Гидросфера – водная оболочка Земли. Что такое гидросфера Земли: описание, схема, составные части и влияние человека

Гидросфера (от др.-греч. ὕδωρ «вода» + σφαίρα «шар») – водная оболочка Земли. Её принято делить на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и подземные воды.

Происхождение гидросферы

Существует несколько версий о происхождении воды. Сегодня преобладает мнение, что вода появилась в результате процесса дегазации, происходящего в магме. В процесс формирования базальтового слоя из земной мантии выделялось 8% воды и 92% базальта. Эта гипотеза подтверждается тем, что и современные лавы имеют в своем составе от 4 до 8 процентов пара. Так, ежегодно в процессе дегазации образуется примерно один кубический километр жидкости.

Описание и структура

Весьма важное значение для развития биосферы имеет гидросфера (произошло от греческих слов hydor – вода и spharia – cфера). Это прерывистая водная оболочка Земли, она занимает 70% земной поверхности и располагающаяся между атмосферой и твердой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши. Кроме того в состав гидросферы также включают подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктики, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах, второе место по объёму водных масс занимают подземные воды, третье место — лед и снег арктических и антарктических областей. Поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли процента от общего объёма воды гидросферы.

Химический состав гидросферы приближается к среднему химическому составу морской воды.

Земля уникальна потому, что на ней много воды в жидкой фазе, которая играет очень важную роль в формировании других особенностей планеты. Главнейших из них является изобилие жизни. Гидросфера необходима для существования биосферы, поскольку жизнь зародилась в гидросфере, и большинство растений и животных состоит в основном из воды.

Велика роль гидросферы в поддержании относительно неизменного климата, что позволило жизни воспроизводиться в течение трех с лишним миллиардов лет. Ископаемые останки животных, растений и микроорганизмов указывают на то, что жизнь, появившись в период раннего докембрия, не прерывалась и развивалась по пути увеличения разнообразия и совершенствования.

Для жизни необходимы температуры в диапазоне от 0 до 100 о С (пределы жидкой фазы воды), значит, температура на протяжении большей части истории планеты отличалась относительным постоянством.

Структура

В наиболее обширной части гидросферы – океаносфере – выделяют три области. В поверхностной толще (до глубины 100 м) света достаточно для фотосинтеза, здесь могут жить зеленные растения; соленость воды меняется исходя из района. Батиальная область (от 100 до 1500 м), куда свет проникает лишь в верхние горизонты, отличается слабым механическим движением воды и постоянной соленостью. Абиссальная область (глубже 1500 м) лишена солнечного света. Температура в ней не превышает 4 о С; растительных организмов нет, однако животные распространены до самых глубоководных впадин.

Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе гидросферы, тем не менее, играют важнейшую роль в развитии биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Воды гидросферы находятся в постоянном взаимодействии с атмосферой, земной корой (литосферой). Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов в другие составляют сложный круговорот воды в биосфере.

Природные воды подразделяются на поверхностные и подземные воды. При этом, природная вода представляет собой сложную, непрерывно изменяющуюся систему, содержащую минеральные и органические вещества, находящиеся во взвешенном, коллоидном и истинно растворенном состоянии, а также газы. Во взвешенном состоянии в природных водах содержатся глинистые, песчаные, гипсовые и известковые частицы, в коллоидном – различные вещества органического происхождения, кремнекислота͵ гидроксид железа и другие, в истинно растворенном состоянии находятся в основном минеральные соли, обогащающие воды ионами, в виде растворенных газов – углекислота͵ сероводород, метан.

Поверхностные воды характеризуются большим содержанием нерастворимых веществ, в частности органических соединений. Помимо частиц песка и глины они содержат лесс, илистые вещества, различные карбонатные соединения, гидроксиды алюминия, марганца и железа, высокомолекулярные органические примеси гумусового происхождения, иногда в виде органоминеральных комплексов, планктон и др.

Размеры взвешенных частиц варьируются от коллоидных до грубодисперсных частиц. Содержание взвешенных веществ в поверхностных водоисточниках изменяется от нескольких единиц до десятков тысяч мг/л.

Подземные воды, в отличие от поверхностных, отличаются небольшим количеством органических веществ и значительным содержанием минеральных солей, а иногда и растворенных газов (H 2 S, CO 2 , CH 4). При наличии гидравлической связи между поверхностными и подземными водами последние отличаются повышенной окисляемостью. Наблюдается прямая зависимость между глубиной залегания подземных вод и степенью их минерализации. Подземные воды часто характеризуются значительной жесткостью и повышенным содержанием железа, марганца, фтора.

Роль гидросферы в жизни человека

Без воды ни человек, ни животные, ни растения на планете существовать бы не смогли. Еще в 6 веке до нашей эры древнегреческий математик и философ Фалес Милетский предполагал, что вода является первичной основой жизни на Земле. Гидросфера играет основную роль в формировании климата, без нее климат был бы гораздо более суровым и менее устойчивым. А для возникновения и существования жизни, как известно, необходимо поддержание температурного режима на определенном уровне.

Почему человек не может прожить без воды? Потому что она обеспечивает действие всех процессов в человеческом организме. Кислород и питательные вещества доставляются ко всем клеткам при помощи жидкости. Вода обеспечивает регуляцию температурного режима, участвует в процессе преобразования пищи в энергию, выводит из организма шлаки, помогает в усваивании питательных веществ, а также выполняет множество других необходимых функций.

Воды Мирового океана – среда обитания сотен тысяч видов живых организмов. Человеку она позволяет перемещаться, используя водные виды транспорта. Вода является источником электрической энергии и разных видов необходимого человеку сырья (в том числе, и лекарственного).

