Где сосредоточена основная масса гидросферы
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

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
Гидрологический 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.
которые 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
Существует 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.
давние 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.
Источник: NatWorld.info
Состав гидросферы
Гидросфера на планете Земля состоит из 2 частей:
- Воды Мирового океана;
- Воды суши.
Больше всего воды на Земле содержится в Мировом океане – 96 %, оставшиеся 4% приходится на воду находящуюся на суше. Вода имеющаяся на суше включает:
- подземные воды;
- ледники;
- реки, озера, болота;
- водяные пары.
Доля пресных вод – не более 2,5% всех вод на планете (в основном сосредоточены в ледниках). Не менее 70% воды содержит каждый живой организм на Земле – вода в биосфере выполняет роль универсального растворителя.
Круговорот в природе воды играет важнейшую роль не только в поддержании жизни, но и в формировании климата, поскольку Мировой океан занимает около 70% поверхности Земли и активно участвует в теплообмене.
Свойства гидросферы
Наиболее важными свойствами гидросферы являются:
- 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.
Последнее свойство обеспечивает один из важнейших процессов на планете – глобальный круговорот воды.
Круговорот воды в природе
Он осуществляется под действием двух естественных движущих сил:
- гравитации;
- солнечного тепла.
Подсчитано, что не менее половины солнечной энергии, поступающей на землю, расходуется на испарение воды. Однако солнечный свет заставляет двигаться пары воды не только в вертикальном направлении (в отличие от силы тяжести).
Неравномерное распределение энергии Солнца по поверхности планеты приводит к тепловым изменениям, что создаёт условия для конвекции океанических течений. Также на перемещение воды влияют ветра.
Под действием силы тяжести испарившаяся влага выпадает в виде осадков либо в Мировой океан, либо на сушу, где частично поглощается почвой, а частично, с речными потоками, стекает в океаны. Влага из почвы всасывается растительностью, расходуется в биохимических процессах и снова испаряется с поверхности листьев.
Ещё одним слагаемым, обуславливающим поступление пресной воды в океаны, являются откалывающиеся от ледников айсберги, дрейфующие от кромки материков, особенно от Антарктиды. Из бессточных областей вода в океаны поступает с грунтовыми водами и в виде испарений. В этом наиболее явно прослеживается неразрывная связь между атмосферой и гидросферой.
В круговом обороте воды выделяются два звена:
- океаническое;
- материковое.
Как в любом физическом процессе, в нём выполняются законы сохранения массы и энергии.
Воздействие на гидросферу
Человек оказывает двоякое негативное влияние на гидросферу:
- Нарушая баланс круговорота (например, меняя потребление или испарение путём создания водохранилищ или использования в сельскохозяйственных нуждах)
- Загрязняя водные ресурсы (сбрасывая в гидросферу промышленные, бытовые и сельскохозяйственные отходы, в том числе, с дождевыми стоками и осадками).
До определённой степени загрязнения гидросфере присуще самоочищение, обусловленное деятельностью ихтиофауны (начиная с простейших микроорганизмов, перерабатывающих часть загрязняющих веществ, и заканчивая высшими хищниками, которые в итоге поглощают эти вещества, перемещающихся вверх по пищевой цепочке).
В очистке водоёмов большую роль играют растения, поглощая значительную долю избыточных микроэлементов и предотвращая эвтрофикацию (зарастание поверхности). В то же время повышенная кислотность, загрязнение тяжёлыми металлами и органическими соединениями угнетают флору и фауну, снижая способность водоёмов к самоочищению.
Таким образом, природные воды могут выступать как в качестве индикаторов, так и в качестве интеграторов процессов, происходящих в речных бассейнах.
При этом в связи с ростом населения планеты параллельно растёт уровень загрязнения водоёмов и спрос на чистую пресную воду, поскольку 80% заболеваний в мире обусловлено низким качеством воды (по данным ВОЗ).
Загрязнение Мирового океана
Конечным звеном миграции загрязнённых вод является Мировой океан, загрязнение которого практически необратимо.
Химическое
Особенно серьёзной проблемой представляется загрязнение гидросферы нефтепродуктами.
По данным с аэроснимков, около 10% водной поверхности Земли покрыто нефтяной плёнкой, которая нарушает тепловой баланс Океана, препятствует нормальному доступу света и кислорода в толщу воды, угнетая живые организмы, оказывает на них токсическое действие.
Серьёзно страдают воды прибрежных урбанизированных территорий по причине перенаселённости и высокой концентрации промышленности в этих местах.
Как и в случае с атмосферой, вода в Мировом океане, внутренние моря и крупнейшие реки, как правило, не являются собственностью одного государства. Поэтому необходимо учитывать, что, например, нефтепродукты, попавшие в океан, не остаются на относительно небольшой площади, они склонны к миграции.
