Гидросфера

Поверхностные воды суши

По сравнению с океаном, пресные воды занимают небольшую часть поверхности Земли; на их долю приходится лишь около 0,5% общего объема гидросферы. Однако для человека континентальные водоемы и водотоки играют столь же важную роль, как и океанические.

Во-первых, континентальные водоемы и водотоки — основной источник пресной воды для бытовых и промышленных нужд. Во-вторых, пресноводные экосистемы используются человеком как удобные и дешевые системы переработки отходов.

Озеро Байкал — стоячий водоемФото: pixabay.com

Естественные пресноводные биотопы можно разделить на два класса: стоячие водоемы (озера, пруды, старицы) и проточные водотоки (реки и ручьи). Резких границ между этими группами, а тем более внутри каждой из них, не существует.

В целом, стоячие водоемы обладают малой динамической активностью. В них могут возникать застойные зоны, характеризующиеся дефицитом кислорода.

Главной особенностью водотоков является наличие более или менее выраженного течения, которое, как правило, усредняет распределение физических условий водной среды.

Река Лена — проточный водоемФото: pixabay.com

Под влиянием направленного антропогенного воздействия в гидросфере сформировался третий, весьма обширный, класс биотопов с промежуточными свойствами. Это — водохранилища, сочетающие в себе признаки водоемов и водотоков.

Пресные водоемы отличаются от океанических разнообразием условий и высокой степенью дискретности. Изолированность континентальных водоемов и водотоков друг от друга, индивидуальность гидрологического режима и большая зависимость от сухопутного окружения создают весьма существенные различия между водоемами даже в географически близких районах. Особенно вариабельны искусственные водоемы, из которых одни подвергаются прогреванию (сброс теплых вод), другие сильному загрязнению, третьи — периодическому осушению и промерзанию.

Пресная вода на планете составляет менее 3% от общих ее запасов, из них 75% находится в Арктике и Антарктике, 20% приходится на подземные воды и только 1% сосредоточен в реках, озерах и облаках. Для многих регионов проблема пресной воды является одной из самых важных экологических проблем.

Обское водохранилище — водоем, созданный человекомФото: Depositphotos

Из чего состоит гидросфера

Основная часть нашей жизни протекает на суше, однако почти 3/4 поверхности земного шара заняты водой. Вся вода, окружающая нас, образует единую водную оболочку Земли. Объём воды в гидросфере составляет колоссальную величину — около 1,4 млрд км3.

Гидросфера — водная оболочка Земли.

Гидросфера включает в себя солёные воды океанов и морей, пресные и солёные воды суши и воду, содержащуюся в атмосфере и в живых организмах.

К водам суши относят поверхностные воды (реки, озёра, болота), ледники и подземные воды.

Рассмотрите рисунок 61. Вы видите, что 96,4% воды в гидросфере — это вода океанов и морей. Остальное приходится в основном на воды суши. Среди вод суши наибольший объём имеют ледники и подземные воды — 1,86% и 1,71% от объёма гидросферы. Реки, озёра и болота, иногда огромные по площади, все вместе — это менее 0,02% от объёма воды в гидросфере. В атмосфере и в живых организмах содержится менее 0,01% всей воды гидросферы, но роль её огромна.

Подавляющая часть воды в гидросфере содержится в жидком виде — более 98%. Твёрдая вода (лёд или снег) составляет менее 2% массы гидросферы, а газообразная (водяные пары) — всего доли процента.

Основная масса воды — солёная, т. е. в ней растворены различные химические соединения. Менее 3% жидкой воды на Земле — пресная вода, в которой почти нет растворённых веществ (менее 1 г на 1 л воды).

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ГИДРОСФЕРЫ — ЭТО ЖИДКАЯ СОЛЁНАЯ ВОДА ОКЕАНОВ И МОРЕЙ.

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.

Геологические процессы и движение

Геологические процессы и движение играют ключевую роль в формировании и изменении земной поверхности. Они включают в себя различные физические и химические процессы, которые происходят как на поверхности Земли, так и внутри ее. Эти процессы могут приводить к образованию гор, вулканов, океанских впадин, платформ и других форм рельефа.

Главные геологические процессы включают в себя эрозию, оседание, деформацию и вулканизм. Эрозия является процессом разрушения и перемещения почвы и горных пород под воздействием воды, ветра и льда. Оседание возникает в результате накопления и уплотнения наносов, которые образуются в результате эрозии.

