут привести к изменениям погоды по всей Северной Америке. Изменение муссонного режима из-за высоких температур может привести к засухам в регионах мира, зависящих от муссонов. Ураганы, которые усиливаются по мере повышения температуры поверхности моря, в будущем станут более разрушительными для человека.
Таяние вечной мерзлоты
По мере повышения глобальной температуры постоянные ледяные щиты в тундре будут таять. В основном это коснется людей, живущих в этой природной зоне, так как земля, на которой расположены их дома, станет неустойчивой. Ученые опасаются, что по мере таяния постоянных льдов в атмосферу будет выбрасываться большое количество углекислого газа (CO2) и метана (CH4), что в долгосрочной перспективе окажет значительное влияние на окружающую среду. Выделяющиеся парниковые газы способствуют дальнейшему глобальному потеплению и высвобождают тепло в атмосферу.
Воздействие гидросферы на деятельность человека также может быть негативным. Природные явления в виде наводнений и паводков представляют собой серьезную угрозу и могут происходить практически во всех регионах Земли.
Соленость различных типов природных вод колеблется в широких пределах от 0,01 г/л (осадок) до 600 г/л (скачки). Основными солевыми ионами, содержащимися в природной воде, являются анионы HCO3 — гидрокарбонат, h2 SO.4 — хлорид хлорид хлорид: Ca2+, Mg2+, Na+ и K+.
Все природные воды делятся на три категории в соответствии с общими анионами.
На доминантный катион в каждой из трех групп:.
Природные воды различного происхождения обычно имеют разные рекомендации по содержанию солей и относятся к разным категориям и группам. Таким образом, речная вода обычно относится к категориям углеводородной и кальциевой групп. Подземные воды часто относятся к категориям сульфатной и магниевой группы. Морская и океаническая вода относится к классу хлора и группе натрия.
Жёсткость воды
Сумма концентраций катионов кальция и магния, чаще всего выражаемая в миллиграммах на литр IS силы (Mg-EQ/L), называется общей жесткостью воды. Кальций и магний присутствуют в воде в виде растворимых карбонатов, бикарбонатов, хлоридов и сульфатов.
В грубом выражении природные воды можно разделить 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).
