Гидросфера – с латинского – водная оболочка. Впервые понятие гидросферы было введено в научную литературу Э. Зюссом в 1875 году, который понимал под ней единую водную оболочку планеты, в основном состоящую из вод Мирового океана. В 1910 году более широкая трактовка представлена Дж. Мерреем, он включил в гидросферу воды рек и озер, атмосферы, криосферы и биосферы. Столь широкое толкование гидросферы не было безусловно принято исследователями. Различия между последующими определениями гидросферы касались, в основном, ее непрерывности, нижней и верхней границ ее распространения, возможности отнесения к ней химически и биологически связанных вод.
Наиболее физически обоснованным является определение И. А. Федосеева: в широком смысле гидросфера – 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 фотодиссипации (разложению).
Можно привести более узкое определение, гидросфера – сплошная оболочка Земли, содержащая воду во всех трех агрегатных состояниях в пределах Мирового океана, криосферы, литосферы и атмосферы, принимающую непосредственное участие в планетарном круговороте влаги (гидрологическом цикле).
В общем смысле гидрологический цикл представляет собой непрерывный процесс циркуляции и перераспределения всех видов природных вод между отдельными частями гидросферы. Гидрологический цикл обеспечивает взаимосвязь и единство гидросферы.
Гидросфера и гидрологический цикл – единая саморегулирующаяся система, состоящая из четырех резервуаров: океан, криосфера (оболочка Земли, содержащая воду в твердой фазе), литосфера (поверхностные и подземные воды суши) и атмосфера.
Все четыре резервуара гидросферы (океан, материки, криосфера и атмосфера) взаимосвязаны посредством непрерывного процесса циркуляции и перераспределения природных вод. Не смотря на замкнутость системы, в ней постоянно происходит перераспределение вод между резервуарами, приводящее к изменению запасов вод в каждом отдельном резервуаре во времени.
Мировой океан занимает 71 % поверхности Земли, суша – 29 %. Воды Мирового океана образуют непрерывное водное пространство, со всех сторон окружающее разобщенные им материки. Неравномерность распределения воды и суши влияет на многие планетарные процессы, влечет за собой асимметричность в распределении компонентов географической оболочки и, следовательно, и биосферы.
В 1928 году Международное гидрографическое бюро приняло деление Мирового океана по ряду признаков на четыре океана: Атлантический, Индийский, Тихий и Северный Ледовитый. Второй Международный океанографический конгресс счел возможным выделить пятый океан – Южный.
Самую значительную площадь, составляющую почти половину всей площади Мировой океан и превышающую площадь всех материков и островов, имеет Тихий океан. Он же является и самым глубоким океаном.
Самым малым является Северный Ледовитый океан, площадь которого в 12 раз меньше площади Тихого океана. Северный Ледовитый океан – единственный океан, находящийся полностью в полярной области, и имеющий в связи с этим специфический гидрологический режим.
Доля небольших глубин (до 500 метров) составляет только 9,6 % всей акватории Мирового океана, причем на долю шельфа (глубины до 150-200 метров) приходится менее 7 % . На 73,8 % площади Мирового океана преобладают глубины 3000-6000 метров.
В каждом океане можно выделить моря – достаточно большие районы океана, ограниченные берегами материков, островами, повышениями дна и обладающие собственным гидрологическим режимом. Площадь морей составляет 10 % площади Мирового океана, а объем воды в них – около 3 % объема Мирового океана. По своему расположению и физико-географическим условиям моря делятся на три основные группы: внутренние, окраинные и межоcтровные.
На Земле выделяют следующие оболочки планеты:
1. Гидросфера.
2. Литосфера.
3. Атмосфера.
4. Биосфера.
Вода в трех состояниях. Гидросфера
Гидросфера – оболочка Земли, включающая в себя всю воду планеты; водная оболочка Земли.
Вода на Земле бывает в трех состояниях: жидком, твердом и газообразном. Больше всего воды в жидком виде. На нашей планете нет такого места, где бы не было воды, даже в пустынях вода содержится в воздухе в виде водяного пара.
Рис. 1. Вода в трех состояниях
Состав гидросферы
Гидросфера включает в себя:
1. Воды Мирового океана.
2. Воды суши (льды, реки, озера, подземные воды, болота и пр.).
3. Воду в атмосфере и живых организмах.
Основная масса воды в гидросфере содержится в Мировом океане: океанах, морях, заливах. Это преимущественно соленая вода. На воды Мирового океана приходится 96,6% всей гидросферы. Больше всего пресных вод содержится в ледниках и подземных водах.
Рис. 2. Состав гидросферы
Круговорот воды в природе
Вода может переходить из одного состояния в другое, потом в третье и обратно. Благодаря этому, происходит перемещение воды – круговорот. Круговорот воды в природе – непрерывный процесс перемещения воды с поверхности океана и вод суши в атмосферу, из атмосферы на сушу, с суши обратно в океан.