Водопользование и водопотребление

Главное различие между данными понятиями заключается в том, что потребители воды (многие отрасли промышленности, сельское хозяйство и др.) расходуют воду, в то время как водопользователи (водный транспорт, гидроэлектроэнергетика и др.) ее практически не потребляют. Поэтому с точки зрения экологии главная опасность исходит от водопотребителей, хотя и водопользователи вносят свою лепту в загрязнение гидросферы (например, морской транспорт).

Основной потребитель пресной воды на планете – сельское хозяйство, на нужды которого уходит более 60% потребляемой воды. Для производства 1 т сухой растительной массы в различных условиях тепло и влагообеспеченности только на транспирацию необходимо от 150–200 до 800– 1000 м3 воды. Примерно столько же расходуется на непродуктивное испарение и еще около четверти этого количества воды задерживается в самой биомассе. На орошение и полив сельскохозяйственных земель сегодня тратится более 4000 км3 воды в год. К этому следует добавить воду, расходуемую на нужды животноводства.

Наиболее водоемкие отрасли промышленности – горнодобывающая, металлургическая, химическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. К числу этих отраслей относится и энергетика, однако еще раз подчеркнем: эта отрасль – скорее водопользователь, чем водопотребитель. По некоторым данным, в промышленно развитых странах Запада использование воды для охлаждения узлов и агрегатов на производстве достигает подчас 50% общей массы воды, поступающей на его нужды.
В современных условиях значительно возросли потребности в пресной воде на коммунально-бытовые нужды. Городской житель планеты на бытовые нужды ежесуточно расходует в среднем около 150 л, а сельский – около 55 л. На фоне этих показателей обеспеченность пресной водой Москвы и Санкт-Петербурга – до 600–700 л в сутки – кажется фантастической, даже в сравнении с другими крупными городами мира. Собственно говоря, эта цифра не может быть поставлена в заслугу муниципалитетам упомянутых городов, хотя бы потому, что еще в древнеримских ватерклозетах применяли уже использованную воду из ванн, а ослушников этого правила пороли розгами.

Особенно тяжелая ситуация с доступом к чистой воде сложилась в аридных регионах. Расчеты специалистов показывают, что ежегодный прирост безвозвратного водозабора составляет 4–5%. При сохранении существующих темпов прироста населения и объемов производства человечеству грозит реальная опасность исчерпания пресноводных запасов воды.

Источники загрязнения поверхностных и подземных вод

Попадание неочищенных стоков в водоемы – именно это является наиболее распространенной причиной загрязнения. Тут имеются в виду, как сточные воды объектов промышленности, так и бытовые, а так же коллекторно-дренажные стоки.

Промышленные предприятия могут загрязнять водоемы самыми различными химическими соединениями и веществами, состав которых будет зависеть от направления деятельности конкретного субъекта хозяйствования.

Что же до стоков имеющих бытовое и коммунальное происхождение – то тут на первое место выходит опасность бактериологического загрязнения, а так же загрязнение органическими веществами. Ведь речь идет, главным образом, о сточных водах жилого сектора, учреждений здравоохранения, общепита, и т.д.

Немало опасных, для экологии веществ, поступают в водоемы, стекая во время дождей и таяния снегов с полей, пастбищ и скотоводческих ферм. Среди них могут быть соединения азота, пестициды, фосфор, и тому подобное. Особенно опасен данный вид загрязнения тем, что воды, стекающие с полей вообще не подвергаются никакой очистке.

Источником загрязнения вызывающим немало проблем могут стать газодымовые и пылевые соединения. Они могут оседать на поверхность воды из загрязненного воздуха. Большую опасность вызывают так же загрязняющие поверхность водоемов утечки нефтепродуктов. Их источники – добыча нефти в прибрежной зоне, аварии транспортных судов.

Подземные воды: основные источники загрязнения

Источники загрязнения поверхностных и подземных вод часто бывают общими. Так, загрязненные вредными примесями подземные воды могут проникать в расположенные на поверхности водоемы, через фильтрационные потоки, загрязняя их. И наоборот – воды с поверхности могут просачиваться в расположенные под землей источники, существенно меняя первоначальный состав воды.

По мнению экологов, уровни загрязнения в водоемах обоих типов, хоть и не на прямую, но очень сильно зависят друг от друга. Так же, от чистоты подземных вод опосредованно зависит чистота грунта и даже атмосферы.

Нередко источниками проникновения в подземные воды вредных примесей являются все те же стоки – промышленные и бытовые – просачивающиеся под землю из хранилищ либо отстойников. Путем для проникновения загрязнений могут быть и старые, пришедшие в неисправность скважины, карстовые воронки.

Опасность загрязнения подземных водоемов состоит в том, что вода отравленная посторонними веществами не остается на одном месте, рядом с источником загрязнения, а распространяется по территории, которую трудно определить. И не редко, может просачиваться и в подземные источники питьевой воды.

Задача номер один в охране водных ресурсов сегодня – правильно определить и устранить источники загрязнения поверхностных и подземных вод.

Самоочищение водоемов

Самоочищение водоемов обусловливается рядом факторов. Условно их можно разделить на физические, химические и биологические.

• Физические факторы. Самоочищение речной воды происходит в результате разбавления ее чистой водой и свежими притоками. В связи с этим снижается концентрация органических веществ в воде, создаются неблагоприятные условия для размножения микробов. Оседание в воде нерастворимых органических и неорганических частиц, а вместе с ними и бактерий, губительное действие ультрафиолетовых лучей на микроорганизмы способствуют самоочищению водоема.
• Химические факторы. Бактериостатическое и бактерицидное действие на микроорганизмы оказывают соли серебра, меди, галогенов (йод, бром и др.), NaCl, растворенные в воде, рН, а также окисление органических и неорганических веществ в водоеме.
• Биологические факторы. Огромная роль в самоочищении водоемов принадлежит биологическим факторам, действие которых обусловлено сложными взаимоотношениями гидробионтов. Гидробионты – растительные и животные организмы, приспособленные к жизни в водной среде. К ним относятся микробы, зеленые водоросли, простейшие, бактериофаги и др.

