Происхождение воды. Развитие гидросферы. специальности 1 – 31 02 01 02 «География

специальности 1 – 31 02 01 02 «География

(научно-педагогическая деятельность)»

 

 

Каропа Геннадий Николаевич

 

Подписано в печать 12. 11. 2009 г. (97). Формат 60х84 1/16. Бумага писчая № 1. Гарнитура «Таймс». Усл. п. л. 14,5. Уч.-изд. л. 15,5. Тираж 50 экз.

 

Отпечатано в учреждении образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

246019, г.Гомель, ул. Советская, 104

 

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

 

Г. Н. КАРОПА

 

Общее землеведение

 

Курс лекций

для студентов специальности

1 – 31 02 01 02 «География (научно-педагогическая деятельность)»

 

ЧАСТЬ II

 

 

 

Гомель

УО «ГГУ им. Ф. Скорины»

 

 

Общее землеведение – географическая наука, изучающая строение, развитие и пространственное расчленение географической оболочки.

 

Понятие о гидросфере. Единство и части гидросферы

 

Гидросфера – это совокупность всех водных объектов земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова.

Гидросфера состоит из Мирового океана, вод суши – рек, озер, ледников, а также подземных вод, которые залегают всюду на материках, на дне озерных и морских впадин и под толщей вечных льдов. Гидросфера, таким образом, непрерывна. В гидросферу обычно не включают парообразную и капельно-жидкую воду атмосферы, в которой одновременно содержится около 15 тыс. км³ воды (примерно 0, 001 % объема гидросферы).

Объем гидросферы приблизительно равен 1,5 млрд.км³. Главная масса природной воды сосредоточена в океанах – 1 370 322 тыс. км³ (около 94%). Из них примерно 35 тыс. км³ приходится на айсберги. Второе место по объему занимает вода земной коры. Ее объем не поддается точному учету. Однако предполагается, что объем воды, сосредоточенный в земной коре, составляет около 170-200 млн. км³. Третье место по объему воды занимают ледники Антарктиды, Арктики и горных стран. В них сосредоточено около 24 млн. км³ пресных вод. Объем воды в ледниках составляет около 1,65% гидросферы и около 90% запасов пресной воды на Земле.

Поверхностные воды сосредоточивают только 0, 04-0,06% вод планеты. Например, объем озерной воды оценивается в 230 тыс. км3. В реках сосредоточено всего 1,2 тыс. км³ (около 0, 00001%). Таким образом, единовременный запас пресной воды на Земле составляет около 32 млн. км³. Условно к гидросфере можно причислить воду, содержащуюся в живых организмах.

Воды гидросферы постоянно обновляются. Известно, что льды Антарктиды и Гренландии обновляются за 15 тыс. лет, подземные воды за 300 лет, озерные воды за 3,5 года, почвенные воды за 8-11 месяцев, речные воды за 12 суток.

 

Происхождение воды. Развитие гидросферы

 

Вода – это самый распространенный на Земле минерал. Наличие воды – это космическая особенность нашей планеты. Практически все процессы в географической оболочке протекают с участием воды. Зарождение и развитие жизни также связано с водой. Вода – основа жизни.

В свете космогонической теории происхождение воды представляется следующим образом. Когда Земля по достижении примерно современной массы стала разогреваться, в мантии начались плавление и дифференциация вещества на летучие, легкоплавкие и тугоплавкие компоненты. Тугоплавкие компоненты остались в мантии, легкоплавкие в виде базальта образовали земную кору, а летучие, в их числе и водяной пар, поднялись на поверхность. По мере охлаждения земной поверхности из водяного пара сформировалась водная оболочка – гидросфера. Она появилась на завершающем этапе формирования планеты Земля.

К началу палеозоя гидросфера Земли приобрела объем, близкий к современному. С тех пор он существенно не изменился. Выделение воды из мантии происходит и в настоящее время – около 1 км³ в год. Эта вода называется ювинильной.

Вода поступает и из космического пространства. Подсчитано, что за геологическое время на Землю могло выпасть 0,73 х 10²⁰ г., или слой в 15 см. Следовательно, межпланетное пространство не может рассматриваться как прародитель воды на Земле.

Развитие гидросферы. Водная оболочка Земли развивалась вместе с литосферой, атмосферой и живой природой. В архее в жарком климате интенсивно протекал круговорот воды по сокращенной схеме: «океан-атмосфера-океан». В то время не было зеленых растений, вода не разлагалась фотосинтезом, поступала интенсивно ювенильная вода. Объем гидросферы интенсивно увеличивался.

С протерозоя начинается рост массы живого вещества, в развитии гидросферы и атмосферы начинает активно участвовать фотосинтез, изымающий значительное количество воды. В гидросфере появились следующие два противоположно направленных процесса: поступление воды в результате дегазации мантии и изъятие ее фотосинтезом. Одновременно шло развитие материков, рост геосинклиналей, горообразование, формирование мощной коры выветривания. Эти процессы также связывали значительную массу воды и кислорода.

В палеозое литосфера Лавразии и Гондваны переживала бурное геологическое развитие, моря заливали геосинклинали и наступали на платформы, которые неоднократно то поднимались, то погружались. Земная поверхность резко дифференцировалась на материковую и океанскую. Неуклонно росла континентальная часть гидросферы: реки, озера и, особенно, подземные воды. Неоднократно значительные массы воды связывались материковыми ледниками. Это вызывало уменьшение объема океанов и поверхностных вод суши.

Одновременно увеличивалась масса зеленых растений, достигнувшая апогея в карбоне. Дифференцировались климаты и влагообороты. Непрерывно усложнялось взаимодействие в системе «океан-атмосфера-материки».

В мезозое и палеогене (ранний кайнозой) в результате расколов Лавразии и Гондваны и дрейфа блоков литосферы сформировались современные океаны. Возраст океанов различный. Например, впадина Тихого океана является древнейшей, ее дно образовано архейской литосферой. Индийский океан возник в палеозое; южная часть Атлантического океана – в мелу, а северная часть Атлантического океана – в палеогене.

В современной научной географической литературе существует несколько точек зрения относительно развития гидросферы за время, начиная с протерозоя: 1) объем гидросферы оставался постоянным, 2) объем гидросферы непрерывно увеличивался, 3) объем гидросферы постоянно уменьшался.

Гидросфера развивается непрерывно. Особого внимания заслуживает роль фотосинтеза в развитии гидросферы. Фотосинтез изымает и удерживает на некоторое время часть воды. В этом смысле фотосинтез выступает в качестве регулятора объема гидросферы. Без фотосинтеза географической оболочке угрожало бы «затопление». С другой стороны, фотосинтез доставляет в атмосферу свободный кислород. В процессе фотосинтеза безвозвратно разлагается из четырех молекул H₂O только одна, а три снова образуют воду. Следовательно, из общего объема воды, идущей на фотосинтез, изымается только 25%. За 600 млн. лет с начала появления зеленых растений это дает 16,9 млрд. км³, то есть вся свободная гидросфера прошла 12 полных циклов разложения воды. Следовательно, все природные воды на Земле являются эндогенно-биогенными.