Вода, которая испаряется с поверхности, – пресная; соль остается в океане. Таким образом, соленый океан является главным источником пресной воды. Благодаря круговороту воды на Земле существует жизнь, воды суши, формируется климат, погода, почвы.
Рис. 3. Круговорот воды в природе
Рис. 4. Круговорот воды в цифрах
Значение круговорота воды
Благодаря круговороту воды на Земле существует жизнь, воды суши, формируется климат, погода, почвы. Кроме того, круговорот воды связывает между собой все оболочки Земли, поддерживая их функционирование.
Список литературы
Основная
1. Начальный курс географии: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений/ Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. – 10 – е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 176 с..
2. География. 6 кл.: атлас. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа; ДИК, 2011. – 32 с.
3. География. 6 кл.: атлас. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2013. – 32 с.
4. География. 6 кл.: конт. Карты: М.: ДИК, Дрофа, 2012. – 16 с.
Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники
1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин - М.: Росмэн-Пресс, 2006. - 624 с..
Материалы в сети Интернет
1. Федеральный институт педагогических измерений ().
2. Русское Географическое Общество ().
VМатериковые воды 1
V.1Понятие о гидросфере 1
V.2Подземные воды 2
V.4Использование рек. Каналы. Водохранилища 5
V.6Болота 7
Материковые воды
Понятие о гидросфере
Гидросфера - водная оболочка Земли. Она включает в себя всю химически не связанную воду, независимо от ее агрегатного состояния. Гидросфера состоит из Мирового океана и вод суши. Общий объем гидросферы около 1400 млн. км 3 , причем главная масса воды - 96,5% - воды Мирового океана, соленые, непригодные для питья. На долю материковых вод приходится лишь 3,5%, из которых более 1,7% содержится в виде льда и только 1,71% в жидком состоянии (реки, озера, подземные воды). Остальной объем водной оболочки Земли, или гидросферы, находится в связанном состоянии в земной коре, в живых организмах и в атмосфере (примерно 0,29%).
Вода - хороший растворитель, могучее транспортирующее средство. Она перемещает огромные массы веществ. Вода - колыбель жизни, без нее невозможно существование и развитие растений, животных и человека, его хозяйственная деятельность. Гидросфера - аккумулятор солнечного тепла на Земле, громадная кладовая минеральных и пищевых ресурсов человека.
Гидросфера едина. Ее единство - в общности происхождения всех природных вод из мантии Земли, в единстве их развития, в пространственной непрерывности, во взаимосвязи всех природных вод в системе Мирового круговорота воды (рис. V.1).
Мировой круговорот воды - это процесс непрерывного перемещения воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести, охватывающий гидросферу, атмосферу, литосферу и живые организмы. С земной поверхности под действием солнечного тепла вода испаряется, причем большая ее часть (около 86%) испаряется с поверхности Мирового океана. Попадая в атмосферу, водяные пары при охлаждении конденсируются, и под действием силы тяжести вода возвращается на земную поверхность в виде осадков. Значительное количество осадков выпадает снова в океан. Круговорот воды, в котором принимают участие только океан и атмосфера, называется малым, или океаническим, круговоротом воды. В мировом, или большом, круговороте воды участвует суша: испарение воды с поверхности океана и суши, перенос водяных паров с океана на сушу, конденсация паров, образование облаков и выпадение осадков на поверхность океана и суши. Далее - поверхностный и подземный сток вод суши в океан (рис. V.1). Таким образом, круговорот воды, в котором кроме океана и атмосферы принимает участие и суша, называется мировым круговоротом воды.
Рис. V.1. Мировой круговорот воды
В процессе мирового круговорота воды происходит постепенное ее обновление во всех частях гидросферы. Так, подземные воды обновляются за сотни тысяч и миллионы лет; полярные ледники за 8-15 тыс. лет; воды Мирового океана - за 2,5-3 тыс. лет; замкнутые, бессточные озера - за 200-300 лет, проточные - за несколько лет; реки - за 12-14 суток; водяной пар атмосферы - за 8 суток; вода в организме - за несколько часов. Мировой круговорот воды связывает все внешние оболочки Земли и организмы.
Воды суши - это часть водной оболочки Земли. К ним относятся подземные воды, реки, озера, ледники и болота. Воды суши заключают всего 3,5% общих мировых запасов воды. Из них только 2,5% составляют пресные воды.