Взаимоотношения водных обитателей могут складываться в виде симбиоза или антагонизма. В конечном результате эти взаимовлияния приводят к самоочищению водоема.

Загрязнение водоемов сточными водами, отходами промышленных предприятий обусловливает усиленное размножение сапрофитных микробов, которые расщепляют сложные органические соединения до простых минеральных (СО2, МН з) и делают их доступными для питания автотрофных организмов (нитрифицирующих, серой железобактерий, водорослей). Основная роль в удалении из водоемов растворимых веществ принадлежит микробам.

Зеленые водоросли и некоторые бактерии – обитатели рек, озер, морей – вырабатывают антибиотические вещества, губительно действующие на попавших в водоемы микробов, среди которых могут быть возбудители инфекционных болезней человека или животных. Морская вода обладает вирулицидным действием на энтеро-вирусы. Отдельные виды морских бактерий обладают антагонистическими свойствами по отношению к стафилококку, кишечной палочке.

Простейшие поглощают из водоемов коллоиды, взвеси и микробов, в том числе и патогенных. Одна инфузория за 1 ч переваривает до 30000 микробов. Погибшие простейшие и водоросли в свою очередь служат пищей для сапрофитных бактерий.

Бактериофаги вызывают лизис (растворение) гомологичных бактерий (например, дизентерийный фаглизирует дизентерийную бактерию; сибиреязвенный фаг – возбудителя сибирской язвы и т. д.) и способствуют очищению водоемов от патогенных микробов. Бактериофагов обычно обнаруживают в загрязненной речной и морской воде вблизи населенных пунктов.

Механизм антимикробного действия перечисленных гидробионтов неодинаков: от прямого поглощения бактерий до их лизиса или выделения в водоем антибиотических веществ. В самоочищении водоема участвуют все гидробионты, тем не менее основная роль принадлежит водной микрофлоре, количественный и качественный состав которой меняется в зависимости от содержания в воде органических веществ.

Степень загрязненности водоема называется сапробностью и характеризует особенности водоема: определенная концентрация органических веществ, соответствующая стадия их минерализации, условия развития и состав микроорганизмов. Различают три основные зоны сапробности: полисапробная, мезосапробная, олигосапробная.

Полисапробная зона (зона сильного загрязнения) – вода загрязнена органическими веществами, число микроорганизмов достигает нескольких миллионов в 1 мл, при этом преобладают кишечные и анаэробные гнилостные бактерии, обусловливающие процесс гниения и брожения.

Мезосапробная зона (зона умеренного загрязнения) характеризуется минерализацией органических веществ с преобладанием окислительных процессов и выраженной нитрификацией. Количество бактерий в 1 мл воды составляет сотни тысяч, причем содержание колибактерий значительно уменьшается.

Олигосапробная зона (зона чистой воды) обычно не содержит органических веществ. Количество бактерий в 1 мл воды составляет десятки, сотни, преобладают серо-и железобактерии.

Таким образом, наличие определенного количественного и качественного состава микроорганизмов в различных зонах санпробности характеризует активность процесса самоочищения водоема .

• Уникальное природное явление каждый год происходит на Южнокорейском полуострове, когда Восточно-Китайское море из-за отливов расступается между двумя островами Модо и Чиндо. Так называемая тропа, имеет длину 2 км и ширину 40м, по этому случаю даже проводится фестиваль «Разделение моря» на который съезжаются тысячи туристов.
• Самой полноводной рекой в мире является Амазонка и находится она в Южной Америке. Каждую секунду эта река несет 200 тыс. куб. метров воды, что составляет 15% всей речной воды мира. Кстати говоря, длина реки Амазонка составляет почти 7 тыс. км, при этом через нее нет ни единого моста.
• В Центральной Африке течет река Конго , именно она является самой глубокой, река достаточно полноводна и уступает лишь Амазонке, ширина ее разлива местами доходит до 20 км. Глубинные падения в некоторых участках свыше 230 метров.
• Самая мутная река в мире течет в Китае и название ее Хуанхэ . Желтое море поэтому так и называется, из-за большого объема горных пород, которые эта река несет в него, при этом вода в море окрашивается в желтый.
• Вы когда-либо слышали о таком понятии, как «речной перекресток»? Так вот это редкое явление есть в Польше, где реки Нельба и Велна пересекаются под углом в 90˚. Что самое интересное их воды при этом не смешиваются из-за разницы в уровне течений, скорости и температуры.
• Еще одним уникальным местом по праву считается «Зеленое озеро » в Австрии, у подножья гор. Все дело в том, что зимой дно этого озера превращается в парк с беседками для отдыха, так как глубина составляет не больше двух метров. Но с потеплением и таянием снега на горных вершинах, вода устремляется вниз, и глубина озера достигает 12м. Озеро Грюнер Зе, именно так в переводе на немецкий оно называется, излюбленное место дайверов, только представьте себе зеленые луга, скамейки и дорожки парка под водой.

