Гидросфера земли: описание, объем, схема, объекты, состав и загрязнение

Исследования: самая глубокая точка Мирового океана

Ученые сходятся во мнениях, что мировой океан изучен только на 2–7%.

Первое кругосветное плавание (морская экспедиция) была совершена 20 сентября 1519 года и завершилась 6 сентября 1522 года под командованием Фернана Магеллана.

Экспедиция доказала наличие единого Мирового океана и представила практическое свидетельство о шарообразности Земли.

С изобретением эхолота в начале ХХ века появилась возможность более плотного исследования океанского дна, определения морского рельефа и глубин. Основным препятствием к изучению и освоению пространства Мирового океана для человека стала невозможность длительное время находиться под водой.

В 1960-м году исследователям удалось опуститься на дно самой глубокой точки Мирового океана – Марианской впадины. Её глубина составляет почти 11 тысяч метров, а давление воды на дне сминает обычный корабль буквально в лепёшку.

Тем не менее, опустившись на эту глубину, люди с удивлением обнаружили, что на дне кипит жизнь. Морские рачки, моллюски и даже рыбы сумели приспособиться к огромному давлению, почти полному отсутствию кислорода и солнечного света.

Гидросфера Земли — общая характеристика

Определение

Гидросферой в географии называется водная оболочка планеты Земля, состоящая из вод Мирового океана, ледников, континентальных поверхностных вод, подземных течений.

Гидросфера считается самой тонкой оболочкой Земли и одной из ее основных особенностей – на других планетах Солнечной системы такого количества воды пока не обнаружено.

Примечание

Совокупность всех видов водных запасов, находящихся в твердом состоянии, называют криосферой. К ней относятся ледники, зоны вечной мерзлоты, снежный покров. Криосфера является составной частью гидросферы.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

Гидросфера — определение, состав и строение, интересные факты

Скорее, отвечая на вопрос, что такое поверхностная гидросфера, можно сказать, что это водная оболочка нашей планеты. Он имеет сложную структуру, состав и множество функций.

И его важность для всего живого, от микроорганизмов до человека, не подлежит сомнению. Не случайно сама жизнь возможна только в присутствии воды

В широком смысле под гидросферой Земли понимаются все запасы воды на планете в любой форме или совокупном состоянии, как на поверхности, так и на земле. Сюда входит пресная вода, соленая вода и даже жидкости, содержащиеся в живых организмах.

Поскольку около 70% поверхности планеты, то есть большая ее часть, занята гидросферой, неудивительно, что для удобства изучения она разделена на множество групп и подгрупп. Например, существуют такие группы, как Мировой океан, континентальные моря и подземные водные объекты, которые делятся на более мелкие разделы.

Границы всех этих зон достаточно условны, но необходимы для простоты и систематизации изучения этого важнейшего компонента природы.

Значение Мирового океана

Мировой океан играет ключевую роль в жизни нашей планеты. Он является колыбелью жизни на Земле. Там обитает около 4/5 всех живых существ планеты.

Роль мирового океана

Мировой океан — основное звено круговорота воды в природе. Он определяет водный баланс Земли, является важным источником возобновляемых вод.
Оказывает влияние на климат, почву, влагу, животный и растительный мир.
Является одним из основных источников пищи и условием жизни на Земле. Имеет богатую флору и фауну.
Источник полезных ископаемых и ресурсов.
Очищает воздух и поставляет в атмосферу насыщенный кислород.
По мировому океану проходят морские пути.
Источник пресной воды.

Антропогенное влияние человека на гидросферу

Современной экологии известно три вида влияния человека на состояние водной оболочки Земли:

Химическое загрязнение, выражающееся в попадании в водоемы солей тяжелых металлов, фосфатов, нитратов, углеводородов. Источником выступают предприятия различных отраслей промышленности: транспортной, аграрной, тяжелой, нефтедобывающей.
Физическое воздействие – сброс подогретых стоков тепловыми и атомными электростанциями, радиационное загрязнение водоемов.
Биологическое взаимодействие поверхностных вод с болезнетворными микроорганизмами, попадающими в озера, пруды, реки со стоками пищевых, целлюлозно-бумажных, животноводческих производств.

Классификация видов воздействия считается условной, так как во многих местах загрязнение является комплексным. К примеру, обилие химических соединений соседствует с затопленными радиоактивными отходами, а в искусственно подогретых водоемах активно развиваются патогенные организмы.

