Що вивчає гідросфера. Гідросфера — визначення, склад та будова, цікаві факти

Як багато хлопчаків, я мріяв стати моряком, і тема води цікавила мене ще в далекому дитинстві. Про гідросферіа вперше почув на уроках природознавства від своєї першої вчительки. Був здивований тоді, що всі річки, моря, океани, і навіть льодовикиможна об'єднати такою гарною назвою.

Багато читав з цієї тематики і охоче поділюся своїми знаннями та спостереженнями. Але почати слід із визначення.

Гідросфера – що це таке

Як свідчать всі енциклопедії та підручники, гідросфера - це одна з оболонок Землі, а саме водна. Найповніше уявити її склад нам допоможе картинка, представлена нижче.

Більшість усієї води на планеті не придатна для пиття та поливу, оскільки це солоні води морів та океанів. Для цих потреб підходить тільки прісна вода, частинаїї знаходиться глибоко під землею, інша частина – у замороженому стані у вигляді льодовиків, а ми можемо користуватися лише її мізерною часткою, що перебуває на поверхні. Гідросферапростягається на висоту до 9 кілометрів(снігові вершини Евересту) і на глибину до 11 кілометрів (Маріїнська западина). Вважається, що у цій оболонці зародилося все життя Землі.

Унікальні властивості води

Всім відома формула води (H2O),ще раз підтверджує, що це хімічна сполука, безбарвне, що не має смаку та запаху.

Воно єдине може бути у різних станах:

рідкому;
твердому (лід), при температурі нижче 0 градусів;
газоподібному (пари), при температурі 100 градусів.

Водапрекрасно розчиняє деякі елементи. Вона є найпоширенішою речовиноюна землі. Навіть людина складається на 80% із води, огірок – на 95%, а медуза – на 99%.

Екологічні проблеми гідросфери

Страшно уявити, що станеться, якщо гідросфера раптом зникне. Тоді відразу загине все живе. Звичайно, це змодельована ситуація, але людям варто замислитися над збереженням цієї земної оболонки.

На цьому етапі людство продовжує недбало ставитися до гідросфери, Наївно вважаючи, що води багато, вистачить усім на довгі роки. Це невірна думка, є регіони, де її зовсім мало. Однак усюди у воду скидають усе, що завгодно. Можна виділити такі типи забруднень:

механічне (пісок, зола, пил та інше);
теплове;
хімічне та радіоактивне;
органічне та поверхневе (нафта, хімічні сполуки, відходи тваринництва).

При цьому слід пам'ятати, що гідросфера активно взаємодіє з іншими оболонками Землі. Весь бруд з неї переходить на них. Так що ж таке гідросфера? Це не просто вся вода на планеті, а й необхідні умови нашого існування, які слід оберігати.

Гідросфера – водна оболонка нашої планети, включає всю воду, хімічно не пов'язану, незалежно від її стану (рідку, газоподібну, тверду). Гідросфера є однією з геосфер, що розташовується між атмосферою та літосферою. Ця переривчаста оболонка включає всі океани, моря, континентальні прісні та солоні водоймища, крижані масиви, атмосферну воду та воду в живих істотах.

Приблизно 70% поверхні Землі вкриті гідросферою. Її обсяг близько 1400 млн. кубометрів, що становить 1/800 обсягу всієї планети. 98% вод гідросфери – Світовий океан, 1,6 % укладено материкових льодах, решта гідросфери посідає прісних річок, озер, підземних вод. Таким чином, гідросфера ділиться на Світовий океан, підземні води та континентальні води, причому кожна група, у свою чергу, включає підгрупи нижчих рівнів. Так, в атмосфері вода знаходиться в стратосфері та тропосфері, на земній поверхні виділяють води океанів, морів, річок, озер, льодовиків, у літосфері – води осадового чохла, фундаменту.

Незважаючи на те, що основна маса води зосереджена в океанах і морях, а частку поверхневих вод припадає лише мала частина гідросфери (0,3%), саме вони відіграють головну роль у існуванні біосфери Землі. Поверхневі води – це основне джерело водопостачання, обводнення та зрошення. У зоні водообміну прісні підземні води швидко оновлюються під час загального кругообігу води, тому при раціональній експлуатації можна використовувати їх необмежено тривалий термін.

