Vad studerar hydrosfären. Hydrosphere - definition, sammansättning och struktur, intressanta fakta

Som många pojkar drömde jag om att bli sjöman, och ämnet vatten har intresserat mig sedan min tidiga barndom. O hydrosfären Jag hörde det för första gången på lektioner i naturhistoria från min första lärare. Jag blev förvånad då alla floder, hav, hav och till och med glaciärer kan kombineras med ett så vackert namn.

Jag läser mycket om detta ämne och delar gärna med mig av min kunskap och iakttagelser. Men låt oss börja med en definition.

Hydrosphere - vad är det

Som alla uppslagsverk och läroböcker säger, Hydrosfären är ett av jordens skal, nämligen vattnet. Bilden nedan hjälper oss att fullt ut presentera dess sammansättning.

Mest av allt vatten på planeten är inte lämpligt för att dricka och bevattna. därför det salta vatten i haven och haven. Lämplig för dessa behov färskvatten, del hon är djup under jord, den andra delen - i fruset tillstånd i form av glaciärer, och vi kan bara använda dess försumbara bråkdel, vilket är på ytan. Hydrosfär sträcker sig upp till 9 kilometer(snöig Everest toppar) och igen djup upp till 11 kilometer (Mariinsky depression). Man tror att det var i detta skal som allt liv på jorden uppstod.

Vattnets unika egenskaper

Alla vet vattenformel (H2O), bekräftar det det är en kemisk förening, färglös, smaklös och luktlös.

Det är den enda som kan vara i olika stater:

flytande;
fast (is), vid temperaturer under 0 grader;
gasformiga (ångor), vid en temperatur av 100 grader.

Vatten underbar löser upp vissa element. Det råkar hon vara det vanligaste ämnet på marken. Även en person är 80% vatten, en gurka är 95% och en manet är 99% alls.

Hydrosfärens miljöproblem

Det är läskigt att tänka på vad som skulle hända om hydrosfären kommer plötsligt att försvinna. Då kommer allt levande att förgås över en natt. Naturligtvis är detta en simulerad situation, men folk borde tänka på att bevara detta jordiska skal.

I detta skede mänskligheten fortsätter att försumma hydrosfären, naivt att tro att det finns mycket vatten, tillräckligt för alla i många år. Detta är en felaktig bedömning, det finns regioner där det finns väldigt lite av det. Däremot kastas allt i vattnet överallt. Följande typer av föroreningar kan urskiljas:

mekanisk (sand, aska, damm, etc.);
termisk;
kemiska och radioaktiva;
organiskt och ytligt (olja, kemiska föreningar, animaliskt avfall).

Samtidigt måste man komma ihåg det hydrosfären interagerar aktivt med resten av jordens skal. All smuts från det går till dem. Så vad är hydrosfären? Detta är inte bara allt vatten på planeten, utan också nödvändiga förutsättningar för vår existens, som måste skyddas.

Hydrosphere - vattenskalet på vår planet, inkluderar allt vatten, kemiskt obundet, oavsett dess tillstånd (flytande, gasformigt, fast). Hydrosfären är en av geosfärerna som ligger mellan atmosfären och litosfären. Detta diskontinuerliga hölje omfattar alla hav, hav, kontinentala söt- och saltvattenkroppar, ismassor, atmosfäriskt vatten och vatten i levande varelser.

Cirka 70 % av jordens yta täcks av hydrosfären. Dess volym är cirka 1400 miljoner kubikmeter, vilket är 1/800 av hela planetens volym. 98% av hydrosfärens vatten är världshavet, 1,6% är inneslutet av kontinental is, resten av hydrosfären faller på andelen färska floder, sjöar, grundvatten. Således är hydrosfären uppdelad i världshavet, grundvatten och kontinentalvatten, och varje grupp inkluderar i sin tur undergrupper av lägre nivåer. Så i atmosfären finns vatten i stratosfären och troposfären, på jordens yta frigörs vattnet i haven, hav, floder, sjöar, glaciärer, i litosfären - vattnet i det sedimentära täcket, grunden.

