Какво изучава хидросферата. Хидросфера - определение, състав и структура, интересни факти

Като много момчета мечтаех да стана моряк и темата за водата ме интересуваше от ранното ми детство. О хидросфераЧух го за първи път в уроците по естествена история от моя първи учител. Тогава бях изненадан от това всички реки, морета, океани и дори леднициможе да се комбинира с толкова красиво име.

Четох много по тази тема и охотно споделям знанията и наблюденията си. Но нека започнем с определение.

Хидросфера - какво е това

Както казват всички енциклопедии и учебници, Хидросферата е една от обвивките на Земята, а именно водата. Снимката по-долу ще ни помогне да представим най-пълно нейния състав.

Повечето от водата на планетата не е подходяща за пиене и напояване.защото то солените води на моретата и океаните. Подходящи за тези нужди прясна вода, часття е дълбока под земята, другата част - в замръзнало състояние под формата на ледници, и можем да използваме само неговата незначителна част, която е на повърхността. Хидросфераудължава до 9 километра(снежно Върховете на Еверест) и нататък дълбочина до 11 километра (Мариинска депресия). Смята се, че именно в тази черупка е възникнал целият живот на Земята.

Уникални свойства на водата

Всички знаят водна формула (H2O),потвърждавайки това това е химично съединение, безцветен, без вкус и мирис.

Той е единственият, който може да бъде в различни щати:

течност;
твърдо вещество (лед), при температури под 0 градуса;
газообразен (пари), при температура 100 градуса.

Водачудесен разтваря някои елементи. Тя случайно е най-разпространеното веществоНа земята. Дори човек е 80% вода, краставицата е 95%, а медузата е 99% изобщо.

Екологични проблеми на хидросферата

Страшно е да си помислим какво би станало, ако хидросферата внезапно ще изчезне. Тогава всички живи същества ще загинат за една нощ. Разбира се, това е симулирана ситуация, но хората трябва да мислят за запазването на тази земна обвивка.

На този етап човечеството продължава да пренебрегва хидросферата, наивно вярвайки, че има много вода, стига за всички за дълги години. Това е грешна преценка, има региони, където има много малко от него. Все пак всичко се хвърля във водата навсякъде. Могат да се разграничат следните видове замърсители:

механични (пясък, пепел, прах и др.);
термичен;
химически и радиоактивни;
органични и повърхностни (масло, химични съединения, животински отпадъци).

В същото време трябва да се помни, че хидросферата активно взаимодейства с останалите земни черупки. Цялата мръсотия от нея отива при тях. Така какво е хидросферата? Това е не само цялата вода на планетата, но и необходими условия на нашето съществуване, които трябва да бъдат защитени.

Хидросферата - водната обвивка на нашата планета, включва цялата вода, химически несвързана, независимо от нейното състояние (течно, газообразно, твърдо). Хидросферата е една от геосферите, разположени между атмосферата и литосферата. Тази прекъсната обвивка включва всички океани, морета, континентални пресни и солени водни басейни, ледени маси, атмосферна вода и вода в живите същества.

Приблизително 70% от земната повърхност е покрита от хидросферата. Обемът му е около 1400 милиона кубични метра, което е 1/800 от обема на цялата планета. 98% от водите на хидросферата са Световният океан, 1,6% са затворени в континентален лед, останалата част от хидросферата пада върху дела на пресни реки, езера, подземни води. По този начин хидросферата е разделена на Световен океан, подземни и континентални води, като всяка група от своя страна включва подгрупи от по-ниски нива. И така, в атмосферата водата е в стратосферата и тропосферата, на земната повърхност се отделят водите на океаните, моретата, реките, езерата, ледниците, в литосферата - водите на седиментната покривка, основата.

Въпреки факта, че по-голямата част от водата е концентрирана в океаните и моретата и само малка част от хидросферата (0,3%) представлява повърхностна вода, именно те играят основната роля в съществуването на земната биосфера. Повърхностните води са основният източник на водоснабдяване, поливане и напояване. Във водообменната зона прясните подземни води бързо се обновяват в хода на общия воден цикъл, следователно при рационална експлоатация могат да се използват неограничено.

