Канали та водосховища

13. Озера, типи озерних улоговин та їхнє господарське використання.

14. Болота та їхнє використання.

Основні поняття: гідросфера,властивості води, розчинник, когезія, адгезія, конденсація, сублімація, паводок, межень, річковий басейн.

Поняття про гідросферу

Тепер відомо: майже три чверті Землі вкрито водою. Тобто нашу Землю сміливо можна назвати океаном, в якому континенти фактично є лише величезними островами.

Важко сприйняти таке? Давайте уважно подивимось на глобус. Бачите: з будь-якої точки суші на кожному з шести континентів можна вирушати у який завгодно бік і неодмінно вийти на воду.

А тепер подивимось на глобус з Південного полюса. Помітна лише Антарктида, частина Австралії та хвостики Африки й Південної Америки. Географи підрахували: в так званій океанічній півкулі океан займає 89% поверхні.

Недарма ж космонавти розповідають, що наша планета з навколоземної орбіти здається зеленувато-блакитною. Це колір морської води. Скільки ж її у Світовому океані? 1 300 000 000 кубічних кілометрів. Тому вдамося до порівняння: об’єм води у Світовому океані вдесятеро перевершує об’єм усієї суші над рівнем моря.

І ще. Вода входить до складу буквально всіх земних порід. Отож, недарма один учений сказав, що Земля – це куля, не лише вкрита, а й просочена водою!

Гідросфера — це водна оболонка Земл яка містить всю хімічно не зв'язану воду на земній поверхні в рідкому й твердому агрегатних станах.

Гідросфера займає 3/4 поверхні земної кулі. 97% води на планеті — це солона вода і 3% — прісна. Джерелами прісної води є: вода атмосфери, льодовики, ґрунтові води, озера, річки, болота. Форми вологи на суші: град, сніг, дощ, роса.

До складу гідросфери входять води Світового океану і води суходолу. Основна частина вод гідросфери (96,5 % загального об'єму) припадає на Світовий океан. Підземні води становлять близько 1,7%, води льодовиків — близько 1,9 % і тільки 0,02 % припадає на поверхневі води материків: річки, озера, болота. Незначна кількість води міститься в атмосфері і живих організмах. Загальні запаси прісних вод, що перебувають у рідкому стані і є доступними для споживання, складають всього 0,6 % (річки, прісні озера і, частково, підземні води).

Склад і властивості води

Вода. Наші далекі предки – древні шумери сказали б дуже коротко: А. Саме так звучало слово вода на їхній мові. І певно не випадково саме так звучить перша літера алфавіту практично у всіх народів світу. А–АКВА–ВА- ВОДА-Дигідрогенмонооксид – найперша і найнеобхідніша субстанція життя. Академік Володимир Іванович Вернадський писав: «Вода стоїть особняком в історії нашої планети. Немає природного тіла, яке б могло зрівнятися з нею по впливу на хід основних, самих грандіозних геологічних процесів…». Хотілося б добавити і соціальних, і історичних, і біологічних, бо як писав Гьоте «Вся жизнь из води происходит. Вода все хранит. Производит...» Вода породжує і життя людини. Ембріон, складається на 99% з води, новонароджені на 90, дорослі – на 70, а в старості лише 50. Вода життєдайна. Чим менше води – тим слабкіше життя. З фізичної точки зору людина - це вода.

Дивовижний ефект, або якою б мала бути температура кипіння води за періодичною системою Менделєєва

Яка вона насправді – всі знають: +100°С. за цієї температури вода перетворюється на пару. Нижче +100°С і до 0°С вона знаходиться у рідкому стані. Якщо температура понижується і далі – перетворюється на лід. Та, виявляється, ці звичайні властивості води насправді дуже незвичайні. Щоб пояснити, давайте спочатку вияснимо, що таке вода.

Шкільний підручник з хімії твердить: це атом кисню і два атоми водню, об’єднані в молекулу Н2О. Абсолютно правильно, якщо говорити лише про хімічний склад. Але цього замало для визначення властивостей води, як речовини, особливо температури її плавлення та кипіння. Бо ці температури у різноманітних речовин залежать від того, яке положення в Періодичній системі Менделєєва займають хімічні елементи, що входять до їхнього складу.

Що менший порядковий номер елемента (а відповідно і його атомна вага), то нижча температура кипіння його сполук. Якщо за цим законом провести розрахунки стосовно води, то результат буде дивовижний. Плавитися вона мала б при – 95°С, а кипіти – при – 65°С!

Тобто тоді вода на нашій планеті могла б існувати лише у вигляді пари, приміром, як сірководень. І хіба що в Антарктиді та десь у Якутії у найлютіші зими випадала б у вигляді дощу!

Але в тім-то й справа, молекула води – не просто арифметична сума двох простих атомів водню та одного – кисню. Це дещо абсолютно нове і за фізичними, і за хімічними властивостями.

Секрет полягає у тому, що всі системи якісно різняться від суми своїх компонентів. Як це пояснити дохідливіше? Що таке дитячий металевий конструктор, ви, безперечно, знаєте. Це набір різноманітних деталей: гайок, гвинтиків, рейок, коліс, тощо. Якщо взяти їх просто у жменю, а потім висипати на стіл, то утвориться купа залізячок і все. А от якщо з’єднати їх у певному порядку, то можна скласти і підйомний кран, і трактор, і автомобіль. Що це буде – залежатиме від того, в якому порядку з’єднати окремі деталі.