Trots att huvuddelen av vattnet är koncentrerat i haven och haven, och endast en liten del av hydrosfären (0,3 %) står för ytvatten, är det de som spelar huvudrollen i existensen av jordens biosfär. Ytvatten är huvudkällan för vattenförsörjning, vattning och bevattning. I vattenbyteszonen förnyas färskt grundvatten snabbt under det allmänna vattnets kretslopp, därför kan det, med rationell exploatering, användas på obestämd tid.

Under utvecklingen av den unga jorden bildades hydrosfären under bildandet av litosfären, som under vår planets geologiska historia har släppt ut en enorm mängd vattenånga och underjordiska magmatiska vatten. Hydrosfären bildades under jordens långa utveckling och differentieringen av dess strukturella komponenter. Livet föddes i hydrosfären för första gången på jorden. Senare, i början av den paleozoiska eran, skedde uppkomsten av levande organismer på land, och deras gradvisa bosättning på kontinenterna började. Livet utan vatten är omöjligt. Alla levande organismers vävnader innehåller upp till 70-80% vatten.

Hydrosfärens vatten interagerar ständigt med atmosfären, jordskorpan, litosfären och biosfären. På gränsen mellan hydrosfären och litosfären bildas nästan alla sedimentära bergarter som utgör det sedimentära lagret av jordskorpan. Hydrosfären kan betraktas som en del av biosfären, eftersom den är helt befolkad av levande organismer, vilket i sin tur påverkar hydrosfärens sammansättning. Interaktionen mellan hydrosfärens vatten, övergången av vatten från ett tillstånd till ett annat manifesterar sig som en komplex vattencykel i naturen. Alla typer av vattenkretslopp av olika volymer representerar en enda hydrologisk cykel, under vilken förnyelsen av alla typer av vatten utförs. Hydrosfären är ett öppet system, vars vatten är nära sammankopplade, vilket bestämmer hydrosfärens enhet som ett naturligt system och hydrosfärens och andra geosfärers ömsesidiga inflytande.

Relaterat innehåll:

Syftet med artikeln nedan är att berätta vad hydrosfären är, att visa hur rik vår planet är på vattenresurser och hur viktigt det är att inte rubba balansen i naturen. Planeten Jorden är täckt med tre skal. Dessa är atmosfären, litosfären och hydrosfären. Genom deras samspel föddes livet. De ackumulerar solenergi och fördelar den bland alla organismer.

Tänk på vad hydrosfären är.

Definition

Enkelt uttryckt, dessa är alla typer av källor till dyrbar vätska. Detta inkluderar hav, hav, floder, glaciärer, underjordiska floder och mer. En del av hydrosfären är vatten i atmosfären och i alla levande organismer. Men den största andelen är havens saltvatten.

Om vi betraktar från en vetenskaplig synvinkel vad hydrosfären är, så är detta ett komplex av vetenskaper, som inkluderar en hel underavdelning av forskningsdiscipliner. Tänk på vilka vetenskaper som är engagerade i studiet av hydrosfärens komponenter.

Hydrologi. Studiens omfattning är ytvattenförekomster på land: floder, sjöar, träsk, kanaler, dammar, reservoarer.
Oceanologi är studiet av haven.
Glaciologi - mald is.
Meteorologi - vätskan i atmosfären och dess effekt på väder och klimat.
Hydrokemi - den kemiska sammansättningen av vatten.
Hydrogeologi handlar om grundvatten.
Geokryologi - fast vatten: glaciärer och eviga snö.
Hydrogeokemi är en ung vetenskap som studerar den kemiska sammansättningen av hela hydrosfären.
Hydrogeofysik är också en ny riktning, vars grund är de fysiska egenskaperna hos jordens vattenskal.

Hydrosfärens sammansättning

Vad består den av? Hydrosfären inkluderar alla typer av fukt på planeten. Dess volym är svår att föreställa sig. Forskare har beräknat att det är 1370,3 miljoner km 3. Under hela planetens historia har vattenmassan aldrig förändrats.

Intressant fakta: var femte person vill dricka mycket vatten. Men hur mycket han än dricker så misslyckas han med det.