У процесі розвитку молодої Землі гідросфера формувалася при становленні літосфери, яка за геологічну історію нашої планети виділила величезну кількість водяної пари та підземних магматичних вод. Гідросфера утворилася під час тривалої еволюції Землі та диференціації її структурних компонентів. У гідросфері вперше Землі зародилося життя. Пізніше на початку палеозойської ери відбувся вихід живих організмів на сушу і почалося поступове розселення їх на континентах. Життя без води неможливе. У тканинах живих організмів міститься до 70-80% води.

Води гідросфери постійно взаємодіють з атмосферою, земною корою літосфери та біосферою. На межі між гідросферою та літосферою формуються практично всі осадові гірські породи, які складають осадовий шар земної кори. Гідросферу можна як частина біосфери, оскільки вона повністю заселена живими організмами, які, своєю чергою, впливають складу гідросфери. Взаємодія вод гідросфери, перехід води з одного стану до іншого проявляється як складний кругообіг води в природі. Всі види кругообігу води різних обсягів є єдиним гідрологічним циклом, у ході якого здійснюється відновлення всіх типів вод. Гідросфера є незамкнутою системою, води якої тісно взаємопов'язані, що зумовлює єдність гідросфери як природної системи та взаємовплив гідросфери та інших геосфер.

Схожі матеріали:

Мета наведеної нижче статті - розповісти, що таке гідросфера, показати наскільки багата наша планета на водні ресурси, і як важливо не порушувати баланс у природі. Планета Земля вкрита трьома оболонками. Це атмосфера, літосфера та гідросфера. Завдяки їхній взаємодії зародилося життя. Вони акумулюють сонячну енергію та розподіляють її між усіма організмами.

Розглянемо, що таке гідросфера.

Визначення

Якщо говорити просто, то це всілякі джерела дорогоцінної рідини. Сюди входять моря, океани, річки, льодовики, підземні річки та багато іншого. Частиною гідросфери є вода в атмосфері та у всіх живих організмах. Але найбільшу частку становить солона вода Світового океану.

Якщо з наукової точки зору, що таке гідросфера, то це комплекс наук, що включає в себе цілий підрозділ дослідницьких дисциплін. Розглянемо, які науки займаються вивченням складових гідросфери.

Гідрологія. Сфера дослідження – поверхневі водойми суші: річки, озера, болота, канали, ставки, водосховища.
Океанологія – вивчає Світовий океан.
Гляціологія – наземні льоди.
Метеорологія - рідина в атмосфері та її вплив на погоду та клімат.
Гідрохімія – хімічний склад води.
Гідрогеологія – займається підземними водами.
Геокріологія - вода у твердому стані: льодовики та вічні сніги.
Гідрогеохімія - молода наука, що вивчає хімічний склад усієї гідросфери.
Гідрогеофізика - також новий напрямок, основа якої - фізичні властивості водної оболонки Землі.

Склад гідросфери

З чого вона складається? Гідросфера включає всі види вологи на планеті. Її обсяг важко уявити. Вчені підрахували, що він становить 1370300000 км 3 . За всю історію існування планети маса води ніколи не змінювалася.

Цікавий факт:кожна п'ята людина мріє вдосталь напитися води. Але скільки б він не випивав, йому не вдається це зробити.

Розглянемо склад гідросфери:

Світовий океан. Займає більшу частину, а точніше, майже весь обсяг водяної оболонки. Він включає чотири океани: Тихий, Атлантичний, Індійський і Північний Льодовитий.
Води суші. Сюди відносяться всі джерела дорогоцінної рідини, які можна зустріти на континентах: річки, озера, болота.
Підземні води - це величезний запас вологи, що у літосфері.
Льодовики та постійні сніги, на частку яких припадає значна частина запасів води.
Вода в атмосфері та живих організмах.

Відсоткове співвідношення джерел гідросфери Землі представлено малюнку нижче.

Вода – це унікальна речовина. Її молекули мають такий міцний зв'язок, що їх дуже складно роз'єднати. Але ще більша унікальність її в тому, що, на відміну від інших важливих елементів, вона може існувати в природних умовах відразу в трьох станах: рідкому, твердому, газоподібному.

Кругообіг води у природі відіграє важливу функцію розподілу вологи на планеті. Основне джерело прісної рідини в атмосфері – Світовий океан. З нього вода під впливом сонця випаровується, перетворюється на хмари і переміщається в атмосфері, а сіль залишається. Так утворюється прісна рідина.

Виділяють два круговороти: великий і малий.

Великий кругообіг води стосується відновлення вод Світового океану. І оскільки більшість вологи перетворюється на газоподібний стан саме з його поверхні, вона повертається туди разом із стоками, куди потрапляє як опадів.

