Основные сферы планеты Земля: литосфера, гидросфера, биосфера и атмосфера. Водная оболочка земли Водная оболочка Земли – гидросфера
Земля - 3-я планета от Солнца, расположенная между Венерой и Марсом. Она является самой плотной планетой Солнечной системы, крупнейшей из четырех и единственным астрономическим объектом, который, как известно, содержит жизнь. Согласно радиометрическому датированию и другим способам исследований, наша планета образовалась около 4,54 млрд лет назад. Земля гравитационно взаимодействует с другими объектами в космосе, особенно с Солнцем и Луной.
Земля состоит из четырех основных сфер или оболочек, которые зависят друг от друга и являются биологическими и физическими компонентами нашей планеты. Их научно называют биофизическими элементами, а именно гидросферой («гидро» для воды), биосферой («био» для живых существ), литосферой («лито» для суши или земной поверхности) и атмосферой («атмо» для воздуха). Эти основные сферы нашей планеты далее делятся на различные под-сферы.
Рассмотрим все четыре оболочки Земли более подробно, чтобы понять их функции и значение.
Литосфера - твердая оболочка Земли
По оценкам ученых, на нашей планете есть более 1386 млн. км³ воды.
В океанах содержится более 97 % запасов воды на Земле. Остальная часть приходится на пресную воду, две трети которой находится в замерзшем состоянии в полярных регионах планеты и на снежных вершинах гор. Интересно отметить, что, хотя вода покрывает большую часть поверхности планеты, она составляет всего 0,023 % общей массы Земли.
Биосфера - живая оболочка Земли
Биосферу иногда считают одной большой - сложным сообществом живых и неживых компонентов, функционирующих как единое целое. Однако чаще всего биосфера описывается как совокупность множества экологических систем.
Атмосфера - воздушная оболочка Земли
Атмосфера - это совокупность газов, окружающих нашу планету, удерживаемых на месте земной гравитацией. Большая часть нашей атмосферы находится вблизи земной поверхности, где она наиболее плотная. Воздух Земли на 79 % состоит из азота и чуть менее 21 % - из кислорода, а также аргона, двуокиси углерода и других газов. Водяной пар и пыль также являются частью атмосферы Земли. Другие планеты и Луна обладают очень разными атмосферами, а некоторые вообще не имеют таковой. В космосе нет атмосферы.
Атмосфера настолько распространена, что она почти незаметна, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров, которая покрывает всю нашу планету. Нижние 30 километров атмосферы содержат около 98 % всей ее массы.
Ученые утверждают, что многие из газов в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время вокруг Земли было мало или вообще не было свободного кислорода. Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, таким как углерод (с образованием углекислого газа) или водород (с образованием воды).
Свободный кислород, возможно, был добавлен в атмосферу примитивными организмами, вероятно бактериями, во время . Позднее более сложные формы добавили больше кислорода в атмосферу. Кислороду в сегодняшней атмосфере, вероятно, потребовалось миллионы лет чтобы накопиться.
Атмосфера действует как гигантский фильтр, поглощая большую часть ультрафиолетового излучения и позволяя проникать солнечным лучам. Ультрафиолетовое излучение вредно для живых существ, и может вызвать ожоги. Тем не менее солнечная энергия необходима для всей жизни на Земле.
Атмосфера Земли имеет . От поверхности планеты к небу идут следующие слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы. Вне экзосферы находится космос. Границы между атмосферными слоями четко не определены и изменяются в зависимости от широты и времени года.
Взаимосвязь оболочек Земли
Все четыре сферы могут присутствовать в одном месте. Например, кусок почвы будет содержать минералы из литосферы. Кроме того, будут присутствовать элементы гидросферы, представляющие собой влагу в почве, биосферы как насекомых и растений и даже атмосферы в виде почвенного воздуха.
Все сферы взаимосвязаны и зависят друг от друга, как единый организм. Изменения в одной сфере приведут к изменениям в другой. Поэтому все, что мы делаем на нашей планете, влияет на другие процессы в ее пределах (даже если мы не можем этого увидеть своими глазами).
Для людей, занимающихся проблемами , очень важно понимать взаимосвязь всех оболочек Земли.
Гидросфера – это водная оболочка Земли, которая частично покрывает и твердую поверхность земли.
По мнению ученых, Гидросфера формировалась медленно, ускоряясь лишь в периоды тектонической активности.
Иногда Гидросферу еще называют Мировым океаном. Мы, во избежание путаницы, будем использовать термин Гидросфера. Про Мировой океан, как часть Гидросферы, вы сможете прочитать в статье МИРОВОЙ ОКЕАН И ЕГО ЧАСТИ → .
