2 Экологические функции гидросферы Вода стоит

2. Экологические функции гидросферы

«Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества — минерала, горной породы, живого тела, которое бы ее не заключало. Все земное вещество под влиянием свойственных воде частичных сил, ее парообразного состояния, ее вездесущности в верхней части планеты ею проникнуто и охвачено. Не только земная поверхность, но и глубокие — в масштабе биосферы — части планеты определяются, в самых существенных своих проявлениях, ее существованием и ее свойствами» *. Так В. И. Вернадский впервые научно сформулировал содержание геохимии природных вод в докладе «О классификации и химическом составе природных вод» , прочитанном в 1929 г. в Российском минералогическом обществе.

В науках о Земле под гидросферой подразумевают прерывистую поверхностную оболочку, состоящую из воды морей и океанов, поверхностных водоемов суши, временных и постоянных водотоков, твердой воды в виде снега и льда. Наряду с поверхностной существует и подземная гидросфера, к которой относятся грунтовые и подземные, в том числе артезианские воды. Общая площадь океанов и морей в 2, 5 раза превышает территорию суши.

В Мировом океане содержится примерно 94 % общего объема гидросферы. Эта огромнейшая масса воды, состоящая из двух слоев — верхнего, относительно теплого, и основного, холодного с температурами 4 ⁰С и ниже, обусловливает термический режим планеты. Мировой океан является глобальным аккумулятором теплоты. Он трансформирует солнечную энергию, аккумулирует ее, а при необходимости, медленно охлаждаясь, отдает часть теплоты в атмосферу. Таким образом, гидросфера играет важнейшую и весьма неоднозначную роль в терморегуляции планеты. На суше основная масса воды сосредоточена в ледниках. В них законсервировано более 70 % всех запасов пресных вод Земли. Благодаря своей высокой отражательной способности (альбедо) ледники являются одним из важнейших современных климатообразующих факторов.

Гидросфера играет важнейшую роль в глобальных процессах обмена веществом и энергией. Вода осуществляет эрозию и денудацию горных пород, перенос вещества во взвешенном или растворенном состоянии и отложение продуктов разрушения в областях аккумуляции (долины и устья рек, озера и морские бассейны).

Важнейшим процессом в экосфере является глобальный круговорот воды, или гидрологический цикл. Он служит основой единства географической оболочки и играет важнейшую роль в обмене веществом и энергией. Под воздействием солнечной энергии вода испаряется с поверхности морей, океанов и поверхностных водоемов суши. Испарившаяся влага включается в процесс атмосферного влагопереноса. При этом часть влаги вновь выпадает в виде атмосферных осадков над Мировым океаном и континентами. С поверхности континентов вода стекает в виде рек в конечные бассейны стока и по пути, а также в пределах бассейнов стока вновь вовлекается во влагооборот.

Океаны и моря покрывают почти 71 % поверхности Земли, а вместе с водными объектами суши, к которым относятся ледники, озера, водохранилища, болота, пруды и др. , водой покрыто почти 3/4 земной поверхности. Высокая теплоемкость воды и значительная потенциальная энергия ее многочисленных фазовых переходов вместе с огромной площадью зеркала воды имеют большое значение для теплового и водного режимов Земли. Гидросфера вместе с атмосферой являются решающим фактором в почвообразовании и формировании растительного покрова Земли и, следовательно, обусловливают ландшафтный облик планеты.

Гидросфера находится в состоянии непрерывного движения, развития. Постоянно обновляется. Ежегодно с поверхности Земли испаряется около 0, 5 млн. куб. км воды, что составляет половину объема всех водоемов суши. Водяные пары атмосферы обновляются в течение 10 суток. Вода рек в результате стока изменяется каждые 12 суток, вода озер обновляется каждые 10 лет. Вода Мирового океана полностью изменяется каждые 3 тыс. лет, а в ледниках – самой малоподвижной форме воды – полный водообмен происходит за 8, 5 тыс. лет

По степени минерализации различают воды: пресные, солоноватые, соленые и рассолы: пресные — менее 1 г/кг (< 0, 1 %); солоноватые — от 1 до 25 г/кг (0, 1— 2, 5 %); соленые — от 25 до 50 г/кг (2, 5 — 5, 0 %); рассолы — более 50 г/кг (> 5, 0%). Более высокая степень солености свидетельствует либо о заражении вод продуктами деятельности человека, либо о дренировании аридных районов, где широко распространены засоленные воды.