• Еще одно озеро Байкал , которое просто нельзя обойти вниманием находится в Восточной Сибири, Россия. Оно самое глубокое на Земле, и является крупнейшим резервуаром пресной воды в природе. Вода в озере настолько чиста и прозрачна, что видно дно на глубине 40 метров.
• Сколько океанов на Земле? Ответ как будто известен – четыре. Однако не все учёные с этим соглашаются. Они называют ещё и пятый океан – Южный. На юге он омывает Антарктиду, а северную границу определяет так называемая зона субантарктического полярного фронта. Другие убеждены, что океанов три, а Северный Ледовитый океан является заливом Атлантического океана.
• Что такое девятый вал? Ещё в глубокой древности цифру девять считали священным числом. Во время шторма волны сначала имеют одинаковые размеры. Затем появляются огромные волны. Среди моряков было рас­пространено поверье, что именно девятая из них самая опасная. На самом деле такой может быть любая волна.
• В Северном Ледовитом океане встречались острова, которые повторно в том же месте обнаружить не удавалось. Так возникали легенды об островах-призраках: Земле Санникова, Земле Андреева, Земле Джиллиса. Эту тайну разгадали, когда лучше исследовали Северный Ледовитый океан. Острова-призраки оказались огромными многолетними льдинами, менявшими своё положение под влиянием Арктических течений. Материал с сайта http://worldofschool.ru
• В открытом океане мощными считаются течения, скорость которых достига­ет 5,5 км/час. Гольфстрим имеет скорость 6-10 км/час. Течение переносит воды в двадцать раз больше, чем все реки земного шара. Ширина этой тёплой морской реки без берегов – 75-200 км, толщина потока – до 800 м. Темпера­тура воды на поверхности колеблется в течение года от +24 до +28°С.
• Самым мелким морским проливом считают Керченский. Минимальная глу­бина его судоходной части – 5 м, максимальная – 15 м.
• Самый глубокий (средняя глубина 5249 м) и самый широкий (1120 м) в мире – пролив Дрейка. Назван в честь английского мореплавателя Френсиса Дрейка, который впервые прошёл через него в 1578 г.

Гидросфера – это водная оболочка Земли, которая частично покрывает и твердую поверхность земли.

По мнению ученых, Гидросфера формировалась медленно, ускоряясь лишь в периоды тектонической активности.

Иногда Гидросферу еще называют Мировым океаном. Мы, во избежание путаницы, будем использовать термин Гидросфера. Про Мировой океан, как часть Гидросферы, вы сможете прочитать в статье МИРОВОЙ ОКЕАН И ЕГО ЧАСТИ → .

Для лучшего понимания сути термина Гидросфера ниже приведем несколько определений.

Гидросфера

Экологический словарь

ГИДРОСФЕРА (от гидро… и греч. sphaira - шар) — прерывистая водная оболочка Земли. Тесно взаимодействует с живой оболочкой Земли. Гидросфера является средой обитания гидробионтов, встречающихся во всей толще воды - от пленки поверхностного натяжения воды (эпинейстона) до максимальных глубин Мирового океана (до 11 000 м). Общий объем воды на Земле во всех ее физических состояниях - жидком, твердом, газообразном - составляет 1454703,2 км3, из них 97% приходится на воды Мирового океана. По площади гидросфера занимает около 71% всей площади планеты. Общая доля водных ресурсов гидросферы, пригодных для хозяйственного использования без проведения специальных мероприятий, - около 5–6 млн. км3, что равно 0,3–0,4% объема всей гидросферы, т.е. объема всей свободной воды на Земле. Гидросфера является колыбелью жизни на нашей планете. Живые организмы играют активную роль в круговороте воды на Земле: весь объем гидросферы проходит через живое вещество за 2 млн. лет.

Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю 1989

Геологическая энциклопедия

ГИДРОСФЕРА - прерывистая водная оболочка Земли, одна из геосфер, располагающаяся между атмосферой и литосферой; совокупность океанов, морей, континентальных водоемов и ледяных покровов. Гидросфера покрывает около 70,8% земной поверхности. Объем Г. - 1370,3 млн. км3, что составляет примерно 1/800 объема планеты. 98,3% массы Г. сосредоточено в Мировом океане, 1,6% - в материковых льдах. Гидросфера сложно взаимодействует с атмосферой и литосферой. На границе Г. и литосферы образуется большинство осад. г. п. (см. Осадкообразование современное). Г. является частью биосферы и целиком населена живыми организмами, которые оказывают воздействие на ее состав. Происхождение Г. связывают с длительной эволюцией планеты и дифференциацией ее вещества.

Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978

Морской словарь

Гидросфера — совокупность океанов, морей и вод суши, а также подземных вод, ледников и снежного покрова. Часто под гидросферой подразумевают только океаны и моря.

EdwART. Толковый Военно-морской Словарь, 2010

Большой Энциклопедический словарь

ГИДРОСФЕРА (от гидро и сфера) — совокупность всех водных объектов земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова. Часто под гидросферой подразумевают только океаны и моря.

Большой Энциклопедический словарь. 2000

Толковый словарь Ожегова

ГИДРОСФЕ́РА, -ы, жен. (спец.). Совокупность всех вод земного шара: океанов, морей, рек, озёр, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова.
| прил. гидросферный, -ая, -ое.

Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949-1992

Начала современного естествознания

Гидросфера (от гидро и сфера) - одна из геосфер, водная оболочка Земли, место обитания гидробионтов, совокупность океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, поземных вод, ледников и снежного покрова. Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах (94%), второе место по объему занимают подземные воды (4%), третье - лед и снег арктической и антарктической областей (2%). Поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли (десятые и тысячные) процентов от общего объема воды гидросферы. Химический состав гидросферы приближается к среднему составу морской воды. Участвуя в сложном природном круговороте веществ на Земле, вода каждые 10 млн лет разлагается и образуется вновь при фотосинтезе и дыхании.

Начала современного естествознания. Тезаурус. - Ростов-на-Дону. В.Н. Савченко, В.П. Смагин. 2006

Гидросфера (от Гидро… и Сфера) — прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой (См. Атмосфера) и твёрдой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши. В более широком смысле в состав Г. включают также подземные воды, лёд и снег Арктики и Антарктики, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Основная масса воды Г. сосредоточена в морях и океанах, второе место по объёму водных масс занимают подземные воды, третье - лёд и снег арктических и антарктических областей. Поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли процента от общего объёма воды Г. (см. табл.). Химический состав Г. приближается к среднему составу морской воды.

Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе Г., тем не менее играют важнейшую роль в жизни нашей планеты, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Воды Г. находятся в постоянном взаимодействии с атмосферой, земной корой и биосферой. Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. В Г. впервые зародилась жизнь на Земле. Лишь в начале палеозойской эры началось постепенное переселение животных и растительных организмов на сушу.

Виды вод	Название	Объем, млн. км 3	К общему объему, %
Морские воды	Морская	1370	94
Подземные воды (за исключением почвенных вод)	Грунтовая	61,4	4
Лёд и снег	Лед	24,0	2
Пресные поверхностные воды суши	Пресная	0,5	0,4
Атмосферные воды	Атмосферная	0,015	0,01
Воды, содержащиеся в живых организмах	Биологическая	0,00005	0,0003

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1969-1978

Для лучшего взаимопонимания, кратко сформулируем, что мы будем понимать под Гидросферой в рамках этого материала и в рамках этого сайта. Под гидросферой мы будем понимать оболочку Земного шара, в которую объединены все воды Земного шара, вне зависимости от их состояния и месторасположения.

В гидросфере происходит непрерывная циркуляция воды между различными ее частями и переход воды из одного состояния в другое — так называемый Круговорот воды в природе .

Части гидросферы

Гидросфера взаимодействует со всеми геосферами Земли. Условно гидросферу можно разбить на три части:

1. Вода в атмосфере;
2. Вода на поверхности Земли;
3. Подземные воды.

В атмосфере в виде водяного пара содержится 12,4 триллиона тон воды. Водяной пар обновляется 32 раза в год или каждые 11 дней. В результате конденсации или сублимации водяного пара на взвешенных частицах, присутствующих в атмосфере, образуются облака или туманы, при этом выделяется достаточно большое количество тепла.

С водами на поверхности Земли – Мировым океаном вы можете ознакомиться в статье « ».

Подземные воды включают в себя: подземные воды, влага в почвах, напорные глубинные воды, гравитационные воды верхних слоев земной коры, воды в связанных состояниях в разных горных породах, воды находящиеся в минералах и ювенильные воды …

Распределение воды в гидросфере

• Океаны – 97,47%;
• Ледовые шапки и ледники – 1,984;
• Подземные воды – 0,592%;
• Озера – 0,007%;
• Влажные почвы – 0,005%;
• Атмосферный Водяной пар – 0,001%;
• Реки – 0,0001%;
• Биота – 0,0001%.

Ученые подсчитали, что масса гидросферы составляет 1 460 000 триллионов тонн воды, что, тем не менее, составляет лишь 0,004% от всей массы Земли.

Гидросфера – активно участвует в геологических процессах Земли. Она во многом обеспечивает взаимосвязь и взаимодействие между разными геосферами Земли.

Включающую суммарную массу воды найденной на, под и над поверхностью планеты. Вода гидросферы может находится в трех агрегатных состояниях: в жидком (вода), твердом (лед) и газообразном (водяной пар). Уникальная в Солнечной системе гидросфера Земли играет одну из первостепенных ролей для поддержания жизни на нашей планете.

Общий объем вод гидросферы

Земля имеет площадь около 510 066 000 км²; почти 71 % поверхности планеты покрыто соленой водой с объемом около 1,4 млрд. км³ и средней температурой около 4° C, не намного выше точки замерзания воды. В содержится почти 94% объема всей воды Земли. Остальная часть встречается в виде пресной воды, три четверти из которой, заперты в виде льда в полярных регионах. Большая часть оставшейся пресной воды - это грунтовые воды, содержащиеся в почвах и горных породах; и менее 1% находится в озерах и реках мира. В процентах атмосферный водяной пар является незначительным, но перенос воды, испарившейся из океанов на поверхность суши, является неотъемлемой частью гидрологического цикла, который обновляет и поддерживает жизнь на планете.

Объекты гидросферы

Схема основных составных частей гидросферы планеты Земля

Объектами гидросферы выступают все жидкие и замерзшие поверхностные воды, грунтовые воды в почве и горных породах, а также водяной пар. Всю гидросферу Земли, как показано на схеме выше можно разделить на следующие крупные объекты или части:

• Мировой океан: содержит 1,37 млрд. км³ или 93,96% от объема всей гидросферы;
• Подземные воды: содержат 64 млн. км³ или 4,38% от объема всей гидросферы;
• Ледники: содержат 24 млн. км³ или 1,65% от объема всей гидросферы;
• Озера и водохранилища: содержат 280 тыс. км³ или 0,02% от объема всей гидросферы;
• Почвы: содержат 85 тыс. км³ или 0,01% от объема всей гидросферы;
• Атмосферный пар: содержит 14 тыс. км³ или 0,001% объема всей гидросферы;
• Реки: содержат немного больше 1 тыс. км³ или 0,0001% от объема всей гидросферы;
• СУММАРНЫЙ ОБЪЕМ ГИДРОСФЕРЫ ЗЕМЛИ: около 1,458 млрд. км³.

Круговорот воды в природе

Схема круговорота природы

Включает в себя перемещение воды из океанов через атмосферу на континенты, а затем обратно в океаны над, по и под поверхностью суши. Цикл включает такие процессы, как осаждение, испарение, транспирацию, инфильтрацию, перколяцию и сток. Эти процессы действуют во всей гидросфере, которая простирается примерно на 15 км в атмосферу и примерно до 5 км вглубь земной коры.

Около трети солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли, расходуется на испарение океанической воды. Полученная атмосферная влажность конденсируются в облаках, дожде, снегу и росе. Влажность является решающим фактором в определении погоды. Это движущая сила штормов и она отвечает за разделение электрического заряда, что является причиной молнии и, следовательно, естественных , которые отрицательно воздействуют на некоторые . Осадки увлажняют почву, пополняют подземные водоносные горизонты, разрушают ландшафт, питают живые организмы и наполняет реки, которые переносят растворенные химические вещества, и отложения обратно в океаны.