Что такое гидросфера

Как упоминалось выше, концепция гидросферы показывает все жидкости на Земле во всех их совокупных состояниях, на поверхности Земли и под ней, а также внутри всех живых организмов.

Она также включает атмосферную влажность, которая формирует облака и участвует во многих фундаментальных процессах. Поэтому это огромное понятие не следует путать с простыми водами океанов или реками и озерами континентов.

Такое название эта часть старой геосифоры получила от греческого «гидрос», что означает вода

Каждый грамотный человек должен знать его основную часть и понимать важность этого образования для живой и неживой природы

Хотя характеристики состава гидросферы изучаются в школах, полезно сообщить субъекту знания о его голове, так как многие успешно забывают об этом в ранней взрослой жизни.

Численно говоря, масса всей жидкости на планете во всех ее формах составляет 1,46*10 21 кг. В то же время его объем составляет 1,4 миллиарда кубических сантиметров. Большая часть общего объема гидросферы находится в океанах — около 95%.

Состав

При разборе отдельных слоев Земли — ядра, коры и мантии — ученые интересовались их составом и структурой. У нашей планеты эти черты кажутся более простыми, поскольку речь идет все время о воде. И все же ее состав очень сложен и изменчив.

Возьмем, например, химический состав морской воды.

Каждый знает, что морская вода соленая на вкус, и что это вызвано присутствием в ней поваренной соли — хлористого натрия.

Из 100% растворенных в морской воде соединений 77,7% приходится именно на хлористый натрий.

Морская вода также горчит, что вызывают соли магния, как, например, хлорид магния, которого содержится 10,8% от общего количества содержащихся в морской воде солей. Сульфат магния придает ей неприятный привкус. Его содержание — 4,7%. Далее, в ней присутствует сульфат кальция (который при конденсировании воды превращается в гипс ангидрит), сульфат калия, углекислый кальций и бромиды.

Соленость морской воды не одинакова, однако в среднем в ней содержится на 1000 частей 35 частей соли.

Существуют моря, в которые вливается довольно много воды с суши, а испарение невелико. Их соленость (например, Балтийское море) низка, в других морях (Красное море), где испарение значительно сильнее, а с суши вода не поступает, соленость воды очень велика. Вода в Красном море только испаряется, а обмен с другими морями весьма ограничен. Из этого ясно, как возникает соленость морской воды.

Свойства гидросферы

Наиболее важными характеристиками гидросферы являются: это круговорот воды, который является самым важным процессом на Земле, и это самый важный процесс на планете.

Единство и глобальность – определяются её термодинамическими свойствами, относительно лёгкими переходами между агрегатными состояниями, единым происхождением (дегазация магмы) и присутствием растворённых веществ;
Особенности химического строения – дипольная молекула превращает воду в универсальный, химически активный растворитель, а водородные связи делают её свойства отличными от свойств кислотных оксидов и ковалентных гидридов и дают возможность для существования разнообразных структур;
Высокая подвижность.

Последняя характеристика обеспечивает один из самых важных процессов на Земле — глобальный круговорот воды.

Ледники

Ледники — это области, покрытые ледяной водой атмосферного происхождения. Они образуются там, где количество выпавшего снега превышает скорость его таяния. Снеговая линия — линия, выше которой лежит талый снег. В экваториальных и тропических широтах он выше, чем на Северном и Южном полюсах. Существует несколько типов ледников.

Покровные. Покрывают земную поверхность независимо от изгибов рельефа. Движение льда происходит от центра к окраинам. Такой ледник имеет огромную мощность. Ледники Антарктиды, о. Гренландия
Горные . Покрывают участки гор над снеговой линией. Движение льда происходит по уклону долины. – Ледник вкл. Килиманджаро
Многолетняя мерзлота . Толщи мерзлых, горных пород, которые не таят на протяжении долгого времени.

Роль гидросферы в жизни земли

Компоненты гидросферы участвуют в становлении погоды и климата. В течение теплой поры года воды накапливают запас тепла, а затем, с наступлением холодов, постепенно это тепло отдают, таким образом, согревая атмосферу. Океанические течения из тропических широт несут потоки теплой воды в северные моря, что оказывает влияние на климат, выравнивая и смягчая его. На тепловой баланс планеты оказывает влияние водный пар. Он пропускает значительную часть солнечных лучей и препятствует растворению теплового излучения планеты в мировом пространстве.

Вода – вещество уникальное. Из всех известных жидкостей именно вода является универсальным растворителем. В ней растворяются почти все вещества. Также она своего рода скульптор, так как формирует рельеф поверхности планеты.