Деформация представляет собой изменение формы и структуры земной коры. Она может происходить из-за сжатия (в результате тектонических движений), растяжения (вследствие разломов и трещин) или сдвига (при соударении литосферных плит).

Вулканизм — это процесс, при котором магма и газы из глубин земли поднимаются на поверхность, образуя вулканы и другие формы горения. Вулканическая деятельность может сопровождаться извержениями лавы и пепла, а также образованием кратеров, калдер и гейзеров.

Движение играет важную роль в геологических процессах, так как оно является основой для различных форм рельефа и изменений на планете. Оно может быть вызвано тектоническими движениями плит, сейсмической активностью, а также внутренними и внешними силами, действующими на Землю.

Таким образом, геологические процессы и движения являются неотъемлемой частью изучения географии и играют важную роль в формировании планеты и ее рельефа.

Состав гидросферы

Водная оболочка планеты имеет сложный состав и представлена в различных состояниях и формах. Согласно мнению ученых, химический состав тех или иных элементов водной системы схож с составом человеческой крови, в них имеются все известные на сегодняшний день химические элементы, только содержатся они в различных пропорциях.

Очень обобщенно химический состав гидросферы обозначен в таблице.

Основной химический показатель – уровень солености. Наибольшее количество воды заключено в Мировом океане, средний уровень его солености составляет 35 промилле (то есть в 1 кг океанической жидкости содержится около 35 г солей). Однако это количество неодинаково и зависит от многочисленных факторов, таких как регион расположения, климатические условия. Самым соленым принято считать Мертвое море (в его водах уровень содержания солей может достигать 300 промилле). В других источниках показатели солености гораздо скромнее.

Что касается пресных вод, в них химический состав более разнообразен. Он зависит от состава горных пород, ограничивающих источник, а также от глубины залегания вод (если речь идет о подземных источниках).

Процент и общий объем

Известно, что вода может находится на планете в различных формах:

• мировой океан (включает в себя океанические и морские воды) – около 94 % от общего содержания, общий объем составляет около 1.34 млрд км3,
• подземные источники и грунтовые воды – 4 %, 61 млн км3,
• ледники и снежный покров – 2 %, 24 млн км3,
• источники на суше (реки, озера) – 0.4 %, 0.5 млн км3.

Границы гидросферы

Гидросфера как оболочка планеты имеет определенную толщину. Верхний предел ее располагается примерно на высоте до 20 км выше уровня моря (дальше молекулы воды распадаются под воздействием солнечных лучей). Нижний предел расположен на уровне около 10 км ниже океанического дна. Кроме того, границы гидросферы определяются и очертаниями водных объектов (морей, озер, рек) и совпадают с ними.

Тектонические процессы и образование

Тектонические процессы играют важную роль в формировании и развитии как платформ, так и плит. Образование платформ связано с процессами, происходящими на земной поверхности на протяжении многих миллионов лет. Эти процессы включают в себя седиментацию и эрозию, осадочные и магматические процессы, а также горообразование.

Платформы формируются в результате накопления седиментов, таких как глина, песок и гравий, на дне океана или на материковой коре. Эти осадки накапливаются постепенно на миллионы лет и могут достигать значительной толщины. Затем они превращаются в скальные слои и твердую кору.

Платформы могут быть преобразованы дальнейшими геологическими процессами, такими как поднятие и складывание горных массивов. Это может привести к образованию гор и горных хребтов на поверхности платформы. Такие геологические процессы могут занять миллионы лет и результатом является территория с разнообразным рельефом и горами, которая называется платформой.

Плиты, с другой стороны, образуются в результате процесса плитных тектонических движений. Земная кора разделена на несколько больших и множество малых тектонических плит, которые перемещаются друг относительно друга со временем. Эти плиты могут сталкиваться, разделяться или скользить друг по другу, что приводит к различным тектоническим явлениям, таким как землетрясения, вулканизм и образование горных цепей.

Таким образом, как платформы, так и плиты являются результатом глубоких геологических процессов, но имеют разные особенности формирования. Платформы формируются в результате накопления и превращения седиментов, в то время как плиты образуются в результате тектонических движений. Оба геологических образования могут существовать рядом друг с другом, и их исследование помогает понять сложность процессов, происходящих в земной коре.

Платформы	Плиты
Образуются из осадочных и магматических процессов	Образуются из плитных тектонических движений
Могут быть преобразованы горообразованием	Могут сталкиваться, разделяться или скользить
Обладают разнообразным рельефом и горами	Могут вызывать землетрясения и вулканизм

Что такое природная вода?