Tänk på hydrosfärens sammansättning:

Världshavet. Det upptar en stor del, eller snarare, nästan hela volymen av vattenskalet. Det omfattar fyra hav: Stilla havet, Atlanten, Indiska och Arktis.
Landvatten. Detta inkluderar alla källor till dyrbar vätska som kan hittas på kontinenterna: floder, sjöar, träsk.
Grundvatten är en enorm mängd fukt som ligger i litosfären.
Glaciärer och permanent snö, som står för en stor del av vattenförsörjningen.
Vatten i atmosfären och i levande organismer.

Procentandelen av källorna till jordens hydrosfär visas i figuren nedan.

Vatten är ett unikt ämne. Dess molekyler har en så stark bindning att det är mycket svårt att separera dem. Men dess ännu större unika är att den, till skillnad från andra viktiga element, kan existera under naturliga förhållanden i tre tillstånd samtidigt: flytande, fast, gasformig.

Vattnets kretslopp i naturen spelar en viktig funktion i fördelningen av fukt på planeten. Den huvudsakliga källan till färsk vätska i atmosfären är världshavet. Från det avdunstar vattnet, under solens inverkan, förvandlas till moln och rör sig i atmosfären, medan salt finns kvar. Så det finns en färsk vätska.

Det finns två cykler: stor och liten.

Det stora vattnets kretslopp handlar om förnyelsen av havens vatten. Och eftersom det mesta av fukten går över i ett gasformigt tillstånd precis från dess yta, återvänder det dit tillsammans med avlopp, där det kommer in i form av nederbörd.

Om ett stort kretslopp täcker förnyelsen av vatten på planeten som helhet, så gäller en liten en endast för land. Samma process observeras där: avdunstning, kondensation, nederbörd i form av nederbörd och avrinning till haven.

Mer vatten avdunstar i havet än i floder och sjöar. Tvärtom, det är mycket nederbörd på kontinenterna och lite över öppna vattenvidder.

Cykelhastighet

Komponenterna i jordens hydrosfär uppdateras i olika takt. Den snabbast uppdaterade vattenförsörjningen i människokroppen, eftersom den består av 80% av den. Inom några timmar, med massor av drycker, kan du återställa balansen helt.

Men glaciärer och haven uppdateras väldigt långsamt. För att helt nya isberg ska dyka upp på de polära breddgraderna behövs nästan 10 tusen år. Man kan föreställa sig hur länge is redan har funnits i Arktis och Antarktis.

Vatten i haven rensas lite snabbare - på 2,7 tusen år.

Näringskraften hos levande organismer

Vatten är en unik kemisk förening av väte och syre. Den har ingen lukt, smak, färg, men absorberar dem lätt från miljön. Dess molekyler är svåra att separera, men samtidigt innehåller de joner av klor, svavel, kol, natrium.

Livet har sitt ursprung i vatten, och det finns i alla metaboliska organismer. Det finns djur vars kroppar nästan är flytande. Maneter är 99% vatten, fiskar är bara 75%. Det finns ännu mer juice i växter: i gurka - 95%, morötter - 90%, äpplen - 85%, potatis - 80%.

Vattenskalets funktioner

Jordens hydrosfär utför flera viktiga funktioner för planeten:

Ackumulerar. All solens energi går först ut i havet. Där lagras och distribueras den över hela planeten. Denna process säkerställer bevarandet av den genomsnittliga positiva temperaturen.
Syreproduktion. Det mesta av detta ämne produceras av växtplankton i haven.
Fördelning av färskvatten genom cirkulation.
Tillhandahåller resurser. Världens hav innehåller betydande matreserver, såväl som andra användbara utvinningsbara resurser.
Rekreationspotential för en person som använder havet för sina egna syften: för energi, städning, kylning, underhållning.

