загрузка...
загрузка...
На головну

гідросфера

  1. Гідросфера турали негізгі м?ліметтер.
  2. Гідросферани? ?здігінен тазалануи.

гідросфера - сукупність всіх вод Землі: материкових (глибинних, грунтових, поверхневих), океанічних і атмосферних. Іноді води океанів і морів об'єднують в своєрідну частину гідросфери - океаносферу. Це логічно, бо переважна частина води зосереджена в океанах і морях.

Виникнення води на Землі зазвичай пов'язують з конденсацією водяної пари вулканічних вивержень, що відбувалися з початку формування планети. Доказом наявності води в геологічному минулому є осадові гірські породи, що мають горизонтальну шаруватість, яка відбиває нерівномірне осадження мінеральних часток у водному середовищі. Такі породи відомі і їх вік датується 3,8-4,1 млрд років. Однак поява крапельної води могло бути і раніше - в повітрі, на поверхні планети, в пустотах гірських порід. Для того, щоб вода могла сконцентруватися в зниженнях земної поверхні і утворити басейни, повинно було статися обводнення спочатку зневоднених гірських порід. Первинні води були сильно мінералізовані, що пов'язано з розчиненням в них різних речовин, що виділялися разом з водяною парою при вулканічних проявах. Прісні води з'явилися пізніше. Можливо, що додатковим джерелом води на Землі були крижані комети, вторгалися в атмосферу. Такий процес спостерігається і в даний час, як і освіту води при конденсації пари вулканічних вивержень.

Незважаючи на різноманіття природних вод і їх різний агрегатний стан, гідросфера єдина, бо всі її частини пов'язані потоками океанічних і морських течій, руслових, поверхневим і підземним стоком, а також атмосферних переносом. Структурні частини гідросфери наведені в табл. 5.3.

Фізико-хімічні властивості води.Вода - найдивовижніше речовину на світлі. Незважаючи на те що А. Цельсій використовував для температурної шкали точку танення води як 0 ° і точку її кипіння як 100 °, ця рідина може замерзати при температурі 100 ° С і залишатися в рідкому стані при -68 ° С в залежності від вмісту кисню і атмосферного тиску. Вона володіє багатьма аномальними властивостями.

Прісна вода не має запаху, кольору і смаку, тоді як морська вода має смак, кольором і може мати запах. У природних умовах тільки вода зустрічається в трьох агрегатних станах: твердому (лід), рідкому (вода) і газоподібному (водяна пара).

Присутність солей у воді змінює її фазові перетворення. Прісна вода на поверхні суші при тиску в одну атмосферу має температуру замерзання 0 ° С і температуру кипіння 100 ° С. Морська вода при тиску в одну атмосферу і при солоності 35 ‰ має температуру замерзання близько -1,9 ° С і температуру кипіння 100,55 ° С. Температура кипіння залежить від атмосферного тиску: чим більше висота над землею, тим вона менше. Вода - універсальний розчинник: вона розчиняє більше солей і інших речовин, ніж будь-яка інша речовина. Це хімічно стійка речовина, яке важко окислити, спалити або розкласти на складові частини. Вода окисляє майже всі метали і руйнує навіть найстійкіші гірські породи.

Таблиця 5.3 Обсяг води і активність водообміну різних частин гідросфери

 частини гідросфери  Об `єм  Тривалість умовного водообміну
 тис. км3  % Від загального обсягу  % Від обсягу прісних вод
 Світовий океан  96,5 -  2500 років
 Підземні води  23 700  1,72  30,9  1400 ідо 10000 років в зоні вічної мерзлоти
 льодовики  26 064  1,74  68,7  9700 років
 озера  0,013  0,26  17 років
 ґрунтова волога  16,5  0,001  0,05  1 рік
 води атмосфери  12,9  0,001  0,037  8 діб
 болота  11,5  0,0008  0,033  5 років
 водосховища  6,0  0,0004  0,016  0,5 року
 річки  2,0  0,0002  0,006  16 діб

При замерзанні вода розширюється, збільшуючи свій обсяг приблизно на 10%. Щільність прісної води становить 1,0 г / см3, Морський - 1,028 г / см3 (При солоності 35 ‰), прісного льоду - 0,91 г / см3 (Тому лід плаває у воді). Щільність же інших тіл (крім вісмуту і галію) при переході з рідкого стану в тверде збільшується. Вода має велику питому теплоємність, тобто здатність поглинати велику кількість теплоти і порівняно мало при цьому нагріватися. Це властивість надзвичайно важливо, тому що вода стабілізує клімат планети.

Аномальні властивості води пояснюються будовою її молекули: атоми водню прикріплюються до атому кисню не "класично», а під кутом 105 °. Внаслідок асиметрії одна сторона молекули води має позитивний заряд, а інша - негативний. Тому молекула води являє собою електричний диполь.

