Гидросфера
Гидросфера ὕδωρ (от древнегреческого ) ( húdōr ) «вода» и σφαῖρα ( sphaîra ) «сфера» [1] [2] — это совокупная масса воды находящаяся на, под и над поверхностью планеты , , малой планеты или естественного спутника . Хотя гидросфера Земли существует уже около 4 миллиардов лет, [3] [4] он продолжает менять форму. Это вызвано расширением морского дна и дрейфом континентов , которые перестраивают сушу и океан. [5]
Было подсчитано, что на Земле имеется 1,386 миллиарда кубических километров (333 миллиона кубических миль) воды. [6] [7] [8] Сюда входят воды в газообразном, жидком и замороженном виде в виде почвенной влаги, грунтовых вод и вечной мерзлоты в земной коре (до глубины 2 км); океаны и моря , озера , реки и ручьи , водно-болотные угодья , ледники , ледяной и снежный покров на поверхности Земли; пар, капли и кристаллы в воздухе; и часть живых растений, животных и одноклеточных организмов биосферы. На соленую воду приходится 97,5% этого количества, тогда как на пресную воду приходится лишь 2,5%. Из этой пресной воды 68,9% находится в виде льда и постоянного снежного покрова в Арктике, Антарктике и горных ледниках ; 30,8% приходится на пресные подземные воды; и только 0,3% пресной воды на Земле находится в легкодоступных озерах, водохранилищах и речных системах. [9]
Общая масса гидросферы Земли составляет около 1,4×10 18 тонн , что составляет около 0,023% от общей массы Земли. В любой момент времени около 2 × 10 13 тонны этого находятся в виде водяного пара в атмосфере Земли (для практических целей 1 кубический метр воды весит 1 тонну). Примерно 71% поверхности Земли, площадь около 361 миллиона квадратных километров (139,5 миллиона квадратных миль), покрыто океаном . Средняя соленость океанов Земли составляет около 35 граммов соли на килограмм морской воды (3,5%). [10]
История [ править ]
По словам Мерриама Вебстера, слово «гидросфера» появилось в английском языке в 1887 году, в результате перевода немецкого термина «гидросфера» , введенного Эдуардом Зюссом . [11]
Круговорот воды [ править ]
Круговорот воды относится к переносу воды из одного состояния или водоема в другое. Резервуары включают атмосферную влагу (снег, дождь и облака), ручьи, океаны, реки, озера, грунтовые воды , подземные водоносные горизонты , полярные ледяные шапки и насыщенную почву. Солнечная энергия в виде тепла и света ( инсоляция ) и гравитация вызывают переход из одного состояния в другое в течение периодов от часов до тысяч лет. Большая часть испарений происходит из океанов и возвращается на землю в виде снега или дождя. [12] : 27 Сублимация – это испарение снега и льда. Транспирация – это истечение воды через мельчайшие поры или устьица деревьев. Эвапотранспирация — это термин, используемый гидрологами для обозначения трех процессов вместе: транспирации, сублимации и испарения. [12]
Марк де Вильерс описал гидросферу как замкнутую систему , в которой существует вода. Гидросфера сложна, сложна, взаимозависима, всепроникающа, стабильна и «кажется, специально создана для регулирования жизни». [12] : 26 Де Вильерс утверждал, что «на Земле общее количество воды почти наверняка не изменилось с геологических времен: то, что у нас было тогда, мы все еще имеем. Воду можно загрязнять, злоупотреблять и использовать неправильно, но она не создается и не уничтожается, а только мигрирует. Нет никаких доказательств того, что водяной пар уходит в космос». [12] : 26
Ежегодный оборот воды на Земле составляет 577 000 км. 3 воды. Это вода, испаряющаяся с поверхности океана (502 800 км2). 3 ) и с суши (74 200 км 3 ). С атмосферными осадками выпадает столько же воды, 458 000 км. 3 по океану и 119 000 км. 3 на земле. Разница между осадками и испарением с поверхности суши (119 000 − 74 200 = 44 800 км 3 /год) представляет собой общий сток рек Земли (42 700 км 3 /год) и прямой сток подземных вод в океан (2100 км2). 3 /год). Это основные источники пресной воды для обеспечения жизненных потребностей и экономической деятельности человека. [9]