Гидросфера - это водная оболочка Земли между атмосферой и земной корой, представленная совокупностью океанов, морей и континентальных водных масс. Гидросфера покрывает 70,8% земной поверхности. Объем гидросферы - 1370300000. Км 3, что составляет 1/800 общего объема планеты. Масса гидросферы - 1,4 ∙ 10 +18 т, из которых 98,31% приходится на океаны, моря и подземные воды, 1,65% - в материковых льдах приполярных областей и только 0,045% - в пресных водах рек, болот и озер. Незначительная доля воды находится в атмосфере и живых организмах. Химический состав гидросферы приближается к среднему составу морской воды. Гидросфера находится в непрерывной взаемодии3 атмосферой, земной корой и биосферой.
Мировой круговорот воды
Круговорот воды - это процесс обращения воды в географической оболочке, который объединяет воды в единую взаимосвязанную систему и является важнейшей составляющей обмена вещества в природе. Основными факторами, которые обусловливают этот процесс, является солнечная радиация и сила тяжести. Главными составляющими круговорота является испарение воды, перенос водяного пара на расстояние, конденсация (сгущение) водяного пара, выпадение осадков, инфильтрация (просачивание) воды в почву и сток.
Суть кругооборота заключается в том, что под воздействием солнечной радиации с поверхности Земли (океанов, суши) вода испаряется и в виде водяного пара попадает в воздух. Воздушные течения переносят ее на большие расстояния. В воздухе водяной пар конденсируется и переходит в капельножидком воду, которая возвращается в виде осадков назад, на поверхность Земли.
В зависимости от особенностей и масштабов большой, или общий, и малый круговороты.
Малый круговорот - это круговорот над отдельными океанами, материками или их частями. Над океанами он происходит по схеме: океан - атмосфера - океан. Вода из океана в виде водяного пара поступает в атмосферу, там конденсируется и выпадает на поверхность океана
Малым также и местный, или внутриматериковых, влагооборот, который происходит только в пределах суши. Схема его движения: суша - воздух - суша. Вода испаряется с суши (из разных водных объектов, почв, растительности и т.д.), попадает в воздух, конденсируется и снова в виде осадков возвращается на сушу.
Еще недавно считали, что в результате местного влагооборота (неоднократного обращения воды, которая поступает из океанов на материки с воздухом) намного увеличивается количество опалов. Отсюда возникла идея усилить местный влагооборот, чтобы увеличить количество осадков в засушливых районах. Эта идея актуальна до сих пор. Но в последнее время доказано, что от местного влагооборота количество опалов увеличивается не намного. Водяной пар, который попадает в воздух с поверхности суши, воздушные течения быстро за черту материков. Осадки в результате местного влагооборота не превышают 1/3 всех осадков. Однако и они имеют большое значение для формирования ландшафтов.
Большой круговорот - процесс сложный. Он включает сушу и океаны и происходит по схеме: океаны - атмосфера - суша - океаны. Здесь круг замыкается переходом через сушу, на которой вода, прежде чем вернуться в океан, проходит ряд сложных этапов. Часть той воды, которая выпадает на поверхность суши, стекает в виде поверхностного стока (через реки), часть - просачивается в землю, где образует подземный сток и питает растительность. Часть воды, испаряясь с суши (с почв, водных бассейнов), попадает в воздух. Много воды возвращается с материков в атмосферу через транспирацию (испарение) растениями (на каждый грамм созданной растением сухого вещества транспируеться от 200 до 400 г воды) и др.
Так рано или поздно, тем или иным путем вода, которая выходит из океана и выпадает над сушей, вновь возвращается в океан и замыкает круговорот.
Круговорот воды в природе имеет большое значение. Энергия вод, попавших на сушу в процессе круговорота, проявляется в формировании рельефа, размывании берегов и др. Круговорот воды является мощным проводником с моря на сушу. Он как составляющая обмена веществ приводит органическая жизнь на Земле. Благодаря круговороту воды на Земле есть вода на суше.
Гидросфера (греч. hidro - вода и sphaira- шар) - водная оболочка Земли. Она включает в себя всю химически не связанную воду, независимо от ее состояния : твердую, жидкую, газообразную.
Из 1,4 млрд. км 3 общего объема вод гидросферы около 96,5% составляют моря и ок еаны ; 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. км 3 , то есть был почти в семь тысяч раз меньше 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. км 3 - это в 15 раз больше современного объема гидросферы. Предполагают, что поступление воды в гидросферу будет происходить не только выделением ее из мантии, но и при вулканических извержениях.
Гидросфера играет очень большую роль в жизни нашей планеты . Она накапливает солнечное тепло и перераспределяет его на Земле; с Мирового океана на сушу поступают атмосферные осадки . Мировой океан особенно влияет на климат прибрежных территорий.