Морская вода содержит в растворенном состоянии газы. Содержание (мл/л) основных газов в морской воде следующее: Кислород 0— 9 Азот 8, 4— 14, 5 Углекислый газ 34 — 56 Аргон 0, 2 — 0, 4 Гелий и неон 1, 7 - 10⁻⁴ Сероводород 0 — 22 (и более)

ГИДРОСФЕРА ЖИЗНЕОБЕСПЕЧИВАЮЩ ИЕ ФУНКЦИИ Среда жизни РЕСУРСНЫЕ ФУНКЦИИ Ресурс сельхоз и пром. производства Накопитель биогенных элементов Минеральные ресурсы Аккумулятор вещества Биологические ресурсы Аккумулятор теплоты Энергетические ресурсы Среда биохимических процессов Среда газового режима КЛИМАТОФОРМИРУЮЩИ Е ФУНКЦИИ ГЕОСФЕРНЫЕ ФУНКЦИИ Взаимопередача энергии и вещества с атмосферой Формирование погодных условий Атмосферные Педо- и литосферные Формирование циклонов Источник экстремальных явлений АНТРОПОСФЕРНЫЕ ФУНКЦИИ Рекреационная Транспортная Фактор эстетического и эмоционального воздействия

2. 1. Жизнеобеспечивающие функции гидросферы Они основаны на уникальных, аномальных свойствах воды. Первая аномалия обусловлена чрезвычайно сильной способностью взаимного притяжения молекул воды. _____________________________ Свойства Н 2 Те Н 2 Se H 2 S H 2 O _____________________________ Молек. вес 129 Т кип, С -4 Т зам, С -51 80 -42 -64 34 -61 -82 18 (-80) 100 (-90) 0

Седьмая аномалия: из всех жидкостей , кроме ртути, у воды самое большое поверхностное натяжение, что обеспечивает так называемый капиллярный эффект. Восьмая аномалия: вода – лучший в мире растворитель. Она растворяет очень многие вещества, но сама при этом остается инертной, т. е. не изменяется от растворенных в ней веществ. «Воде, - сказал великий Леонардо да Винчи, - была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле» .

2. 2. Ресурсные функции гидросферы 1. Гидросфера – важнейший источник питьевого снабжения населения, а также незаменимый ресурс сельскохозяйственного и промышленного производства. 2. Гидросфера – источник минеральных ресурсов. 3. Гидросфера – источник биологических ресурсов. 4. Гидросфера – источник энергетических ресурсов

2. 3. Климатоформирующие функции гидросферы Подавляющая часть метеорологических явлений в той или иной мере связана с реальным взаимодействием поверхности Мирового океана и воздушной оболочки Земли. Гидросфера, и в особенности Мировой океан, постоянно энергетически питает атмосферу, поскольку аккумуляция тепла за счет поступающего солнечного излучения и последующее расходование его на метеопроцессы осуществляется главным образом гидросферой, а не атмосферой. Это связано с тем, что общая масса атмосферы существенно меньше и равна массе слоя воды толщиной всего около 10 м. Если при этом учесть, что теплоемкость воздуха составляет всего 25% теплоемкости воды, то станет понятным, что при изменении температуры на одно и то же значение вклад гидросферы в теплосодержание вышележащего слоя атмосферы значительно больше вклада самой атмосферы.

2. 4. Геосферные функции гидросферы Влияние на атмосферу: регулятор газового состава атмосферы; один из факторов эволюции воздушной оболочки (переход восстановительной атмосферы в окислительную, связывание Мировым океаном СО 2 воздуха). Влияние на почвенный покров и литосферу: диспергация, растворение и перемещение водными потоками вещества и последующая его аккумуляция; формирование структуры и состава педо- и литосферы.

2. 5. Антропосферные функции гидросферы Мировой океан в силу своих физико-географических особенностей, минерального состава вод, равномерного распределения температур и воздушной влаги играет рекреационную роль. Морской воздух благодаря высокому содержанию определенных ионов и морская вода, которая по своему химическому составу близка к составу плазмы крови, играют большую лечебную роль. Благодаря бальнеологическим и микроминеральным качествам морские акватории служат прекрасным местом отдыха и лечения людей.