Якщо великий кругообіг охоплює оновлення води на планеті загалом, то малий стосується лише суші. Там спостерігається той самий процес: випаровування, конденсація, випадання у вигляді опадів та стік у Світовий океан.

В океані води випаровується більше, ніж у річках та озерах. Опадів, навпаки, на континентах випадає багато, а над відкритими водяними просторами – мало.

Швидкість круговороту

Складові гідросфери Землі оновлюються з різною швидкістю. Найшвидше оновлюється запас води в організмі людини, оскільки він на 80% складається з неї. Протягом кількох годин при рясному вживанні напоїв можна повністю відновити баланс.

А ось льодовики та світовий океан оновлюються дуже повільно. Для того щоб з'явилися нові айсберги в полярних широтах необхідно майже 10 тис. років. Можна уявити, скільки вже існує крига в Арктиці та Антарктиді.

Вода у Світовому океані очищається трохи швидше – за 2,7 тис. років.

Поживна сила живих організмів

Вода - це унікальна хімічна сполука водню та кисню. Вона не має запаху, смаку, кольору, але легко вбирає їх із навколишнього середовища. Її молекули важко роз'єднати, але водночас містять іони хлору, сірки, вуглецю, натрію.

У воді зародилося життя, і воно міститься у всіх організмах, які здійснюють обмін речовин. Є тварини, тіла яких майже рідкі. Медуза на 99% складається з води, риба лише на 75%. У рослинах соку її ще більше: в огірку – 95 %, моркви – 90 %, яблуку – 85 %, картоплі – 80 %.

Функції водної оболонки

Гідросфера Землі виконується кілька життєво важливих для планети функцій:

Акумулююча. Вся енергія Сонця насамперед потрапляє до океану. Там вона зберігається та розподіляється по планеті. Такий процес забезпечує збереження середньої позитивної температури.
Виробництво кисню. Найбільше цієї речовини виробляється фітопланктоном, що у Світовому океані.
Розподіл прісної води за рахунок кругообігів.
Забезпечує ресурсами. Світовий океан містить значні запаси продовольства, а також інших корисних ресурсів, що видобуваються.
Рекреаційний потенціал для людини, яка використовує океан у своїх цілях: для енергії, очищення, охолодження, розваги.

Гідросфера та людина

Залежно від того, як використовується вода, можна виділити дві окремі категорії:

Водоспоживачі. Сюди відносяться ті галузі людської діяльності, які користуються прозорою рідиною для досягнення своєї мети, але не повертають її. Видів такої діяльності дуже багато: кольорова та чорна металургія, сільське господарство, хімічна, легка промисловість та інші.
Водокористувачі. Це галузі, які у своїй діяльності використовують воду, але при цьому її завжди повертають. Сюди належить морський та річковий транспорт, рибне господарство, служби з доставки води населенню, водоканали.

Цікавий факт:для міста з населенням 1 млн осіб необхідно 300 тисяч м 3 чистої питної води на добу. При цьому повертається рідина в океан, забруднена, непридатна для живих організмів, і океану доводиться самостійно її очищати.

Класифікація за характером використання

Для людини вода має різне значення. Ми вживаємо в їжу, в ній стираємо та прибираємо. Тому вчені запропонували таку градацію:

Питна вода - чиста вода без токсичних та хімічних речовин, придатна до вживання у сирому вигляді.
Мінеральна вода - збагачена мінеральними компонентами вода, що видобувається із земних надр. Використовується з лікувальною метою.
Промислова вода - використовується у виробництві, проходить один або два етапи очищення.
Теплоенергетична вода – паркан береться з термальних джерел.

Технічна вода

Вода для технічних потреб може бути абсолютно різною. У сільському господарстві її використовують для поливу, причому очищати її не потрібно. В енергетичних цілях для опалення приміщень воду переводять у газоподібний стан. До лікарень, лазень, пралень надходить господарсько-побутова рідина з меншим очищенням.

Вода, що використовується в промисловості, часто забруднена. Але більше половини споживаного обсягу використовують для охолодження агрегатів. У цьому випадку вона не забруднюється та може бути використана повторно.

Проблеми гідросфери

Світовий океан - це середовище, яке здатне самоочищатися. Але людей на Землі 7 мільярдів, і швидкість забруднення набагато більша, ніж швидкість відновлення. Це може призвести до непоправних наслідків. Розглянемо основні джерела забруднення гідросфери:

Промислові, сільськогосподарські, побутові стоки.
Побутові відходи прибережних зон.
Забруднення нафтою та нафтопродуктами.
Попадання у світовий океан важких металів.
Кислотні дощі, результатом яких є знищення ареолу живих істот.
Транспорт.

