В каких объектах гидросферы содержится больше всего пресной воды
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 ноября 2019; проверки требуют 7 правок.
Круговорот воды в природе
Гидросфе́ра (от др.-греч. гидро «вода» + сфера «шар») — водная оболочка Земли. Её принято делить на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и ледники, а также подземные воды.
Строение и состав[править | править код]
- Общий объём воды на планете — около 1,39 млрд км3[1].
- Масса гидросферы — примерно 1,46·1021 кг. [источник не указан 1809 дней] Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от массы всей планеты.[источник не указан 1809 дней]
Бо́льшая часть воды сосредоточена в океане, намного меньше — в ледниках, континентальных водоёмах и подземных водах. Солёные океанические воды составляют 96,4 % объёма гидросферы, воды ледников — 1,86 %, подземные воды — 1,68 %, а поверхностные воды суши — немногим более 0,02 %[2].
Океаны покрывают около 71 % земной поверхности. Средняя их глубина составляет 3800 м, а максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) — 10 994 метра.[3][4]Океаническую кору слагают осадочный и базальтовый слои. В водах Мирового океана растворены соли (в среднем 3,5 %) и ряд газов. В частности, верхний слой океана содержит 140 трлн тонн углекислого газа и 8 трлн тонн кислорода.
Поверхностные континентальные воды занимают лишь малую долю в общей массе гидросферы, но тем не менее играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Сверх того эта часть гидросферы находится в постоянном взаимодействии с атмосферой и земной корой.
Воду, которая находится в твёрдом состоянии (в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте), объединяют под названием криосферы.
Состав и объем гидросферы[5]:
| Части гидросферы | Объём, млн км3 | % |
|---|---|---|
| Мировой океан | 1370 | 93,96 |
| Подземные воды | 64 | 4,38 |
| Ледники | 24 | 1,65 |
| Озёра и водохранилища | 0.280 | 0,02 |
| Почвы | 0,085 | 0,01 |
| Атмосферный пар | 0,014 | 0,001 |
| Реки | 0,001 | 0,0001 |
| Вся гидросфера | 1458,38 | 100 |
в таблице опечатка, вся гидросфера не 100%, а 100,0211%
Связи[править | править код]
Переходы воды из одних частей гидросферы в другие составляют сложный круговорот воды на Земле.
Гидросфера перекрывается с биосферой по всей своей толще, но наибольшая плотность живого вещества приходится на поверхностные прогреваемые и освещаемые Солнцем слои, а также прибрежные зоны.
Принято считать, что именно в гидросфере зародилась жизнь на Земле. Лишь в начале палеозойской эры начался постепенный выход животных и растений на сушу.
См. также[править | править код]
- Геосферы
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Kelbert A., Schultz A., Egbert G. Global electromagnetic induction constraints on transition-zone water content variations (англ.) // Nature. — 2009. — Iss. 460. — P. 1003—1006.
- Kennish M.J. Practical handbook of marine science. — 3rd ed. — CRC Press, 2001. — (Marine science series). — ISBN 0849323916.
- Михайлов В.Н. Гидрология: учебник для вузов / В.Н. Михайлов, А.Д. Добровольский, С.А. Добролюбов. — 2-е изд., испр. — М.: Высш. школа, 2007. — 463 с. — ISBN 978-5-06-005815-4.
- Малая горная энциклопедия. В 3 т. = Мала гірнича енциклопедія / (На укр. яз.). Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
- Тимофеев П. П., Холодов В. Н., Зверев В. П. Осадочная оболочка Земли как возможный источник гидросферы // Доклады АН СССР. 1986. Т. 288. № 1. С. 197—200.
Источник
Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли, включающую суммарную массу воды найденной на, под и над поверхностью планеты. Вода гидросферы может находится в трех агрегатных состояниях: в жидком (вода), твердом (лед) и газообразном (водяной пар). Уникальная в Солнечной системе гидросфера Земли играет одну из первостепенных ролей для поддержания жизни на нашей планете.
Общий объем вод гидросферы
Земля имеет площадь около 510 066 000 км²; почти 71 % поверхности планеты покрыто соленой водой с объемом около 1,4 млрд. км³ и средней температурой около 4° C, не намного выше точки замерзания воды. В Мировом океане содержится почти 94% объема всей воды Земли. Остальная часть встречается в виде пресной воды, три четверти из которой, заперты в виде льда в полярных регионах. Большая часть оставшейся пресной воды – это грунтовые воды, содержащиеся в почвах и горных породах; и менее 1% водных ресурсов находится в озерах и реках мира. В процентах атмосферный водяной пар является незначительным, но перенос воды, испарившейся из океанов на поверхность суши, является неотъемлемой частью гидрологического цикла, который обновляет и поддерживает жизнь на планете.