Для лучшего понимания сути термина Гидросфера ниже приведем несколько определений.
Гидросфера
Экологический словарь
ГИДРОСФЕРА (от гидро… и греч. sphaira - шар) — прерывистая водная оболочка Земли. Тесно взаимодействует с живой оболочкой Земли. Гидросфера является средой обитания гидробионтов, встречающихся во всей толще воды - от пленки поверхностного натяжения воды (эпинейстона) до максимальных глубин Мирового океана (до 11 000 м). Общий объем воды на Земле во всех ее физических состояниях - жидком, твердом, газообразном - составляет 1454703,2 км3, из них 97% приходится на воды Мирового океана. По площади гидросфера занимает около 71% всей площади планеты. Общая доля водных ресурсов гидросферы, пригодных для хозяйственного использования без проведения специальных мероприятий, - около 5–6 млн. км3, что равно 0,3–0,4% объема всей гидросферы, т.е. объема всей свободной воды на Земле. Гидросфера является колыбелью жизни на нашей планете. Живые организмы играют активную роль в круговороте воды на Земле: весь объем гидросферы проходит через живое вещество за 2 млн. лет.
Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю 1989
Геологическая энциклопедия
ГИДРОСФЕРА - прерывистая водная оболочка Земли, одна из геосфер, располагающаяся между атмосферой и литосферой; совокупность океанов, морей, континентальных водоемов и ледяных покровов. Гидросфера покрывает около 70,8% земной поверхности. Объем Г. - 1370,3 млн. км3, что составляет примерно 1/800 объема планеты. 98,3% массы Г. сосредоточено в Мировом океане, 1,6% - в материковых льдах. Гидросфера сложно взаимодействует с атмосферой и литосферой. На границе Г. и литосферы образуется большинство осад. г. п. (см. Осадкообразование современное). Г. является частью биосферы и целиком населена живыми организмами, которые оказывают воздействие на ее состав. Происхождение Г. связывают с длительной эволюцией планеты и дифференциацией ее вещества.
Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978
Морской словарь
Гидросфера — совокупность океанов, морей и вод суши, а также подземных вод, ледников и снежного покрова. Часто под гидросферой подразумевают только океаны и моря.
EdwART. Толковый Военно-морской Словарь, 2010
Большой Энциклопедический словарь
ГИДРОСФЕРА (от гидро и сфера) — совокупность всех водных объектов земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова. Часто под гидросферой подразумевают только океаны и моря.
Большой Энциклопедический словарь. 2000
Толковый словарь Ожегова
ГИДРОСФЕ́РА, -ы, жен. (спец.). Совокупность всех вод земного шара: океанов, морей, рек, озёр, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова.
| прил. гидросферный, -ая, -ое.Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949-1992
Начала современного естествознания
Гидросфера (от гидро и сфера) - одна из геосфер, водная оболочка Земли, место обитания гидробионтов, совокупность океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, поземных вод, ледников и снежного покрова. Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах (94%), второе место по объему занимают подземные воды (4%), третье - лед и снег арктической и антарктической областей (2%). Поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли (десятые и тысячные) процентов от общего объема воды гидросферы. Химический состав гидросферы приближается к среднему составу морской воды. Участвуя в сложном природном круговороте веществ на Земле, вода каждые 10 млн лет разлагается и образуется вновь при фотосинтезе и дыхании.
Начала современного естествознания. Тезаурус. - Ростов-на-Дону. В.Н. Савченко, В.П. Смагин. 2006
Гидросфера (от Гидро… и Сфера) — прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой (См. Атмосфера) и твёрдой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши. В более широком смысле в состав Г. включают также подземные воды, лёд и снег Арктики и Антарктики, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Основная масса воды Г. сосредоточена в морях и океанах, второе место по объёму водных масс занимают подземные воды, третье - лёд и снег арктических и антарктических областей. Поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли процента от общего объёма воды Г. (см. табл.). Химический состав Г. приближается к среднему составу морской воды.
Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе Г., тем не менее играют важнейшую роль в жизни нашей планеты, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Воды Г. находятся в постоянном взаимодействии с атмосферой, земной корой и биосферой. Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. В Г. впервые зародилась жизнь на Земле. Лишь в начале палеозойской эры началось постепенное переселение животных и растительных организмов на сушу.