Отак із поєднання атомів у молекули. Буває, що хімічний склад у речовин однаковий, а фізичні властивості різні. Найпростіший приклад – графіт і алмаз. Перший такий крихкий, що коли провести ним по паперу, то лишається слід (сам з нього роблять стержні олівців). Другий такий міцний, що ним можна різати навіть скло. І обоє складаються з одного і того самого елемента – вуглецю. Фокус тут у тому, що у алмазу й графіту атоми вуглецю поєднані в молекули у різному порядку.

Два атоми водню та один кисню сполучені у молекулі води так, що на її кінцях утворюються різнойменні електричні заряди. Завдяки цьому молекули притягуються одна до одної, утворюючи щось на зразок ланцюжків. Ланцюжки ці з трьох-чотирьох молекул постійно рвуться і утворюються знову. Вченні вважають, що це одна з причин дивовижних властивостей води.

Комбінація ізотопів, або чому існує 135 різновидів води

Передусім що таке ізотоп? Це різновиди хімічних елементів, які різняться атомною вагою і, як наслідок цього, деякими властивостями.

Існує 9 ізотопів кисню і 5 водню. Поєднуючись у різних комбінаціях у молекулу Н2О, вони утворюють 135 різновидів води! Щоправда, з них лише 9 стабільні – решта дуже швидко розпадаються.

Отож, взявши склянку води, ти п’єш відразу 9 її різновидів. Найбільше – 99% - води протієвої. Назва її походить від протію – ізотопу водню, атомна вага якого дорівнює 1. саме до неї "звикли" всі наземні живі організми – і рослини, і тварини.

Цікаво, що при випаровуванні вода збагачується протієм, і через це дощова вода складом і властивостями відрізняється від води в річках і озерах. Але так званої легкої води – тобто тільки з протієм – в природі не існує. Її можна отримати лише в лабораторних умовах.

"Якщо існує легка, то, напевно, є і важка?" - запитаєте ви. Абсолютно правильно. Це та, до молекули якої входить дейтерій – ізотоп водню із подвійною атомною вагою. Для всього живого вона згубна. Деякі дослідники вважають: дейтерій, який є у незначних кількостях у звичайній воді, прискорює старіння. Але цікаво: поступово змінюючи протій на дейтерій, можна привчити мікроорганізми до важкої води. І тоді вже звичайна стає для них отруйною.

Існують різновиди води з ізотопом Н4 та Н5.Вони, на щастя, дуже не довговічні – "живуть" лише частки секунди. І це добре, бо вода з ними є надзвичайно сильною отрутою.

Ну, а що буде, коли звичайний кисень у молекулі води замінити на один із його ізотопів? Наприклад, із збільшеною атомною вагою? Утвориться важко киснева вода – сполука, надзвичайно потрібна для дослідження багатьох біологічних і хімічних процесів. Її вже навчилися отримувати у промислових масштабах, але тільки у вигляді концентрованих розчинів. У чистому ж вигляді це поки що не вдається зробити навіть у лабораторних умовах, на відміну від так званої нульової води – з легкого кисню та легкого водню, яку порівняно нескладно "виготовити" за допомогою спеціальних приладів.

Хоч як не дивно, але і звичайна, і важка вода мають однаковий колір, смак, запах. Під дією електричного струму всі вони розкладаються на водень і кисень. Метал натрій у молекулі будь-якої з них витісняє водень. Але у всіх них різні температури кипіння та замерзання.

Хоч ріж ножицями, або розповідь про суху, "гумову", магнітну, срібну й дерягінську воду

Почнемо з чи не найдивовижнішої – дерягінської, названої на честь члена-кореспондента АН України Б. Дерюгіна, який відкрив її. Звичайна вода перетворюється на лід при температурі нуль градусів. Саме тому її взимку не використовують для охолодження автомобільних двигунів: морозної ночі вона замерзає і розриває радіатори. Отож у радіатори заливають антифризи – спеціальні рідини, які мають дуже низьку температуру замерзання.

Та, виявляється, є вода, яка за цією характеристикою не поступається найкращим антифризам, - дерягінська. Вона не замерзає на сильному морозі й лише при -50°С переходить у склоподібний стан. Кипить аж при +300°С, а якщо нагрівати її далі, то при температурі + 700-800°С перетворюється на звичайну. На жаль, у промислових масштабах її виробляти неможливо, бо отримують дерягінську воду, конденсуючи пару звичайної в тонких, мов капіляр, кварцових трубках.

Не менш дивовижних властивостей набуває звичайна вода, опромінена магнітним полем. Змінюються її в’язкість, сила поверхневого натягу, електропровідність, температура кипіння. Різко зростає здатність такої води розчиняти різноманітні речовини. В одній із клінік за допомогою омагнітненої води навіть виводили каміння з нирок та жовчного міхура. Вона розчиняє накип, де його іншими способами усунути майже не вдається – у парових котлах і трубах.

Але найцікавіше те, що на властивості магнітної води впливають пори року. Виявилося: бетон, виготовлений на магнітній воді у січні, на 60% міцніший від виготовленого на звичайній. У жовтні – на 40, у вересні – на 22%, а в травні – лише на 3.

Одне слово, секретів у магнітної води ще чимало, і не лише фізичних, а й біологічних: рослини, які поливають нею, чомусь швидше ростуть і краще плодоносять.

