Гідросфера

Наша планета містить близько 16 млрд. км³ води, що становить 0,25 % її маси. Основна частина цієї води (понад 80 %) перебуває у глибинних зонах Землі - в її мантії. Невелика частина цих гли­бинних вод потрапляє на земну поверхню при вулканічних вивер­женнях. Частина води (до 13 тис. км³) у пароподібному стані пере­міщується в атмосфері.

Водна оболонка Землі (або гідросфера) містить близько 1,4 млрд. км³ води.До надземної частини гідросфери, що вкриває понад 70 % поверхні Земної кулі, належать океани, моря, озера, ріки, а також льодовики, в яких вода перебуває у твердому стані. Підземна час­тина гідросфери охоплює ґрунтові, підґрунтові, міжпластові без­напірні й напірні води, тріщинні води і води карстових порожнину легкорозчинних гірських породах (вапняках, гіпсах тощо). Верх­ня межа підземних вод проходить на різних глибинах - від 0 до кількох сотень метрів. Вважають, що у приповерхневій товщі зем­ної кори зосереджено понад 84 млн. км³ води.

Незважаючи на величезні обсяги гідросфери, прісні води становлять менше 3 % її об'єму. Ресурси прісних вод належать до відновлювальних завдяки глобальному кругообігу, що охоплює атмосферу, поверхню Землі й лі­тосферу. Поверхня планети щороку випаровує близько 500 тис. км³ вод, з яких на океан припадає 430 тис. км³. Із цієї кількості назад в океан у вигляді опадів надходить 390 тис. км³, а решта (110 тис. км³) випадає над континентами. В цю кількість опадів входить 70 тис. км, що випаровується з континентів, та 40 тис. км³ води, що перено­ситься з океану. Різниця між випаровуванням з континентів і опадами на них зрештою надходить в океан шляхом поверхнево­го і підземного стоків. Із цих 40 тис. км³ прісної води на заселені райони припадає і, отже, може реально використовуватись тіль­ки 9 тис. км³, або 1,8 % води. Швидкість повного оновлення окре­мих елементів гідросфери залежить від рухливості їх і коливаєть­ся від кількох днів до сотень тисяч і мільйонів років.

Характеризуючи величезну роль води у формуван­ні нашої планети, В. І. Вернадський писав, що немає природного тіла, яке могло б зрівнятися з водою за впливом на хід основних найбільш грандіозних геологічних процесів. Роль води у географічній оболонці та біосфері виявляється в наступному:

1)Вода у біосфері перебуває у безперервному русі, бере участь у геологічному та біологічному кругообігах речовин, у процесах ерозії та денудації, транспортуванні і відкладанні змитого уламко­вого матеріалу.

2) Вода є основою існування життя на Землі. Живі організми на 60-98 % складаються з води і всі їхні життєві функціональні процеси пов'язані з водою. Обмін речовин в організмах можливий лише за наявності води, бо майже всі хімічні, колоїдно-хімічні та фізіологічні процеси відбува­ються у водних розчинах органічних та неорганічних речовин або за обов'язкової участі в них води. Процеси травлення і засвоєння їжі у травному каналі та синтез живої речовини в клітинах організ­мів відбуваються виключно у рідкому середовищі. Без води неможливий фотосинтез, який відбувається в зелених рослинах і лежить в основі біологічного кругообігу речовин на нашій планеті. Втрата організ­мом лише 10 - 20 % води викликає його загибель.

3) Кліматоутворююча функція. Моря і океани є тією буферною системою, яка пом'якшує вплив екстремальних темпе­ратур, а водяна пара в атмосфері відіграє роль фільтра для соняч­ної радіації, значною мірою визначає кліматичні особливості бага­тьох регіонів.

4) Без води не може існувати й людська цивілізація, бо вода використовується людьми не лише для пиття, а й для забезпечення своїх санітарно-гігієнічних та господарсько-побутових потреб. У промисловості вона є хімічним реагентом або сировиною, ком­понентом енергетичних систем, засобом підтримання технологічних параметрів, а також використовується для транспортування сировини, продукції, відходів. Багато води іде на побутові потреби. В більшості регіонів Землі сучасне сільське господарство викори­стовує величезні маси води для зрошування. Рухома вода (течії, припливи та відпливи) використовується як джерело енергії і засіб пасивного транспорту (наприклад, сплав лісу). Деякі розчинені у воді речовини можуть ставати корисними копалинами. Багато джерел і водойм мають лікувальне призначення.