Природная вода представляет собой раствор солей, органических веществ и газов. В основном природная вода образуется в результате выпадения дождей, реже она имеет глубинное происхождение, то есть представляет собой конденсат паров, поднимающихся из земных недр.

Химический состав озерных, речных и грунтовых вод меняется в широких пределах и зависит от состава пород, почвенного покрова и растительности.

В настоящее время имеется несколько классификаций химического состава природных вод. Например, по гидрохимическим показателям в природных водах определяются следующие важные характеристики:

Фото: pixabay.com

1. Главные соединения, содержащиеся в воде, называются макрокомпонентами. К ним относятся соединения калия, натрия, магния, кальция. Следует заметить, что в океанической воде, независимо от абсолютной концентрации, соотношение между главными компонентами основного солевого состава остается всегда постоянным.
2. Концентрация растворенных газов (кислорода, азота, сероводорода, аммиака и метана) определяется их парциальным давлением.
3. Биогенные элементы (продукты жизнедеятельности организмов) — главным образом неорганические соединения азота и фосфора. Их концентрация в пресных водоемах изменяется в очень широких пределах: от следов до 10 мг/л. К биогенным элементам относятся также соединения кремния, находящегося в воде в виде коллоидных или растворенных форм, соединения железа, в основном в форме коллоидных гидроксидов железа или органических комплексов.
4. Растворенные органические вещества (РОВ), то есть органические формы биогенных элементов. Эта группа включает практически все классы органических соединений. В эту группу входят вещества, придающие воде запах и цвет.
5. Микроэлементы. В эту группу входят все металлы, например, медь, марганец. Они встречаются в природных водоемах в очень малых концентрациях.
6. Живая биомасса бактерий и микроорганизмов.

Фото: pixabay.com

Поверхностные природные воды характеризуются высоким содержанием нерастворимых веществ — в частности, органических соединений. Помимо частиц песка и глины, они содержат лесс, илистые вещества, различные карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, гидроксиды алюминия, марганца и железа, высокомолекулярные органические примеси гумусового происхождения (иногда в виде органоминеральных комплексов), планктон и др. Содержание взвешенных частиц в поверхностных водоемах меняется от нескольких единиц до десятков тысяч на литр. Размеры частиц веществ, находящихся во взвешенном состоянии, варьируются от грубодисперсных до коллоидных.

За счет антропогенной деятельности в химический состав природных вод можно внести еще одну разновидность соединений — это токсичные загрязняющие вещества: тяжелые металлы, нефтепродукты, хлорорганические соединения, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), фенолы. При хлорировании природной воды в ней могут также образоваться диоксины.

Всего в природных водах в заметных количествах содержится около 50 химических элементов.

Фото: pixabay.com

Гидросфера, как и все другие геосферы планеты, имеет естественный радиоактивный фон. Его основными источниками являются изотопы калия, урана, тория, протактиния и продукты их распада. Например, более 90% общей радиоактивности морской воды формируются изотопами урана, тория и радия. Естественная радиоактивность дождевой воды иногда может достигать довольно высокой величины, которая, однако, достаточно быстро уменьшается со временем. Это обусловлено наличием в такой воде короткоживущих продуктов распада инертного газа радона.

Природная вода, которой мы пользуемся ежедневно, — не простое химическое соединение. Она различна в разных регионах, а ее химический состав зависит от совокупного действия множества факторов.

Мировой океан.

В океанах планеты содержится вся вода, эквивалентная 70% поверхности Земли. Они разделены на четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны.

Океаны — это часть моря, разделенная сушей. Различия заключаются в следующем.

• внутренние (которые глубоко вдаются в глубь материка, например Белое);
• окраинные (прилегающие к материку с одной стороны, а с другой сообщающиеся с океаном, например Баренцево).

Залив — это море или часть моря, соединенная с морем и граничащая с сушей. В зависимости от размера они называются бухтами (небольшие заливы) и фьордами (глубокие, длинные заливы с крутыми берегами).

Пролив — это водоем, соединяющий два океана.

Соленость океана и моря

Соленость — это количество граммов соли, растворенной в литре воды, измеряется в промилле. Она зависит от глубины моря и соотношения количества осадков и испарения.

78% содержания соли составляет хлорид натрия, который имеет соленый вкус; 11% — хлористый магний, который имеет горький вкус; и 11% — другие вещества.

Токи.

Океанические течения — это движение воды. Причины этих движений могут быть разными. Токи сортируются в соответствии с их происхождением:.