Отже вода - найбільш поширена і найбільш незвичайна речовина на Землі. Лише вода в нормальних земних умовах може перебувати в трьох станах: твердому, рідкому, газоподібному. Перехід води з одного стану в інший потребує затрат тепла (випаровування й танення), або, навпаки, супроводжується виділенням відповідної його кількості (конденсація, замерзання). Для випаровування 1 г води необхідно витратити 2,5 кДж, на танення 1 г льоду - 335 Дж тепла. Поглинання, або виділення тепла при переході з одного агрегатного стану в інший, не впливає на температуру води (льоду).

Унікальні властивості води визначаються здебільшого її структурою, а саме дипольністю її молекули. Когезія — це здатність молекул води зчіплюватись одна з одною. Цим пояснюється поверхневий натяг. Завдяки цьому клоп-водомірка ковзає по поверхні води. Адгезія — здатність молекул води зчіплюватись із молекулами інших речовин. Цим пояснюється підйом води по тонких капілярах, судинах рослин, по паперу, тканині.

Вода — дуже добрий розчинник, це середовище, в якому відбувається велика кількість біохімічних процесів. Але деякі речовини не розчиняються у воді.

Вода у природі не буває хімічно чистою, оскільки вона є сильним розчинником. Вона завжди є газово-сольовим розчином різної концентрації.
Збільшення солоності зумовлює зниження температури замерзання, й температури найбільшої густини води. Так, наприклад, при солоності 35 %о (проміле) вода замерзає при температурі -1,9°С, а температура найбільшої густини - 3,5°С. При солоності води понад 35 %о температура найбільшої густини завжди нижча від температури замерзання. Це означає, що така вода при охолодженні стає щільнішою й опускається донизу, а на поверхню у цей час піднімається менш холодна вода.

Вода характеризується великою теплоємністю. Теплоємність води в 3 тис. раз більша, ніж повітря. Це значить, що при охолодженні води на 1°С можна нагріти аж 3 000 см3 повітря. Звідси зрозуміле значення океану як акумулятора тепла, його пом'якшуючий вплив на клімат. Вода характеризується теплопровідністю. Тому у нагріванні водоймищ головна роль належить перемішуванню води.

Вода має високу теплопровідність — здатність теплоти швидко розповсюджуватись у речовині. У живих істотах постійно відбувається виділення тепла, але локального перегріву немає. У води висока температура кипіння, тобто потрібно багато енергії, щоб відірвати одну молекулу води від іншої. Тому, випаровуючись, вода охолоджує тіло, оскільки разом з водою йде і тепло. Вода має максимальну густину (1 г/см куб) при температурі +4°С.. Хімічно чиста вода має найбільшу густину при температурі 4°С. При охолодженні нижче цієї температури густина води зменшується, а об'єм збільшується. Ця аномалія води відіграє у природі дуже велику роль. При замерзанні водоймищ лід унаслідок зменшення густини залишається на поверхні і захищає воду від подальшого охолодження. Лід має меншу густину, тому плаває на поверхні, а під ним розміщується вода з більшою густиною, яка підтримує життя істот, тобто шар льоду захищає живі організми

Під час охолодження вода розширюється. У кристалах льоду відстань між молекулами води більша, ніж у воді в рідкому стані. Тому вода може пошкоджувати структури клітин, наприклад мембран.

У живій матерії вода — найбільш розповсюджена неорганічна речовина. Людина на 60—65% від маси тіла складається з води. Протоплазма багатьох рослин містить від 85 до 90% води. Гриби складаються на 80% з води, медузи — на 98%, водорості — на 96— 98%, кишковопорожнинні — на 84%, земноводні — на 93% (Ю.Одум, 1986). У живих клітинах вода зустрічається у двох формах: вільна й зв'язана. Завдяки різним властивостям води виникло й розвивалося життя на Землі. Завдяки їм вода відіграє незамінну роль в усіх процесах, які відбуваються в географічній оболонці.

Стосовно ролі води в житті організмів, то еволюція тварин і рослин проходила в двох напрямках: перший — пойкілогідризм, другий — гомойогідризм. Пойкілогідричні рослини мають непостійний вміст води, який значно залежить від вологості навколишнього середовища. Вони не здатні регулювати транспірацію, легко й швидко втрачають і поглинають воду. За відсутності води перебувають у стані анабіозу. Зустрічаються там, де короткі періоди зволоження чергуються з довготривалими періодами посухи. Це синьо-зелені водорості, всі відділи еукаріотичних водоростей (зелені, червоні, діатомові, бурі та ін.), більшість грибів, лишайники, мохи, деякі види вищих рослин. У їх клітинах немає центральної великої вакуолі, і під час зневожування вони рівномірно стискуються, не порушуючи структури мембран.

Гомойогідричні рослини здатні підтримувати відносну сталість кількості води в клітинах. Це більшість вищих наземних рослин. Вони мають велику центральну вакуоль, пагони, вкриті епідермісом з трихомами й кутикулою; транспірація регулюється про-дихами; мають добре розвинену кореневу систему. Проте здатність гомойогідричних рослин регулювати свій водний обмін різна. Серед них виділяють різні екологічні групи за відношенням до вологи: гідратофіти, гідрофіти, гігрофіти, мезофіти та ксерофіти. Останні поділяються, в свою чергу, на сукуленти й склерофіти.

Світовий кругообіг води

Усі води на Землі — океанічні, поверхневі та підземні води суходолу — завдяки енергії Сонця здійснюють єдиний кругообіг води в природі. Безперервний процес переміщення води під впливом сонячної енергії й сили тяжіння, який охоплює гідросферу, атмосферу, літосферу та організми, називається світовим вологообігом, або кругообігом води.