Виды вод Название Объем, млн. км 3 К общему объему, % Морские воды Морская 1370 94 Подземные воды (за исключением почвенных вод) Грунтовая 61,4 4 Лёд и снег Лед 24,0 2 Пресные поверхностные воды суши Пресная 0,5 0,4 Атмосферные воды Атмосферная 0,015 0,01 Воды, содержащиеся в живых организмах Биологическая 0,00005 0,0003 Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1969-1978
Для лучшего взаимопонимания, кратко сформулируем, что мы будем понимать под Гидросферой в рамках этого материала и в рамках этого сайта. Под гидросферой мы будем понимать оболочку Земного шара, в которую объединены все воды Земного шара, вне зависимости от их состояния и месторасположения.
В гидросфере происходит непрерывная циркуляция воды между различными ее частями и переход воды из одного состояния в другое — так называемый Круговорот воды в природе .
Части гидросферы
Гидросфера взаимодействует со всеми геосферами Земли. Условно гидросферу можно разбить на три части:
- Вода в атмосфере;
- Вода на поверхности Земли;
- Подземные воды.
В атмосфере в виде водяного пара содержится 12,4 триллиона тон воды. Водяной пар обновляется 32 раза в год или каждые 11 дней. В результате конденсации или сублимации водяного пара на взвешенных частицах, присутствующих в атмосфере, образуются облака или туманы, при этом выделяется достаточно большое количество тепла.
С водами на поверхности Земли – Мировым океаном вы можете ознакомиться в статье Великий и могучий Мировой океан .
Подземные воды включают в себя: подземные воды, влага в почвах, напорные глубинные воды, гравитационные воды верхних слоев земной коры, воды в связанных состояниях в разных горных породах, воды находящиеся в минералах и ювенильные воды …
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
2
слайд
Описание слайда:
Введение «Что такое вода?». Вода - одно из начал всего существующего на Земле - говорили в древности. Тысячи лет человек, любуется и наслаждается водой. И все это время Люди не переставали задумываться о ее происхождении, составе, свойствах. Вся практическая деятельность человека с самой глубокой древности связана с использованием воды и водных растворов. Разнообразными растворами при изготовлении строительных материалов, красок, стекла, керамики. Воде и сейчас уделяется много внимания, эта удивительная жидкость раскрывается с разных сторон.
3
слайд
Описание слайда:
Вода на Земле Вода на Земле - самое распространенное вещество. На глобусе хорошо видно, что только 1/4 нашей планеты занимает суша, а остальные 3/4 - вода. Космонавты, впервые увидевшие Землю из космоса, говорили, что она выглядит совсем не как земной шар, а скорее, как водяной шар. Однако воду необходимо беречь.
4
слайд
Описание слайда:
5
слайд
Описание слайда:
Распределение воды на Земле Распределение воды на Земле. Вода образует водную оболочку нашей планеты - гидросферу (от греческих слов «гидро» - вода, «сфера» - шар). Она включает воду во всех трех состояниях - жидком, твердом (лед, снег) и газообразном (пар). В настоящее время вода занимает 3/4 поверхности Земли.
6
слайд
Описание слайда:
Состав гидросферы Гидросфера включает три главные составные части: Мировой океан, воды суши,воду в атмосфере Подземные воды около 2% Ледники около 2% реки, озёра, болота 0,02% Вода в атмосфере - это водяной пар, капельки воды, кристаллики льда. Все вместе они составляют доли процента от общего количества воды на Земле. Но без них невозможен был бы круговорот воды на нашей планете. Водяной пар в атмосфере выполняет функцию мощного фильтра солнечной радиации, а на Земле – нейтрализатора экстремальных температур, регулятора климата.
7
слайд
Описание слайда:
8
слайд
Описание слайда:
Мировой океан Земля - это водная планета, т.к. Мировой океан занимает 70,8% ее территории. В Cеверном полушарии на долю водной поверхности приходится 60,6%, а в Южном - 81% ОКЕАН (греч.Okeanos) (Мировой океан), непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и отличающаяся общностью солевого состава.