В настоящее время гидросфера охвачена невиданными по скорости и размерам преобразованиями, связанными с технической деятельностью человека. Ежегодно используется около 5 тыс. км 3 , 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 (см. «Разрушительная и созидательная работа вод суши»), влияющая на формирование рельефа;
Взаимодействует гидросфера и с атмосферой: облака состоят из паров воды, испарившихся с поверхности морей и океанов;
Так как живые существа, населяющие биосферу, не могут жить без воды, 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 природных вод из мантии Земли, в их пространственной непрерывности и взаимосвязанного в системе мирового круговорота воды в природе.
6.2 Круговорот воды в природе
Это непрерывное перемещение воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести. Значение круговорота воды велико, так как он не только объединяет все части гидросферы , но и связывает между собой все оболочки Земли (атмосферу, литосферу, биосферу и гидросферу).
Вода во время круговорота может быть в трех состояниях : твердом, жидком и газообразном. Она переносит огромное количество веществ, необходимых для жизни на Земле.
В процессе круговорота воды в природе происходит постепенное обновление вод во всех частях географической оболочки:
подземные воды обновляются за сотни, тысячи и миллионы лет,
покровные ледники - за несколько тысяч лет (в Антарктиде - за десятки миллионов лет),
воды Мирового океана - за 2,5-3 тыс. лет,
замкнутые бессточные озера - за 200-300 лет,
проточные озера - за несколько лет,
реки - за 12-15 суток,
водяной пар атмосферы - за 8 суток,
вода в организмах - за несколько часов.
Круговорот воды в природе слагается из испарения воды с поверхности океана и суши (на суше основное испарение вод производится растениями), переноса водяного пара воздушными потоками, конденсации пара - превращения водяного пара в воду, выпадения осадков , их просачивания и стока по земной поверхности в океан.
Под действием солнечных лучей океан и суша нагреваются. В результате этого вода переходит из жидкого состояния в газообразное (водяной пар) и поднимается вверх. Океан поставляет 86% влаги в атмосферу, а остальное - суша. Вода, испаряющаяся с поверхности океана, является пресной.
Известно, что с высотой температура в атмосфере понижается. Пары воды, встречаясь со все более холодными; слоями воздуха, начинают остывать и образовывать облака. На суше испарение воды идет не только с помощью растений, здесь вода испаряется с поверхности рек, озер, болот и в результате вулканической деятельности. Часть воды, испарившейся с океана, возвращается в него в виде осадков, которые выпадают из облаков, расположенных над морями и океанами. Другая часть облаков под воздействием ветра переносится на материк. Там из них тоже могут выпадать осадки в жидком или твердом виде.
Часть - атмосферных осадков попадает в реки, а они в конечном итоге несут воды в моря Мирового океана или в замкнутые водоемы (например, Аральское или Каспийское моря), восполняя их потери при испарении.
Другая часть воды, выпавшая на Землю в виде атмосферных осадков, просачивается и с подземными водами стекает в реки или сразу в Мировой океан. Это очень важный этап в круговороте воды, так как он регулирует речной сток во времени: если бы его не было, вода в реках была бы лишь в период выпадения осадков или таяния снегов.
Третья часть воды, выпавшая на Землю в виде атмосферных осадков, может проникать в почву и поглощаться корнями растений, а потом по стеблю подниматься к листьям и испаряться. Этот этап круговорота очень важен, так как с водой в корни растения из почвы поступают растворенные минеральные вещества, необходимые для жизнедеятельности растения. Поглощать из почвы нерастворенные минеральные вещества растение не может. Не вся вода возвращается с суши в океан одновременно. Дольше всего она задерживается в ледниках и глубоко залегающих подземных водах.
Вода, вернувшаяся с суши, может снова испариться и снова попасть на сушу. Так и совершается ее круговорот: океан - атмосфера -. суша - океан. Вот этот непрерывный процесс и называют круговоротом воды в природе.
Существенную роль в круговороте воды в природе с недавних пор стала играть деятельность человека . Уничтожение лесов, осушение и орошение земель, создание водохранилищ и плотин, расходование воды на хозяйственные нужды - все это в значительной мере изменило гидрологические процессы на Земле. И хотя хозяйственная деятельность мало повлияла на общий объем гидросферы, она заметно влияет на отдельные ее части: сток одних рек уменьшился, других - увеличился, возросло испарение. Часть воды, которую потребляет человек для производства какой-либо продукции, может надолго выпадать из круговорота воды , поэтому ее называют «безвозвратно изъятой»: хотя ее возвращение и может произойти, но с большой задержкой во времени и на совершенно другой территории. Другой проблемой является загрязнение большого объема вод в результате хозяйственной деятельности человека. Именно угроза загрязнения водных масс представляет сейчас главную опасность, гораздо большую, чем угроза физической нехватки воды. Загрязненная вода, поступающая в ходе круговорота воды в Мировой океан ведет к гибели живых организмов и нарушению биологического равновесия.