Вода у природі безперервно переходить з одного стану в інший, здійснюючи так звавні великі й малі кругообіги. Випаровування води з поверхні океану, конденсація водяної пари в атмосфері та випадання опадів на поверхню океану утворює малий кругообіг. У тих випадках, коли водяна пара переноситься повітряними течіями з океану на сушу, кругообіг води ускладнюється. Частина опадів, яка випала на поверхню суші, випаровується й поступає назад в атмосферу. Інша частина стікає в ріки та інші водойми. Процес випаровування води і випадання опадів на сушу може повторюватися багаторазово, але в кінцевому результаті перенесена на неї волога знову повертається в океан у вигляді річкового й підземного стоку, завершуючи свій великий кругообіг.

Кругообіг відіграє виключно важливу роль у житті планети. Здійснюючи перенесення тепла та вологи, він зв'язує земні оболонки і відіграє важливу роль в утворенні комплексної природної оболонки Землі. Кругообіг води має велике значення для розвитку рослинного світу, формування ґрунтів, розвитку ерозійних процесів. Річки виносять в океан твердий зважений матеріал, що сприяє нівелюванню земної поверхні та утворенню осадових порід.

У загальному кругообігу води найбільш рухома атмосферна волога. Середній уміст водяної пари в атмосфері становить близько 14 тис. км, а загальна річна кількість опадів на Землі - 519 тис. км3. Значить, об'єм вологи в атмосфері поновлюється 40 разів на рік. На випаровування опадів витрачається більше 20 % сонячної енергії, яка надходить на Землю. Але тепло, яке витрачається:на випаровування, вивільняється при конденсації водяної пари. Таким чином, кругообіг води супроводжується кругообігом тепла.

Баланс вологи в планетарному і в локальному масштабах не залишається незмінним. Значна кількість води вилучається з "обігу", затримується в льодовиках. За підрахунками Г.К. Тушинського (1963) у гірських льодовиках (у вигляді льоду) вода затримується на строк від 8 до 125 років, а в льодовикових щитах - від 2 до 240 тис. років, протягом яких частки льоду долають шлях від центра шита до його окраїни. Згідно М.І. Львовича (1967), повний цикл вологообміну у полярних льодовиках триває близько 15 тис. років.

Кругообіги води не замикаються на Землі. Молекули водяної пари, які піднімаються у високі шари атмосфери, під впливом ультрафіолетової радіації Сонця розпадаються на атоми кисню та водню. Атоми водню розсіюються у міжпланетному просторі. У свою чергу Космос постачає воду на Землю, яку містить космічний пил.

Учені тривалий час сперечалися звідки виникла вода на планеті. Одностайної думки не дійшли і досі. Найпоширенішою є теорія про її космічне походження. Першим добув незаперечні докази щодо цього італійський хімік Пізані. Досліджуючи метеорит, що впав 1864 року поблизу Оргейля у Південній Франції, він виявив у ньому майже 14% води. Подальші дослідження підтвердили: всі метеорити містять воду.

Відтоді було створено чимало наукових теорій, що пояснювали нашої планети. Значного поширення набула теорія, розроблена видатним ученим О. Ю. Шмідтом. Для нас вона цікава передусім тим, що досить переконливо пояснює, як утворилася на Землі вода.

У міжзоряному просторі є молекули води і кисню. Під дією космічної радіації вони вступають у хімічні реакції, утворюючи різноманітні сполуки, в тому числі і Н2О. Далі відбувається ось що. Вам доводилося бачити, як зранку виглядає жорства на садовій доріжці, коли вночі несподівано вдарить мороз? Кожен камінець вкривається пухнастою шубою з інею. Так само конденсується вода і на метеоритах на протилежному від Сонця боці, який дуже холодний (в космосі панує страшна холоднеча – майже – 273 градуси С).

За теорією Шмідта, планети утворюються внаслідок конденсації газопилових космічних хмар. Це можна порівняти з тим, що відбувається з чаїнками у склянці. Коли розмішують ложкою чай, відцентрові сили відносять їх до стінок склянки. Коли ж ложку виймають, коловий рух рідини поступово уповільнюється, і доцентрові сили поступово збирають чаїнки докупи в центрі.

Дещо подібне відбувається і при ущільненні газопилових хмар, які оберталися навколо свого центру, що поступово ставав ядром нової планети. Оскільки серед пилу були й частки, обліплені льодом, то вода потрапила в тіло планети від кори до ядра. Надалі ядро ущільнилося, в ньому почалися радіоактивні процеси, що супроводжувалися виділенням тепла. Космічний лід почав танути, й вода з надр ринула на поверхню: поступово утворилися океани, моря, річки, озера.

Вважають, водообмін Землі з космосом триває й нині – у верхніх шарах атмосфери сонячна радіація розкладає молекули Н 2 О на складові частини. Водень відлітає в космічний простір, а кисень поповнює атмосферу планети. За підрахунками вчених, через ці втрати за всю історію існування нашої планети рівень Світового океану понизився на 2-3 метри.

Але водночас молекули води заносяться у верхні шари атмосфери разом із космічним пилом. Сріблясті хмари, які утворюються на висоті 67-97 кілометрів, - це часточки космічного пилу, вкриті льодовою оболонкою.