9
слайд
Описание слайда:
Океаны РЕСУРСЫ ОКЕАНА Человек использовал океан, как пути торговли и сообщения. Плавая по ним, он совершал открытия. К морю он обращался в поисках пищи, энергии, материальных ресурсов и вдохновения. РЕЛЬЕФ ДНА ОКЕАНОВ На дне океанов находятся огромные горные хребты, глубокие расселины с обрывистыми стенками, протяженные гряды и глубокие рифовые долины. Фактически морское дно не менее изрезано, чем поверхность суши. Мировой океан делится на четыре океана
10
слайд
Описание слайда:
Деление Мирового океана Тихий Его площадь 178,62 млн. км2, средняя глубина (3980 м) В). В его пределах находится самая глубоководная впадина Марианская (11022 м). В Тихом океане сосредоточено более половины объема воды Мирового океана (710,4 из 1341 млн. км3). Атлантический океан Индийский Его площадь 76,2 млн. км2, средняя глубина 3710 м, наибольшая 7729 м (возле Зондских островов), объем воды 282,6 млн. км3. Атлантический Его площадь 91,6 млн. км2, средняя глубина 3600 м, наибольшая 8742 м (возле Пуэрто-Рико), объем 329,7 млн. км3 Северный Ледовитый Его площадь всего 14,8 млн. км2 (4% Мирового океана), средняя глубина 1220 м (наибольшая 5527 м), объемом воды 18,1 млн. км3.
11
слайд
Описание слайда:
12
слайд
Описание слайда:
13
слайд
Описание слайда:
14
слайд
Описание слайда:
15
слайд
Описание слайда:
Воды суши Воды суши - это реки, озера, болота, ледники и подземные воды. Большая часть вод суши - пресные, но среди озер и подземных вод встречаются и соленые. Вы знаете, какую огромную роль в природе и жизни людей играют реки, озера, болота. Но вот что удивительно: в общем количестве воды на Земле их доля очень мала - всего-то 0,02% .
16
слайд
Описание слайда:
Подземные воды Подземной называется вода, находящаяся в земной коре. Для ее образования необходимы два условия: атмосферные осадки(дождь, снег), выпадающие в достаточном количестве на поверхность суши, и способность горных пород, слагающих эту поверхность, пропускать воду.В некоторых районах подземные воды имеют высокую температуру и содержат в растворенном виде разнообразные соли, газы т.е. являются минеральными. На поверхность эти воды вытекают, образуя источники, ручьи, реки. Иногда они вырываются горячим фонтаном, поднимаясь на высоту в несколько десятков метров.
17
слайд
Описание слайда:
Реки, Естественные водные потоки, текущие в выработанном ими углублении, называемом руслом и питающиеся за счет поверхностного и подземного стока с их бассейнов. Место, где река берет свое начало, называется исток. Истоком может быть озеро, ледник, родник. Место, где река впадает в другую реку, в озеро или в море, называется ее устьем. Направление и скорость течения реки зависят от рельефа поверхности, по которой река течет. Различают реки равнинные и горные. , .
18
слайд
Описание слайда:
Горные и равнинные реки Даже на спокойных равнинных реках могут быть участки, на которых течение реки резко изменяется. Выходы твердых пород, пересекающих русло, и нагромождения камней образуют пороги.Преодолевая их, река пенится, высоко вверх летят брызги, возникают водовороты. На порожистых участках равнинные реки похожи на горные. Пороги очень мешают судоходству. Самый высокий на Земле водопад - Анхель в Южной Америке. Поток воды падает с высоты 1054 м на дно глубокого ущелья. Ниагарский водопад не относится к числу самых высоких. Его наибольшая высота всего51 м. Левая часть, шириной 800 м, принадлежит Канаде, а правая, шириной 300 м, - США.
19
слайд
Описание слайда:
Озера ОЗЕРА, природные водоемы в углублениях суши (котловинах), заполненные в пределах озерной чаши (озерного ложа) разнородными водными массами и не имеющие одностороннего уклона. Самое большое озеро на Земле - Каспийское. В прошлом оно соединялось с Океаном. За огромные размеры и воду, похожую по составу солей на океаническую, его называют морем. Самое глубокое озеро на Земле - Байкал. Его наибольшая глубина 1620 м. Углубления. в которых находятся озера, называются озерными котловинами. Типы озерных котловин
водная оболочка Земли
Альтернативные описанияСевастийский (умер около 320) христианский мученик-воин, пострадавший в Севастии в гонение императора Лициния
Бездна водных мускулов
Больше моря
В греческой мифологии божество, воплощснное в «великой реке Океан», опоясывающей землю (мифическое)
В греческой мифологии один из богов-титанов, сын Урана
Водное пространство, над которым Е. Примаков дал повод рождению шутки: «Редкий премьер долетит до средины Атлантики!»
