Части гидросферы

Гидросфера включает в себя атмосферную, поверхностную и подземную воды. Каждая из этих групп делится на подгруппы. Количественное соотношение видов вод гидросферы приведено в таблице 1 и рисунке 2.

 

Таблица 1. Части гидросферы

Составные элементы	Название	Объём, млн. км3	Количество по отношению к общему объёму гидросферы, %
Морские воды	Морская
Подземные (за исключением почвенной) воды	Грунтовая	61,4
Лёд и снег (Арктика, Антарктика, Гренландия, горные ледниковые области)	Лёд	24,0
Поверхностные воды суши: озёра, водохранилища, реки, болота, почвенные воды	Пресная	0,5	0,4
Атмосферные воды	Атмосферная	0,015	0,01
Воды, содержащиеся в живых организмах	Биологическая	0,00005	0,0003

 

Рис. 2. Количественное соотношение частей гидросферы

 

Пресная вода, занимая лишь небольшой процент в общем составе гидросферы планеты, играет важнейшую роль в жизнедеятельности человека.

Около 75% всей пресной воды на Земле содержится в ледниках полярных зон, в снеге и вечной мерзлоте. Эта вода объединяется под названием криосферы. Если бы все льды криосферы растаяли, то уровень океана повысился бы на 64 метра. В последнее время ученые с тревогой следят за шельфовыми ледниками Арктики и Антарктики. Только за последние несколько лет разрушились два ледника, остававшиеся неподвижными в течение последних десяти тысяч лет. Подробнее об этом здесь…

20% всех запасов пресной воды приходится на подземные воды и составляет 85 тыс. км³.

На долю рек, озер, болот и других пресноводных водоемов приходится всего 1% пресной воды. Но вследствие возобновляемости водных ресурсов, этого достаточно для снабжения водой всей планеты.

Реки в определенный момент времени содержат всего 1,2 тыс. км³ , однако годовой сток воды всей планеты составляет 41,8 тыс. км³. Озера содержат 280 тыс. км³ воды.

В парах атмосферы находится до 14 тыс. км³ воды, но за год влага в атмосфере сменяется до 40 раз и на земную поверхность в виде осадков выпадает до 520 тыс. км³ воды. Осадки и являются главным источником возобновления поверхностных вод.

В общем виде принято деление гидросферы на Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара.

Свыше 96 % объёма гидросферы составляют моря и океаны, около 2 % — подземные воды, около 2 % — льды и снега, около 0,02 % — поверхностные воды суши. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте, представляя собой криосферу.

Таким образом верхняя границы гидросферы достигает высот 700-800 км, а нижняя - глубин - 700-800 км от поверхности Земли. Нижняя граница гидросферы принимается на уровне поверхности мантии (поверхности Мохоровичича), а верхняя проходит в верхних слоях атмосферы.

Мировой круговорот воды - это процесс непрерывного перемещения воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести, охватывающий гидросферу, атмосферу, литосферу и живые организмы. С земной поверхности под действием солнечного тепла вода испаряется, причем большая ее часть (около 86%) испаряется с поверхности Мирового океана. Попадая в атмосферу, водяные пары при охлаждении конденсируются, и под действием силы тяжести вода возвращается на земную поверхность в виде осадков. Значительное количество осадков выпадает снова в океан.

Круговорот воды, в котором принимают участие только океан и атмосфера, называется малым, или океаническим, круговоротом воды. В мировом, или большом, круговороте воды участвует суша: испарение воды с поверхности океана и суши, перенос водяных паров с океана на сушу, конденсация паров, образование облаков и выпадение осадков на поверхность океана и суши. Далее - поверхностный и подземный сток вод суши в океан. Таким образом, круговорот воды, в котором кроме океана и атмосферы принимает участие и суша, называется мировым круговоротом воды.

Ежегодное количество осадков, выпадающих на земную поверхность, равно количеству воды, испарившейся в сумме с поверхности суши и океанов. P + R + T - E - F = N (N>0) Общее уравнение водного баланса, где Е - испарение, Р - атмосферные осадки, R - региональный, подземный и др. виды стоков, контролируемые атмосферными осадками, Т - эндогенные поступления воды, F - потери на фотолиз.

Мировой океан занимает 70,8% земной поверхности. Средняя глубина его 3,8 км, средняя температура вод 3,8°С. На долю Мирового океана приходится около 90% всех вод гидросферы, поэтому хим. состав последней близок к составу вод океана, в которых преобладают О (85,7%), Н (10,8%), С1 (1,93%) и Na (1,03%). Больше всего в Мировом океане (и в Г.) содержится ионов Cl^-, SO₂^2-, Na+, Mg²⁺, несколько меньше - Br^-, Са²⁺, К⁺. Река – постоянный водный поток, текущий в разработанном им русле и питающийся главным образом атмосферными осадками.

