Što proučava hidrosfera. Hidrosfera - definicija, sastav i struktura, zanimljive činjenice

Kao i mnogi dječaci, sanjao sam da postanem pomorac, a tema vode me zanimala od ranog djetinjstva. O hidrosfera Prvi put sam to čuo na satu prirodoslovlja od svoje prve učiteljice. Bio sam iznenađen u tom trenutku sve rijeke, mora, oceane, pa čak i glečere može se kombinirati s tako lijepim imenom.

Čitam puno o ovoj temi i rado dijelim svoje znanje i zapažanja. No krenimo s definicijom.

Hidrosfera - što je to

Kao što kažu sve enciklopedije i udžbenici, Hidrosfera je jedna od ljuski Zemlje, odnosno voda. Slika ispod pomoći će nam da što potpunije predstavimo njegov sastav.

Većina vode na planeti nije prikladna za piće i navodnjavanje. jer to slane vode mora i oceana. Pogodno za ove potrebe svježa voda, dio ona je duboka pod zemljom, drugi dio - u smrznutom stanju u obliku ledenjaka, a možemo koristiti samo njegov zanemariv ulomak, koji je na površini. Hidrosfera proteže do 9 kilometara(snježno Vrhovi Everesta) i dalje dubina do 11 kilometara (Mariinska depresija). Vjeruje se da je u ovoj ljusci nastao sav život na Zemlji.

Jedinstvena svojstva vode

Svi znaju formula vode (H2O), potvrđujući to to je kemijski spoj, bez boje, okusa i mirisa.

To je jedino što može biti u različitim državama:

tekućina;
krutina (led), na temperaturama ispod 0 stupnjeva;
plinoviti (pare), na temperaturi od 100 stupnjeva.

Voda divno otapa neke elemente. Slučajno je najčešća tvar na tlu. Čak je i osoba 80% vode, krastavac je 95%, a meduza uopće 99%.

Ekološki problemi hidrosfere

Zastrašujuće je pomisliti što bi se dogodilo da hidrosfera će iznenada nestati. Tada će sva živa bića nestati preko noći. Naravno, ovo je simulirana situacija, ali ljudi bi trebali razmišljati o očuvanju ove zemaljske ljuske.

U ovoj fazi čovječanstvo nastavlja zanemarivati hidrosferu, naivno vjerujući da vode ima puno, svima dovoljno za dugi niz godina. Ovo je pogrešna prosudba, ima regija u kojima toga ima jako malo. Međutim, posvuda se svašta baca u vodu. Mogu se razlikovati sljedeće vrste zagađivača:

mehanički (pijesak, pepeo, prašina, itd.);
toplinski;
kemijski i radioaktivni;
organski i površinski (ulje, kemijski spojevi, životinjski otpad).

Istodobno, to se mora imati na umu hidrosfera aktivno stupa u interakciju s ostatkom Zemljinih ljuski. Sva prljavština od toga ide njima. Tako što je hidrosfera? Ovo nije samo sva voda na planeti, već i nužnim uvjetima našeg postojanja, koje moramo zaštititi.

Hidrosfera - vodena ljuska našeg planeta, uključuje svu vodu, kemijski nevezanu, bez obzira na njezino stanje (tekuće, plinovito, kruto). Hidrosfera je jedna od geosfera koja se nalazi između atmosfere i litosfere. Ovaj diskontinuirani omotač uključuje sve oceane, mora, kontinentalne slatke i slane vode, ledene mase, atmosfersku vodu i vodu u živim bićima.

Otprilike 70% Zemljine površine prekriveno je hidrosferom. Njegov volumen je oko 1400 milijuna kubnih metara, što je 1/800 volumena cijelog planeta. 98% voda hidrosfere je Svjetski ocean, 1,6% je zatvoreno u kontinentalni led, ostatak hidrosfere otpada na udio slatkih rijeka, jezera, podzemnih voda. Dakle, hidrosfera je podijeljena na Svjetski ocean, podzemne i kontinentalne vode, a svaka skupina, zauzvrat, uključuje podskupine nižih razina. Dakle, u atmosferi se voda nalazi u stratosferi i troposferi, na površini zemlje oslobađaju se vode oceana, mora, rijeka, jezera, ledenjaka, u litosferi - vode sedimentnog pokrova, temelja.