Hydrosfären och människan

Beroende på hur vatten används kan två separata kategorier särskiljas:

Vattenkonsumenter. Detta inkluderar de grenar av mänsklig aktivitet som använder en klar vätska för att uppnå sina mål, men som inte returnerar den. Det finns många sådana aktiviteter: icke-järn- och järnmetallurgi, jordbruk, kemi, lätt industri och andra.
Vattenanvändare. Det är industrier som använder vatten i sin verksamhet, men som alltid lämnar tillbaka det. Detta inkluderar sjö- och flodtransporter, fiske, tjänster för leverans av vatten till befolkningen, vattenverk.

Intressant fakta: för en stad med en befolkning på 1 miljon människor behövs 300 tusen m 3 rent dricksvatten per dag. Samtidigt återvänder vätskan till havet förorenad, olämplig för levande organismer, och havet måste städa upp den på egen hand.

Klassificering efter användningstyp

För en person har vatten en annan betydelse. Vi äter, tvättar och städar i den. Därför har forskare föreslagit följande gradering:

Dricksvatten - rent vatten utan giftiga och kemiska ämnen, lämpligt för konsumtion i sin råa form.
Mineralvatten - vatten berikat med mineralkomponenter, som utvinns från jordens tarmar. Används för medicinska ändamål.
Industriellt vatten - används i produktionen, går igenom ett eller två steg av rening.
Termiskt energivatten - intaget tas från termiska källor.

tekniskt vatten

Vatten för tekniska behov kan vara helt annorlunda. Inom jordbruket används det för bevattning, och det behöver inte rengöras. För energiändamål, för uppvärmning av rum, omvandlas vatten till ett gasformigt tillstånd. Sjukhus, bad, tvättstugor tar emot hushållsvätska med mindre rening.

Vatten som används inom industrin är ofta förorenat. Men mer än hälften av den förbrukade volymen används för att kyla enheterna. I det här fallet är det inte kontaminerat och kan återanvändas.

Problem med hydrosfären

Haven är en miljö som är kapabel till självrening. Men det finns 7 miljarder människor på jorden, och föroreningshastigheten är mycket större än förnyelsehastigheten. Detta kan leda till irreparable konsekvenser. Tänk på de viktigaste källorna till förorening av hydrosfären:

Industri-, jordbruks-, hushållsavlopp.
Hushållsavfall från kustzoner.
Förorening av olja och oljeprodukter.
Inträde i haven av tungmetaller.
Surt regn, resultatet av vilket är förstörelsen av areola av levande varelser.
Transport.

Förorening av hav och oceaner

Människan och hydrosfären måste finnas i världen. När allt kommer omkring, från hur vi behandlar källan till vårt liv, så kommer naturen att återgälda oss. Redan nu är havens och havens yta mycket kraftigt förorenad av oljeprodukter och avfall. Mer än 20% av vattenytan är täckt med en ogenomtränglig film av olja, genom vilken syre och ånga inte kan bytas ut. Detta leder till att ekosystemen dör.

På grund av betydande föroreningar utarmas naturresurserna. Ett bra exempel är Aralsjön. Sedan 1984 har ingen fisk hittats här.

Sedan 1943 har hydrosfären varit förorenad med farliga radioaktiva ämnen. De begravdes på havsbotten. Detta har varit förbjudet sedan 1993. Men under 50 år av skadlig påverkan kan en person orsaka irreparabel skada på havet.

Fara från floder och sjöar

Markföroreningar är ännu farligare för människor. Det är trots allt därifrån som färskvatten tas för hushållsbehov och för konsumtion. Idag i Ryssland klassas de flesta floderna som kraftigt förorenade. Här är en klassificering av de farligaste reservoarerna i Ryssland:

Volga;
Yenisei;
Irtysh;
Kama;
Jag ställer;
Lena;
Pechora;
Tom.

Att lösa miljöproblem

Mänskligheten måste förstå att ju mer uppmärksamhet vi ägnar åt att bevara renhet i naturen, desto större är chansen för våra ättlingar att leva i en gynnsam miljö. I jakten på pengar och vinst försummar många företag de grundläggande städreglerna. Huvuduppgiften är att bygga rengöringsfilter i kustområden, på platser med den största ackumuleringen av avfall och tillhandahålla företag med modern teknik som syftar till miljösäkerhet.

Efterord

Från den här artikeln lärde vi oss vad hydrosfären är, vilka är dess huvudkomponenter och vilka problem som världshavet står inför. Uppgiften för var och en av oss är att förstå att världen skapades inte av människan utan av naturen, och vi utnyttjar den skoningslöst utan att inse konsekvenserna.

Relaterat innehåll:

Föreläsning 3

Hydrosfären är jordens vattenskal.

Förorening av hydrosfären.

Källor till förorening av hydrosfären.

Metoder för kontroll av vattenkvalitet.

Vattenskyddsåtgärder.

Reningsmetoder för avloppsvatten.

Hydrosfären är jordens vattenskal.

Hydrosfär- Jordens vattenskal, inklusive allt vatten i flytande, fast och gasformigt tillstånd.

Hydrosfären omfattar vattnet i haven, hav, grundvatten och ytvatten på land. En del vatten finns i atmosfären och i levande organismer.

Vatten upptar den övervägande delen av jordens biosfär (71% av den totala ytan av jordens yta).

Hydrosfären redan för 4 miljarder år sedan representerades av följande tre komponenter: terrestra (Världshavet, flod, jord, sjövatten, glaciärer), underjordisk (litosfärens vatten), luft (atmosfärens ångformiga vatten). Hydrosfären inkluderar följande typer av vatten (inom parentes, andelen av den totala volymen vatten i hydrosfären, %, enligt M.I. Lvovich, 1974):

Världshavet (94,0);

grundvatten (4,3);

glaciärer (1,7);

landvatten (sjöar, flodvatten, markfuktighet) (0,03);

atmosfäriska ångor (0,001).

Vatten är en del av levande materia som en väsentlig komponent (70–99 %). I själva verket är levande materia en vattenlösning av "levande" molekyler. Det är vatten som håller dem vid liv. Landliv har sitt ursprung i vattenmiljön, och därför kan det betraktas som ett derivat av vatten.

Vattnets grundläggande egenskaper:

1. Första fastigheten hydrosfär - enhet och allestädes närvarande"(med V. I. Vernadskys ord) naturliga vatten. Alla vatten är sammankopplade och representerar en enda helhet. Denna enhet av naturliga vatten bestäms av:

a) lätt övergång av vatten från ett fastillstånd till ett annat. Tre tillstånd är kända inom gränserna för jordtemperaturer: flytande, fast och ånga. Vattnets plasmatillstånd existerar vid höga temperaturer och tryck i de djupa delarna av tarmarna;

b) den konstanta närvaron av gaskomponenter i vattnet. Naturligt vatten är en vattenlösning (gas, suspenderade ämnen, mineraler).

2. Andra fast egendom hydrosfären bestäms vattenmolekylens speciella struktur. Vattnets struktur och egenskaper ger de mest gynnsamma förhållandena för livets utveckling på jorden. Vi vet från fysiken att alla kroppar expanderar när de värms upp och drar ihop sig när de kyls. Vatten beter sig annorlunda. Om den drog ihop sig när den blev till is (avkylning) skulle isen vara tyngre än vatten och sjunka till botten av floder och sjöar. Floderna skulle vara frusna till botten, och livet i dessa reservoarer skulle vara omöjligt. Is är en isolator som håller vattnet under isen från att frysa, vilket skyddar allt undervattensliv. Om det inte vore för denna egenskap, skulle jorden förvandlas till en isbunden planet.

Vattenmolekylens speciella struktur ger grenrörsstruktur det när man ändrar yttre faktorer (temperatur, tryck, kemisk sammansättning). På vintern var vi tvungna att observera mångfalden och skönheten i ismönster på fönstren, snöflingor, frost på träden. Precis som inte två droppar vatten är exakt likadana, så är inte två typer av vatten identiska till sin struktur.