Части реки: исток – место, где река берет свое начало. Истоком может быть родник, озеро, болото, ледник в горах; устье – место впадения реки в море, озеро или другую реку. Понижение в рельефе, тянущееся от истока до устья реки – речная долина. Углубление, в котором течет река постоянно, – русло. Пойма – плоское, затопляемое во время половодья дно речной долины.

Над поймой обычно поднимаются склоны долины, часто ступенчатой формы. Эти ступени называются террасами. Они возникают в результате размывающей деятельности реки (эрозии), вызванной понижением базиса эрозии.

Речная система – река со всеми ее притоками. Название системы дается по названию главной реки. Бассейн реки – территория, с которой река со всеми притоками собирает воду. Водораздел – линия раздела бассейнов двух рек или океанов. Обычно водоразделами служат какие-либо возвышенные пространства. В зависимости от питания различают реки с дождевым, снеговым, ледниковым, подземным, а при их сочетании – со смешанным питанием. От того, какое питание преобладает, в значительной мере зависит режим реки.

Режим рек – закономерные изменения состояния рек во времени, обусловленные физико-географическими свойствами бассейна и в первую очередь климатическими условиями. Режим рек проявляется в виде суточных, сезонных и многолетних колебаний уровня и расхода воды, ледовых явлений, температуры воды, количества переносимых потоком наносов и т. п. Элементами режима реки являются, например, межень – уровень воды в реке в сезон наиболее низкого ее стояния и половодье – продолжительный подъем воды в реке, вызываемый основным источником питания, повторяющийся из года в год. В зависимости от наличия гидротехнических сооружений на реках (например, ГЭС), влияющих на режим реки, различают зарегулированный и естественный режим рек. Все реки земного шара распределены между бассейнами четырех океанов. Озера – водоемы замедленного водообмена, размещенные в природных углублениях поверхности суши.

По происхождению озерные котловины могут быть: 1) тектоническими (образуются в разломах земной коры, обычно глубокие, и имеют берега с крутыми склонами); 2) вулканическими (в кратерах угасших вулканов); 3) ледниковыми (характерны для территорий, подвергавшихся оледенениям); 4) карстовыми (характерны для районов распространения растворимых горных пород – гипса, мела, известняка, возникают в местах провалов при растворении горных пород подземными водами); 5) запрудными (их также называют завальными; возникают в результате преграждения русла реки глыбами пород при обвалах в горах); 6) озера-старицы (озеро на пойме или нижней надпойменной террасе – участок реки, отчленившийся от основного русла); 7) искусственными (водохранилища, пруды). Озера питаются за счет атмосферных осадков, подземных вод и стекающих в них поверхностных вод.

По водному режиму различают сточные и бессточные озера.

В зависимости от степени солености воды озера бывают пресные и соленые.

По происхождению водной массы озера бывают двух типов: 1) озера, водная масса которых имеет атмосферное происхождение (такие озера преобладают по количеству); 2) реликтовые, или остаточные, – были когда-то частью Мирового океана (Каспийское озеро и др.) Болота – избыточно увлажненные участки суши, покрытые влаголюбивой растительностью и имеющие слой торфа не меньше 0,3 м. Вода в болотах находится в связанном состоянии. Болота образуются вследствие зарастания озер и заболачивания суши. Низинные болота питаются грунтовыми или речными водами, относительно богатыми солями. Верховые болота питаются непосредственно атмосферными осадками. Располагаются на водоразделах. Главной причиной образования огромных болот является чрезмерная влажность климата в сочетании с высоким уровнем грунтовых вод вследствие близкого залегания к поверхности водоупорных пород и равнинного рельефа.

Ледники – превращенная в лед вода атмосферного происхождения. Ледники постоянно движутся благодаря своей пластичности. Под действием силы тяжести скорость их движения достигает нескольких сотен метров в год. Движение замедляется или ускоряется в зависимости от количества осадков, потепления или похолодания климата, а в горах на движение ледников оказывают влияние тектонические подъемы. Многолетняя мерзлота. Под многолетней, или вечной, мерзлотой следует понимать толщи мерзлых горных пород, не оттаивающих в течение долгого времени – от нескольких лет до десятков и сотен тысяч лет. Вода в многолетних мерзлых породах находится в твердом состоянии, в виде ледяного цемента. Возникновение многолетней мерзлоты происходит в условиях очень низких температур зимы, малой высоты снежного покрова.