Unatoč činjenici da je najveći dio vode koncentriran u oceanima i morima, a samo mali dio hidrosfere (0,3%) čini površinske vode, upravo one igraju glavnu ulogu u postojanju Zemljine biosfere. Površinske vode glavni su izvor vodoopskrbe, zalijevanja i navodnjavanja. U zoni razmjene vode, slatka podzemna voda se brzo obnavlja u općem ciklusu vode, pa se uz racionalnu eksploataciju može koristiti neograničeno.

Tijekom razvoja mlade Zemlje hidrosfera je nastala tijekom formiranja litosfere, koja je tijekom geološke povijesti našeg planeta ispustila ogromnu količinu vodene pare i podzemnih magmatskih voda. Hidrosfera je nastala tijekom duge evolucije Zemlje i diferencijacije njezinih strukturnih komponenti. Život je rođen u hidrosferi po prvi put na Zemlji. Kasnije, početkom paleozojske ere, živi organizmi su izašli na kopno i počelo je njihovo postupno naseljavanje na kontinentima. Život bez vode je nemoguć. Tkiva svih živih organizama sadrže do 70-80% vode.

Vode hidrosfere u stalnoj su interakciji s atmosferom, zemljinom korom, litosferom i biosferom. Na granici između hidrosfere i litosfere nastaju gotovo sve sedimentne stijene koje čine sedimentni sloj zemljine kore. Hidrosfera se može smatrati dijelom biosfere, budući da je u potpunosti naseljena živim organizmima, koji zauzvrat utječu na sastav hidrosfere. Interakcija voda hidrosfere, prijelaz vode iz jednog stanja u drugo očituje se kao složen ciklus vode u prirodi. Sve vrste vodnog ciklusa različitog volumena predstavljaju jedinstveni hidrološki ciklus, tijekom kojeg se vrši obnova svih vrsta voda. Hidrosfera je otvoreni sustav čije su vode usko povezane, što određuje jedinstvo hidrosfere kao prirodnog sustava i međusobni utjecaj hidrosfere i drugih geosfera.

Povezani sadržaj:

Svrha članka u nastavku je reći što je hidrosfera, pokazati koliko je naš planet bogat vodnim resursima i koliko je važno ne narušiti ravnotežu u prirodi. Planet Zemlja prekriven je s tri ljuske. To su atmosfera, litosfera i hidrosfera. Kroz njihovu interakciju rodio se život. Oni akumuliraju sunčevu energiju i distribuiraju je svim organizmima.

Razmislite što je hidrosfera.

Definicija

Jednostavno rečeno, to su sve vrste izvora dragocjene tekućine. To uključuje mora, oceane, rijeke, glečere, podzemne rijeke i još mnogo toga. Dio hidrosfere je voda u atmosferi i svim živim organizmima. Ali najveći udio je slana voda oceana.

Ako sa znanstvene točke gledišta razmotrimo što je hidrosfera, onda je to kompleks znanosti, koji uključuje cijelu podjelu istraživačkih disciplina. Razmotrite koje se znanosti bave proučavanjem komponenti hidrosfere.

Hidrologija. Opseg istraživanja su kopnena površinska vodna tijela: rijeke, jezera, močvare, kanali, ribnjaci, akumulacije.
Oceanologija je nauka o oceanima.
Glaciologija - mljeveni led.
Meteorologija - tekućina u atmosferi i njezin utjecaj na vrijeme i klimu.
Hidrokemija - kemijski sastav vode.
Hidrogeologija se bavi podzemnim vodama.
Geokriologija - čvrsta voda: ledenjaci i vječni snjegovi.
Hidrogeokemija je mlada znanost koja proučava kemijski sastav cijele hidrosfere.
Hidrogeofizika je također novi smjer, čija su osnova fizička svojstva Zemljine vodene ljuske.

Sastav hidrosfere

Od čega se sastoji? Hidrosfera uključuje sve vrste vlage na planeti. Njegov volumen je teško zamisliti. Znanstvenici su izračunali da je to 1370,3 milijuna km 3. Kroz povijest planeta, masa vode se nikada nije promijenila.

Zanimljiva činjenica: svaka peta osoba želi piti puno vode. Ali koliko god popije, ne uspijeva to učiniti.