3. Tredje fastigheten hydrosfären uttrycks i dess geologiskt eviga rörlighet. Vattnets rörelse är mycket varierande och visar sig i många cykler. Vattnets huvudsakliga rörelse är materiens geologiska kretslopp. Varje sekund, under påverkan av solvärme, stiger miljontals kubikmeter vatten upp och bildar moln. Vinden sätter molnen i rörelse. Under rätt förhållanden faller fukt i form av regn eller snö. Regndroppar har en gynnsam storlek för allt jordiskt och faller tyst, mjukt. Är alla livsvänliga tillfälligheter tillfälligheter? Vatten är alltså involverat i ett slags kretslopp av materia och energi. Detta system etablerades på jorden med tillkomsten av fritt vatten och fortsätter till denna dag.

Varför finns det rörelse? Rörelse kan ske under inverkan av: a) gravitation; b) solenergi (termisk). c) molekylär rörelse med en förändring i fastillståndet.

4. Fjärde fastigheten hydrosfären bestäms av hög vattens kemiska aktivitet. Under jordskorpans förhållanden finns det inga naturliga kroppar som inte skulle lösas till viss del i naturliga vatten. Vatten i biosfären fungerar som ett universellt lösningsmedel, eftersom det interagerar med alla ämnen som regel inte går in i kemiska reaktioner med dem. Detta säkerställer utbyte av ämnen mellan land och hav, organismer och miljö.

Det viktigaste abiotiska faktorer i vattenmiljön är följande:

1. Densitet och viskositet.

Vattnets densitet är 800 gånger och viskositeten är cirka 55 gånger luftens.

2. Värmekapacitet.

Vatten har en hög värmekapacitet, så havet är den huvudsakliga mottagaren och ackumulatorn av solenergi.

3. Rörlighet.

Den konstanta rörelsen av vattenmassor bidrar till att upprätthålla den relativa homogeniteten av fysikaliska och kemiska egenskaper.

4. Temperaturskiktning.

En förändring i vattentemperaturen observeras längs vattenkroppens djup.

5. Periodiska (årliga, dagliga, säsongsbetonade) temperaturförändringar

Den lägsta vattentemperaturen anses vara - 2 ° C, den högsta + 35-37 ° C. Dynamiken för fluktuationer i vattentemperaturen är mindre än luftens.

6. Vattnets insyn och grumlighet.

Bestämmer ljusregimen under vattenytan. Fotosyntesen av gröna bakterier, växtplankton, högre växter, och följaktligen ackumuleringen av organiskt material, beror på transparens (och dess motsatta egenskap - grumlighet).

Grumlighet och transparens beror på innehållet av ämnen suspenderade i vatten, inklusive de som kommer in i vattendrag tillsammans med industriella utsläpp. I detta avseende är transparensen och innehållet av suspenderade fasta ämnen de viktigaste egenskaperna hos naturligt och avloppsvatten som är föremål för kontroll på ett industriföretag.

7. Vattnets salthalt.

Beroende på salthaltsgraden är alla vattenförekomster konventionellt indelade i

färsk med salthalt mindre än 0,50/00,

bräckt vatten - salthalten varierar från 0,5 - 16 0 / 00,

salt - mer än 16 0 / 00.

Salthalten i oceaniska vattenkroppar är 32 - 38 0 / 00,

Saltsjöar har högst salthalt, där koncentrationen av elektrolyter når 370 0/00.

Huvudskillnaden havsvatten från flodsalt är att den stora majoriteten av havssalt är klorider, och i flodvatten dominerade kolsyrasalter. En person använder bara färskvatten för att stödja livet. Av de totala vattenresurserna på jorden, andel färskvatten räkna med inte mer än 3 %.

8. Löst syre och koldioxid.

Överskottsförbrukningen av syre för andning av levande organismer och för oxidation av organiska och mineraliska ämnen som kommer in i vattnet med industriella utsläpp leder till utarmning av den levande befolkningen upp till omöjligheten att leva i sådant vatten för aeroba organismer.

9. Vätejonkoncentration (pH).

Alla hydrobionter har anpassat sig till en viss pH-nivå: vissa föredrar en sur miljö, andra föredrar en alkalisk miljö och ytterligare andra föredrar en neutral miljö. Förändringar i dessa egenskaper kan leda till att hydrobionter dör.