II. Внешние оболочки Земли

1. Гидросфера – водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях (материковые + океанические + атмоферные).

Общий объем гидросферы Земли — свыше 1 миллиарда 500 миллионов км³.

- основная часть гидросферы приходится на моря и океаны — 96,4 %.

- на суше наибольшее количество воды содержат ледники и постоянные снега — около 1,86 % (при этом в горных ледниках — 0,2 %).

- около 1,7 % приходится на подземные воды

- примерно 0,02 % приходится на воды суши (реки, озёра, болота, искусственные водоёмы)

- примерно 0,02 % воды находится в живых организмах биосферы и в атмосфере

- пресная вода составляет лишь 2,64 %.

Основная часть вековых запасов пресных вод суши сконцентрирована в ледниковых покровах Антарктиды и Гренландии (29 х 10⁶ км³).

Объем гидросферы постоянно меняется. По расчетам ученых 4 миллиарда лет назад ее объем составлял всего 20 миллионов км³, то есть был почти в 7 тысяч раз меньше современного. В будущем количество воды на Земле, по-видимому, также будет возрастать, если учесть, что объем воды в мантии Земли оценивается в 20 миллиардов км³ — это в 15 раз больше современного объема гидросферы. Полагают, что поступление воды в гидросферу будет осуществляться из глубинных слоев Земли и при вулканических извержениях.

Уровень Мирового океана (Тихий, Атлантический, Индийский и Северный ледовитый) последние 100 лет повышался в среднем на 1,2 мм в год.

Сейчас – уровень увеличивается со скоростью 1,5 мм в год.

К 2100 году – средний уровень моря повысится от 20 до 90 см, что может вызвать затопление территорий: Нидерландов, Австралии, Японии и США

Гидросфера играет очень большую роль в жизни планеты: она накапливает солнечное тепло и перераспределяет его на Земле. Медленно нагреваясь, водные толщи Мирового океана накапливают тепло, а потом передают его атмосфере, что смягчает климат на материках в холодные периоды.

Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе.

Различают несколько видов круговоротов воды в природе:

Большой, или мировой, круговорот — водяной пар, образовавшийся над поверхностью океанов, переносится ветрами на материки, выпадает там в виде атмосферных осадков и возвращается в океан в виде стока. В этом процессе изменяется качество воды: при испарении соленая морская вода превращается в пресную, а загрязненная — очищается.

Малый, или океанический, круговорот — водяной пар, образовавшийся над поверхностью океана, сконденсируется и выпадает в виде осадков снова в океан.

Внутриконтинентальный круговорот — вода, которая испарилась над поверхностью суши, опять выпадают на сушу в виде атмосферных осадков.

Классификация свободных вод гидросферы

По вертикали

Эуфотическую (верхнюю) зону – определяется глубиной проникновения солнечного света ( в среднем 200 м). В этой зоне протекает деятельность фотосинтезирующих организмов (растений и некоторых бактерий).

Афотическую (нижнюю) зону - куда не проникает солнечный свет. Здесь обитают живые организмы, использующие готовые органические вещества, синтезированные организмами верхней зоны.

По кислотности

Воды сильнокислого класса (рН< 3) – распространены широко, но, как правило, не небольших площадях. Их кислотность связана с окислением пирита и других дисульфидов, что приводит к образованию свободной серной кислоты. В сернокислых водах свободно мигрируют большинство металлов (Fe, Cu, Al, Zn и другие).

Слабокислые воды (рН колеблется от 3 до 6,5) – распространены исключительно широко. Их кислотность чаще обусловлена разложением органических веществ, обеспечивающим поступление в воду углекислого газа, фульвокислот и других органических соединений).

Нейтральные и слабощелочные воды (рН колеблется от 6,5 до 8,5). Их реакция определяется отношением бикарбоната кальция к углекислому газу. Эти воды менее благоприятны для миграции металлов, осажда их в виде нерастворимых гидроксидов и карбонатов). Они характерны для морей и океанов, а также аридных территорий).

Сильнощелочные воды (рН > 8,5) – обычно обязаны своей реакцией присутствию соды. В них легко мигрируют кремнезем, гуматы, алюминий и молибден.

По минерализации

Ультрапресные воды (< 0,1 г/л) – широко распространены в природе, к ним относятся атмосферные осадки, поверхностные и грунтовые воды материков районов влажного климата, а также ледниковые воды). Обладают повышенной растворяющей способностью.

Пресные воды (0,1 – 1 г/л) характерны для большинства рек и озер влажного климата, многих грунтовых, пластовых и трещинных вод.

Солоноватые воды (1 – 3 г/л) - широко распространены в степях, пустынях и сухих саваннах, в артезианских бассейнах. Они насыщены карбонатами кальция и магния.

Соленые воды (3 – 36 г/л) – к ним относятся океанические, морские, а также поверхностные и подземные воды материков. Это самые распространенные воды нашей планеты.

Рассолы ( >36 г/л) – характерны для некоторых соленых озер, а также глубоких горизонтов платовых или трещинных вод извержены пород. Обычно преобладают хлоридные рассолы.

Газовый и химический состав

- в воде морей и океанов в растворенном состоянии содержится 4,32 * 10¹⁸ м³ газов.

- 99,5 % состава океанических вод составляют 4 химических элемента:

(О – 85,7%, Н – 10,8%,Cl – 1,9% и Na – 1,07%)

- другие химические элементы составляют: Mg – 0,14%, S – 0,088%, Ca – 0,04% b R – 0,038%

- бром, углерод, стронций, бор и другие химические элементы - …* 10^-3%