Водная оболочка Земли находится во взаимодействии с другими сферами – атмосферой, биосферой, земной корой. Так называемые поверхностные воды необходимы человеку, так как используются для обводнения, орошения и водоснабжения.

Состав гидросферы

Гидросфера непосредственно состоит из трех основных частей:

Мировой океан
воды суши (внутренние воды)
вода в атмосфере.

Мировой океан – основная часть гидросферы. В нем сосредоточено $96,5\%$ всей воды планеты. В состав Мирового океана входят океаны и моря. В настоящее время выделяют всего четыре океана:

Тихий,
Атлантический,
Индийский
Северный Ледовитый.

Моря условно делятся на внутренние и окраинные. Кроме того в состав Мирового океана входят заливы и проливы.

Внутренние воды в свою очередь включают: реки, болота, озера, подземные воды, многолетнюю мерзлоту, ледники (горные и покровные), а также – искусственные водоемы (водоемы, созданные человеком – каналы, водохранилища, пруды). На внутренние воды приходится примерно $3,5\%$ воды.

Замечание 1

В атмосфере постоянно находится незначительное количество воды (атмосферные осадки, облака, водяной пар). При этом, вода атмосферы постоянно меняется – она выпадает на поверхность в виде осадков и испаряется с поверхности. Так формируется круговорот воды в природе.

Состав океанской воды Мирового океана

Контактируя с атмосферой, проходя гидрологический цикл, морская вода обменивается с воздухом содержащимися в нём газами: кислородом, азотом, углекислым газом и другими элементами. В океанической воде обнаружены почти все химические вещества.

Таблица № 2 «Состав морской воды».

Главные ионы (содержатся в наибольшем количестве)	Растворенные газы	Биогенные вещества	Микроэлементы (растворенные вещества)	Растворенные неорганические и органические вещества
хлориды; сульфаты; карбонаты.	кислород; азот; углекислый газ и др.	соединения азота, фосфора, кремния.	цинк; золото; фтор; никель и д. р.	продукты распада отмерших животных и растительных организмов

Проблемы гидросферы

Существует множество вопросов, непосредственно связанных с гидросферой, наиболее глобальными из которых являются

Повышение уровня моря

Повышение уровня моря — это новая проблема, которая может повлиять на многих людей и экосистемы по всему миру. Измерения приливов показывают, что уровень мирового океана повышается на 15-20 см, и Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC) заявила, что это повышение связано с расширением морской воды из-за повышения температуры окружающей среды, таяния горных ледников и ледяного покрова. Большинство ледников Земли тает из-за глобального изменения климата, и многочисленные научные исследования показали, что скорость этого процесса увеличивается и оказывает значительное влияние на уровень мирового океана.

Уменьшение арктического морского льда

За последние десятилетия арктический морской лед значительно сократился. Согласно недавнему исследованию НАСА, она сокращается на 9,6 процента каждое десятилетие. Это истончение и удаление льда влияет на соленость океана, тепловой баланс и среду обитания животных. Например, популяция белых медведей сокращается из-за разрушения льда, отделяющего их от суши, и многие из них тонут, пытаясь перебраться на другой берег. Эта потеря морского льда также влияет на альбедо, или отражательную способность поверхности суши. В результате темные моря поглощают больше тепла.

Изменение количества осадков

Увеличение количества осадков может привести к наводнениям и оползням, а уменьшение количества осадков — к засухам и пожарам. Эль-Ниιοо, муссоны и ураганы также оказывают влияние на краткосрочное глобальное изменение климата. Например, изменения в океанических течениях у побережья Перу, связанные с явлением Эль-Ниιο, могут привести к изменениям погоды по всей Северной Америке. Изменение муссонного режима из-за высоких температур может привести к засухам в регионах мира, зависящих от муссонов. Ураганы, которые усиливаются по мере повышения температуры поверхности моря, в будущем станут более разрушительными для человека.

Таяние вечной мерзлоты

По мере повышения глобальной температуры постоянные ледяные щиты в тундре будут таять. В основном это коснется людей, живущих в этой природной зоне, так как земля, на которой расположены их дома, станет неустойчивой. Ученые опасаются, что по мере таяния постоянных льдов в атмосферу будет выбрасываться большое количество углекислого газа (CO2) и метана (CH4), что в долгосрочной перспективе окажет значительное влияние на окружающую среду. Выделяющиеся парниковые газы способствуют дальнейшему глобальному потеплению и высвобождают тепло в атмосферу.