Процеси, де бере участь вода, надзвичайно багатогранні: фотосинтез рослин і дихання організмів, діяльність бактерій і організмів, що генерують з води (головним чином морської) для будівництва своїх скелетів або акумулюють у собі хімічні елементи (Са, J, З), процеси живлення і антропогенний забруднення і багато інших.

Світовий океан (океаносфера)- Єдина безперервна водна оболонка Землі, яка включає океани і моря. В даний час виділяють п'ять океанів: Тихий, Атлантичний, Індійський, Північний Льодовитий (Арктичний за закордонними класифікаціями) та Південний (Антарктичний). Згідно з міжнародною класифікацією, налічується 54 моря, серед яких виділяють внутрішні и окраїнні.

Обсяг вод Світового океану становить 1340-1370 млн км3. Обсяг суші, що піднімається над рівнем моря, становить 1/18 обсягу океану. Якби поверхню Землі була зовсім рівною, океан покривав би її шаром води в 2700 м.

Води Світового океану складають 96,5% обсягу гідросфери і покривають 70,8% поверхні планети (362 млн км2). Завдяки величезної водної маси Світовий океан дуже впливає на тепловий режим земної поверхні, виконуючи функції планетарного терморегулятора.

Хімічний склад вод Світового океану. Морська вода - особливий тип природних вод. Формула води Н2Про вірна і для морської води. Однак крім водню і кисню в морській воді містяться 81 з 92 зустрічаються в природних умовах елементів (теоретично в морській воді можуть бути знайдені всі існуючі в природі елементи таблиці Менделєєва). Більшість з них знаходиться в надзвичайно малих концентраціях.

В 1 км3 морської води міститься близько 40 т розчинених твердих речовин, які визначають її найважливіша властивість - солоність. Солоність виражається в проміле (0,1%) і її середня величина для океанських вод дорівнює 35 ‰. Температура води і солоність визначають густина морської води.

Основні з них, що входять до складу морської води, наведені нижче.

1. Тверді речовини, складові в середньому 3,5% (по масі). Найбільше в морській воді міститься хлору (1,9%), тобто більше 50% всіх розчинених твердих речовин. Далі йдуть: натрій (1,06%), магній (0,13%), сірка (0,088%), кальцій (0,040%), калій (0,038%), бром (0,0065%), вуглець (0,003%) . Головні розчинені в морській воді елементи утворюють сполуки, основні з яких: а) хлориди (NaCl, MgCl) - 88,7%, які надають морській воді гіркувато-солоний смак; б) сульфати (MgSO4, CaSO4, K2SO4) - 10,8%; в) карбонати (СаСО3) - 0,3%. У прісній воді навпаки: найбільше карбонатів (60,1%) і найменше хлоридів (5,2%).

2. біогенні елементи (Поживні речовини) - фосфор, кремній, азот і ін.

3. Гази. У морській воді містяться всі атмосферні гази, але в іншій пропорції, ніж в повітрі: переважає азот (63%), який в силу своєї інертності не бере участі в біологічних процесах. Далі йдуть: кисень (близько 34%) і вуглекислий газ (близько 3%), присутні аргон і гелій. У тих морських районах, де відсутній кисень (наприклад, в Чорному морі), утворюється сірководень, який в атмосфері при нормальних умовах відсутній.

4. Мікроелементи, присутні в малих концентраціях.

Географічні закономірності розподілу температури води і солоності. Загальні закономірності горизонтального (широтного) розподілу температури і солоності на поверхні Світового океану показані на рис. 5.9 і 5.10. Очевидно, що температура води знижується в напрямку від екватора до полюсів, а для солоності характерні виражений мінімум в приекваторіальній області, два максимуму в тропічних широтах і знижені значення у полюсів. Чергування вогнищ зниженої і підвищеної солоності біля екватора і в тропіках пояснюється великою кількістю атмосферних опадів в екваторіальній смузі і перевищенням випаровування над кількістю опадів у північного і південного тропіків.

Температура води з глибиною знижується, що видно на рис. 5.11 для північній частині Тихого океану. Ця закономірність властива для Світового океану в цілому, однак зміни температури води і солоності розрізняються в його окремих частинах, що пояснюється рядом причин (наприклад, порою року). Найбільші зміни відбуваються у верхньому шарі до глибини 50-100 м. З глибиною відмінності стираються.

водні маси - Це великий обсяг води, що формується в певному районі Світового океану і володіє відносно постійними фізичними, хімічними і біологічними властивостями.

Згідно В. Н. Степанову (1982), по вертикалі виділяють наступні водні маси: поверхневі, проміжні, глибинні и придонні.