По време на развитието на младата Земя хидросферата се формира по време на формирането на литосферата, която през геоложката история на нашата планета е отделила огромно количество водна пара и подземни магматични води. Хидросферата се е формирала по време на дългата еволюция на Земята и диференциацията на нейните структурни компоненти. Животът се заражда в хидросферата за първи път на Земята. По-късно, в началото на палеозойската ера, се случва появата на живи организми на сушата и започва тяхното постепенно заселване на континентите. Животът без вода е невъзможен. Тъканите на всички живи организми съдържат до 70-80% вода.

Водите на хидросферата постоянно взаимодействат с атмосферата, земната кора, литосферата и биосферата. На границата между хидросферата и литосферата се образуват почти всички седиментни скали, които съставляват седиментния слой на земната кора. Хидросферата може да се разглежда като част от биосферата, тъй като е напълно населена с живи организми, които от своя страна влияят върху състава на хидросферата. Взаимодействието на водите на хидросферата, преходът на водата от едно състояние в друго се проявява като сложен воден цикъл в природата. Всички видове воден цикъл с различни обеми представляват единен хидроложки цикъл, по време на който се извършва обновяването на всички видове води. Хидросферата е отворена система, чиито води са тясно свързани помежду си, което определя единството на хидросферата като природна система и взаимното влияние на хидросферата и други геосфери.

Свързано съдържание:

Целта на статията по-долу е да разкаже какво представлява хидросферата, да покаже колко богата е нашата планета на водни ресурси и колко е важно да не се нарушава балансът в природата. Планетата Земя е покрита с три черупки. Това са атмосферата, литосферата и хидросферата. Чрез тяхното взаимодействие се роди животът. Те натрупват слънчева енергия и я разпределят между всички организми.

Помислете какво представлява хидросферата.

Определение

Просто казано, това са всякакви източници на ценна течност. Това включва морета, океани, реки, ледници, подземни реки и др. Част от хидросферата е водата в атмосферата и във всички живи организми. Но най-голям дял е солената вода на океаните.

Ако разгледаме от научна гледна точка какво е хидросферата, тогава това е комплекс от науки, който включва цяло подразделение от изследователски дисциплини. Помислете какви науки се занимават с изучаване на компонентите на хидросферата.

Хидрология. Обхватът на изследването е земни повърхностни водни тела: реки, езера, блата, канали, езера, резервоари.
Океанологията е изследване на океаните.
Глациология - земен лед.
Метеорология - течността в атмосферата и нейното влияние върху времето и климата.
Хидрохимия - химичният състав на водата.
Хидрогеологията се занимава с подземни води.
Геокриология - твърда вода: ледници и вечни снегове.
Хидрогеохимията е млада наука, която изучава химичния състав на цялата хидросфера.
Хидрогеофизика също е ново направление, в основата на което са физическите свойства на водната обвивка на Земята.

Съставът на хидросферата

От какво се състои? Хидросферата включва всички видове влага на планетата. Обемът му е трудно да си представим. Учените са изчислили, че е 1370,3 милиона км 3. През цялата история на планетата масата на водата никога не се е променяла.

Интересен факт:всеки пети човек иска да пие много вода. Но колкото и да пие, не успява да го направи.

Помислете за състава на хидросферата:

Световен океан. Той заема голяма част или по-скоро почти целия обем на водната черупка. Включва четири океана: Тихия, Атлантическия, Индийския и Арктическия.
Сухопътна вода. Това включва всички източници на ценна течност, които могат да бъдат намерени на континентите: реки, езера, блата.
Подземните води са огромен запас от влага, разположен в литосферата.
Ледници и постоянни снегове, които съставляват голяма част от водоснабдяването.
Вода в атмосферата и в живите организми.

Процентът на източниците на земната хидросфера е показан на фигурата по-долу.

Водата е уникално вещество. Неговите молекули имат толкова силна връзка, че е много трудно да се разделят. Но още по-голямата му уникалност е, че за разлика от други важни елементи, той може да съществува в естествени условия в три състояния едновременно: течно, твърдо, газообразно.

Водният цикъл в природата играе важна функция при разпределението на влагата на планетата. Основният източник на прясна течност в атмосферата е Световният океан. От него водата под въздействието на слънцето се изпарява, превръща се в облаци и се движи в атмосферата, докато солта остава. Така че има прясна течност.

Има два цикъла: голям и малък.

Големият воден цикъл се отнася до обновяването на водите на океаните. И тъй като по-голямата част от влагата преминава в газообразно състояние именно от нейната повърхност, тя се връща там заедно с дренажите, където навлиза под формата на валежи.