Значение гидросферы

Вода играет важную роль в круговороте углерода. Под действием воды и растворенного углекислого газа кальций выветривается из континентальных пород и переносится в океаны, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конечном итоге карбонаты осаждаются на морском дне и литифицируются образуя известняки. Некоторые из этих карбонатных пород позже погружаются в недра Земли благодаря глобальному процессу тектоники плит и расплавляются, что приводит к выделению двуокиси углерода (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли являются основой для поддержания жизни планеты, формирования эрозии и выветривания континентов, и они резко контрастируют с отсутствием таких процессов, к примеру, на Венере.

Проблемы гидросферы

Процесс таяния ледников

Существует множество проблем, которые непосредственно связаны с гидросферой, однако наиболее глобальными являются следующие:

Повышение уровня моря

Повышение уровня моря является новой проблемой, которая может затронуть многих людей и экосистемы во всем мире. Измерения уровня прилива показывают всемирное увеличение уровня моря на 15-20 см, и МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) предположила, что рост обусловлен расширением океанической воды из-за повышения температуры окружающей среды, таяния горных ледников, и ледяных шапок. Большинство ледников Земли тают из-за , и многие научные исследования показали, что скорость этого процесса увеличивается, а также оказывает значительное влияние на глобальный уровень моря.

Уменьшение арктического морского льда

За последние несколько десятилетий арктический морской лед значительно уменьшился в размерах. Недавние исследования NASA показывают, что он сокращается со скоростью 9,6 % за десятилетие. Такое истончение и отвод льда оказывает влияние на , баланс тепла и животных. Например, популяции снижаются из-за разрыва льда, который отделяет их от суши и многие особи в попытках переплыть, тонут. Эта потеря морского льда также влияет на альбедо или отражательную способность поверхности Земли, в следствии чего, темные океаны поглощают больше тепла.

Изменение количества осадков

Увеличение количества осадков может привести к наводнениям и оползням, а снижение - к засухам и пожарам. События Эль-Ниньо, муссоны и ураганы также влияют на краткосрочное глобальное изменение климата. Например, изменение океанических течений у берегов Перу, связанное с событием Эль-Ниньо, может привести к изменениям погодных условиях на всей территории Северной Америки. Изменения характера муссонов из-за повышения температуры способны вызвать засухи в районах по всему миру, которые зависят от сезонных ветров. Ураганы, усиливающиеся с повышением температуры морской поверхности, в будущем станут более губительными для людей.

Таяние вечной мерзлоты

При повышении глобальной температуры тает. Это больше всего влияет на людей живущих в этой , поскольку почва на которой расположены дома становится нестабильной. Мало того, что есть немедленный эффект, ученые опасаются, что таяние вечной мерзлоты высвободит огромное количество двуокиси углерода (CO2) и метана (CH4) в атмосферу, что в значительной степени повлияет на окружающую среду в долгосрочной перспективе. Высвобожденные будут способствовать дальнейшему глобальному потеплению за счет выделения тепла в атмосферу.

Антропогенное влияние человека на гидросферу

Люди оказали значительное влияние на гидросферу нашей планеты, и это будет продолжаться поскольку население Земли и потребности человечества увеличиваются. Глобальное изменение климата, затопление рек, дренаж водно-болотных угодий, сокращение потока и орошение оказали давление на существующие пресноводные системы гидросферы. Устойчивое состояние нарушается выбросом токсичных химических веществ, радиоактивных веществ и других промышленных отходов, а также утечкой минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов в водные источники Земли.

Кислотный дождь, вызванный выбросом диоксида серы и оксидов азота от сжигания ископаемого топлива, стал всемирной проблемой. Считается, что подкисление пресноводных озер и повышенная концентрация алюминия в их водах, ответственны за значительные изменения в экосистемах озер. В частности, во многих озерах сегодня нет значительных популяций рыб.

Эвтрофикация, вызванная вмешательством человека, становится проблемой для пресноводных экосистем. По мере того, как избыточные питательные и органические вещества из сточных вод от сельского хозяйства и промышленности выпускаются в водные системы, они становятся искусственно обогащенными. Это влияет на прибрежные морские экосистемы, а также на введение органического вещества в океаны, что в разы больше, чем в дочеловеческие времена. Это вызвало биотические изменения в некоторых областях, таких как Северное море, где лучше развиваются цианобактерии и хуже - диатомовые водоросли.

При увеличении численности населения потребность в питьевой воде также возрастет, и во многих районах мира из-за изменения температуры, пресная вода чрезвычайно труднодоступна. Поскольку люди безответственно изменяют направление рек и исчерпывают естественные запасы воды, это создает еще больше проблем.

Люди оказали большое влияние на гидросферу и будут продолжать это делать в дальнейшем. Важно понимать воздействие, которое мы оказываем на окружающую среду, и работать над тем, чтобы уменьшить негативные последствия.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

- - Круговорот воды в природе

Впервые этот термин употребил геолог из Австрии Эдуард Зюсс , автор известной трилогии «Лик Земли», написанной в 1883-1909 гг. Именно он определил гидросферу как прерывистую оболочку Земли, расположенную между атмосферой и литосферой.

Общая характеристика гидросферы Земли

Более 70% поверхности земли покрыто водой. Общий объем гидросферы составляет около полутора миллиардов кубических километров, из которых более 95% приходится на Мировой океан.

Гидросфера находится в тесном взаимодействии с другими геосферами. Большинство осадочных горных пород образуется на стыке гидросферы и литосферы. Заселенная живыми существами гидросфера является также частью биосферы.

Обладая высокой теплопроводностью, гидросфера играет важнейшую роль в обеспечении температурного баланса планеты, передавая тепло из ее недр к периферии.

Границы гидросферы Земли

В настоящее время в понятие гидросферы включается не только пространство между атмосферой и литосферой. Этот термин приобрел куда более широкое значение и теперь его границы определяются пределами распространения воды как химического соединения.