Объекты гидросферы
Схема основных составных частей гидросферы планеты Земля
Объектами гидросферы выступают все жидкие и замерзшие поверхностные воды, грунтовые воды в почве и горных породах, а также атмосферный водяной пар. Всю гидросферу Земли, как показано на схеме выше можно разделить на следующие крупные объекты или части:
- Мировой океан: содержит 1,37 млрд. км³ или 93,96% от объема всей гидросферы;
- Подземные воды: содержат 64 млн. км³ или 4,38% от объема всей гидросферы;
- Ледники: содержат 24 млн. км³ или 1,65% от объема всей гидросферы;
- Озера и водохранилища: содержат 280 тыс. км³ или 0,02% от объема всей гидросферы;
- Почвы: содержат 85 тыс. км³ или 0,01% от объема всей гидросферы;
- Атмосферный пар: содержит 14 тыс. км³ или 0,001% объема всей гидросферы;
- Реки: содержат немного больше 1 тыс. км³ или 0,0001% от объема всей гидросферы;
- СУММАРНЫЙ ОБЪЕМ ГИДРОСФЕРЫ ЗЕМЛИ: около 1,458 млрд. км³.
Круговорот воды в природе
Схема круговорота природыГидрологический цикл включает в себя перемещение воды из океанов через атмосферу на континенты, а затем обратно в океаны над, по и под поверхностью суши. Цикл включает такие процессы, как осаждение, испарение, транспирацию, инфильтрацию, перколяцию и сток. Эти процессы действуют во всей гидросфере, которая простирается примерно на 15 км в атмосферу и примерно до 5 км вглубь земной коры.
Около трети солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли, расходуется на испарение океанической воды. Полученная атмосферная влажность конденсируются в облаках, дожде, снегу и росе. Влажность является решающим фактором в определении погоды. Это движущая сила штормов и она отвечает за разделение электрического заряда, что является причиной молнии и, следовательно, естественных лесных пожаров, которые отрицательно воздействуют на некоторые экосистемы. Осадки увлажняют почву, пополняют подземные водоносные горизонты, разрушают ландшафт, питают живые организмы и наполняет реки, которые переносят растворенные химические вещества, и отложения обратно в океаны.
Значение гидросферы
Вода играет важную роль в круговороте углерода. Под действием воды и растворенного углекислого газа кальций выветривается из континентальных пород и переносится в океаны, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конечном итоге карбонаты осаждаются на морском дне и литифицируются образуя известняки. Некоторые из этих карбонатных пород позже погружаются в недра Земли благодаря глобальному процессу тектоники плит и расплавляются, что приводит к выделению двуокиси углерода (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли являются основой для поддержания жизни планеты, формирования эрозии и выветривания континентов, и они резко контрастируют с отсутствием таких процессов, к примеру, на Венере.
Проблемы гидросферы
Процесс таяния ледниковСуществует множество проблем, которые непосредственно связаны с гидросферой, однако наиболее глобальными являются следующие:
Повышение уровня моря
Повышение уровня моря является новой проблемой, которая может затронуть многих людей и экосистемы во всем мире. Измерения уровня прилива показывают всемирное увеличение уровня моря на 15-20 см, и МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) предположила, что рост обусловлен расширением океанической воды из-за повышения температуры окружающей среды, таяния горных ледников, и ледяных шапок. Большинство ледников Земли тают из-за глобального изменения климата, и многие научные исследования показали, что скорость этого процесса увеличивается, а также оказывает значительное влияние на глобальный уровень моря.
Уменьшение арктического морского льда
За последние несколько десятилетий арктический морской лед значительно уменьшился в размерах. Недавние исследования NASA показывают, что он сокращается со скоростью 9,6 % за десятилетие. Такое истончение и отвод льда оказывает влияние на соленость океана, баланс тепла и места обитания животных. Например, популяции белых медведей снижаются из-за разрыва льда, который отделяет их от суши и многие особи в попытках переплыть, тонут. Эта потеря морского льда также влияет на альбедо или отражательную способность поверхности Земли, в следствии чего, темные океаны поглощают больше тепла.