Ако голям цикъл обхваща обновяването на водата на планетата като цяло, тогава малък се отнася само за сушата. Там се наблюдава същият процес: изпаряване, кондензация, валежи под формата на валежи и оттичане в океаните.

Повече вода се изпарява в океана, отколкото в реките и езерата. Напротив, на континентите има много валежи и малко над открити водни пространства.

Скорост на цикъла

Компонентите на земната хидросфера се актуализират с различна скорост. Най-бързо актуализираното водоснабдяване в човешкото тяло, тъй като се състои от 80% от него. В рамките на няколко часа, с много напитки, можете напълно да възстановите баланса.

Но ледниците и океаните се актуализират много бавно. За да се появят напълно нови айсберги в полярните ширини, са необходими почти 10 хиляди години. Може да си представим колко дълго ледът вече съществува в Арктика и Антарктида.

Водата в океаните се изчиства малко по-бързо - за 2,7 хиляди години.

Хранителната сила на живите организми

Водата е уникално химично съединение на водород и кислород. Няма мирис, вкус, цвят, но лесно ги абсорбира от околната среда. Молекулите му са трудни за отделяне, но в същото време съдържат йони на хлор, сяра, въглерод, натрий.

Животът възниква във водата и се съдържа във всички метаболитни организми. Има животни, чиито тела са почти течни. Медузите са 99% вода, рибите са само 75%. В растенията има още повече сок: в краставица - 95%, моркови - 90%, ябълки - 85%, картофи - 80%.

Функции на водната обвивка

Хидросферата на Земята изпълнява няколко жизненоважни функции за планетата:

Натрупване. Цялата слънчева енергия отива първо в океана. Там се съхранява и разпространява по цялата планета. Този процес осигурява запазване на средната положителна температура.
Производство на кислород. По-голямата част от това вещество се произвежда от фитопланктона, разположен в океаните.
Разпределение на прясна вода чрез циркулация.
Осигурява ресурси. Световните океани съдържат значителни хранителни запаси, както и други полезни извличащи се ресурси.
Потенциал за отдих за човек, който използва океана за собствени цели: за енергия, почистване, охлаждане, забавление.

Хидросферата и човекът

В зависимост от това как се използва водата, могат да се разграничат две отделни категории:

Консуматори на вода. Това включва онези клонове на човешката дейност, които използват бистра течност за постигане на целите си, но не я връщат. Има много такива дейности: цветна и черна металургия, селско стопанство, химическа, лека промишленост и др.
Потребители на вода. Това са индустрии, които използват вода в дейността си, но винаги я връщат. Това включва морски и речен транспорт, рибарство, услуги за доставка на вода на населението, водоснабдителни услуги.

Интересен факт:за град с население от 1 милион души са необходими 300 хиляди m 3 чиста питейна вода на ден. В същото време течността се връща в океана замърсена, неподходяща за живи организми и океанът трябва да я пречисти сам.

Класификация по естество на употреба

За човек водата има различно значение. В него ядем, мием и чистим. Ето защо учените са предложили следната градация:

Питейна вода - чиста вода без токсични и химични вещества, подходяща за консумация в суров вид.
Минерална вода - вода, обогатена с минерални компоненти, която се извлича от земните недра. Използва се за медицински цели.
Индустриална вода – използвана в производството, преминава през един или два етапа на пречистване.
Термална енергийна вода - приемът се взема от термални извори.

техническа вода

Водата за технически нужди може да бъде напълно различна. В селското стопанство се използва за напояване и не е необходимо да се почиства. За енергийни цели, за отопление на помещения, водата се превръща в газообразно състояние. Болниците, баните, пералните получават битова течност с по-малко пречистване.

Водата, използвана в промишлеността, често е замърсена. Но повече от половината от консумирания обем се използва за охлаждане на модулите. В този случай не е замърсен и може да се използва повторно.

Проблеми на хидросферата

Океаните са среда, която е способна на самопречистване. Но на Земята има 7 милиарда души и скоростта на замърсяване е много по-голяма от скоростта на обновяване. Това може да доведе до непоправими последици. Помислете за основните източници на замърсяване на хидросферата:

Промишлени, селскостопански, битови канализации.
Битови отпадъци от крайбрежните зони.
Замърсяване с нефт и нефтопродукти.
Навлизане в океаните на тежки метали.
Киселинен дъжд, резултатът от който е унищожаването на ареолата на живите същества.
Транспорт.