Razmotrimo sastav hidrosfere:

Svjetski ocean. Zauzima veliki dio, odnosno gotovo cijeli volumen vodene ljuske. Uključuje četiri oceana: Pacifik, Atlantik, Indijski i Arktički.
Kopnena voda. To uključuje sve izvore dragocjene tekućine koji se mogu naći na kontinentima: rijeke, jezera, močvare.
Podzemne vode su ogromna zaliha vlage koja se nalazi u litosferi.
Ledenjaci i trajni snijegovi, koji čine veliki dio vodoopskrbe.
Voda u atmosferi i živim organizmima.

Postotak izvora Zemljine hidrosfere prikazan je na donjoj slici.

Voda je jedinstvena tvar. Njegove molekule imaju tako jaku vezu da ih je vrlo teško razdvojiti. Ali njegova je još veća jedinstvenost što, za razliku od drugih važnih elemenata, može postojati u prirodnim uvjetima u tri stanja odjednom: tekuće, kruto, plinovito.

Kruženje vode u prirodi igra važnu ulogu u distribuciji vlage na planetu. Glavni izvor svježe tekućine u atmosferi je Svjetski ocean. Iz nje voda pod utjecajem sunca isparava, pretvara se u oblake i kreće se u atmosferi, a sol ostaje. Dakle, postoji svježa tekućina.

Postoje dva ciklusa: veliki i mali.

Veliki ciklus vode tiče se obnavljanja voda oceana. A budući da većina vlage prelazi u plinovito stanje upravo s njegove površine, ona se tamo vraća zajedno s odvodima, gdje ulazi u obliku oborina.

Ako veliki ciklus pokriva obnovu vode na planeti kao cjelini, onda se mali odnosi samo na kopno. Tamo se opaža isti proces: isparavanje, kondenzacija, oborine u obliku oborina i otjecanje u oceane.

Više vode isparava u oceanu nego u rijekama i jezerima. Naprotiv, na kontinentima ima mnogo oborina, a malo preko otvorenih voda.

Brzina ciklusa

Komponente Zemljine hidrosfere ažuriraju se različitim brzinama. Najbrže ažurirana opskrba vodom u ljudskom tijelu, budući da se sastoji od 80% nje. U roku od nekoliko sati, uz obilje pića, možete u potpunosti vratiti ravnotežu.

Ali ledenjaci i oceani se ažuriraju vrlo sporo. Da bi se u polarnim geografskim širinama pojavile potpuno nove sante leda, potrebno je gotovo 10 tisuća godina. Može se zamisliti koliko dugo led već postoji na Arktiku i Antarktiku.

Voda u oceanima se čisti malo brže - za 2,7 tisuća godina.

Prehrambena snaga živih organizama

Voda je jedinstveni kemijski spoj vodika i kisika. Nema miris, okus, boju, ali ih lako upija iz okoline. Njegove je molekule teško odvojiti, ali istovremeno sadrže ione klora, sumpora, ugljika, natrija.

Život je nastao u vodi, a sadržana je u svim metaboličkim organizmima. Postoje životinje čija su tijela gotovo tečna. Meduze su 99% vode, ribe samo 75%. Još je više soka u biljkama: u krastavcu - 95%, mrkvi - 90%, jabuci - 85%, krumpiru - 80%.

Funkcije vodene ljuske

Zemljina hidrosfera obavlja nekoliko vitalnih funkcija za planet:

Akumulirajuće. Sva Sunčeva energija prvo odlazi u ocean. Tamo se pohranjuje i distribuira po cijelom planetu. Ovaj proces osigurava očuvanje prosječne pozitivne temperature.
Proizvodnja kisika. Većinu ove tvari proizvodi fitoplankton koji se nalazi u oceanima.
Distribucija slatke vode cirkulacijom.
Pruža resurse. Svjetski oceani sadrže značajne rezerve hrane, kao i druge korisne resurse koji se mogu izdvojiti.
Rekreacijski potencijal za osobu koja koristi ocean u vlastite svrhe: za energiju, čišćenje, hlađenje, zabavu.