Вода – основная жизненная необходимость. Поскольку две трети Земли покрыто водой, Землю еще называют голубой планетой и водной планетой. [примечания 1] Гидросфера играет важную роль в существовании атмосферы в ее современном виде. В этом отношении важную роль играют океаны. Когда Земля сформировалась, у нее была очень тонкая атмосфера, богатая водородом и гелием, похожая на нынешнюю атмосферу Меркурия. Позже газы водород и гелий были выброшены из атмосферы. Газы и водяной пар, выделившиеся при охлаждении Земли, стали ее нынешней атмосферой. В атмосферу попали и другие газы и водяной пар, выделяемые вулканами. По мере охлаждения Земли водяной пар в атмосфере конденсировался и выпадал в виде дождя. Атмосфера еще больше охладилась, поскольку атмосферный углекислый газ растворился в дождевой воде. В свою очередь, это привело к тому, что водяной пар конденсировался и выпадал в виде дождя. Эта дождевая вода заполнила впадины на поверхности Земли и образовала океаны. Предполагается, что это произошло около 4000 миллионов лет назад. Первые формы жизни зародились в океанах. Эти организмы не дышали кислородом. Позже, когда цианобактерии эволюционировали, начался процесс превращения углекислого газа в пищу и кислород. В результате состав атмосферы Земли совершенно отличается от состава атмосферы других планет, что позволяет жизни развиваться на Земле .
Деятельность человека оказала влияние на круговорот воды. Инфраструктура, такая как плотины, оказывает явное и прямое влияние на круговорот воды, блокируя и перенаправляя водные пути. Загрязнение, вызванное деятельностью человека, изменило биогеохимические циклы некоторых водных систем, а изменение климата существенно изменило погодные условия. [13] Забор воды экспоненциально увеличился из-за сельского хозяйства, государственного и бытового использования, а также инфраструктуры. [14]
Пополнение резервуаров [ править ]
По данным Игоря А. Шикломанова , для полного питания и пополнения океанических вод требуется 2500 лет, вечной мерзлоты и льда – 10 000 лет, глубоких грунтовых вод и горных ледников – 1500 лет, озер – 17 лет, рек – 16 дней. [9]
пресной Удельное наличие воды
«Удельная водообеспеченность – это остаточное (после использования) количество пресной воды на душу населения». [9] Ресурсы пресной воды распределены неравномерно в пространстве и времени и могут переходить от наводнений к нехватке воды в течение нескольких месяцев на одной и той же территории. В 1998 г. 76% общей численности населения имели удельную водообеспеченность менее 5,0 тыс. м3. 3 в год на душу населения. Уже к 1998 году 35% мирового населения страдало от «очень низкого или катастрофически низкого запаса воды», и Шикломанов предсказал, что ситуация ухудшится в XXI веке, когда «большая часть населения Земли будет жить в условиях низкого или катастрофически низкого уровня воды». низкий уровень водоснабжения» к 2025 году. Лишь 2,5% воды в гидросфере составляют пресные воды, и только 0,25% этой воды доступны для нашего использования.
Человеческое воздействие [ править ]
Деятельность современного человека оказывает кардинальное воздействие на гидросферу. Например, отвод воды, человеческое развитие и загрязнение – все это влияет на гидросферу и природные процессы внутри нее. Люди забирают воду из водоносных горизонтов и изменяют направление рек с беспрецедентной скоростью. Водоносный горизонт Огаллала используется в сельском хозяйстве США; если водоносный горизонт высохнет, с мировых рынков исчезнут продукты питания и волокна на сумму более 20 миллиардов долларов. [15] Водоносный горизонт истощается настолько быстрее, чем пополняется, что в конечном итоге водоносный горизонт иссякнет. Кроме того, только одна треть рек имеет свободное течение из-за широкого использования плотин, дамб, гидроэнергетики и деградации среды обитания. [16] Чрезмерное использование воды также привело к тому, что прерывистые ручьи стали более сухими, что опасно, поскольку они чрезвычайно важны для очистки воды и среды обитания. [17] Другие способы воздействия человека на гидросферу включают эвтрофикацию , кислотные дожди и закисление океана . Люди также полагаются на здоровье гидросферы. Он используется для водоснабжения, судоходства, рыболовства, сельского хозяйства, энергетики и отдыха. [18]
См. также [ править ]
Примечания [ править ]
- ↑ По словам планетарного геолога Рональда Грили , «вода очень распространена во внешней части Солнечной системы». [ нужна ссылка ] Европа содержит больше воды, чем земные океаны.