Серед поверхневих водних мас виділяють екваторіальні, тропічні (Північні і південні), субтропічні (Північні і південні), субполярні (Субарктические і субантарктические) і полярні (Арктичні і антарктичні) водні маси (рис. 5.12).

Кордонами різних типів водних мас є прикордонні шари: гідрологічні фронти, зони дивергенцій (Розбіжності) або конвергенції (Сходження) вод.

Поверхневі води найбільш активно взаємодіють з атмосферою. У поверхневому шарі відбувається інтенсивне перемішування вод, він багатий киснем, вуглекислим газом і живими організмами. Їх можна назвати водами «океанічної тропосфери».

Поряд з поверхневими течіями (див. Рис. 7.11) в Світовому океані існують протитечії, підповерхневі і глибинні руху вод, а також вертикальне перемішування, прілівоотлівних течії, коливання рівня.

Мал. 5.9. Середньорічна температура (° С) поверхні Світового океану (по В. Н. Степанову 1982): 1 - ізотерми; 2 - області максимальної температури води; 3 - області температури води нижче середнього значення (середня температура води 18,56 ° С)

Мал. 5.10. Середньорічна солоність (‰) поверхні Світового океану (по В. Н. Степанову, 1982): 1 - ізогаліни; 2 - області максимальної солоності; 3 - області солоності нижче середнього значення; 4 - Області мінімальної солоності (середнє значення солоності 34,7 8 ‰)

Мал. 5.11. Графіки вертикального розподілу температури, характерні для арктичного (1), субарктического (2), субтропічного (3), тропічного (4) і екваторіального (5) типів вод

Рельєф дна Світового океану. У рельєфі дна Світового океану виділяють наступні структури: шельф (Материкова мілина), зазвичай обмежений ізобатою 200 м, материковий (Континентальний) схил до глибини 2000-3000 м і ложе океану. Відповідно до іншої класифікації, виділяють: літораль сублітораль), батиаль, абиссаль (Рис. 5.13). ділянки сглибиною понад 6000 м складають не більше 2% площі океанського дна з глибиною менш 200 м - приблизно 7%.

Мал. 5.12. Океанічні фронти і поверхневі водні маси Світового океану (по В. Н. Степанову, 1982): типи водних мас: Ар - Арктичні; СБАР - Субарктические; СбТс - субтропічні Північної півкулі; Тс - Тропічні Північної півкулі; Э - Екваторіальні; тю - тропічні Південної півкулі; СбТю - Субтропічні Південної півкулі; СбАн - субантарктические; Ан - антарктичні; Тар - Аравійського моря; 715 - Бенгальської затоки. Назви океанічних фронтів вказані на малюнку

Мал. 5.13. Схематичне підрозділ дна океану

Роль океаносфери. Різноманітні (теплові, механічні, фізичні, хімічні та ін.) Процеси, що протікають на величезній (понад 70% поверхні Землі) акваторії Світового океану істотно впливають на процеси, що відбуваються на суші і в атмосфері. Хімічні елементи, що входять до складу морської води, беруть участь в процесах газо-, масо-і вологообміну на кордонах гідросфера - літосфера - атмосфера. Гідрохімічні процеси впливають на тваринний і рослинний світ не тільки океану, а й планети в цілому. Постійний газообмін з атмосферою регулює газовий баланс Землі: вміст діоксиду вуглецю в морській воді в 60 разів більше, ніж в атмосфері.

Води суші,незважаючи на порівняно невеликий обсяг, відіграють величезну роль в процесах функціонування географічної оболонки і життєдіяльності організмів. Слід зауважити, що не всі води суші прісні, є солоні озера і джерела. Іонний склад прісної і морської води наведено в табл. 5.4.

річки - Найбільш активний представник прісних вод суші. До річок відносять постійні і відносно великі водотоки. Водотоки менших розмірів називають струмками. Рельєф, геологічна будова, клімат, грунти, рослинність впливають на режим річок і формують їх природний вигляд. річка має витік - місце, звідки вона починається, і гирлі - Місце безпосереднього впадання річки в приймальний водойму (озеро, море, річка). Устя може розгалужуватися, утворюючи дельту ріки. Ділянка суші, по якому протікає річка, називається руслом. Головна річка та її притоки зістановлять річкову систему. Річки, що впадають в Світовий океан, утворюють естуарії - Великі простори змішання річковий і морський води. Естуарії в значній мірі знаходяться під впливом океанічних вод.