Изменение количества осадков
Увеличение количества осадков может привести к наводнениям и оползням, а снижение – к засухам и пожарам. События Эль-Ниньо, муссоны и ураганы также влияют на краткосрочное глобальное изменение климата. Например, изменение океанических течений у берегов Перу, связанное с событием Эль-Ниньо, может привести к изменениям погодных условиях на всей территории Северной Америки. Изменения характера муссонов из-за повышения температуры способны вызвать засухи в районах по всему миру, которые зависят от сезонных ветров. Ураганы, усиливающиеся с повышением температуры морской поверхности, в будущем станут более губительными для людей.
Таяние вечной мерзлоты
При повышении глобальной температуры вечная мерзлота тундры тает. Это больше всего влияет на людей живущих в этой природной зоне, поскольку почва на которой расположены дома становится нестабильной. Мало того, что есть немедленный эффект, ученые опасаются, что таяние вечной мерзлоты высвободит огромное количество двуокиси углерода (CO2) и метана (CH4) в атмосферу, что в значительной степени повлияет на окружающую среду в долгосрочной перспективе. Высвобожденные парниковые газы будут способствовать дальнейшему глобальному потеплению за счет выделения тепла в атмосферу.
Антропогенное влияние человека на гидросферу
Люди оказали значительное влияние на гидросферу нашей планеты, и это будет продолжаться поскольку население Земли и потребности человечества увеличиваются. Глобальное изменение климата, загрязнение водных ресурсов, затопление рек, дренаж водно-болотных угодий, сокращение потока и орошение оказали давление на существующие пресноводные системы гидросферы. Устойчивое состояние нарушается выбросом токсичных химических веществ, радиоактивных веществ и других промышленных отходов, а также утечкой минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов в водные источники Земли.
Кислотный дождь, вызванный выбросом диоксида серы и оксидов азота от сжигания ископаемого топлива, стал всемирной проблемой. Считается, что подкисление пресноводных озер и повышенная концентрация алюминия в их водах, ответственны за значительные изменения в экосистемах озер. В частности, во многих озерах сегодня нет значительных популяций рыб.
Эвтрофикация, вызванная вмешательством человека, становится проблемой для пресноводных экосистем. По мере того, как избыточные питательные и органические вещества из сточных вод от сельского хозяйства и промышленности выпускаются в водные системы, они становятся искусственно обогащенными. Это влияет на прибрежные морские экосистемы, а также на введение органического вещества в океаны, что в разы больше, чем в дочеловеческие времена. Это вызвало биотические изменения в некоторых областях, таких как Северное море, где лучше развиваются цианобактерии и хуже – диатомовые водоросли.
При увеличении численности населения потребность в питьевой воде также возрастет, и во многих районах мира из-за изменения температуры, пресная вода чрезвычайно труднодоступна. Поскольку люди безответственно изменяют направление рек и исчерпывают естественные запасы воды, это создает еще больше проблем.
Люди оказали большое влияние на гидросферу и будут продолжать это делать в дальнейшем. Важно понимать воздействие, которое мы оказываем на окружающую среду, и работать над тем, чтобы уменьшить негативные последствия.
Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту
Источник
Вода покрывает огромную площадь Земного шара. На ее долю приходится около 70 % поверхности, только 3 % от всего водного запаса составляет пресная вода – та, которую мы пьем, и без которой человечество просто не может прожить.
Источники пресной воды
Для установления количества запасов необходимо понять, что же она под собой подразумевает.
Если коротко, то это вода, в которой соли (минералы) не превышают 0,1 %.
Ученые-гидрологи выделяют два типа водных ресурсов.
- Возобновляемые: реки, осадки, почвенные воды.
- Невозобновляемые: ледники, подземные источники, «застойную» воду в пресных озерах (преимущественно ледникового происхождения).
Водных запасов на планете много, но не все пригодны для комфортной жизнедеятельности человека. Из всего пресного запаса доступен для человека только 1 %, остальные спрятаны в ледниках и айсбергах.
Существует 6 источников водных ресурсов:
- самая большая доля приходится на ледники , 85 %;
- подземные воды, 13%;
- озёра, водохранилища, 0,6%;
- почвенная влага, 0,4%;
- пары атмосферы, 0,06%;
- речные источники 0,004%.