Ссылки [ править ]
- ^ ὕδωρ , Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон , о Персее
- ^ σφαῖρα , Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон , о Персее
- ^ Британская энциклопедия, «Гидросфера»: https://www.britannica.com/science/гидросфера/Origin-and-evolution-of-the-гидросфера
- ^ Альбаред, Фрэнсис; Блихерт-Тофт, Янне (ноябрь 2007 г.). «Разделение судеб ранней Земли, Марса, Венеры и Луны» . Comptes Rendus Geoscience . 339 (14–15): 917–927. Бибкод : 2007CRGeo.339..917A . дои : 10.1016/j.crte.2007.09.006 .
- ^ «Наша меняющаяся планета: введение в науку о системе Земли и глобальные изменения окружающей среды». Наша меняющаяся планета: введение в науку о системе Земли и глобальные изменения окружающей среды, Фред Т. Маккензи, 2-е изд., Pearson Education, 2011, стр. 88–91.
- ^ Где находится вода на Земле? , Геологическая служба США .
- ^ Икинс, Б.В. и Г.Ф. Шарман, Объемы Мирового океана по данным ETOPO1 , NOAA Национальный центр геофизических данных , Боулдер, Колорадо , 2010.
- ^ Вода в кризисе: Глава 2 , Питер Х. Глейк, Oxford University Press, 1993.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Мировые водные ресурсы: новая оценка для 21 века (Отчет). ЮНЕСКО. 1998. Архивировано из оригинала 27 сентября 2013 года . Проверено 13 июня 2013 г.
- ^ Кенниш, Майкл Дж. (2001). Практический справочник по морским наукам . Серия морских наук (3-е изд.). ЦРК Пресс. п. 35. ISBN 0-8493-2391-6 .
- ^ «Определение ГИДРОСФЕРЫ» .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Марк де Вильерс (2003). Вода: судьба нашего самого ценного ресурса (2-е изд.). Торонто, Онтарио: Макклелланд и Стюарт. п. 453. ИСБН 978-0-7710-2641-6 . OCLC 43365804 . , редакция 2003 г. | Премия генерал-губернатора (1999 г.)
- ^ Вестерн, Дэвид (2001). «Измененные человеком экосистемы и будущая эволюция» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (10): 5458–5465. Бибкод : 2001PNAS...98.5458W . дои : 10.1073/pnas.101093598 . JSTOR 3055648 . ПМЦ 33234 . ПМИД 11344294 .
- ^ Хадделанд, Ингьерд; Хейнке, Йенс; Биманс, Хестер; Эйснер, Стефани; Флёрке, Мартина; Ханасаки, Наота; Концманн, Маркус; Людвиг, Фулько; Масаки, Ёсимицу; Шеве, Джейкоб; Стэк, Тобиас; Тесслер, Закари Д.; Вада, Ёсихидэ; Виссер, Доминик (2014). «Глобальные водные ресурсы, на которые влияет вмешательство человека и изменение климата» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (9): 3251–3256. Бибкод : 2014PNAS..111.3251H . дои : 10.1073/pnas.1222475110 . JSTOR 23770678 . ПМЦ 3948259 . ПМИД 24344275 .
- ^ Брэкстон, Джейн (1 марта 2009 г.). «Водоносный горизонт Огаллала: спасение жизненно важного источника воды в США» . Научный американец . doi : 10.1038/scientificamericanearth0309-32 (неактивен 30 апреля 2024 г.) . Проверено 26 марта 2020 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на апрель 2024 г. ( ссылка ) - ^ Кэррингтон, Дамиан (8 мая 2019 г.). «Как показывает анализ, только треть великих рек мира остаются свободными» . Хранитель . Проверено 26 марта 2020 г.
- ^ Стокстад, Эрик (13 августа 2021 г.). «Ручьи, текущие только часть года, становятся еще суше». Наука . 373 (6556): 724. Бибкод : 2021Sci...373..724S . дои : 10.1126/science.373.6556.724 . ПМИД 34385373 . S2CID 236998854 .
- ^ Клиге, РК (2014). Энциклопедический словарь глобалистики . Серия книг «Исследование ценности». стр. 267–269.
Внешние ссылки [ править ]