Отже, будь-яка з молекул води могла протягом існування нашої планети зазнати на ній дивовижних пригод. Зародившись у космосі, вона врешті-решт разом із міріадами інших молекул води вихлюпнулася на поверхню, утворивши океан.

Географічне положення, особливості рельєфу дна Світового океану

Єдиний Світовий океан розділений на чотири океани: Тихий (50 % площі), Атлантичний (25 %), Індійський (21 %) і Північний Льодовитий (4 %). Межі океанів проводять по береговій лінії материків і островів, а у водних просторах умовно по меридіанах мисів.

Дно Світового океану має значні відмінності у глибинах, будові. Учені виділяють у його межах чотири зони.

Підводна окраїна материків утворює першу зону, до якої входить материкова відмілина — шельф, та материковий схил. Шельф має глибини до 200 м. Дно утворене відкладами, які, переважно, принесені із суходолу — піски, гравій, галька та ін. Шельф багатий на нафту, газ, розсипні родовища металів, алмазів тощо. Материковий схил також є затопленою частиною континенту із земною корою материкового типу до глибини близько 3,5—4 км. Він часто східчастий, розсічений підводними каньйонами.

На стику материкових і океанічних частин літосферних плит виділяється перехідна зона, до якої належать улоговини окраїнних морів, ланцюжки островів переважно вулканічного походження, глибоководні жолоби. У Світовому океані налічується понад ЗО жолобів. Найглибшим із них є Маріанський жолоб — 11 022 м, а найдовшим — Алеутський — 3570 км. Із перехідною зоною пов'язані основні діючі вулкани Землі, а також осередки землетрусів. Найкраще перехідна зона виражена уздовж Тихоокеанського узбережжя Азії.

Третя, основна зона дна Світового океану — ложе океану. Вона займає більше половини його площі з переважаючими глибинами до 6 км. В основі цієї зони лежить земна кора океанічного типу. Гряди, плато, височини розділяють ложе на улоговини. Донні відкладення утворені мулами органогенного походження, глиною.

Серединно-океанічні хребти із земною корою базальтового типу утворюють четверту зону, яка виділяється в центральних частинах океанів. Загальна довжина їх складає більше як 60 000 км. Висота хребтів над ложем океану — до 3000— 4000 м, ширина — 1000—2000 км. Уздовж осьових частин хребтів розташовані глибокі ущелини — рифти. Вони мають ширину декілька кілометрів, а глибину — 1—1,5 км. Уздовж рифтів є багато діючих підводних вулканів, часті землетруси, спостерігається посилений тепловий потік.

Світовий океан і його частини

У Світовому океані виділяють окремі частини: моря, протоки, затоки. Море — це частина океану, відокремлена від нього ділянками суходолу або підводними підняттями. Єдиним винятком є Саргасове море у Північній Атлантиці, яке розташоване всередині океану. Моря займають близько 10 % площі Світового океану. Найбільшими серед них за площею є Філіппінське, Аравійське, Коралове.

За розташуванням моря поділяються на окраїнні, внутрішні та міжострівні. Окраїнними називають моря, розташовані вздовж окраїн материків, як правило, на їхньому підводному продовженні (Баренцове, Східнокитайське та ін.). Внутрішні моря — це моря, які далеко врізаються в суходіл одного чи двох материків. Серед них виділяють міжматерикові (Середземне, Червоне та ін.) і внутрішньоматерикові (Чорне, Азовське, Балтійське). До міжострівних морів належать Яванське, Філіппінське тощо.

Берегова лінія — це межа суходолу і моря, вона може мати різну ступінь порізаності. Берегову лінію ускладнюють затоки і півострови, острови і протоки.

Затока — це частина водного простору, що вдається в суходіл і має вільний водообмін. Затока менше відокремлена від суходолу, ніж море.

Протокою називають частину водного простору, що розділяє дві ділянки суходолу. Найширшою є протока Дрейка — 1120 км, глибина — 5249 м. За довжиною найбільша Мозамбікська протока— 1760 км.

Півострів — частина суходолу, що вдається у водний простір. Найбільшим за площею є півострів Аравія — (2730 тис. км2).

Невелику, порівняно з материками, ділянку суходолу, що з усіх сторін омивається водою, називають островом. Найбільшим серед них є Ґренландія — 2176 тис. км2. Скупчення островів, що мають однакове походження, називають, архіпелагами (Канадський архіпелаг, Шпіцберген, Вогняна Земля). За походженням острови поділяються на материкові, вулканічні й коралові.

Температура і солоність води Світового океану

Температура вод Світового океану визначається значною мірою кліматичними процесами, що відбуваються над його поверхнею. Так, сонячна радіація витрачається на випаровування, нагрівання верхнього шару води до глибини приблизно 300 м та нагрівання повітря. Середня температура поверхневих вод океану становить понад +17 °С. У Північній півкулі вона на. З °С вища, ніж у Південній. У приекваторіаль-них широтах температура впродовж року становить +27...+28 °С. У західних частинах океанів у тропічних поясах +20...+25 °С, а у східних — +15...+20 °С. Однак саме тут зафіксовані найвищі температури (у Перській затоці — +35 °С, у Червоному морі — +32 °С). Для помірних широт характерною є сезонна зміна температур води, а середньорічна знижується поступово у напрямках до полюсів від +10 до 0 °С. У приполярних широтах температура вод океану впродовж року змінюється від 0 до -2 °С. При температурі близько -2 °С морська вода середньої солоності замерзає (чим більша солоність, тим нижча температура замерзання). Тому біля Північного полюса сформувався багаторічний льодовий покрив потужністю до 4—7 м.