Запасы
Большинство пресной воды невозможно пить без специальной обработки. Причиной этому являются не только природные процессы (например, эрозия), но и человеческий фактор, который сыграл здесь не последнюю роль.
Общий объем пресной воды на земле около 28 253 200 км3. Распределена она неравномерно. Рассмотрим таблицу № 1.
Лидеры по годовым объемам водных ресурсов, в среднем за 2011-2019, км3 /год
| Страна | км 3/год |
| Бразилия | 8233 |
| Россия | 4498 |
| Канада | 3300 |
| США | 3069 |
| Индонезия | 2838 |
| Китай | 2739 |
| Колумбия | 2132 |
| Перу | 1913 |
| Индия | 1908 |
Наибольший запас пресной воды приходится на Бразилию. На втором месте находится наша страна.
Ледники Антарктиды содержат большое количество запасов пресной воды на Земле, если они разом растают, уровень воды Мирового океана поднимается на 70 метров.
Самым большим хранилищем в мире является расположенное в России озеро Байкал, в нем сосредоточена 1/5 всех мировых запасов.
Сибирь, озеро Байкал
Помимо него, немалая часть пресных источников содержится в Ладожском и Онежском озерах, а также в специальных водохранилищах, таких как Красноярское, Волгоградское, Самарское и др.
Состав пресной воды
Он различается в зависимости:
- залежей полезных ископаемых;
- влияния окружающей среды;
- деятельности человека.
В состав могут входить многочисленные газы (углекислый газ, углерод, кислород, азот), частички микроорганизмов, катионы (например, HCO3), анионы (например, Ca2+).
Виды и водоёмы пресной воды
Существует два вида пресной воды:
- обычная;
- пресная минеральная вода.
Последняя, в зависимости от содержания в ней солей и минералов, бывает столовой, лечебно-столовой и просто лечебной.
Если в воде искусственным путем убить одни живые организмы и добавить другие, увеличить макро и микроэлементы, то можно получить особые варианты вод: дистиллированную, талую, серебряную и др.
Чрезвычайно полезными свойствами обладает природная талая вода, которую добывают в экологически чистых районах, растапливая снег или горный лед.
В настоящий момент, большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой емкости и соответствует всем установленным требованиям чистоты.
Водоёмы пресной воды можно разделить на 3 группы: поверхностные, подземные и осадочные воды.
Поверхностные
Именно они соответствуют большинству человеческих потребностей. Их очень мало – чуть свыше 1,2 % от общего количества пресноводных источников. Это озера, ручьи, реки, ледники. Огромная их часть сосредоточена во льдах. И лишь около 21 % — в озерах. Но большую часть необходимой жидкости человек получает из рек, на которые приходится 0,49 %.
В этой группе можно также выделить и моря с океанами. Но вода в них слишком соленая и использовать ее в таком виде неприемлемо для здоровья человека.
Если удалить соли и минералы из водного раствора, можно добиться использования, хотя бы в промышленных или сельскохозяйственных целях. Но этот процесс слишком дорогостоящий, чтобы решить мировую проблему нехватки пресной воды.
Тепловая емкость пресной воды составляет 4,182 Дж / (г К), а тепловая емкость соленой — 3,993 Дж / (г К).
Пресная вода закипает быстрее соленой, поскольку соль увеличивает температуру нагревания. Учитывая, что ионы соли тяжелее молекул воды, то плотность морской воды затрудняет солевое испарение, и это слишком осложняет процесс опреснения.
Подземные
В зависимости от того, на какой глубине они располагаются, выделяют несколько групп.
- Грунтовые, поскольку они находятся недалеко от поверхности, то сильно подвержены колебаниям – во время осадков их количество увеличивается, в сухое время года их уровень понижается. Они больше склонны к загрязнению.
- Артезианские, которые относятся к важнейшим полезным ископаемым.
- Почвенные, заполняющие промежутки между частичками почвы.
- Межпластовые, наиболее постоянные и наименее загрязненные за счет своего глубокого нахождения.
- Минеральные воды, добываются из земных недр, сохраняющие естественный химический состав и защищенные от антропогенного воздействия.
Вода, получаемая из подземных источников, пополняется за счет атмосферных осадков. Но за счет роста населения и бесконтрольного потребления природных ресурсов, соблюдать этот баланс становится все сложнее и сложнее.
Осадочные
Это дожди, град, снега. Если еще относительно недавно дожди были весьма популярны для пополнения запасов пресной воды, то в настоящее время этими источниками пользуются в основном лишь сильно засушливые регионы.