Hidrosfera i čovjek

Ovisno o tome kako se voda koristi, mogu se razlikovati dvije odvojene kategorije:

Potrošači vode. To uključuje one grane ljudske djelatnosti koje koriste bistru tekućinu za postizanje svojih ciljeva, ali je ne vraćaju. Takvih djelatnosti ima puno: obojena i crna metalurgija, poljoprivreda, kemijska, laka industrija i druge.
Korisnici vode. To su industrije koje koriste vodu u svojim aktivnostima, ali je uvijek vraćaju. To uključuje pomorski i riječni promet, ribarstvo, usluge dostave vode stanovništvu, komunalne usluge.

Zanimljiva činjenica: za grad s 1 milijun stanovnika potrebno je 300 tisuća m 3 čiste pitke vode dnevno. Istodobno, tekućina se vraća u ocean zagađena, neprikladna za žive organizme, a ocean je mora sam očistiti.

Klasifikacija prema prirodi uporabe

Za osobu voda ima drugačije značenje. U njoj jedemo, peremo i čistimo. Stoga su znanstvenici predložili sljedeću gradaciju:

Voda za piće - čista voda bez otrovnih i kemijskih tvari, pogodna za konzumaciju u sirovom obliku.
Mineralna voda - voda obogaćena mineralnim komponentama, koja se vadi iz utrobe zemlje. Koristi se u medicinske svrhe.
Industrijska voda - koristi se u proizvodnji, prolazi jednu ili dvije faze pročišćavanja.
Termalna energetska voda - zahvat se uzima iz termalnih izvora.

tehnička voda

Voda za tehničke potrebe može biti potpuno drugačija. U poljoprivredi se koristi za navodnjavanje, a ne treba ga čistiti. U energetske svrhe, za grijanje prostora, voda se pretvara u plinovito stanje. Bolnice, kupke, praonice rublja primaju tekućinu za kućanstvo s manje pročišćavanja.

Voda koja se koristi u industriji često je kontaminirana. Ali više od polovice potrošenog volumena koristi se za hlađenje jedinica. U tom slučaju nije kontaminiran i može se ponovno upotrijebiti.

Problemi hidrosfere

Oceani su okruženje koje je sposobno za samopročišćavanje. Ali na Zemlji ima 7 milijardi ljudi, a stopa zagađenja je mnogo veća od stope obnove. To može dovesti do nepopravljivih posljedica. Razmotrite glavne izvore onečišćenja hidrosfere:

Industrijski, poljoprivredni, kućni odvodi.
Kućanski otpad priobalnih područja.
Zagađenje naftom i naftnim derivatima.
Ulazak teških metala u oceane.
Kisela kiša, čija je posljedica uništenje areole živih bića.
Prijevoz.

Zagađenje mora i oceana

Čovjek i hidrosfera moraju postojati u svijetu. Uostalom, kako se ponašamo prema izvoru našeg života, tako će nam i priroda uzvratiti. Površina oceana i mora već je jako zagađena naftnim derivatima i otpadom. Više od 20% površine vode prekriveno je nepropusnim filmom ulja, kroz koji se kisik i para ne mogu izmjenjivati. To dovodi do smrti ekosustava.

Zbog značajnog zagađenja prirodni resursi su iscrpljeni. Dobar primjer je Aralsko more. Od 1984. godine ovdje nije pronađena nijedna riba.

Od 1943. hidrosfera je kontaminirana opasnim radioaktivnim tvarima. Pokopani su na morskom dnu. To je zabranjeno od 1993. godine. Ali za 50 godina štetnog utjecaja, osoba bi mogla nanijeti nepopravljivu štetu oceanu.

Opasnost od rijeka i jezera

Zagađenje zemljišta je još opasnije za ljude. Uostalom, odatle se uzima svježa voda za potrebe kućanstva i za potrošnju. Danas je u Rusiji većina rijeka klasificirana kao jako onečišćena. Evo ocjene najopasnijih rezervoara u Rusiji:

Volga;
Jenisej;
Irtysh;
Kama;
Iset;
Lena;
Pechora;
Tom.