• Ветровые (вызываются действием сезонных ветров);
• Дрейфовые (вызваны постоянными ветрами);
• Сточные (появляются из-за разницы в уровнях воды в разных частях океана);
• Конвекционные (плотностные) (распределяют равномерно плотность океанической воды);
• Компенсационные (возмещает отток воды);
• Приливно-отливные (периодические течения, зависящие от притяжения Луны).

В зависимости от теплоты воды течение делится на теплое, холодное и нейтральное. Затем она зависит от периодичности появления кратковременного, циклического и постоянного.

Океанские земли.

Океанская суша существует в двух формах: острова и полуострова.

1. Острова – небольшие участки суши, полностью окруженные водой. По происхождению делятся на материковые (часть материка, отделенная морем), коралловые (образованные скелетами отмерших коралловых полипов) и вулканические (образованные впоследствии извержений вулканов на дне моря).
2. Полуострова – участки суши, частично окруженные водой. Различают отчленившиеся (являющиеся продолжением материка и причленившиеся (не имеющие ничего общего с материков в геологическом смысле).

Вода покрывает большую часть поверхности Земли, но не большая ее часть пригодна для питья. Почти, фактически, 94% воды принадлежит океанам. Океаны содержат соль, поэтому она становится неуместной. Большая часть оставшейся пресной воды находится в подземных водах и ледниках. Реки и легкодоступные для человека реки имеют менее 1% пресной воды. Поэтому будьте осторожны в воде. Помните, что не стоит тратить воду впустую, выключая кран за собой, так как у человечества не так много воды.

Рисунок 2.Гидрологический круг.

Гидрологический цикл, или круговорот воды, является причиной того, что Земля не затоплена, а растения не истощены. Вы можете начать в любой точке гидрологического цикла. Потому что, где бы вы ни начали, гидрологический цикл возвращается в ту точку, откуда вы начали. Начнем с испарения воды из океанов и морей. Под воздействием солнечного света вода нагревается и начинает медленно испаряться в атмосферу. Там он находится в виде водяного пара. Как показано на схеме, вода испаряется не только из океанов и морей, но и с Земли. В течение дней и недель вода испаряется и накапливается в виде облаков. Благодаря ветрам, которые переносят облака с одного места на другое, вода продолжает свой путь и движется к горам. Количество осадков уменьшается, и вода возвращается в реки, ледники и грунтовые воды. Оттуда он снова начинает свой путь. Этот цикл занимает поверхность в 20 км, поднимаясь до 15 км в атмосферу и до 5 км вглубь материка.

Мировой океан как составная часть гидросферы

Как уже упоминалось, около 96% объема гидросферы приходится на долю Мирового океана. Его главной особенностью является консервативность и устойчивость во времени. Особенно удивительно сохранение постоянства солевого состава океанской воды: процентное соотношение в ней основных солей остается неизменным в любом районе океана и на всех глубинах, независимо от степени распреснения.

Большая теплоемкость воды сглаживает крайние температуры, ведет к накоплению большого количества тепла, что создает благоприятные условия для развития и распространения организмов по всей водной толще.

Фото: 12019, pixabay.com

Малая изменчивость физических условий в Мировом океане способствовала в свое время зарождению жизни, в настоящее время благоприятствует поддержанию ее наибольшего разнообразия.

Из 33 классов растений, известных биологам, в гидросфере встречаются представители 18, а из 63 классов животных — 60. Можно считать, что гидросфера, и в особенности Мировой океан, являются хранилищами видового разнообразия жизни.

Следует отметить, что химический состав крови всех животных (включая и человека) близок по составу к морской воде. Выйдя из «морской стихии» на сушу, живые существа продолжают поддерживать в своих кровеносных сосудах привычную морскую среду. Функции крови и морской воды в принципе одинаковы. Это — транспорт живых клеток, белково-углеводных комплексов и растворенных газов.

Важными свойствами океанической среды, помимо устойчивости в геологическом масштабе времени, являются также:

• непрерывность (в отличие от континентальных водоемов);
• сплошная заселенность и почти полное отсутствие безжизненных зон;
• интенсивная циркуляция;
• наличие приливов и отливов.

В океане могут быть выделены две основные группы местообитаний (биотопов) растений и животных: это прибрежные биотопы (зона шельфа) и биотопы открытых вод (пелагиаль).

