2. Круговорот воды

Круговорот воды – грандиозный процесс на поверхности земного шара [7, с. 94]. На Землю от Солнца ежегодно поступает примерно 2110²⁰ кДж лучистой энергии. Около половины ее расходуется на испарение воды, что и обусловливает круговорот воды. Циркуляция воды происходит по условной схеме: выпадение атмосферных осадков, поверхностный и подземный сток, инфильтрация, испарение, перенос водяного пара в атмосфере, конденсация водяного пара, повторное выпадение атмосферных осадков. В процессе круговорота воды в природе вода может переходить из одного агрегатного состояния в другое (жидкое состояние, твердое – снег, лед; газообразное - пар). Наиболее интенсивно вода циркулирует в парообразном состоянии.

Подсчитано, что в круговороте воды на Земле ежегодно участвует более 500 000 км³ воды.

Различают круговорот воды в атмосфере, между атмосферой и поверхностью литосферы, недрами литосферы и внутри недр литосферы. Важное свойство круговорота воды заключается в том, что он взаимодействуя с литосферой, атмосферой и живым веществом, связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу, подземные воды и атмосферную влагу (рис. 29).

Рис. 29. Круговорот воды в биосфере

Антропогенные воздействия на природу в виде загрязнений, изменений климата, растительности, структуры почв, создания искусственных водохранилищ и т. п. заметно влияют на круговорот воды. С поверхности океана ежегодно испаряется огромное количество воды (448 000 км³). Между поверхностным слоем воды океана и массой воды более глубоких ее зон существует свой регулярный, установившийся обмен. Между парами воды и водой атмосферы и водоемов устанавливаются локальные временные равновесия. Пары воды в атмосфере конденсируются, захватывая газы атмосферы, вулканические газы, вредные вещества антропогенной деятельности, а затем вода выпадает на сушу. Часть воды при этом входит в химические соединения, другая в виде кристаллогидратной, сорбированной в множество других форм связывается рыхлыми осадками земной коры и погребается вместе с ними, надолго покидая основной цикл. Осадки в процессе метаморфизации (от греч. metamorphosis - превращение) и погружения в глубь Земли под влиянием давления и высокой температуры теряют воду. Вода поднимается по порам пород и появляется в виде горячих источников или пластовых вод на поверхности Земли.

Вода в некоторых случаях может выбрасываться с парами при вулканической деятельности вместе с некоторым количеством ювенильных (от лат. juvenils - юный) вод, косвенным показателем которых является повышенное содержание углекислоты, гелия и водорода в составе подземных вод, впервые выступивших из глубин Земли. Другая же, основная, масса воды, извлекая растворимые соединения из пород литосферы, разрушая их, стекает реками обратно в океан. В результате этого процесса солевой состав океана в геологическом времени изменяется. Химические элементы, образующие легкорастворимые соединения, накапливаются в морской воде. Труднорастворимые соединения химических элементов быстро достигают дна океана.

Основные данные по круговороту воды на земном шаре позволяют вычислить активность водообмена в различных скоплениях природных вод различного масштаба. Наиболее замедленной частью круговорота воды является деятельность полярных ледников, что отражает медленное движение и процесс таяния ледниковых масс. Наибольшей активностью обмена после атмосферной влаги отличаются речные воды, которые сменяются в среднем каждые 11 дней. Чрезвычайно быстрая возобновляемость основных источников пресных вод и опреснение вод в процессе круговорота является отражением глобального процесса динамики вод на земном шаре.

Вода – важнейший компонент всего живого. Всей воды, содержащейся в телах живых организмов, хватило бы лишь на то, чтобы покрыть Землю слоем в 1 мм. Тем не менее количество воды, входящее в годовую продукцию фотосинтезирующих организмов, по данным академика А. И. Виноградова, более 830 млрд. т. Эвапотранспирация – это суммарная отдача воды из экосистемы в атмосферу. Она включает как физически испаряемую воду, так и влагу, транспирируемую растениями. Уровень транспирации различен для разных видов и в разных ландшафтно-климатических зонах.

Уточните понятие «малый круговорот» воды в биосфере…

[1] водяной пар переносится воздушными течениями на сушу; часть осадка испаряется и поступает обратно в атмосферу, другая питает реки и водоемы, возвращаясь в океан речным и подземным стоком;

[2] в пределах экосистем важные процессы перехвата (растительность способствует испарению в атмосферу части осадков, прежде чем они достигнут поверхности Земли), эвапотранспирации, инфильтрации и стока;

[3] испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара и выпадение осадков на поверхность океана;

[4] обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими горизонтами Земли.