Rješavanje ekoloških problema

Čovječanstvo mora shvatiti da što više pažnje posvećujemo očuvanju čistoće u prirodi, to je veća šansa za naše potomke da žive u povoljnom okruženju. U potrazi za novcem i profitom, mnoge tvrtke zanemaruju osnovna pravila čišćenja. Glavni zadatak je izgradnja filtara za čišćenje u obalnim područjima, na mjestima najvećeg nakupljanja otpada i opskrba poduzeća suvremenim tehnologijama usmjerenim na sigurnost okoliša.

Pogovor

Iz ovog članka saznali smo što je hidrosfera, koje su njezine glavne komponente i s kojim se problemima suočava Svjetski ocean. Zadatak svakog od nas je shvatiti da svijet nije stvorio čovjek, već priroda, a mi ga, nemilosrdno iskorištavamo, ne shvaćajući posljedice.

Povezani sadržaj:

Predavanje 3

Hidrosfera je vodena ljuska Zemlje.

Onečišćenje hidrosfere.

Izvori onečišćenja hidrosfere.

Metode kontrole kvalitete vode.

Mjere zaštite voda.

Metode pročišćavanja otpadnih voda.

Hidrosfera je vodena ljuska Zemlje.

Hidrosfera- vodena ljuska Zemlje, uključujući sve vode u tekućem, čvrstom i plinovitom stanju.

Hidrosfera uključuje vode oceana, mora, podzemne vode i površinske vode kopna. Nešto vode nalazi se u atmosferi i živim organizmima.

Voda zauzima prevladavajući dio Zemljine biosfere (71% ukupne površine Zemljine površine).

Hidrosfera je već prije 4 milijarde godina bila predstavljena sljedećim trima komponentama: kopneni (Svjetski ocean, rijeke, tlo, vode jezera, glečeri), podzemni (vode litosfere), zrak (parne vode atmosfere). Hidrosfera uključuje sljedeće vrste vode (u zagradama, udio ukupnog volumena vode u hidrosferi, prema M.I. Lvovich, 1974):

Svjetski ocean (94,0);

podzemne vode (4.3);

ledenjaci (1,7);

kopnene vode (jezera, riječne vode, vlaga tla) (0,03);

atmosferske pare (0,001).

Voda je dio žive tvari kao bitna komponenta (70–99%). Zapravo, živa tvar je vodena otopina "živih" molekula. Voda je ta koja ih održava na životu. Kopneni život nastao je u vodenom okolišu, pa se stoga može smatrati derivatom vode.

Osnovna svojstva vode:

1. Prvo svojstvo hidrosfera - jedinstvo i sveprisutnost"(riječima V. I. Vernadskog) prirodne vode. Sve vode su međusobno povezane i predstavljaju jedinstvenu cjelinu. Ovo jedinstvo prirodnih voda određeno je:

a) lak prijelaz vode iz jednog faznog stanja u drugo. U granicama zemaljskih temperatura poznata su tri stanja: tekućina, kruta i para. Stanje plazme vode postoji pri visokim temperaturama i pritiscima u dubokim dijelovima crijeva;

b) stalna prisutnost plinskih komponenti u vodi. Prirodna voda je vodena otopina (plin, suspendirane krutine, minerali).

2. Drugi imovine hidrosfera je određena posebna struktura molekule vode. Struktura i svojstva vode pružaju najpovoljnije uvjete za razvoj života na zemlji. Iz fizike znamo da se sva tijela šire kada se zagrijavaju i skupljaju kada se ohlade. Voda se ponaša drugačije. Kada bi se skupio kada bi se pretvorio u led (hlađenje), led bi bio teži od vode i potonuo bi na dno rijeka i jezera. Rijeke bi bile zaleđene do dna, a život u tim akumulacijama bio bi nemoguć. Led je izolator koji čuva vodu ispod leda od smrzavanja, što štiti sav podvodni život. Da nije bilo ovog svojstva, Zemlja bi se pretvorila u planet okovan ledom.

Posebna struktura molekule vode osigurava višestruka struktura to pri promjeni vanjskih čimbenika (temperatura, tlak, kemijski sastav). Zimi smo morali promatrati raznolikost i ljepotu uzoraka leda na prozorima, snježnih pahulja, mraza na drveću. Kao što dvije kapi vode nisu potpuno iste, tako ni dvije vrste vode nisu identične strukture.