Соленость различных типов природных вод колеблется в широких пределах от 0,01 г/л (осадок) до 600 г/л (скачки). Основными солевыми ионами, содержащимися в природной воде, являются анионы HCO₃ — гидрокарбонат, h₂ SO.₄ — хлорид хлорид хлорид: Ca2+, Mg2+, Na+ и K+.

Все природные воды делятся на три категории в соответствии с общими анионами.

На доминантный катион в каждой из трех групп:.

Природные воды различного происхождения обычно имеют разные рекомендации по содержанию солей и относятся к разным категориям и группам. Таким образом, речная вода обычно относится к категориям углеводородной и кальциевой групп. Подземные воды часто относятся к категориям сульфатной и магниевой группы. Морская и океаническая вода относится к классу хлора и группе натрия.

Значение гидросферы

Вода играет важную роль в круговороте углерода. Вода и растворенный углекислый газ переносят кальций из материковых пород в море, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конце концов, карбонат оседает на морском дне и уплотняется камнями, образуя известняк. Некоторые из этих карбонатных пород опускаются в недра Земли в результате глобального процесса тектоники плит и плавятся, выделяя углекислый газ (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли, является основой для сохранения жизни на Земле, образования эрозии и распада континентов, резко контрастируя с отсутствием таковых процессы. Например, Афродита.

Круговорот воды в природе

Гидрологический цикл включает в себя движение воды из атмосферы на континенты, из океанов на континенты, а затем обратно в море над и под поверхностью суши. Цикл включает такие процессы, как седиментация, испарение, выдыхание, инфильтрация, фильтрация и сток. Эти процессы действуют во всей гидросфере, которая простирается на глубине около 15 км в атмосфере и около 5 км в коре Земли.

Около трети солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, расходуется на испарение морской воды. В результате атмосферная влажность концентрируется в облаках, дожде, снеге и холодном воздухе. Влажность является важным фактором, определяющим погодные условия. Он является движущей силой штормов и отвечает за отделение молний, что приводит к естественным лесным пожарам, оказывающим негативное влияние на некоторые экосистемы. Он наполняет реки осадками, которые увлажняют почву, концентрируют подземные водоносные горизонты, разрушают ландшафт, питают питательные организмы и возвращают растворенные химические вещества и осадки в море.

Роль гидросферы в жизни человека

Без воды ни человек, ни животные, ни растения на планете существовать бы не смогли. Еще в 6 веке до нашей эры древнегреческий математик и философ Фалес Милетский предполагал, что вода является первичной основой жизни на Земле. Гидросфера играет основную роль в формировании климата, без нее климат был бы гораздо более суровым и менее устойчивым. А для возникновения и существования жизни, как известно, необходимо поддержание температурного режима на определенном уровне.

Почему человек не может прожить без воды? Потому что она обеспечивает действие всех процессов в человеческом организме. Кислород и питательные вещества доставляются ко всем клеткам при помощи жидкости. Вода обеспечивает регуляцию температурного режима, участвует в процессе преобразования пищи в энергию, выводит из организма шлаки, помогает в усваивании питательных веществ, а также выполняет множество других необходимых функций.

Воды Мирового океана – среда обитания сотен тысяч видов живых организмов. Человеку она позволяет перемещаться, используя водные виды транспорта. Вода является источником электрической энергии и разных видов необходимого человеку сырья (в том числе, и лекарственного).

Интересные сведения о воде

Средняя глубина Мирового океана – 4 км
Если бы существующие ледники одновременно растаяли, уровень воды на Земле поднялся бы на 64 метра. Это примерная высота 8-ми этажного дома. Под водой бы оказалась 1/8 часть суши.
Вода – единственное вещество на Земле, плотность которого в твердом состоянии меньше, чем в жидком.
По сравнению с другими известными жидкостями вода имеет наибольшую теплоемкость.
Ежегодно с поверхности планеты испаряется более 500 тысяч кубометров воды. И столько же приносят Земле дожди и снегопады.
Большая часть запасов пресной воды нашей планеты находится в ледниках.
Соленые воды составляют 96,4% от общего объема гидросферы.

Несмотря на то, что вода – вещество, к наличию которого все давно привыкли, ее свойства до сегодняшнего дня до конца не изучены. Вода доступна и широко распространена, однако всех ее свойств не знают даже ученые. Ежегодно публикуются новые научные работы, связанные с изучением ее свойств. Вода обладает целым рядом свойств, которые до сих пор считаются уникальными и даже аномальными.