Забруднення морів та океанів

Людина та гідросфера повинні існувати у світі. Адже від того, як ми ставитимемося до джерела нашого життя, так нам і відплатить природа. Вже зараз поверхня океанів і морів дуже забруднюється нафтопродуктами та відходами. Понад 20 % поверхні води покрито непроникною плівкою нафти, якою неспроможна здійснюється обмін киснем і парою. Це приведення до загибелі екосистем.

Через значні забруднень відбувається виснаження природними ресурсами. Наочний приклад – Аральське море. З 1984 тут більше не водиться риба.

З 1943-го проводилось забруднення гідросфери небезпечними радіоактивними речовинами. Їх закопували на морському дні. Із 1993 року це робити заборонено. Але за 50 років згубного впливу людина могла завдати океану непоправної шкоди.

Небезпека з боку річок та озер

Забруднення суші ще більш небезпечне для людини. Адже саме звідти ведеться паркан прісної води для господарських потреб та для споживання. На сьогоднішній день у Росії більшість річок належить до категорії сильно забруднених. Ось рейтинг найнебезпечніших водойм у Росії:

Волга;
Єнісей;
Іртиш;
Кама;
Мережа;
Олена;
Печора;
Том.

Вирішення екологічних проблем

Людство має зрозуміти, що чим більше уваги ми приділятимемо збереженню чистоти в природі, тим більший шанс у наших нащадків жити у сприятливому середовищі. У гонитві за грошима та прибутком, безліч підприємств нехтують основними правилами очищення. Основне завдання – це спорудження очисних фільтрів у прибережних районах, у місцях найбільшого скупчення відходів та забезпечення підприємств сучасними технологіями, спрямованими на екологічну безпеку.

Післямова

З цієї статті ми дізналися, що таке гідросфера, які її основні складові та з якими проблемами стикається Світовий океан. Завдання кожного з нас - розуміти, що світ створений не людиною, а природою, а ми нещадно експлуатуємо її, не усвідомлюючи наслідків.

Схожі матеріали:

лекція 3.

Гідросфера – водяна оболонка землі.

Забруднення гідросфери.

Джерела забруднення гідросфери.

Методи контролю за якістю води.

Заходи щодо охорони води.

Методи очищення стічних вод.

Гідросфера – водна оболонка Землі.

Гідросфера- водна оболонка Землі, що включає всі води, що знаходяться в рідкому, твердому та газоподібному станах.

Гідросфера включає води океанів, морів, підземні води та поверхневі води суші. Деяка кількість води міститься в атмосфері та живих організмах.

Вода займає переважну частину біосфери Землі (71% від загальної площі земної поверхні).

Гідросфера вже 4 млрд років тому була представлена такими трьома складовими: наземної (Світовий океан, річкові, ґрунтові, озерні води, льодовики), підземної (води літосфери), повітряної (пароподібна вода атмосфери).Гідросфера включає такі види вод (у дужках частка загального обсягу вод у гідросфері, %, за М.І. Львовичу, 1974):

Світовий океан (94,0);

підземні води (4,3);

льодовики (1,7);

води суші (озера, річкові води, ґрунтова волога) (0,03);

пари атмосфери (0,001).

Вода входить до складу живої речовини як обов'язковий компонент (70-99%). По суті, жива речовина – водний розчин «живих» молекул. Саме вода забезпечує їхню життєдіяльність. Земне життя зародилося у водному середовищі, і тому його можна вважати похідною води.

Фундаментальні властивості води:

1. Першевластивістьгідросфери – єдність і «повсюдність»(за висловом В. І. Вернадського) природних вод. Усі води пов'язані між собою і становлять єдине ціле. Така єдність природних вод визначається:

а) легким переходом води з одного фазового стану до іншого. У межах земних температур відомо три стани: рідкий, твердий, пароподібний. Плазмовий стан води існує при високих температурах та тисках у глибоких частинах надр;

б) постійною присутністю у воді газових компонентів. Природна вода – це водний розчин (газ, завислі тверді частинки, мінеральні речовини).

2. Другевластивістьгідросфери визначається особливим будовою молекули води. Будова та властивості води забезпечують найбільш сприятливі умовиу розвиток життя Землі. З фізики знаємо, що це тіла при нагріванні розширюються, а при охолодженні стискаються. Вода поводиться інакше. Якби при перетворенні на лід (охолодження) вона стискалася, лід би був важчим за воду і тонув на дно річок і озер. Річки були б проморожені до дна, і життя в цих водоймах було б неможливим. Лід – ізолятор, який оберігає від замерзання воду під льодом, що захищає все підводне життя. Якби не було цієї властивості, то Земля перетворилася б на закуту льодом планету.