Але для більшості людських потреб придатна не будь-яка вода, а прісна - з вмістом мінеральних солей до 1 г/л. Основна маса води гідросфери ще не використовується людством: вода морів та океанів - через високий вміст солей (від 5 до 40 г/дм³), вода льодовиків Антарктиди, Арктики та Гренлан­дії - через велику складність транспортування у промислово роз­винуті регіони, значна частина підземних вод - внаслідок висо­кої мінералізації. Теоретично доступною для використання є лише невелика частина прісних вод (близько 200 тис. км³), зосереджена у прісноводних озерах, водосховищах, річках та підземних водоносних горизонтах у зоні активного водообміну.

Сучасну щорічну потребу у воді людства оцінюють в 4 тис. км³. Але внаслідок дуже нерівномірного розподілу водних ресурсів на планеті, нерівномірного розвитку промисловості та рільництва, неоднакової демографічної ситуації в багатьох країнах проблема чистої питної води уже зараз постає з усією гостротою. Якщо на душу населення в Канаді припадає ще 120000 м³ води, то на Маль­ті - всього 70 м³. У Латинській Америці на одного мешканця при­падає води в 10 разів більше, ніж в Європі чи Азії. У своїй повсякденній діяльності люди переважно користуються водою річок, річ­ний стік яких становить 45 тис. км³.

По континентах ресурси річкових вод розподілені дуже нерівно­мірно. Забезпеченість річковою во­дою України дуже мала. Цей дефіцит річкової води доводиться надолужувати використанням підземних вод, яких у нашій країні чималі запаси. З її надр щорічно добувається більше 5 км³ води. В загальному водоспоживанні (33 км³/рік) використання підзем­них вод становить понад 15 %, в тому числі у промисловості - близь­ко 14%, у сільському господарстві - понад 25%, у житлово-кому­нальному господарстві - понад 34 %. У 77 містах України (із загального числа 434) водопостачання здійснюється практично лише за рахунок ресурсів підземних вод.

Щороку в річкові системи Землі скидається близько 450 км³ брудних стоків різного походження, для нейтралізації яких шляхом зменшення концентрації полютантів (забруднювачів) у воді до при­пустимого рівня потрібно 6 тис. км³ чистої води, тобто дві третини доступних поверхневих ресурсів прісної води (9 тис. км³). Тому чиста прісна вода на нашій планеті стала особливо важливим ресурсом, значення якого збільшується з кожним роком, бо потреби у прісній воді стрімко зростають з кожним роком.

Питання до самоперевірки

1. Що являє собою географічна оболонка? Як відбувався процес її формування? Де проходить верхня і нижня границя географічної оболонки?

2. Назвіть і охарактеризуйте основні закономірності географічної оболонки.

3. Що являє собою атмосфера? Охарактеризуйте газовий склад атмосфери.

4. Яка її маса? Як змінюється атмосферний тиск і щільність повітря з висотою? На які шари поділяють атмосферу в залежності від зміни температури повітря? Охарактеризуйте зміни температури повітря з висотою. Назвіть їхню причину.

5. На які частини поділяють атмосферу в залежності від хімічного складу повітря? Назвіть причину зміни хімічного складу повітря з висотою.

6. Назвіть основні процеси, завдяки яким забезпечується підтримка динамічної рівноваги в атмосфері.

7. Охарактеризуйте внутрішню будову Землі. Як змінюється тиск, щільність, температура гірських порід із глибиною? Які величини характеризують зміну температури з глибиною?

8. Як змінюється агрегатний стан гірських порід із глибиною? Що таке астеносфера? Що являє собою літосфера? Яка її структура?

9. Що являє собою гідросфера? Назвіть її обсяг. Охарактеризуйте структуру гідросфери.

10. Назвіть і охарактеризуйте основні функції води гідросфери в географічній оболонці.

11. Яку частину води може використовувати людина? Для яких цілей? Назвіть шляхи вирішення проблеми дефіциту прісної води.