Водное пространство, омывающее материк
Водный покров Земли
Жидкое величие Земли
Искусственный спутник Земли для получения оперативной океанографической информации и данных о ледовой обстановке
К нему обращена строчка русского поэта Евгения Баратынского: «Я жажду бурь твоих»
Каждая из водных границ между материками
Марка отечественного, популярного в 70-е годы портативного радиоприемника
Непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова
Огромный водоем
Один из четырех на Земле
Пьеса Л. Андреева
Пьеса Штейна
Рабочее место Кусто и его команды
Рок-группа «... Эльзы»
Макси-водоем
Водоем Эльзы
Древний Тетис как водоем
Российский искусственный спутник
Марка российского портативного радиоприемника
Футбольный клуб из Находки
Именно такое название у древних греков носила река, которая омывает на крайнем Западе границы между миром жизни и смерти
Что не раз бороздил отважный капитан? (песен.)
Что бороздят морские волки?
Как в древнегреческих мифах называлась река, обтекающая всю землю?
Самая стихийная стихия
Окружение Острова Невезения
Греческое «беспредельное море»
Место работы Кусто и его команды
Пьеса русского писателя Л. Андреева
Марка российского холодильника
Симфония русского композитора А. Рубинштейна
Солярис как географический объект
Весь водный покров Земли
Бог-титан в древнегреческой мифологии
Китовый водоем
Больше, чем море
Стихия акул
Обширный водоем
Обитель китов
Море морей
Обитель кашалотов
Атлантический водоем
Место работы Кусто
Индийский...
Сын Урана
Водоем Эльзы (муз.)
Бог-титан
Тихий даже в шторм
70% поверхности Земли
Ареал кита
Солярис
Вокруг Острова Невезения
Музыкальный водоем Эльзы
Индийский или Атлантический
Граница между материками
Водное пространство
Индийский, Эльзы или Тихий
Тихий или Великий водоем
Тихий или Великий
. «резервуар» соленой воды
Индийский, Эльзы или Атлантический
Индийский, Тихий или Атлантический
Самый большой водоем на Земле
. «беспредельное море» у греков
Самый большой водоем
Атлантика
Море в особо крупных размерах
Воды Атлантики
Омывает материки
Самый большой водоем на Землей
Северный Ледовитый или Атлантический
Индийский или Тихий
Водное покрывало Земли
Бог-титан мирового потока
Представитель гидросферы
Стихия под килем
. «шуми, шуми, послушное ветрило, волнуйся подо мной, угрюмый...»
. «строить замки из песка, прекрасно зная, что... их все равно слизнет»
Царство Нептуна
Группа «... Эльзы»
Воды южнее Индии
Музыкальный водоем Эльзы Вакарчука
Тихий с большой буквы
Северный Ледовитый...
Водная оболочка земного шара
В греческой мифологии бог водной стихии, сын Урана и Геи
Водный покров Земли
Весь водный покров Земли
Пьеса Л. Андреева
. "Беспредельное море" у греков
. "Резервуар" соленой воды
. "строить замки из песка, прекрасно зная, что... их все равно слизнет"
. "шуми, шуми, послушное ветрило, волнуйся подо мной, угрюмый..."
В греческой мифологии божество, воплощснное в "великой реке Океан", опоясывающей землю (мифическое)
Водное пространство, над которым Е. Примаков дал повод рождению шутки: "Редкий премьер долетит до средины Атлантики!"
Греческое "беспредельное море"
Группа "... Эльзы"
К нему обращена строчка русского поэта Евгения Баратынского: "Я жажду бурь твоих"
Как в древнегреческих мифах называлась река, обтекающая всю землю
М. в сказк. и заговор. окиян, киян; всемирное море; солоногорькие воды, окружающия весь материк земной, сушу, и занимаюшия более двух третей земной поверхности. Все отдельно именуемые моря, кроме озер, составляют заливы, ковши и протоки общего водоема или океана, который произвольно делится землеописателями на несколько частей или океанов по странам света и другим началам. На море на окиане, на острове Буяне, начало, присказка к сказке; начало большей части заговоров, а затем следует: лежит бел-горюч камень алатырь (янтарь, электрон?) и пр. Океановы бездны. Океанские обитатели, воды, волны, пучины
Макси водоем
Рок-группа "... Эльзы"
Что бороздят морские волки
Ипостась Соляриса
Самый большой водоём
Водоём Эльзы
Тихий или Великий водоём
Тема 2. Основные законы и принципы экологии.Тема 3. Экосистемы и их особенности.
Тема 4. Круговороты веществ.
Тема 5. Воздействия на окружающую среду.
Заключение.
Список использованной литературы.
Водная оболочка Земли.