Таблиця 5.4. Іонний склад річкової і морської води (по П. Вейлю, 1977)

 Іони  річкова вода  Морська вода (солоність 35 ‰)
 катіони
 Na+  0,27  468,0
К+  0,06  10.0
 Mg2+  0,34  107,0
 Са2+  0,75  20,0
 сума  1,42  605,0
 аніони
 Сl-  0,22  546,5
 HCO3-  0,96  2,3
 SO42  0,24  56,2
 сума  1,42  605,0

Характер стоку річок пов'язаний з їх харчуванням, яке буває дощовим, сніговим, льодовиковим і підземним, і визначається кліматичними умовами в річковому басейні. Річки переважно снігового живлення мають яскраво виражене весняне водопілля та літню межень (Волга, Дніпро, Дунай, Північна Двіна, Амур і ін.). Підземне харчування згладжує річний стік. У річок з дощовим живленням максимум стоку часто доводиться на різні сезони року. Ділянки земної поверхні і товщі грунтів і грунтів, звідки річка живиться, називається водозбором.

Річки виробляють значну роботу, розмиваючи русло, транспортуючи і отлагая продукти розмиву - аллювия. Вони не тільки механічно руйнують, а й розчиняють гірські породи. Річкові відкладення утворюють часом великі алювіальні рівнини площею в мільйони кілометрів (Амазонська, Західно-Сибірська низовини та ін.). Підраховано, що в річках одночасно перебуває 2100 км3 води, в той час як в океан стікає щорічно 47 000 км3. Значить, об'єм води в річках оновлюється приблизно кожні 16 днів. Для порівняння зазначимо, що води Світового океану здійснюють великий круговорот приблизно за 2500 років.

озера - Природна водойма суші з уповільненим водообміну, що не має прямого зв'язку з океаном. Для його освіти необхідна наявність замкнутого зниження земної поверхні (улоговини). Озера займають загальну площу приблизно в 2 млн км2, А сумарний обсяг їх вод перевищує 176 тис. Км3. За умовами утворення улоговини, розмірами, хімічним складом вод, термічного режиму озера дуже різноманітні. Чимало створено і штучних озер - водосховищ (Близько 30 тис.), Об'єм води в яких становить понад 5 тис. Км3. Приблизно половина озерних вод - солоні, причому основна їх частина зосереджена в найбільшому безстокову озері - Каспійському морі (76 тис. Км3). З прісних озер найбільшими є Байкал (23 тис. Км3), Танганьїка (18,9 тис. Км3), Верхнє (16,6 тис. Км3). Режим озер характеризується припливом тепла, коливаннями рівня води, течіями, умовами водообміну, Льодовитого і ін. Великі озера багато в чому визначають кліматичні умови прилеглих територій (наприклад, Ладозьке оз.).

болота - Це області суші, що характеризуються надлишковим зволоженням, застійним або слабо проточних режимом вод і гідрофітной рослинністю. Вони займають площу 2,7 ? 106 км2, Або близько 2% поверхні суші. Обсяг болотних вод світу складає близько 11,5 км3, Що в 5 разів перевищує разовий обсяг води в річках. Виникнення боліт пов'язано як з кліматичними умовами (надлишок вологи), так і з геологічною будовою території (близькість водотривкому горизонту), які сприяють заболочування суші або заростання водойм. У деяких районах помірних і субполярних широт роль водоупора виконує вічна мерзлота. Специфічним освітою боліт є торф.

Підземні води - Це води, що знаходяться в гірських породах в рідкому, твердому або газоподібному стані. Згідно з останніми дослідженнями, вміст води в гірських породах в межах літосфери перевершує дані, зазначені в табл. 5.3, і становить близько 0,73 - 0,84 млрд км3. Це всього лише вдвічі менше, ніж її міститься в морях, океанах і поверхневих водоймах, включаючи і світові запаси льоду. Вода накопичується у всіляких пустотах - каналах, тріщинах, порах. Встановлено, що нижче рівня грунтових вод до глибини 4 - 5 км і більше майже всі порожнечі гірських порід заповнені водою. За даними глибокого буріння, вода в пустотах гірських порід знаходиться на глибині більше 9,5 км, т. Е. Нижче середнього рівня дна Світового океану.

Сукупність водотоків (річок, струмків, каналів), водойм (озер, водосховищ) та інших водних об'єктів (боліт, льодовиків) становить гідрографічної мережі.

Води суші сильно перетворені людиною за рахунок іригації, меліорації, оранки земель і інших урбаністичних процесів, в зв'язку з чим гостро позначилася проблема питної води.

 Складність її вирішення полягає в тому, що потреби в чистій воді ростуть, а її запаси залишаються колишніми. використовувана впобуті, в промислових і сільськогосподарських циклах прісна вода найчастіше повертається в річкову мережу у вигляді стічних вод, по-різному очищених або неочищених зовсім.



Попередня   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   Наступна

сонячна система | Взаємодія Землі і Космосу | Поняття про географічну оболонку як об'єкті землезнавства | Загальні закони і концепція системи в природознавстві | Механічні взаємодії в географічній оболонці | магнітосфера Землі | Електричне поле Землі | Теплове поле Землі | геохімічні процеси | літосфера |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати