Понятие о гидросфере

Гидросфера (греч. hidro – вода и sphaira – шар) – водная оболочка Земли. Она включает в себя всю химически не связанную воду, независимо от ее со- стояния: твердую, жидкую, газообразную.

Из 1,4 млрд км3 общего объема вод гидросферы около 96,5\% составляют моря и океаны; 1,7\% приходится на подземные воды, около 2\% – на ледники и постоянные снега (в основном Антарктиды и Гренландии), менее 0,02\% –

на поверхностные воды суши (реки, озера, болота, искусственные водоемы). Некоторое количество воды находится в атмосфере и в живых организмах. Объем гидросферы постоянно меняется. По данным ученых, 4 млрд лет назад ее объем составлял всего 20 млн км3, то есть был почти в семь тысяч раз мень- ше современного. В будущем, по прогнозам ученых, количество воды на Земле, по-видимому, также будет возрастать, если учесть, что объем воды в мантии Земли оценивается в 20 млрд км3 – это в 15 раз больше современного объема гидросферы (табл. 3). Предполагают, что поступление воды в гидросферу будет

происходить не только выделением ее из мантии, но и при вулканических из-

вержениях.

Гидросфера играет очень большую роль в жизни нашей планеты. Она на- капливает солнечное тепло и перераспределяет его на Земле; с Мирового океана на сушу поступают атмосферные осадки. Мировой океан особенно влияет на климат прибрежных территорий.

Запасы воды в гидросфере

Таблица 3

В настоящее время гидросфера охвачена невиданными по скорости и размерам преобразованиями, связанными с технической деятельностью челове- ка. Ежегодно используется около 5 тыс. км3, а загрязняется в 10 раз больше. Некоторые страны начали ощущать нехватку пресной воды.

Гидросфера взаимодействует со всеми оболочками Земли. О связи ее с литосферой свидетельствует эрозионная и аккумулятивная работа вод, влияющая на формирование рельефа. Взаимодействует гидросфера и с атмо- сферой: облака состоят из паров воды, испарившихся с поверхности морей и океанов. Так как живые существа, населяющие биосферу, не могут жить без во- ды, можно говорить о взаимосвязи гидросферы и с биосферой. Взаимодействуя

с различными оболочками планеты, гидросфера выступает, в свою очередь, как часть целостной природы Земли

Гидросфера едина. Ее единство – в общности происхождения всех при- родных вод из мантии Земли, в их пространственной непрерывности и взаи- мосвязанного в системе мирового круговорота воды в природе.

1.5. круговорот воды в природе   Все воды на Земле – океанические, поверхностные и подземные воды су- ши – благодаря лучистой энергии солнца и силе тяжести тесно взаимосвязаны и образуют единый круговорот воды в природе. Физической основой круговорота воды в природе служит солнечная радиация, способствующая нагреванию во- ды, возникновению горизонтальных градиентов давления, переносу воздушных масс в атмосфере и водных масс в океане, и сила тяжести, заставляющая скон- денсировавшуюся в атмосфере воду выпадать на поверхность Земли в виде осадков и стекать на суше в направлении уклона сначала к рекам, а затем и к океану. Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) – процесс цикличе- ского перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденса- ции и осадков. Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше – положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом ее общее количество остается неизменным. Три четверти поверхности земного шара покрыто водой. Водную оболоч- ку Земли называют гидросферой. Большую ее часть составляет соленая вода морей и океанов, а меньшую – пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые во- ды и водяной пар. Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной по- верхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе. Атмосферные осадки частично испаря- ются, частично образуют временные и постоянные водостоки и водоемы, час- тично – просачиваются в землю и образуют подземные воды. Различают несколько видов круговоротов воды в природе: Большой, или мировой, круговорот – водяной пар, образовавшийся над поверхностью океанов, переносится ветрами на материки, выпадает там, в виде атмосферных осадков и возвращается в океан в виде стока. В этом процессе из- меняется качество воды: при испарении соленая морская вода превращается в пресную, а загрязненная – очищается. Малый, или океанический, круговорот – водяной пар, образовавшийся над поверхностью океана, сконденсируется и выпадает в виде осадков снова в океан. Внутриконтинентальный круговорот – вода, которая испарилась над по- верхностью суши, опять выпадает на сушу в виде атмосферных осадков. В итоге, осадки в процессе движения опять достигают Мирового океана (рис. 4). Скорость переноса различных видов воды изменяется в широких преде- лах, так и периоды расходов, и периоды обновления воды также разные. Они изменяются от нескольких часов до нескольких десятков тысячелетий. Запасы почвенной влаги имеют примерно летний период накопления и расходов. Ат- мосферная влага, которая образуется при испарении воды с поверхности океа- нов, морей и суши и существует в виде облаков, обновляется в среднем через восемь дней. Воды, входящие в состав живых организмов, восстанавливаются в тече- ние нескольких часов. Это наиболее активная форма водообмена. Период об- новления запасов воды в горных ледниках составляет около 1 600 лет, в ледни- ках полярных стран значительно больше – около 9 700 лет. Время очистки и обновления воды в элементах гидросферы приведено в таблице 4. Полное обновление вод Мирового океана происходит примерно через 2 700 лет.   Рис. 4. Круговорот воды в природе: А1 – осадки, выпадающие над сушей; А2 – осадки, выпадающие над океаном; Б1 – испарение с суши; Б2 – транспирация растительностью; Б3 – испарение с озер и рек; Б4 – испарение с океана; В1 – инфильтрация воды в почву; В2 – потребление воды растительностью; В3 – подземный сток воды в реки и озера; В4 – подземный сток воды в океан; Г – поверхностный сток в озера и реки   Таблица 4 Время очистки и обновления воды в элементах гидросферы     Среднее время очистки Среднее время обновления Океаны 200 лет Ледники от 20 до 100 лет Сезонный снежный покров от 2 до 6 месяцев Почвенная корка от 1 до 2 месяцев       Грунтовые воды: паводок от 100 до 200 лет Грунтовые воды: углубленные 10 000 лет Озера от 50 до 100 лет Реки от 2 до 6 месяцев Атмосфера 9 дней     Окончание табл. 4