Гидросфера – водная оболочка Земли, которая включает Мировой океан, воды суши: реки, озера, болота, ледники и подземные воды. Площадь гидросферы составляет 70,8% площади поверхности земного шара. Основная масса воды сосредоточена в морях и океанах – почти 94%, а остальные 6% приходятся на другие части гидросферы. Кроме воды собственно в гидросфере, водяных паров в атмосфере, подземных вод в почвах и земной коре имеется биологическая вода в живых организмах. В естественных условиях вода встречается в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. С химической точки зрения, воду рассматривают как оксид водорода (Н2О) или гидрид кислорода. Из химических свойств воды одним из важнейших является способность ее молекул к диссоциации, т.е. способности распадаться на ионы, а также колоссальная способность к растворению веществ различной химической природы.
Водная оболочка Земли представлена Мировым океаном, водоемами на суше и ледниками в Антарктиде, Гренландии, полярными архипелагами и горными вершинами (рис. 3). Мировой океан делят на четыре основные части – Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый океаны. Воды Мирового океана и его составных частей имеют некоторые общие признаки:
- все они сообщаются друг с другом;
- уровень водной поверхности в них практически одинаков;
- соленость в среднем составляет 35%, имеют горько-соленый вкус за счет растворенного в них большого количества минеральных солей.
Рис. 3. Сравнительные объемы атмосферы и океана, приходящиеся на 1 м3 суши.
Вода – наиболее распространенный в природе растворитель. От количества растворенных в воде питательных веществ зависят рост и развитие организмов. Содержание воды в разных экосистемах, начиная от пустынных и кончая озерными и океаническими, варьирует в самых широких пределах. Практически все живые существа на Земле нуждаются в воде, поэтому именно от ее количества и качества зависит, какой тип сообщества сформируется в данной экосистеме. Количество доступной влаги в наземных местообитаниях в свою очередь зависит от количества осадков, влажности воздуха и скорости испарения. В водной среде фактор доступности влаги также может оказывать определенное влияние на характер распространенных здесь сообществ. Однако в этих случаях, в отличие от наземных экосистем, доступность воды связана с изменением уровня воды, например во время приливов и отливов. Доступность воды может также зависеть от изменения концентрации солей в ней, а концентрация солей в свою очередь влияет на скорость поступления воды в организм и ее выделения из него.
Для изменения температуры воды или для перевода ее из твердой фазы (лед) в жидкую или газообразную (пар) требуется относительно большое количество тепла. По этой причине температура воды изменяется гораздо медленнее, чем температура воздуха. Это свойство воды имеет чрезвычайно важное значение для жизнедеятельности водных организмов, которые благодаря именно этому свойству располагают большим временем для адаптации к смене температур.
Плотность воды достигает максимума при температуре 3,94оС. Это значит, что при данной температуре определенный объем воды (например, 1 см3) имеет максимальное из всех возможных значение. С понижением температуры ниже 3,94оС плотность воды уменьшается. Температура образования льда – 00С. Становится ясно, что данный объем льда при 0оС легче того же объема воды, взвешенной при температуре 3,94оС. Вот почему лед в холодной воде плавает. Это свойство воды имеет большое значение, так как благодаря ему предотвращается промерзание до дна озерных экосистем. Поверхностный слой льда как бы создает теплоизоляцию для нижележащих слоев воды, и, таким образом, разнообразные водные организмы, обитающие в озере, получают возможность пережить зиму подо льдом. Теплая вода обладает меньшей плотностью по сравнению с холодной, поэтому слой теплой воды всегда располагается поверх слоя холодной.
Концентрация соли в воде – один из важнейших экологических факторов, определяющих, какие организмы будут обитать в данной экосистеме. У пресноводных животных и растений концентрация солей во вне- и внутриклеточных жидкостях выше, чем в окружающей их водной среде. Поскольку вещества имеют тенденцию перемещаться из областей с высокой концентрацией в области, где их концентрация ниже, вода поступает в пресноводные организмы, а соли же, напротив, выводятся в окружающую природную среду. Для того чтобы успешно справляться с такой ситуацией, у пресноводных организмов выработались специальные механизмы или появились специальные органы. Эволюция пресноводных организмов в отличие от солоноводных шла в направлении снижения концентрации солей в их тканях и жидкостях. Концентрация солей в клетках и внеклеточных жидкостях некоторых обитателей соленых водоемов (например, у морских водорослей и разнообразных морских беспозвоночных) практически такая же, как и в окружающей их водной среде. Вместе с тем у многих обитателей моря содержание солей во внутренностных жидкостях меньше, чем в водной среде, в которой они обитают. Поэтому в данном случае вода выделяется из вне и внутриклеточных жидкостей этих организмов, а соли, напротив, поступают в них. Две различные среды обитания (пресноводная и солоноводная) предоставляют различные условия для адаптации, а поэтому и заселены они разными сообществами организмов.