Особливу будову молекули води забезпечує різноманіття структуриїї за зміни зовнішніх чинників (температура, тиск, хімічного складу). Нам узимку доводилося спостерігати різноманіття та красу крижаних візерунків на вікнах, сніжинку, іній на деревах. Як немає абсолютно однакових двох крапель води, так немає двох типів води, однакових структурою.

3. Третя якістьгідросфери виражається в геологічно вічної рухливості її.Рух води дуже різноманітний і проявляється у численних кругообігах. Головний рух води – геологічний кругообіг речовини. Кожну секунду під впливом сонячного тепла мільйони кубічних метрів води піднімаються вгору та утворюють хмари. Вітер рухає хмари. За сприятливих умов волога випадає у вигляді дощу або снігу. Дощові краплі мають сприятливий розмір для всього земного та падають тихо, м'яко. Чи всі сприятливі для життя збіги? Так, вода бере участь у своєрідних кругообігах речовини та енергії. Ця система встановилася на Землі з появою вільної води і продовжується до цього дня.

Чому відбувається рух? Рух може відбуватися під впливом: а) сили тяжіння; б) сонячної (теплової) енергії; в) молекулярного руху за зміни фазового стану.

4. Четверта властивістьгідросфери визначається високою хімічною активністю води. В умовах земної кори немає природних тіл, які тією чи іншою мірою не розчинялися б у природних водах. Вода в біосфері виступає у ролі універсального розчинника, бо, взаємодіючи з усіма речовинами, зазвичай, не вступає із нею хімічні реакції. Це забезпечує обмін речовин між сушею та океаном, організмами та навколишнім середовищем.

Найважливішими абіотичними факторами водного середовища є такі:

1. Щільність та в'язкість.

Щільність води у 800 разів, а в'язкість – приблизно у 55 разів більша, ніж повітря.

2. Теплоємність.

Вода має високу теплоємність, тому океан є головним приймачем та акумулятором сонячної енергії.

3. Рухливість.

Постійне переміщення водних мас сприяє підтримці відносної гомогенності фізичних та хімічних властивостей.

4. Температурна стратифікація.

По глибині водяного об'єкта спостерігається зміна температури води.

5. Періодичні (річні, добові, сезонні) зміни температури

Найнижчою температурою води вважають - 2°С, найвищою +35-37°С. Динаміка коливань температури води менша, ніж повітря.

6. Прозорість та каламутність води.

Визначає світловий режим під поверхнею води. Від прозорості (і зворотної їй характеристики - каламутності) залежить фотосинтез зелених бактерій, фітопланктону, вищих рослин, а отже, і накопичення органічної речовини.

Мутність і прозорість залежать від вмісту завислих у воді речовин, у тому числі й тих, що надходять у водні об'єкти разом із промисловими скидами. У зв'язку з цим прозорість і вміст завислих речовин - найважливіші характеристики природних та стічних вод, що підлягають контролю на промисловому підприємстві.

7. Солоність води.

За ступенем солоності всі водоймища умовно поділяються на

прісні із солоністю менше 0,5 0 / 00 ,

солоноватоводні - солоність коливається не більше 0,5 – 16 0 / 00 ,

солоні – більше 16 0/00 .

Солоність океанічних водойм становить 32 - 38 0 / 00 ,

Найвищий вміст солей у солоних озерах, де концентрація електролітів сягає 370 0 / 00 .

Головна відмінність морської водивід річкової у тому, що переважну частину морської солі становлять хлориди, а в річковій водіпереважають вуглекислі солі. Людина задля забезпечення життєдіяльності використовує лише прісну воду. Із загальної кількості водних ресурсів на землі на частку прісної водидоводиться трохи більше 3%.

8. Розчинений кисень та діоксид вуглецю.

Перевитрата кисню на дихання живих організмів і на окислення вступників у воду з промисловими скиданнями органічних та мінеральних речовин веде до збіднення живого населення аж до неможливості проживання у такій воді аеробних організмів.

9. Концентрація водневих іонів (РН).

Всі гідробіонти пристосувалися до певного рівня pH: одні воліють кисле середовище, інші - лужне, треті - нейтральне. Зміна цих характеристик може призвести до загибелі гідробіонтів.