Таким образом, верхней границей гидросферы является высота 8-18 км, где молекулы воды начинают разлагаться под воздействием ультрафиолетового излучения. Нижней же границей принято считать глубину 6-14 км ниже земной поверхности и 10 км ниже океанского дна . Именно на этой глубине под воздействием высоких температур происходит разложение и синтез воды.

Химический состав гидросферы Земли

Вода природных водоемов представляет собой раствор солей различной концентрации. Так как основным составным элементом гидросферы является Мировой океан , то и средний химический состав его близок к морской воде. Но если рассматривать каждый элемент гидросферы отдельно, то выявляется большая разнородность его химического состава.

Больше всего в составе морской воды содержится кислорода – около 85,7%. Далее по убыванию – водород H (10.8%), хлор Cl (1,98%) и натрий Na (1.03%). В количественном выражении верхние слои океана содержат более 140 трлн тонн углекислого газа и 8 трлн тонн кислорода. Вообще, в океане содержатся все известные элементы, но концентрация их очень низкая. Вместе с тем, общее их содержание в воде огромно и исчисляется миллионами-миллиардами тонн. Например, золота содержится 6 млн тонн, а серебра – 5 миллиардов. Уже запатентованы способы извлечения этих металлов из океанической воды.

В среднем в морской воде концентрация солей составляет 35 г/л. Интересной особенностью морской воды является постоянство соотношения между главными компонентами основного солевого состава воды.

Химический состав атмосферных вод не отличаются высоким содержанием солей. Их концентрация в среднем составляет 50 мг/л.

Химический состав подземных вод наиболее разнообразен. Концентрация солей здесь варьируется от 0,05 до 400 г/кг.

Не менее разнообразен и химический состав поверхностных и грунтовых вод , во многом он определяется климатической зоной. Но немаловажное значение имеют и состав пород, почвы и растительности.

Химический состав поверхностных вод классифицируется по нескольким показателям. Приведем пример классификации по гидрохимическому показателю .

• 1. Содержание макрокомпонентов – основных соединений, содержащихся в воде. А именно соединений калия, натрия, магния и кальция.
• 2. Уровень концентрации в воде растворенных газов – кислорода, азота, сероводорода, аммиака и метана.
• 3. Неорганические формы биогенных элементов - продуктов жизнедеятельности организмов. К ним относятся в основном неорганические соединения азота и фосфора. Биогенных элементов в воде может содержаться от нуля до десяти мг/л.
• 4. Органические формы биогенных элементов. Именно они отвечают за цвет и запах воды. В эту группу входят практически все классы органических соединений.
• 5. Микроэлементы, т.е. все известные металлы. Их содержание в природной воде очень незначительно.
• 6. Бактерии и микроорганизмы.

В составе поверхностных вод содержатся и нерастворимые вещества – песок, глина, илистые вещества, карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, гумус, планктон и др. Их содержание варьируется от нескольких штук до десятков тысяч на один литр воды, а размеры – от грубодисперсных до коллоидных.

В результате деятельности человека в составе природных вод появились также и токсичные загрязняющие вещества. К ним относятся тяжелые металлы, нефтепродукты, хлорорганические соединения, фенолы и др.

Части гидросферы Земли

Гидросфера включает в себя атмосферную, поверхностную и подземную воды. Каждая из этих групп делится на подгруппы. Количественное соотношение видов вод гидросферы приведено в таблице 1.

Примечание: Уважаемые посетители, дефисы в длинных словах в таблице поставлены для удобства мобильных пользователей - иначе слова не переносятся и таблица не помещается в экран. Спасибо за понимание!

Таблица 1. Части гидросферы Земли

Части гидросферы. Схема.

Пресная вода , занимая лишь небольшой процент в общем составе гидросферы планеты, играет важнейшую роль в жизнедеятельности человека.

Около 75% всей пресной воды на Земле содержится в ледниках полярных зон, в снеге и вечной мерзлоте. Эта вода объединяется под названием криосферы . Если бы все льды криосферы растаяли, то уровень океана повысился бы на 64 метра. В последнее время ученые с тревогой следят за шельфовыми ледниками Арктики и Антарктики. Только за последние несколько лет разрушились два ледника, остававшиеся неподвижными в течение последних десяти тысяч лет. Подробнее об этом

20% всех запасов пресной воды приходится на подземные воды и составляет 85 тыс. км³.

На долю рек , озер, болот и других пресноводных водоемов приходится всего 1% пресной воды. Но вследствие возобновляемости водных ресурсов, этого достаточно для снабжения водой всей планеты.

Реки в определенный момент времени содержат всего 1,2 тыс. км 3 , однако годовой сток воды всей планеты составляет 41,8 тыс. км 3 . Озера содержат 280 тыс. км 3 воды.

В парах атмосферы находится до 14 тыс. км³ воды, но за год влага в атмосфере сменяется до 40 раз и на земную поверхность в виде осадков выпадает до 520 тыс. км 3 воды. Осадки и являются главным источником возобновления поверхностных вод.

Круговорот воды в природе

Все воды гидросферы находятся в постоянном движении, образуя так называемый круговорот воды в природе или гидрологический цикл. Круговорот воды происходит за счет испарения, конденсации и выпадения осадков.

Процесс испарения воды в море идет гораздо интенсивнее, чем выпадение осадков, потому что водяные пары переносятся ветром на территорию суши. На суше же наблюдается обратная картина – влаги испаряется гораздо меньше, чем выпадает и лишняя влага по речным руслам спадает обратно в море. Таким образом, вода циркулирует между сушей и мировым океаном, не меняя своего общего объема.

Гидросфера представляет собой прерывистую водную оболочку Земли. Стандартно она включает в себя совокупность вод Мирового океана, подземных , ледников и континентальных поверхностных вод. Более широкое смысловое значение гидросферы подразумевает включение в этот перечень атмосферной воды и воды живых организмов.

