Распространение воды на Земле. Происхождение природных вод

РАЗДЕЛ HI ГИДРОСФЕРА

Гл а в а 13 Общие сведения о гидросфере

Распространение воды на Земле. Происхождение природных вод

Гидросфера (греч. hydro – вода и sphaira – шар) – водная оболочка земного шара, объединяющая Мировой океан, подземные воды и поверхностные воды суши. Единство гидросферы определяется постоянным водообменом между всеми ее частями и переходом воды из одного состояния в другое.

Существует и более широкое толкование понятия «гидросфера», при котором в нее включают также и водяной пар атмосферы, и биологическую воду, содержащуюся в живых организмах. Однако в этом случае понятие «гидросфера» теряет свою конкретность, так как его можно распространить и на атмосферу, и на биосферу (как, впрочем, и их на гидросферу). В то же время при составлении водных балансов необходимо учитывать и влагу, находящуюся в атмосфере, как равноправную участницу мировых круговоротов воды.

За верхнюю границу гидросферы условно принимают поверхность земного шара; нижняя ее граница менее четкая, но основная масса включающихся в гидросферу подземных вод заключена в осадочной рыхлой толще.

Общий объем поверхностных и приповерхностных подземных вод на Земле составляет около 1,39 млрд км³'. Различные виды природных вод и их роль в гидросфере показаны в таблице 4. Безусловно, основная часть этих вод сосредоточена в Мировом океане, поэтому можно сказать, что гидросфера – это прежде всего океаносфера.

Соленых вод на Земле 97,4% – это прежде всего океаническая вода и частично минерализованная озерная и подземная. На долю пресной воды приходится всего 2,6%, из них около 2,0% сосредоточено во льдах. Лишь около 0,6% жидкой воды находится в реках, озерах и подземных резервуарах, причем пятая часть – в озере Байкал. Поэтому проблема пресной воды – одна из глобальных экологических проблем человечества.

Та блица 4

Мировые запасы воды в различных звеньях гидросферы, а также в атмосфере и биосфере (по Атласу океанов с дополнениями)

В настоящее время вода покрывает 86% поверхности Земли: 71% – площадь Океана и 15% – суммарная площадь воды на суше: ледники, озера, водохранилища, реки, болота. Так что нашу планету впору называть не Землей, а Океаном или Водой.

Науку, изучающую свойства природных вод, происходящие в них процессы и взаимодействие вод с другими элементами географической оболочки, называют гидрологией, в том числе ее часть, изучающую Мировой океан, – океанологией. В курсе землеведения даются лишь наиболее важные гидрологические понятия, изучаются те свойства и процессы разных видов природных вод, которые необходимы для познания общих географических закономерностей Земли.

Происхождение природных вод. Химически связанная вода была в веществе холодного газопылевого протопланетного облака, из которого возникла Земля. Геохимические исследования показывают, что на земной поверхности вода появилась на определенном этапе развития Земли около 4,0 – 3,5 млрд лет назад за счет горячих растворов, водяных паров и других летучих веществ в результате дегазации магмы. Максимум темпов нарастания гидросферы приходится на нижний рифей 1,5 млрд лет назад. Гидросфера развивалась в тесном взаимодействии с атмосферой, литосферой, а затем и с живой природой.

Поступление воды из недр происходит до сих пор при извержении вулканов, особенно в рифтах срединно-океанических хребтов, а ведь раньше вулканическая деятельность была гораздо активнее. Примером могут служить глубинные ювенильные воды и рассолы (с соленостью до 270 ‰ и температурой до 44-57 °С), поступающие из источников в осевом рифте Красного моря. В некоторых впадинах этого рифта толщина слоя воды с аномально высокой соленостью и температурой составляет 200-300 м, что является показателем высокого дебита этих источников. Пресная вода на суше – результат прохождения «океанической» воды через атмосферу. В верхних слоях атмосферы вода образуется из атомов водорода, принесенных солнечным светом, который реагирует с кислородом атмосферы (так называемый солнечный дождь). Гидросфера не только получает, но и теряет воду за счет фотосинтеза и распада воды Н₂О на ОН и Н или О и Н₂ в высоких слоях атмосферы. При этом легкие атомы водорода улетучиваются в межпланетное пространство, образуя земную корону. Существующие оценки современной диссипации водорода в космическое пространство показывают, что в среднем Земля теряет около 0,1 км³ воды в год.