Фото: Pexels, pixabay.com

Прибрежные биотопы имеют достаточно выраженные, очерченные границы. Обычно они размещаются по шельфу поясами (полосами), параллельными береговой линии, которые сменяют друг друга по мере возрастания глубины.

В пелагической части океана структура биотопов зависит от режима течений и особенностей циркуляции водных масс в каждом конкретном районе. При наличии устойчивых связей всей водной массы с дном (вследствие интенсивного гидродинамического переноса) образуется единый биотоп.

Гораздо чаще, однако, в океане возникает ситуация, когда контрастные водные массы, отличающиеся физико-химическим режимом, располагаются друг над другом по типу слоеного пирога. В этом случае целесообразно рассматривать их как отдельные биотопы. Общими особенностями пелагических биотопов являются большие размеры и размытость границ.

Щиты расположенные в России

Щитовые платформы включают в себя несколько слоев, каждый из которых состоит из различных компонентов. Каждый слой имеет свою площадь и располагается на постоянном месте. Одна из особенностей строения щита заключается в том, что он существует уже довольно долгое время и не претерпевает значительных изменений.

Щиты располагаются на платформе, которая занимает значительную часть тектонической географии России. В России есть несколько щитовых платформ, каждая из которых имеет свои особенности и отличительные признаки. Например, Сибирско-дальневосточный щит отличается своим строением от Уральско-лапландского щита.

Особенности строения щитов в России

Щиты в России практически не имеют границ, которые отделяют их от других плит. Однако, в некоторых случаях можно выделить отличительные особенности и компоненты, которые присутствуют только на щитах. Например, складчатые пояса являются одним из таких элементов, которые есть только на щитах.

Одной из отличительной особенностью строения щитов в России является их большая площадь. Щиты занимают значительную часть тектонической географии России и имеют очень большие размеры. Кроме того, щиты в России состоят из нескольких слоев, каждый из которых имеет свои особенности и отличительные черты.

Некоторые щиты в России имеют еще одну особенность в своем строении — это наличие древних элементов. Древние элементы включают в себя различные горные структуры и образования, которые образовались в далеком прошлом. Наличие таких элементов делает щиты в России еще более уникальными и интересными для изучения.

Щиты в России и наиболее известные из них

В России наиболее известными щитами являются Уральско-лапландский щит и Сибирско-дальневосточный щит. Уральско-лапландский щит располагается в западной и северной частях России, а Сибирско-дальневосточный щит занимает большую часть центральной и восточной Сибири.

Уральско-лапландский щит отличается от Сибирско-дальневосточного щита как в строении, так и в геологическом составе. Например, Уральско-лапландский щит имеет более сложное строение и содержит больше различных слоев и компонентов, чем Сибирско-дальневосточный щит.

Оба этих щита имеют свои особенности и отличительные черты, но они оба являются частью щитовых платформ, которые встречаются не только в России, но и во всей другой части планеты.

Из чего состоит гидросфера

Основная часть нашей жизни протекает на суше, однако почти 3/4 поверхности земного шара заняты водой. Вся вода, окружающая нас, образует единую водную оболочку Земли. Объём воды в гидросфере составляет колоссальную величину — около 1,4 млрд км3.

Гидросфера — водная оболочка Земли.

Гидросфера включает в себя солёные воды океанов и морей, пресные и солёные воды суши и воду, содержащуюся в атмосфере и в живых организмах.

К водам суши относят поверхностные воды (реки, озёра, болота), ледники и подземные воды.

Рассмотрите рисунок 61. Вы видите, что 96,4% воды в гидросфере — это вода океанов и морей. Остальное приходится в основном на воды суши. Среди вод суши наибольший объём имеют ледники и подземные воды — 1,86% и 1,71% от объёма гидросферы. Реки, озёра и болота, иногда огромные по площади, все вместе — это менее 0,02% от объёма воды в гидросфере. В атмосфере и в живых организмах содержится менее 0,01% всей воды гидросферы, но роль её огромна.

Подавляющая часть воды в гидросфере содержится в жидком виде — более 98%. Твёрдая вода (лёд или снег) составляет менее 2% массы гидросферы, а газообразная (водяные пары) — всего доли процента.

Основная масса воды — солёная, т. е. в ней растворены различные химические соединения. Менее 3% жидкой воды на Земле — пресная вода, в которой почти нет растворённых веществ (менее 1 г на 1 л воды).

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ГИДРОСФЕРЫ — ЭТО ЖИДКАЯ СОЛЁНАЯ ВОДА ОКЕАНОВ И МОРЕЙ.

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.