Общий объём гидросферы всей планеты составляет порядка 1 533 000 000 км³. Совокупная масса всей гидросферы в 275 раз превышает общую массу атмосферы. Океанические воды покрывают более 70 % поверхности планеты и составляют бо́льшую часть объёма гидросферы - почти 97 %. Гидросфера по всей своей толще пересекается с биосферой, и именно этот показатель принято считать точкой зарождения жизни на Земле.

Состав гидросферы

Гидросфера является полноценной незамкнутой , в которой все воды не только взаимосвязаны и объединены в единую природную систему, но и взаимодействуют с другими сферами планеты, включая биосферу и геосферу.

В составе гидросферы солёные океанические воды занимают 96,4 % объёма, количество вод ледников не превышает 1,86 %, на долю всех подземных вод приходится около 1,68 %, а самый низкий показатель принадлежит поверхностным водам суши - 0,02 %.

Гидросфера непрерывно пополняется водами из атмосферы, литосферы, а также насыщается в результате многочисленных природных процессов. Этот механизм имеет и обратное действие. Таким образом, разложение и синтез воды являются стабильными явлениями гидросферы на протяжении всего периода существования.

Сегменты, составляющие гидросферу, отличаются не только свойствами среды, но и свойствами составов воды. Несмотря на это, гидросфера является единым гидрологическим циклом, объединённым разнообразными формами и типами круговорота воды.

Несмотря на сравнительно незначительный объём в общей массе гидросферы, наибольшее значение имеют поверхностные воды суши.

Эти водные ресурсы не только являются основным источником водоснабжения, но и играют важную роль в орошении и обводнении. Объём доступных для использования пресных вод не превышает 0,3%. Общий круговорот воды способствует водному обмену и восстанавливает количество речных и пресных вод, входящих в состав гидросферы. Быстрее всего происходит обновление биологической воды, которая входит в состав всех живых организмов, флоры и атмосферных явлений. Самый продолжительный период возобновления приходится на ледники, подземные воды глубокого залегания, воды Мирового океана.

Проблемы гидросферы

Озеро Пенёр до 1980 года было пресноводным, а теперь это солёный водоём. Причиной таких перемен послужила авария в ноябре 1980 года

Ла-Плата -чудесное место жизни множества редких животных и растений. Сможет ли человечество спасти их всех при надвигающейся экологической катастрофе

Озеро Байкал является самым глубоким озером в мире, имеет богатую и разнообразную природу и играет огромную роль в природном равновесии планеты.

Волга – одна из крупнейших рек России. Уникальный природный комплекс, оказавшийся под угрозой экологической катастрофы.

Веществ, загрязняющих пресную воду, очень много. Попадание их в водоемы может быть как следствием деятельности человека, так и результатом естественных процессов. Существуют простые правила, как сделать воду более чистой, пригодной для жизни.

Река Амазонка - самая длинная и глубоководная в мире - поражает воображение своей удивительной флорой и фауной. Где еще в мире встретишь такое буйство красок и форм жизни?

Одна из крупнейших мировых рек протекает в Центральной Африке, дважды пересекая экватор. Огромное значение река Конго имеет не только для Африки, но и для всего мира.

Водные артерии земли – реки испытывают колоссальную нагрузку, человеческая деятельность превратила их в места сбросов отходов и мусора.

Загрязнение мирового океана напрямую связано с существованием человечества, если не решать эти проблемы сегодня, завтра может случиться экологическая катастрофа

Азовское море – уникальный природный объект. Важно сохранить его в чистом виде так как это источник материального и духовного богатства нашей страны.

Значение гидросферы

Гидросфера играет важную роль для всего человечества. Водные ресурсы являются транспортом, источником электрической энергии и служат составляющими разнообразной сырьевой базы.

Гидросфера участвует в процессах формирования природной среды планеты. С её участием разрушаются каменные глыбы, растворяются органические соединения, происходит активизация процессов почвообразования. Наличие воды является необходимым условием для миграции большинства соединений и химических элементов.

Гидросфера - основа геологического и биологического круговорота веществ и воздействует на атмосферные процессы. Она участвует в нагревании и охлаждении воздушных масс, а также стабильно насыщает их влагой. Гидросфера является основным участником, формирующим климат и погоду на планете.

Высокие подвижность и теплоёмкость в совокупности с способностью легко изменять состояние, позволяют гидросфере регулировать тепловой режим планеты при помощи переноса огромных объёмов тепловых масс на значительные расстояния.

Водная среда необходима в процессе жизнедеятельности флоры и фауны, участвует в добыче подводных залежей руды и нефти. Большая часть производственной и хозяйственной деятельности человека основана на водных ресурсах. Гидросфера является важнейшим гарантом защиты всей планеты от перегрева и позволяет предотвратить глобальный термодинамический кризис.

Чтобы правильно понимать структуру полимеров необходимо знать, .

Работая с опасными химическими веществами необходимо досконально разбираться в природе их опасности. Об этом вы прочтете в нашей .

Сохранение гидросферы

Несмотря на способность речных и пресных подземных вод посредством водообмена и в процессе водного круговорота активно возобновляться, требуется рациональная эксплуатация всех составляющих гидросферы.

Бережное отношение к водным ресурсам является крайне насущной проблемой современного общества. Рациональное использование заключается в охране водных пространств от различного рода загрязнений. Максимальный ущерб наносят промышленные стоки, и решение проблемы их сброса в водную среду способно значительно улучшить состояние гидросферы. Целесообразно применять методы усовершенствования технологических процессов, ограничить объёмы сбросов в водоёмы и модернизировать сооружения очистки и утилизации.

Совокупность инновационных технологий и грамотная законодательная база позволят эффективно защитить гидросферу от разрушающего антропогенного воздействия.