Льоди вкривають близько 15 % площі Світового океану. Морський лід солонуватий, але солоність його у декілька разів менша за солоність тієї води, із якої він утворився. В океан потрапляє також прісноводний лід — річковий, а також великі уламки материкових льодовиків Антарктиди, Ґренландії — айсберги.

На глибинні води океанів практично не впливають кліматоутворюючі процеси, тому вони характеризуються незмінними низькими температурами. У придонних шарах Світового океану температури на всіх широтах низькі — від +2 °С на екваторі до -2 °С в Арктиці й Антарктиці. Де приводить до того, що середня температура всієї маси океанської води становить близько 4 °С.

Важливою властивістю океанічної води є солоність, її визначають кількістю солей у грамах, які розчинені в 1 кг (літрі) морської води, або в промілле, тобто в тисячних частках (%о). Середня солоність океанської води — 35 г/л, або 35 %о.

Вирішальне значення серед причин, що впливають на солоність поверхневих вод, має співвідношення кількості атмосферних опадів і величини випаровування. Тому у розподілі солоності простежується широтна зональність.

У приекваторіальних широтах солоність 34— 35 %о, оскільки там велика річна кількість опадів і річковий стік, що помітно перевищують величину випаровування. Найвища солоність (37 %о) характерна для тропічних широт, де мало опадів і велике випаровування. У помірних широтах солоність близька до 35 %о, а у приполярних — 32— 33 %о (найнижча), оскільки випаровування тут дуже мізерне, а воду опріснюють танучі льоди та великі річки.

Рух води у Світовому океані

Води Світового океану перебувають у постійному русі. Серед видів руху вод виділяють хвилі та течії. За причинами виникнення хвилі поділяють на вітрові, цунамі та припливно-відпливні.

Причиною вітрових хвиль є вітер, який зумовлює вертикальний коливальний рух водної поверхні. Висота хвиль найбільше залежить від сили вітру. Хвилі можуть досягати висоти 18—20 м. Якщо у відкритому океані вода зазнає вертикальних рухів, то біля берега вона здійснює поступальний рух, утворюючи прибій. Ступінь вітрового хвилювання оцінюють за 9-бальною шкалою.

Цунамі — це гігантські хвилі, що виникають під час підводних землетрусів,, гіпоцентри яких розташовані під дном океану. Хвилі, спричинені підземними поштовхами, поширюються з величезною. швидкістю — до 800 км/год. У відкритому океані їх висота незначна, а тому вони не становлять небезпеки. Однак такі хвилі, набігаючи на мілководдя, зростають, сягаючи висоти 20—30 м, і обрушуються на узбережжя, завдаючи великих руйнувань.

Припливно-відпливні хвилі пов'язані з притяганням водних мас Світового океану Місяцем і Сонцем. Висота припливів залежить від географічного положення та розчленованості і конфігурації берегової лінії. Максимальна висота припливів (18 м) спостерігається у затоці Фанді.

Течії — це горизонтальні переміщення води в океанах і морях певними постійними шляхами. Тобто це своєрідні річки в океані, довжина яких досягає декількох тисяч кілометрів, ширина — до сотень кілометрів, а глибина — сотень метрів.

За глибиною розташування в товщі води розрізняють поверхневі, глибинні та придонні течії. За температурними характеристиками течії поділяють на теплі та холодні. Приналежність конкретної течії до теплих чи холодних визначається не їхньою власною температурою, а температурою навколишніх вод. Теплою називають течію, води якої тепліші за навколишні води, а холодною — холодніші.

Основними причинами виникнення поверхневих течій є вітри та різниця рівнів води в різних частинах океану. Серед течій, що викликані вітрами, виділяють дрейфові (спричинені постійними вітрами) і вітрові (виникають під впливом сезонних вітрів).

Вирішальний вплив на формування системи течій в океані має загальна циркуляція атмосфери. Схема течій у Північній півкулі утворює два кільця. Пасати спричиняють пасатні течії, що спрямовуються до екваторіальних широт. Там вони набирають східного напрямку і рухаються у західну частину океанів, підвищуючи там рівень вод. Це приводить до формування стічних течій, що рухаються уздовж східних узбереж материків (Гольфстрім, Куро-Сіо, Бразильська, Мозамбікська, Мадагаскарська, Схід-ноавстралійська). У помірних широтах ці течії підхоплюються пануючими західними вітрами і спрямовуються до східної частини океанів. Частина вод у вигляді компенсаційних течій рухається до 30-х широт, звідки пасати вигнали воду (Каліфорнійська, Канарська), замикаючи південне кільце. Основна маса води, переміщеної західними вітрами, рухається вздовж західних узбереж материків у високі приполярні широти (Північноатлантична, Пів-нічнотихоокеанська). Звідти вода у вигляді стічних течій, які підхоплюються північно-східними вітрами, спрямовується вздовж східних узбереж материків до помірних широт (Лабрадорська, Камчатська), замикаючи північне кільце.

У Південній півкулі формується тільки одне кільце в екваторіальних і тропічних широтах. Основною причиною його існування є також пасати. Південніше (у помірних широтах), оскільки на шляху вод, підхоплених західними вітрами, немає материків, формується колова течія Західних вітрів.