Наиболее серьёзные нефтяные загрязнения наблюдаются возле северо-западного побережья Африки и у восточных берегов Китая. Кроме того, косвенно наличие нефтяной плёнки оказывает влияние на климат, поскольку загрязнение полярных областей снижает альбедо поверхности ледников, способствуя их таянию. На огромные расстояния мигрируют также пестициды (как с водными, так и с воздушными массами) – они обнаружены в тканях полярных животных, хотя никогда не применялись в этих областях.
Источник: vseowode.ru
ГИДРОСФЕ́РА (от гидро… и сфера), непрерывная водная оболочка Земли, содержащая воду во всех её агрегатных состояниях (жидком, твёрдом и газообразном), с постоянным водообменом между всеми геосферами и космич. пространством и с превращением её из одного состояния в другое в ходе круговорота воды в природе.
Г. – одна из древнейших оболочек Земли, существовавшая практически во все геологич. эпохи (описаны горные породы с возрастом ок. 4 млрд. лет, образовавшиеся в водной среде). Осн. масса Г. сформировалась в результате выплавления и дегазации вещества мантии Земли, по-видимому, в течение первых сотен – тысяч млн. лет истории Земли, когда дегазация могла происходить более интенсивно. Возникновение Г. определялось глубинными геофизич. процессами, результатом которых явилось также образование сопряжённых с ней оболочек – литосферы и атмосферы. Процесс образования земной коры приводил к связыванию значит. масс воды в горных породах (св. 20%). Наряду с поступлением ювенильных вод на земную поверхность часть воды в процессе диссипации водорода в верхних слоях атмосферы уходила в космич. пространство. Возникновение биосферы привело к трансформации газового состава атмосферы, образованию экрана из ионного слоя, препятствующего диффузии влаги и замедляющего её вынос в космос с одновременным усилением накопления вод на поверхности Земли.
Г. Земли практически пронизывает все геосферы планеты. Земная кора до её нижней границы содержит подземные воды. Верхняя граница Г. практически совпадает с верхней границей атмосферы. Осн. масса водяного пара сосредоточена в тропосфере, но через тропопаузу происходит постоянный обмен влаги со стратосферой, где, несмотря на незначительное количество водяных паров, возможна их конденсация, в результате которой формируются перламутровые облака.
Г. Земли подразделяется на три осн. части (табл. 1). Атмосферная влага имеет наименьший объём и простирается от поверхности Земли до выс. 300 км (преим. в виде пара, капель жидкой влаги и кристаллов льда). Воды Мирового ок. и поверхностные воды суши занимают пространство от Марианского жёлоба (глубина 11022 м) до высокогорных снегов Джомолунгмы (выс. 8848 м). Вода здесь находится гл. обр. в жидком (океаны, моря, реки, озёра, водохранилища и др.), а также в твёрдом (ледники, ледовый и снежный покровы и др.) и биологич. (растительный и животный мир) состояниях. Подземные воды могут находиться в парообразном, жидком, твёрдом и химически связанном состояниях. Это почвенная влага, гравитационные воды верхних слоёв земной коры, глубинные напорные воды, воды в связанном состоянии в разл. горных породах и отложениях, а также воды, входящие в состав минералов, ювенильные воды (табл. 2). В земной коре мощностью 20–25 км объём вод может достигать 1,3·109 км3, до глубины 5 км – 60·106 км3, до 200 м – 23,4·106 км3, в почвенном горизонте до 2 м – ок. 16,5·106 км3 вод. Часть подземных вод (200–500·103 км3) содержится в подземных льдах зоны многолетнемёрзлых пород. Подземные воды, наиболее активно участвующие в совр. глобальном водообмене, составляют всего ок. 0,7% общих запасов воды на Земле.
По химич. составу воды Г. представляют собой сложный раствор разл. веществ, отличаются по химич. элементам, концентрации растворённых веществ, по количественному соотношению между компонентами состава, форме их соединений. В состав воды входят газы, соли, органич. вещества. Химич. составом Г. определяются разл. процессы, протекающие в водной среде (табл. 3).
Г. играла и играет основополагающую роль в геологич. истории Земли, в ней зародилась жизнь на планете, эволюция организмов продолжалась в мор. среде в течение всего докембрия, и лишь в начале палеозоя началось заселение суши разл. организмами. Поверхностные воды суши, занимая сравнительно малую долю в общей массе Г., играют важнейшую роль в жизни нашей планеты, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Взаимодействие разл. видов вод и взаимные переходы из одних в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. Воды Г. оказывают механич. и химич. воздействие на горные породы – замерзая и расширяясь в трещинах горных пород или растворяя их, вода производит разрушительную работу. Воды рек разрабатывают широкие долины, перенося обломочный материал в более низкие районы, а в конечном итоге в Мировой ок. Осаждаясь на дно озёр, морей, океанов, твёрдый материал образует осадочные породы. Огромное количество природного материала переносится реками в растворённом состоянии. В результате выпадения из вод гидросферы разл. солей образуются породы и минералы химич. происхождения (гипс, доломиты и т. д.). Живущие в воде организмы обладают способностью поглощать из неё разл. соединения (карбонат кальция, кремнезём и т. д.); скапливаясь на дне водоёмов, их скелеты образуют мощные слои известняков и разл. кремнистых осадочных пород. Т. о., подавляющая часть осадочных горных пород и такие полезные ископаемые, как нефть, уголь, бокситы, марганцевые и железные осадочные руды, образовались в прошлые геологич. эпохи под воздействием Г. и происходящих в ней процессов.