Замърсяване на моретата и океаните

Човекът и хидросферата трябва да съществуват в света. В крайна сметка, от това как се отнасяме към източника на нашия живот, природата ще ни се отплати. Вече повърхността на океаните и моретата е много силно замърсена с петролни продукти и отпадъци. Повече от 20% от водната повърхност е покрита с непропусклив филм от масло, през който не могат да се обменят кислород и пара. Това води до смъртта на екосистемите.

Поради значително замърсяване природните ресурси са изчерпани. Добър пример е Аралско море. От 1984 г. тук не се срещат риби.

От 1943 г. хидросферата е замърсена с опасни радиоактивни вещества. Те бяха погребани на морското дъно. Това е забранено от 1993 г. Но за 50 години пагубно въздействие човек може да причини непоправима вреда на океана.

Опасност от реки и езера

Замърсяването на земята е още по-опасно за хората. В крайна сметка от там се взема прясна вода за битови нужди и за консумация. Днес в Русия повечето от реките са класифицирани като силно замърсени. Ето класация на най-опасните резервоари в Русия:

Волга;
Енисей;
Иртиш;
Кама;
Исет;
Лена;
Печора;
Том.

Решаване на екологични проблеми

Човечеството трябва да разбере, че колкото повече внимание отделяме на опазването на чистотата в природата, толкова по-голям е шансът за нашите потомци да живеят в благоприятна среда. В преследване на пари и печалба много фирми пренебрегват основните правила за почистване. Основната задача е изграждането на почистващи филтри в крайбрежните райони, в местата с най-голямо натрупване на отпадъци и осигуряването на предприятията със съвременни технологии, насочени към безопасността на околната среда.

Послеслов

От тази статия научихме какво представлява хидросферата, какви са основните й компоненти и какви проблеми е изправен пред Световния океан. Задачата на всеки от нас е да разбере, че светът е създаден не от човека, а от природата и ние безмилостно го експлоатираме, без да осъзнаваме последствията.

Свързано съдържание:

Лекция 3

Хидросферата е водната обвивка на земята.

Замърсяване на хидросферата.

Източници на замърсяване на хидросферата.

Методи за контрол на качеството на водата.

Мерки за опазване на водата.

Методи за пречистване на отпадъчни води.

Хидросферата е водната обвивка на Земята.

Хидросфера- водната обвивка на Земята, включително всички води в течно, твърдо и газообразно състояние.

Хидросферата включва водите на океаните, моретата, подземните води и повърхностните води на сушата. Част от водата се намира в атмосферата и в живите организми.

Водата заема преобладаващата част от биосферата на Земята (71% от общата площ на земната повърхност).

Хидросферата още преди 4 милиарда години беше представена от следните три компонента: наземни (Световен океан, река, почва, езерни води, ледници), подземни (водите на литосферата), въздух (парни води на атмосферата).Хидросферата включва следните видове вода (в скоби делът от общия обем на водата в хидросферата, % според M.I. Lvovich, 1974):

Световен океан (94,0);

подземни води (4.3);

ледници (1,7);

земни води (езера, речни води, влажност на почвата) (0,03);

атмосферни пари (0,001).

Водата е част от живата материя като основен компонент (70–99%). Всъщност живата материя е воден разтвор на "живи" молекули. Водата е тази, която ги поддържа живи. Наземният живот е възникнал във водната среда и следователно може да се счита за производно на водата.

Основни свойства на водата:

1. Първо свойствохидросфера - единство и повсеместност„(по думите на В. И. Вернадски) природни води. Всички води са взаимосвързани и представляват едно цяло. Това единство на природните води се определя от:

а) лесен преход на водата от едно фазово състояние в друго. В границите на земните температури са известни три състояния: течно, твърдо и пара. Плазменото състояние на водата съществува при високи температури и налягания в дълбоките части на червата;

б) постоянното наличие на газови компоненти във водата. Естествената вода е воден разтвор (газ, суспендирани твърди вещества, минерали).

2. ВтороИмотсе определя хидросферата специална структура на водната молекула. Структурата и свойствата на водата осигуряват най-благоприятните условияза развитието на живота на Земята. От физиката знаем, че всички тела се разширяват при нагряване и се свиват при охлаждане. Водата се държи по различен начин. Ако се свие, когато се превърне в лед (охлаждане), ледът ще бъде по-тежък от водата и ще потъне на дъното на реки и езера. Реките щяха да замръзнат до дъното и животът в тези водоеми би бил невъзможен. Ледът е изолатор, който предпазва водата под леда от замръзване, което предпазва целия подводен живот. Ако не беше това свойство, тогава Земята щеше да се превърне в обкована с лед планета.