Між пасатними течіями обох півкуль вздовж екватора формується міжпасатиа протитечія. У північній частині Індійського океану мусонна циркуляція породжує сезонні вітрові течії.

Господарське значення морів

Велике господарське значення морів і океанів полягає в тому, що вони є найдешевшими і зручними шляхами сполучення. Із ними пов'язані різні промисли: вилов риби, крабів, мідій, добування їстівних водоростей, полювання на морських звірів (китів, моржів, тюленів), добування перлів, коралів, бурштину та ін.

На дні океанів і морів залягає велика кількість різних корисних копалин. У межах материкових відмілин атлантичного і тихоокеанського узбереж та під дном Північного Льодовитого океану, Північного, Каспійського, Азовського та інших морів є багаті поклади нафти й горючих газів, запаси яких удвічі більші, ніж на суходолу. У багатьох місцях дно океану вкрите конкреціями заліза, мангану, міді, нікелю, кобальту та рідкісних і розсіяних елементів.

Морська вода містить у розчиненому стані багато корисних хімічних елементів, а тому в процесі опріснення їх також можуть видобувати і використовувати.

Енергію припливів, а останнім часом й океанічних течій, починають використовувати для виробництва електроенергії.

Підземні води та джерела

Важливою частиною вод суходолу є підземні води — води, які розташовані в ґрунтах і гірських породах верхньої частини земної кори (до глибини 12—15 км).

Підземні води постійно переміщуються в глибинах Землі як вертикально, так і горизонтально. Напрямок, інтенсивність руху та глибина залягання підземних вод залежать, перш за все, від водопроникності гірських порід. Гірські породи бувають водопроникні (здатні пропускати воду: пісок, галька, гравій та ін.) і водотривкі, або водонепроникні (магматичні й метаморфічні породи без тріщин, глина). На рівнинах, складених осадовими гірськими породами, шари, що мають різну водопроникність, зазвичай чергуються. Вода, що просочується вниз, затримується на водотривких породах, заповнює проміжки між частинками вищерозміщеної водопроникної породи, утворюючи водоносний шар, або водоносний горизонт. Таких горизонтів іноді може налічуватись до 10—15. За умовами залягання підземні води поділяються на ґрунтові та міжпластові.

Ґрунтові води залягають над першим від поверхні шаром водотривких порід. У верхньому ґрунтовому шарі, який перебуває під впливом чинників погоди, вода рухається лише вертикально, залежно від чергування вологих і сухих періодів: у вологий період вода просочується вниз, а в сухий — підходить до поверхні. Частина води виходить за межі шару, що перебуває під метеорологічним впливом, і рухається лише вниз до поверхні водотривких порід, утворюючи у водопроникних породах ґрунтовий водоносний горизонт.

Нижчі водоносні горизонти, що сформувалися між двома водотривкими шарами, називаються міжпластовими. Здебільшого вони бувають напірними (артезіанськими).

Підземні води повільно переміщаються у напрямку похилу водоносного шару. Там, де на поверхню Землі виходить шар водотривких порід, над яким збираються підземні води, утворюється джерело — природний вихід підземної води на земну поверхню.

Своєрідним типом джерел є гейзери, що періодично викидають гарячу воду і водяну пару на висоту до 60 м.

В інших районах води, які підіймаються з великих глибин чи горизонтів, що прилягають близько до вулканічних осередків, виходять на поверхню у вигляді теплих або навіть гарячих джерел. Гарячі підземні води (від +20 до +100 °С) називають термальними. Вони зазвичай характеризуються високим вмістом різних солей, кислот, металів, радіоактивних елементів.

Верхні горизонти підземних вод переважно прісні (до 1 г/л) або солонуваті (1—10 г/л), а глибоких шарів — часто бувають солоними (від 10 до 35 г/л і більше). Води з вмістом солей понад 35 г/л (за іншими підходами понад 50 г/л) називають росолами.

Підземні води мають велике господарське значення, їх здавна використовують для водопостачання.

Річка та її частини. Басейни і вододіли. Поняття про річкову долину

Річками називають природні водотоки, які мають довжину понад 10 км, а коротші — струмками. Річки завдовжки до 100 км, вважають малими, до 500 км — середніми, а понад 500 км — великими.

Лінійно-витягнуте зниження, по якому тече річка, називають річковою долиною. Найнижча частина долини, тобто заглиблення, яке зайняте водою, є її руслом. Кожна річка має витік (місце, де бере початок і від якого спостерігається течія води в руслі) і гирло (місце впадання річки в іншу річку, озеро, море, океан). Витоком річки може бути джерело, озеро, болото, льодовик. У пустельних районах через сильне випаровування і великий забір води на зрошення та інші господарські потреби річки іноді не досягають іншої водойми й утворюють сухі гирла та сухі русла (кріки та ваді), сліпі дельти.

На особливості річок значно впливає рельєф, який визначає швидкість та характер їх течій. Рельєф також визначає напрямок течії, кількість і довжину притох, що впадають в основну річку. Головна річка з притоками утворюють річкову систему. Назва річкової системи дається за головною річкою, наприклад система Дніпра, Дунаю, Конго, Амазонки.

Територія, з якої води стікають у певну річку, називається її водозбірним басейном, або басейном річки. Усі басейни річок, що впадають в одне море чи океан, утворюють на суходолі басейн моря чи океану. Якщо річки у посушливих районах утворюють сліпі дельти або несуть свої води до безстічних озер, то їхні басейни називають басейнами внутрішнього стоку. Лінія підвищень, що розділяє суміжні басейни річок, називається вододілом.