3. Treće svojstvo hidrosfera se izražava u njegova geološki vječna pokretljivost. Kretanje vode je vrlo raznoliko i očituje se u brojnim ciklusima. Glavno kretanje vode je geološki ciklus materije. Svake sekunde, pod utjecajem sunčeve topline, milijuni kubnih metara vode uzdižu se i tvore oblake. Vjetar pokreće oblake. Pod pravim uvjetima, vlaga pada u obliku kiše ili snijega. Kapi kiše imaju povoljnu veličinu za sve zemaljsko i padaju tiho, tiho. Jesu li sve životne slučajnosti slučajne? Dakle, voda je uključena u svojevrsne cikluse tvari i energije. Taj je sustav uspostavljen na Zemlji pojavom besplatne vode i traje do danas.

Zašto postoji kretanje? Kretanje se može dogoditi pod djelovanjem: a) gravitacije; b) sunčeva (toplinska) energija; c) molekularno gibanje s promjenom faznog stanja.

4. Četvrto svojstvo hidrosfera je određena visokim kemijska aktivnost vode. U uvjetima zemljine kore ne postoje prirodna tijela koja se ne bi donekle otopila u prirodnim vodama. Voda u biosferi djeluje kao univerzalno otapalo, jer u interakciji sa svim tvarima, u pravilu, ne ulazi u kemijske reakcije s njima. Time se osigurava razmjena tvari između kopna i oceana, organizama i okoliša.

Najvažniji abiotički čimbenici vodenog okoliša su sljedeće:

1. Gustoća i viskoznost.

Gustoća vode je 800 puta, a viskoznost je oko 55 puta veća od zraka.

2. Toplinski kapacitet.

Voda ima veliki toplinski kapacitet, pa je ocean glavni prijamnik i akumulator sunčeve energije.

3. Mobilnost.

Stalno kretanje vodenih masa doprinosi održavanju relativne homogenosti fizikalnih i kemijskih svojstava.

4. Temperaturna stratifikacija.

Promjena temperature vode opaža se duž dubine vodenog tijela.

5. Periodične (godišnje, dnevne, sezonske) promjene temperature

Najniža temperatura vode smatra se - 2 ° C, najviša + 35-37 ° C. Dinamika fluktuacija temperature vode je manja od one zraka.

6. Prozirnost i zamućenost vode.

Određuje svjetlosni režim ispod površine vode. Fotosinteza zelenih bakterija, fitoplanktona, viših biljaka, a posljedično i nakupljanje organske tvari, ovisi o prozirnosti (i njenoj suprotnoj osobini – zamućenosti).

Zamućenost i prozirnost ovise o sadržaju tvari suspendiranih u vodi, uključujući one koje ulaze u vodena tijela zajedno s industrijskim ispustima. S tim u vezi, prozirnost i sadržaj suspendiranih krutih tvari najvažnije su karakteristike prirodnih i otpadnih voda koje su predmet kontrole u industrijskom poduzeću.

7. Salinitet vode.

Prema stupnju slanosti, sva vodna tijela se konvencionalno dijele na

svježe sa salinitetom manjim od 0,5 0/00,

boćata voda - salinitet se kreće od 0,5 - 16 0 / 00,

slano - više od 16 0 / 00.

Slanost oceanskih vodenih tijela je 32 - 38 0 / 00,

Najveći sadržaj soli imaju slana jezera, gdje koncentracija elektrolita doseže 370 0/00.

Glavna razlika morska voda od riječne soli je da je velika većina morske soli kloridi, i u riječna voda dominirao ugljične soli. Osoba koristi samo slatku vodu za održavanje života. Od ukupne količine vodenih resursa na Zemlji, udio slatke vode račun za ne više od 3%.

8. Otopljeni kisik i ugljični dioksid.

Prekomjerna potrošnja kisika za disanje živih organizama i za oksidaciju organskih i mineralnih tvari koje ulaze u vodu industrijskim ispustima dovodi do iscrpljivanja žive populacije sve do onemogućavanja života u takvoj vodi za aerobne organizme.

9. Koncentracija vodikovih iona (pH).

Svi hidrobionti su se prilagodili određenoj pH razini: jedni preferiraju kiseli okoliš, drugi preferiraju alkalnu sredinu, a treći neutralni. Promjene ovih karakteristika mogu dovesti do smrti hidrobionta.