Специалната структура на водната молекула осигурява колекторна структурапри промяна на външни фактори (температура, налягане, химичен състав). През зимата трябваше да наблюдаваме разнообразието и красотата на ледените шарки по прозорците, снежинките, скрежовете по дърветата. Точно както няма две еднакви капки вода, така няма два вида вода с еднаква структура.

3. Трето свойствохидросферата се изразява в неговата геоложка вечна подвижност.Движението на водата е много разнообразно и се проявява в множество цикли. Основното движение на водата е геоложкият цикъл на материята. Всяка секунда под въздействието на слънчевата топлина милиони кубически метри вода се издигат нагоре и образуват облаци. Вятърът раздвижва облаците. При подходящи условия влагата пада под формата на дъжд или сняг. Дъждовните капки имат благоприятен размер за всичко земно и падат тихо, меко. Случайни ли са всички благоприятни за живота съвпадения? По този начин водата участва в един вид цикли на материя и енергия. Тази система е създадена на Земята с появата на безплатна вода и продължава и до днес.

Защо има движение? Движението може да се случи под действието на: а) гравитацията; б) слънчева (топлинна) енергия; в) молекулярно движение с промяна на фазовото състояние.

4. Четвърто свойствохидросферата се определя от висок химическа активност на водата. В условията на земната кора няма естествени тела, които да не се разтворят до известна степен в естествените води. Водата в биосферата действа като универсален разтворител, тъй като, взаимодействайки с всички вещества, по правило не влиза в химични реакции с тях. Това осигурява обмена на вещества между сушата и океана, организмите и околната среда.

Най-важните абиотични фактори на водната среда са следните:

1. Плътност и вискозитет.

Плътността на водата е 800 пъти, а вискозитетът е около 55 пъти по-голям от този на въздуха.

2. Топлинен капацитет.

Водата има висок топлинен капацитет, така че океанът е основният приемник и акумулатор на слънчева енергия.

3. Мобилност.

Постоянното движение на водните маси допринася за поддържане на относителната хомогенност на физичните и химичните свойства.

4. Температурна стратификация.

Наблюдава се промяна в температурата на водата по дълбочината на водното тяло.

5. Периодични (годишни, дневни, сезонни) температурни промени

Най-ниската температура на водата се счита за - 2 ° C, най-високата + 35-37 ° C. Динамиката на колебанията в температурата на водата е по-малка от тази на въздуха.

6. Прозрачност и мътност на водата.

Определя светлинния режим под водната повърхност. Фотосинтезата на зелени бактерии, фитопланктон, висши растения и следователно натрупването на органична материя зависи от прозрачността (и нейната противоположна характеристика - мътността).

Мътността и прозрачността зависят от съдържанието на суспендирани във водата вещества, включително тези, които влизат във водни обекти заедно с промишлени зауствания. В тази връзка прозрачността и съдържанието на суспендирани твърди вещества са най-важните характеристики на естествените и отпадъчните води, които подлежат на контрол в промишленото предприятие.

7. Соленост на водата.

Според степента на соленост всички водни тела са условно разделени на

прясно със соленост под 0,50/00,

солена вода - солеността варира от 0,5 - 16 0 / 00,

солено - повече от 16 0/00.

Солеността на океанските водни тела е 32 - 38 0 / 00,

Солените езера имат най-високо съдържание на сол, където концентрацията на електролити достига 370 0/00.

Основна разлика морска водаот речната сол е, че по-голямата част от морската сол е хлориди, и в речна водадоминиран въглеродни соли. Човек използва само прясна вода за поддържане на живота. От общите водни ресурси на земята, дял на прясна водаотчитат не повече от 3%.

8. Разтворен кислород и въглероден диоксид.

Прекомерната консумация на кислород за дишането на живите организми и за окисляването на органични и минерални вещества, постъпващи във водата с промишлени зауствания, води до изчерпване на живата популация до невъзможност за живот в такава вода за аеробни организми.

9. Концентрация на водородни йони (рН).

Всички хидробионти са се адаптирали към определено ниво на pH: някои предпочитат кисела среда, други предпочитат алкална среда, а трети предпочитат неутрална. Промените в тези характеристики могат да доведат до смъртта на хидробионтите.