Есть много любопытных сведений о воде. Так, самой полноводной рекой на планете является Амазонка, а самой длинной – Нил. Самая чистая вода, по сведениям ЮНЕСКО – в Финляндии. Самый сильный ливень за всю историю наблюдений произошел в 1952 году на острове Реюньон. За сутки там выпало 1870 миллиметров осадков. Чилийская пустыня Атакама – самое безводное место на планете. Но вода приносит не только жизнь, иногда она приносит несчастья и разрушения. Так, во время наводнения 1887 года в Китае погибло около 900 тысяч человек, а крупные градины ежегодно убивают десятки людей и около 1% растительности на Земле.

Отличительные свойства воды

Вода – особое вещество нашей планеты. Она обладает удивительными свойствами. Вода может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Также вода может переходить из одного состояния в другое. Именно благодаря этому ее свойству и формируется мировой круговорот воды в природе.

В твердом состоянии вода пребывает при температуре ниже $0°$С. В жидком – при температуре от $0°$С до $+ \ 100°$С. Также, при температуре выше $0°$С вода находится в газообразном состоянии– в виде водяного пара.

При нагревании вода расширяется, а при охлаждении – сжимается, но только до температуры $+4°$С. При дальнейшем охлаждении вода расширяется. Поэтому, превращаясь в лед, вода увеличивается в объеме почти на треть.

Вода сама по себе не имеет запаха, вкуса, цвета, плохо поддается сжатию, хорошо проводит тепло и электрический ток. Жидкая вода также не имеет своей формы, а приобретает форму сосуда, в который ее наливают.

Кроме того, вода – это природный растворитель. Но растворяет она далеко не все вещества.

В зависимости от веществ, находящихся в воде, она имеет определенную плотность, прозрачность, приобретает запах, вкус и другие свойства.
Благодаря способности воды растворять вещества (различные соли, гипс, известняки) в толще горных пород образуются пустоты, накапливаются подземные воды. Большинство этих растворенных солей попадает в Мировой океан. Поэтому воды океана более соленые, чем воды суши.

Замечание 2

При испарении вода поглощает большое количество тепла, а при конденсации влаги – тепло выделяется в атмосферу. Это имеет большое значение для формирования климата на нашей планете.

Болото

Заболоченные земли — это участки с избыточной влажностью, покрытые влаголюбивой растительностью. Они возникают в результате зарастания озер.

В зависимости от типа питания болота можно классифицировать как верховые или низинные.

Поднятые болота питаются за счет дождевых осадков. Например, дождь и снег. Этот тип болот характеризуется составом видов растительности. Это вызвано недостатком минералов в почве.

Низинные болота снабжаются грунтовыми или речными водами. Поскольку грунтовые воды богаты минералами, низкие болота характеризуются флорой, которая очень требовательна к питательным веществам.

Образование гидросферы

Кажется невероятным, что вся вода океанов, как и весь атмосферный воздух, происходят из недр Земли. Они возникли в результате дистилляции мантии, что было убедительно доказано в 50-е годы 20 века. При вулканической деятельности образуются новые порции так называемой ювенильной воды, поступающей в гидросферу (то есть такой воды, которая еще не прошла гидрологическим циклом и с момента возникновения нашей планеты находилась в связанном состоянии в мантии).Вода в природе конденсируется, падает на землю, впитывается почвой, попадает в водотоки — потоки и реки, течет в море, в океан, после чего круговорот, называемый гидрологическим циклом, повторяется. Это известно уже из учебников естествознания: длинный путь молекул воды через атмосферу, почву и реку.

Гармония климатических условий на планете — испарения и конденсирования воды — достигается на границе между земной корой, гидросферой и атмосферой.

Связанная вода, ее испарение, а также конденсация в ледниках представляют самые лучшие регуляторы температурного баланса, она обеспечивает тепловой баланс Земли. В гидросфере и ее проявлениях так сохраняется избыточное тепло и избыточный холод. Это равновесие весьма субтильно, и люди на него слишком надеются, но очень мало делают для того, чтобы его сохранить. Так, например, они строят города на побережьях, хотя достаточно, чтобы при небольшом потеплении на земном шаре растаяли ледники в полярных областях (а в ледниках связано около 3% объема гидросферы), чтобы начала подниматься вода в океанах (если бы растаяли все ледники, вода в Мировом океане поднялась бы на 60 м). Нагревание Земли люди могут вызвать и увеличением загрязнения атмосферы, что, в свою очередь, может вызвать тепличный эффект, подобный существующему на Венере. Формирование рельефа земной поверхности также происходит с участием гидросферы Земли.