Осадочную воду продолжают часто использовать для полива в садоводческих целях. Рассматривать её в качестве воды для питья сейчас довольно проблематично в связи с химическими загрязнениями и бактериальными заражениями.
На качество дождевой воды влияют такие факторы, как материалы крыш, расположения зданий, загрязненность воздуха в регионе и др.
Проблема пресной воды
Интенсивное использование невозобновляемых водных ресурсов наносит вред экологии. Дефицит воды становится ограничителем экономического роста в развивающихся странах. Рассмотрим основные проблемы.
Нехватка водных ресурсов
Многим кажется, что пресная вода это неиссякаемый природный источник. И подтверждением тому служит круговорот воды в природе. Но не все учитывают человеческую жизнедеятельность, перенаселение планеты и меняющийся в сторону потепления климат.
Огромное количество природных водоемов высыхают, сельскохозяйственная отрасль использует воду неэффективно, а потребляет ее в гораздо большем количестве, чем любая другая промышленность. Все эти факторы приводят к тому, что отсутствие достаточных запасов пресной воды становится все ощутимее.
Пути выхода из сложившейся ситуации, такие как создание водохранилищ, опреснение соленой воды, экономное расходование, пока не дают должных результатов.
Загрязнения
Выделяют природные причины и искусственно созданные причины загрязнений.
К природным относятся те процессы, которые не зависят напрямую от человека:
- грязевые потоки;
- сели;
- наводнения;
- землетрясения.
Искусственные последствия наступают в связи с человеческой деятельностью. Некоторые предприятия нередко пренебрегают экологическими нормативами и требованиями и сбрасывают отходы непосредственно в водоемы.
Выбросы в атмосферу вредных веществ от автомобильного транспорта, фабрик и заводов приводят к кислотным дождям.
Какая плотность пресной воды кг/м3
Плотность – физическая характеристика вещества, позволяет сравнивать вещества одинакового объема. Вещество, которое больше весит, обладает большей плотностью.
Плотность пресной воды напрямую зависит от температуры. С увеличением температуры её плотность постепенно начинает снижаться. Для наглядности представлена таблица № 2.
Базовая плотность при температуре от 0 до 100 С
| Температура, С | Плотность, кг/м3 |
| 999.87 | |
| 2 | 999.97 |
| 4 | 1000 |
| 6 | 999.97 |
| 8 | 999.88 |
| 10 | 999.73 |
| 12 | 999.53 |
| 14 | 999.27 |
| 16 | 998.97 |
| 18 | 998.62 |
| 20 | 998.23 |
| 22 | 997.80 |
| 24 | 997.33 |
| 26 | 996.81 |
| 28 | 996.26 |
| 30 | 995.68 |
| 32 | 995.06 |
| 34 | 994.40 |
| 36 | 993.72 |
| 38 | 993.00 |
| 40 | 992.25 |
| 42 | 991.47 |
| 44 | 990.7 |
| 46 | 989.8 |
| 48 | 989.0 |
| 50 | 988.1 |
| 52 | 987.2 |
| 54 | 986.2 |
| 56 | 985.3 |
| 58 | 984.3 |
| 60 | 983.2 |
| 62 | 982.2 |
| 64 | 981.1 |
| 66 | 980.1 |
| 68 | 978.9 |
| 70 | 977.8 |
| 72 | 976.7 |
| 74 | 975.5 |
| 76 | 974.3 |
| 78 | 973.1 |
| 80 | 971.8 |
| 82 | 970.6 |
| 84 | 969.3 |
| 86 | 968.0 |
| 88 | 966.7 |
| 90 | 965.3 |
| 92 | 964.0 |
| 94 | 962.6 |
| 96 | 961.2 |
| 98 | 959.8 |
| 100 | 958.4 |
Значения могут иметь небольшую погрешность. Очищенная питьевая будет менее плотной, чем не питьевая из природных источников, так как в ней находятся различные органические и неорганические примеси, например, частички ила, песок и т. д.
Плотность воды измеряют ареометром. Его принцип основан на законе Архимеда.
Формула для определения плотности
При пользовании формулой нужно следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно килограммах и кубических метрах.
Заключение
Пресная вода — богатство нашей планеты. Основный запас находится в труднодоступных местах — ледниках. Большой популярностью пользуется бутилированная вода. Она проходит тщательную проверку, является стерильной и соответствует качеству.
Источник