Современный водный баланс на Земле определяется сложившимися климатич. условиями и поддерживается глобальным водообменом, в котором участвует св. 1 млн. км3 воды.
В истории Земли неоднократно происходили гигантские изменения глобального водного баланса, связанные с изменениями радиац. баланса на поверхности планеты. При похолодании и росте ледников вода накапливается на суше, сокращается объём Мирового ок., а при потеплении происходит обратный процесс. В периоды развития мощных похолоданий уровень Мирового ок. мог понижаться на 110–130 м, происходила консервация значит. массы воды в ледниках, 40–50 млн. км3 воды перемещалось из океана на территорию суши. Изменения в водном балансе приводили к значит. геофизич. последствиям, таким как изменение скорости вращения Земли, смещение полюсов и др. Совр. климатич. условия, установившиеся приблизительно 10 тыс. лет назад, являются достаточно устойчивыми, колебания глобальной темп-ры происходят в пределах 1–2 °C, обеспечивая стабилизацию водного баланса Земли. Об этом свидетельствует ход уровня Мирового ок. в голоцене и в историч. время.
Воды Г. играют важнейшую роль в жизни человека. Они используются в целях гидроэнергетики, для водоснабжения, судоходства, рыболовства, рекреации, добычи ценного химич. сырья (рассолы) и т. д. Минеральные воды обладают целебными свойствами.
Источник: bigenc.ru
(от греч. hydor — вода и sphaira — шар * a. hydrosphere; н. Hydrosphare, Wasserhulle; ф. hydrosphere; и. hidrosfera) — прерывистая водная оболочка Земли, представляющая собой совокупность всех видов природных вод (океанов, морей, поверхностных вод суши, подземных вод и ледяных покровов). В более широком смысле в состав Г. включают также атм. воду и воду живых организмов. Каждая из групп вод делится на подгруппы более низких рангов. Напр., в атмосфере можно выделить воды в тропосфере и стратосфере, на поверхности Земли — воды океанов и морей, а также рек, озёр и ледников; в литосфере — воды фундамента и осадочного чехла (в т.ч. воды артезианских бассейнов и гидрогеол. массивов). Осн. масса воды Г. сосредоточена в Мировом океане, 2-е место по объёму водных масс занимают подземные воды (воды литосферы), 3-е — лёд и снег арктич. и антарктич. областей (поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли процента от общего объёма воды Г.; см. табл.).
Поверхностные воды суши, занимая сравнительно малую долю в общей массе Г., играют важнейшую роль, как осн. источник водоснабжения, орошения и обводнения. Кол-во пресных вод в Г., доступных для использования, ок. 0,3% (см. Водные ресурсы), однако речные и пресные подземные воды зоны водообмена интенсивно возобновляются в процессе общего круговорота воды, что позволяет при рациональной эксплуатации использовать их неограниченно долгое время. Совр. Г. — результат длит. эволюции Земли и дифференциации её вещества. Г. — незамкнутая система, между водами к-рой существует тесная взаимосвязь, обусловливающая единство Г. как природной системы и взаимодействие Г. с др. геосферами. Поступление воды в Г. при вулканизме, из атмосферы, литосферы (отжатие вод при литификации илов и др.) происходит непрерывно, также как и удаление воды из Г. Захоронение вод в литосфере распространяется на целые геол. периоды (десятки млн. лет). В Г. происходят также разложение и синтез воды. Отд. звенья Г. отличаются как по свойствам среды, содержащей воду, так и по свойствам и составу самой воды. Однако благодаря круговороту воды разл. масштабов и продолжительности (океан -: материк, внутриматериковый круговорот, круговороты в пределах отд. бассейнов рек, озёр, ландшафтов и т.д.) она представляет собой единое целое. Все формы круговорота воды составляют единый гидрологич. цикл, в процессе к-рого происходит возобновление всех видов вод. Наиболее быстро обновляются биол. воды, входящие в состав растений и живых организмов и атм. воды. Наиболее продолжит. период (тысячи, десятки и сотни тысяч лет) приходится на возобновление ледников, глубоко залегающих подземных вод, вод Мирового ок. Управление круговоротом воды, его использование для нужд нар. х-ва — важная науч. проблема, имеющая большое экономич. значение.
Литература: Гавриленко Е. С., Дерпгольц В. Ф., Глубинная гидросфера Земли, К., 1971; Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли, Л., 1974; Павлов А. Н., Геологический круговорот воды на Земле, Л., 1977; Основы гидрогеологии. Общая гидрогеология, Новосиб., 1980; Атлас океанов. Термины. Понятия. Справочные таблицы, М., 1980; Основы гидрогеологии. Геологическая деятельность и история воды в земных недрах, Новосиб., 1982.
Источник: dic.academic.ru