Кроме пресноводных водоемов и водоемов с соленой водой имеются солоноватоводные водоемы с промежуточной концентрацией солей. Такие водоемы образуются в местах смешения соленых и пресных вод, например в эстуариях, т.е. полузамкнутых прибрежных водоемах, свободно соединяющихся с открытым морем, или в местах, где соленые воды проникают в подземные воды. Некоторые виды полностью или частично приспособились к существованию в условиях промежуточной концентрации солей. В результате испарения наземные животные и растения утрачивают воду. В этом отношении они сходны со многими морскими организмами, которые, так же как и наземные виды, должны были выработать в ходе эволюции механизмы, позволяющие им сохранять воду.
Морская вода – это многоэлементный, питательный раствор. Соленость морской воды меняется в зависимости от испарения, речного стока и атмосферных осадков. Средняя соленость воды океана – 35%. В открытом океане она практически не меняется. При существующей разнице в солевом составе речной и морской воды соленость морской воды за время существования планеты должна была бы измениться, но этого не произошло.
В океанской воде растворены не только соли, но и газы, важнейшим из которых является кислород, необходимый для дыхания живых организмов. В различных частях Мирового океана количество растворенного кислорода разное, что зависит от температуры воды и ее состава.
В морской воде при температуре 10°С кислорода содержится в 1,5 раза больше, чем в воздухе. Наличие диоксида углерода в океанской воде обусловливает возможность фотосинтеза, а также позволяет некоторым морским животным создавать в результате жизненных процессов раковины и скелеты.
Пресная вода имеет большое значение для жизнедеятельности организмов. Пресной называют воду, соленость которой не превышает 1% . Количество пресной воды составляет 2,5% от общего объема, при этом почти две трети этой воды заключено в ледниках Антарктиды, Гренландии, полярных островов, льдин и айсбергов, горных вершин.
Общие мировые ресурсы пресной воды составляют: суммарный сток – 38-45 тыс. км3, запасы воды в пресных озерах – 230 тыс. км3, а почвенной влаги – 75 тыс. км3. Ежегодный объем испаряющейся с поверхности планеты влаги (включая транспирацию растениями) оценивается примерно в 500-575 тыс. км3, причем 430-500 тыс. км3 испаряется с поверхности Мирового океана, на долю суши приходятся, таким образом, чуть больше 70 тыс. км3 испаряющейся влаги. За это же время в виде осадков на все континенты выпадает 120 тыс. км3 воды.
Подземные воды – воды, находящиеся в порах, трещинах, кавернах, пустотах, пещерах, в толще горных пород под поверхностью Земли. Эти воды могут находиться в жидком, твердом или газообразном состоянии. Подземные воды – ценное полезное ископаемое, характерной особенностью которого является возобновляемость в естественных условиях и в процессе эксплуатации.
Подземные воды имеют различное происхождение и подразделяются на:
- ювенальные, образовавшихся при магмагенных процессах;
- инфильтрационные, сформировавшиеся за счет просачивания атмосферных осадков сквозь толщу проницаемых почв и грунтов на водонепроницаемых слоях;
- конденсационные, скопившиеся в горных породах при переходе водяного пара в грунтовой атмосфере в жидкое состояние;
- воды, погребенные осадками в поверхностных водоемах.
Подземные воды способны минерализоваться, такие воды обладают целебными свойствами, которые используются на курортах, в санаториях и лечебницах.
Водоемы, располагающиеся в естественных понижениях рельефа.
Государственный запас воды включает воду для питья и хозяйственных нужд, для промышленных целей, а также, возможно, для полива городских газонов. Ирригационная вода предназначена для обеспечения урожаев, ее использование часто сезонное, с большими расходами в жаркое время года. Пригодность рек для судоходства может поддерживаться постоянным сбросом воды в течение года. Отдых – такой, как гребля, устройство пикников и т.п. – обеспечивается поддержанием относительно постоянного объема воды в водохранилище, чтобы его берега не сильно менялись. Для производства электроэнергии требуются и постоянные сбросы воды, и высокий ее уровень. Для защиты от наводнений необходимо, чтобы водохранилище сохранялось, насколько это возможно, не полностью заполненным. Природоохранные мероприятия предполагают сброс воды во время низкого ее стояния, чтобы защитить качество воды и те виды, которые ее населяют. Такие добавки воды разбавляют сточные воды, снижая тем самым уровень потребления кислорода для их разложения в воде. Они также позволяют вытеснить соленую воду из эстуариев, поддерживая подходящую среду обитания для тех видов, которые там обитают.