Для того, щоб отримати точне уявлення про характер течії річки, визначають ЇЇ падіння та похил. Падінням річки називають перевищення висоти її витоку над висотою гирла, яке виражають у метрах. Падіння на окремій ділянці — це різниця висот між двома точками, розташованими на певній відстані одна від одної.

Похилом річки називають відношення її падіння (у сантиметрах) до довжини річки (у кілометрах). Чим більшим є похил річки, тим більшу роботу вона виконує, розмиваючи і переносячи тверді частинки зруйнованих гірських порід.

Рівнину в гирлі, утворену річковими наносами, називають дельтою (через її подібність за формою до грецької букви дельта).

Увесь матеріал, який переноситься річкою, називають твердим стоком. Його виражають масою або об'ємом матеріалу, який переносить річка за певний час (наприклад, за рік або сезон). Від об'єму твердого стоку залежить каламутність води. її вимірюють у грамах речовини, яка міститься в 1 м води.

Унаслідок випадання зливових дощів можуть формуватися селеві потоки — короткочасні, з високим підняттям рівня води і великим вмістом (10—75 %) твердого матеріалу потоки, які мають велику руйнівну силу.

Процес розмивання постійними водотоками гірських порід називається річковою ерозією. У верхів'ях, де похил великий, а течія швидка, річка переважно поглиблює своє русло; у середній течії вона переносить продукти розмиву (похил тут менший); у нижній течії річка відкладає пісок і мул. Він поступово заповнює западини і вирівнює дно річки. Процес відкладання наносів називають акумуляцією, а самі відклади річкового походження — алювієм!.

Відклавши на графіку висоти дна вздовж її русла від витоку до гирла вертикально, а довжину річки горизонтально, зображають поздовжній профіль річки. За ним можна оцінити падіння та похил річки на різних ділянках, а також відносний вік та геологічну будову.

За розмірами річкові долини можуть бути дуже великі, маючи ширину до кілометра чи й десятки кілометрів., а глибину — від декількох до сотень метрів. Схили долини майже завжди ступінчасті

і можуть бути розлогими або крутими. Вузьку долину річки з крутими схилами з обох боків називають каньйоном.

Під час підвищення рівня води в річці (повені) річка переважно затоплює частину долини до першого уступу, тобто заплаву. Уступ переходить увиположену площадку — річкову терасу. Таких-терас на схилі долини може бути декілька. Саму заплаву можна вважати першою терасою.

При піднятті території, якою протікає річка, збільшується її похил, а, отже, й швидкість течії та здатність річки розмивати гірські породи. Річка починає поглиблювати своє русло. Такий самий процес (глибинна ерозія) буде відбуватися і при зниженні рівня водойми, в яку впадає водний потік, і при збільшенні водності річки через підвищення вологості клімату. Водний потік не може врізатися глибше, ніж рівень водойми, в яку він впадає, тому цей рівень називають базисом ерозії.

При опусканні території, підвищенні рівня води у водоймі, в яку впадає річка, або зменшенні її водності зростає процес акумуляції. Русло річки забивається алювієм, і вона починає підмивати берег (бічна ерозія). Утворюється закрут річки, а нижче за течією річка врізується у протилежний берег. Русло річки стає звивистим, а заплава розширюється. Закрути русла річки називають меандрами. Залишені річкою старі русла називають старицями.

Живлення і режим річок

Річки утворюються за рахунок надходження до них вод від різних джерел живлення (підземні води, дощ, талі снігові та льодовикові води). Отже, живлення річки може бути дощовим, сніговим, льодовиковим і підземним. Основну роль в існуванні та кількості річок на певній території відіграє клімат.

Більшість річок земної кулі мають мішане живлення. Так називають тип живлення, при якому жодне джерело надходження води не становить більше як 50 %. Якщо величина одного з джерел становить від 50 до 80 %, то його називають переважаючим, якщо понад 80 %, — виключним.

Характер поведінки річки протягом року (коливання рівня води, терміни замерзання та скресання, зміни витрат води), тобто її режим, залежить від особливостей клімату. У річному режимі річки виділяють характерні періоди — повінь, паводок, межень.

Повінь — це період високого і тривалого підняття рівня води, що повторюється з року в рік в один і той самий сезон.

Паводком називають швидке і різке підняття рівня води, яке може відбуватися у різні сезони, інколи багато разів протягом року. Зумовлене це явище, як правило, випаданням зливових дощів або різкими відлигами.

Межень — це період у житті річки, який характеризується малою водністю і найнижчим рівнем води у річці.

За режимом річки земної кулі поділяють на декілька груп: найпоширенішими серед них є річки з весняною повінню, літньою повінню та річки з паводковим режимом. Перш за все, режим залежить від співвідношення джерел живлення та географічного положення їхнього водозбору.

За льодовим режимом річки поділяють на три групи: замерзаючі, з нестійким льодоставом та незамерзаючі. Для річок помірного поясу характерні три періоди утворення льодового покриву: замерзання, льодостав, скресання.

Для практичних цілей (судноплавства, зрошення полів, будівництва гідроелектростанцій, водопостачання населених пунктів) важливо знати витрату води річкою, тобто об'єм води, який протікає за певний час через її поперечний переріз. Найчастіше витрату води у річці вираховують у кубічних метрах за секунду (м3/с). Витрата води у річках змінюється протягом року. Найбільшою вона буває під час повені або паводку.