Многоцелевая работа водохранилищ сложна. Водохранилище, которое выполняет только одну функцию – хранение запаса воды, должно быть постоянно максимально заполненным. Если назначение водохранилища – только контроль за наводнениями, оно не должно быть заполнено с тем, чтобы можно было задерживать даже очень обильные паводковые воды и затем постепенно сбрасывать их. Назначение и работа любого водохранилища существенно влияет на окружающую среду.
В естественных понижениях рельефа располагаются озера, которые являются постоянными водоемами. Озера образуются различными путями: от вулканических кратеров до тектонических прогибов и карстовых провалов; иногда возникают запрудные озера при обвалах и селях в горах.
Первые болота на нашей планете появились около 400 млн. лет назад на стыке двух геологических периодов – силура и девона. Происхождение болот связано со скоплением вод, не имеющих стока (рис. 4). Болота снижают качество почвы, являются источниками торфа и некоторых видов удобрений. За сотни миллионов лет слои торфа превратились в горизонты каменного угля.
Все торфяные болота мира занимают три процента поверхности суши, или свыше 4 млн. км2. Выделяют три группы болот, в зависимости от того, насколько богаты минеральными веществами питающие болото воды. Все торфяные болота делятся на:
- верховые (водораздельные) – моховые, выпуклые;
- низинные (главным образом долинные и пойменные) – травяные и древесные, плоские, ровные;
- переходные.
Рис.4 Схема зарастания озера по А.Д. Потапову.
- моховый покров (рям);
- донные отложения органических остатков;
- «окно» или пространство чистой воды.
Основную роль в водообмене играют низинные болота в долинах рек. Их питают и атмосферные, и грунтовые, и поверхностные воды. Но именно низинные болота практически не охраняются. Они уникальны своей способностью накапливать и сохранять в насыщенной водой среде отмершие части растений, мхов, осок, тростника, кустарников и деревьев в виде торфа. Большинство болот в естественных условиях растет, постепенно увеличивая свой резервуар. Водный резервуар болот в 7 раз превышает резервуар воды в реках и сопоставим с водным резервуаром атмосферы. На долю торфяных болот приходится 10 % мировых запасов пресной воды. Современные болота существенно отличаются от ископаемых, их максимальный возраст – 12 тыс. лет. Торфяные болота распространены почти на всей земной поверхности в пределах всех климатических зон. Имеются данные о погребенных залежах торфа даже в Гренландии, на Шпицбергене и Антарктических островах. Нет их лишь в отдельных районах, например, в странах с засушливым климатом. Наибольшее число торфяных болот располагается в Северном полушарии. Россия располагает крупнейшими в мире запасами торфа и занимает ведущее место в изучении и использовании торфяных ресурсов. Площадь торфяных болот в нашей стране составляет около 2/5 от мировой. Крупнейшим торфяным регионом планеты является Западно-Сибирская равнина. Здесь сосредоточено 70% всех торфяных ресурсов РФ. В болотах Западной Сибири содержится до 1000 км3 воды.
Болотные экосистемы планеты играют огромную роль в создании равновесия в углеродном балансе, так как, в результате фотосинтеза депонируют оксиды углерода атмосферы и, таким образом, очищают ее. Баланс углерода в биосфере определяется тремя основными процессами: накоплением углерода в процессе фотосинтеза; выделением СО2 и СН4 при дыхании; разложением органического вещества и выносом углерода поверхностным и внутрипочвенным стоком в реки и подземные воды в виде подвижных минеральных соединений.
Наличие болот снижает отрицательное воздействие засухи и способствует увеличению продуктивности растительности. По имеющимся данным, удвоение количества углекислоты в атмосфере может вызвать повышение температуры на планете на 3-5°С. Согласно прогнозу некоторых ученых, к 2050 г. заболачивание охватит весь земной шар.
Часть болотных вод участвует в водообмене. Поверхностный сток с болот осуществляется по гидрографической сети, включающей водотоки, озера, топи, а также путем фильтрации в деятельном горизонте. В Западной Сибири, где преобладают крупные болотные системы, объем стока обеспечивает образование ручьев и речек. Болота не питают реки – они осуществляют транзитную функцию перераспределения поступающей в них воды.
