Большую часть земли составляет вода

Что такое гидросфера Земли: описание, схема, составные части и влияние человека

Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли, включающую суммарную массу воды найденной на, под и над поверхностью планеты. Вода гидросферы может находится в трех агрегатных состояниях: в жидком (вода), твердом (лед) и газообразном (водяной пар). Уникальная в Солнечной системе гидросфера Земли играет одну из первостепенных ролей для поддержания жизни на нашей планете.

Общий объем вод гидросферы

Земля имеет площадь около 510 066 000 км²; почти 71 % поверхности планеты покрыто соленой водой с объемом около 1,4 млрд. км³ и средней температурой около 4° C, не намного выше точки замерзания воды. В Мировом океане содержится почти 94% объема всей воды Земли. Остальная часть встречается в виде пресной воды, три четверти из которой, заперты в виде льда в полярных регионах. Большая часть оставшейся пресной воды – это грунтовые воды, содержащиеся в почвах и горных породах; и менее 1% водных ресурсов находится в озерах и реках мира. В процентах атмосферный водяной пар является незначительным, но перенос воды, испарившейся из океанов на поверхность суши, является неотъемлемой частью гидрологического цикла, который обновляет и поддерживает жизнь на планете.

Объекты гидросферы

Объектами гидросферы выступают все жидкие и замерзшие поверхностные воды, грунтовые воды в почве и горных породах, а также атмосферный водяной пар. Всю гидросферу Земли, как показано на схеме выше можно разделить на следующие крупные объекты или части:

• Мировой океан: содержит 1,37 млрд. км³ или 93,96% от объема всей гидросферы;
• Подземные воды: содержат 64 млн. км³ или 4,38% от объема всей гидросферы;
• Ледники: содержат 24 млн. км³ или 1,65% от объема всей гидросферы;
• Озера и водохранилища: содержат 280 тыс. км³ или 0,02% от объема всей гидросферы;
• Почвы: содержат 85 тыс. км³ или 0,01% от объема всей гидросферы;
• Атмосферный пар: содержит 14 тыс. км³ или 0,001% объема всей гидросферы;
• Реки: содержат немного больше 1 тыс. км³ или 0,0001% от объема всей гидросферы;
• СУММАРНЫЙ ОБЪЕМ ГИДРОСФЕРЫ ЗЕМЛИ: около 1,458 млрд. км³.

Круговорот воды в природе

Гидрологический цикл включает в себя перемещение воды из океанов через атмосферу на континенты, а затем обратно в океаны над, по и под поверхностью суши. Цикл включает такие процессы, как осаждение, испарение, транспирацию, инфильтрацию, перколяцию и сток. Эти процессы действуют во всей гидросфере, которая простирается примерно на 15 км в атмосферу и примерно до 5 км вглубь земной коры.

Около трети солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли, расходуется на испарение океанической воды. Полученная атмосферная влажность конденсируются в облаках, дожде, снегу и росе. Влажность является решающим фактором в определении погоды. Это движущая сила штормов и она отвечает за разделение электрического заряда, что является причиной молнии и, следовательно, естественных лесных пожаров, которые отрицательно воздействуют на некоторые экосистемы. Осадки увлажняют почву, пополняют подземные водоносные горизонты, разрушают ландшафт, питают живые организмы и наполняет реки, которые переносят растворенные химические вещества, и отложения обратно в океаны.

Значение гидросферы

Вода играет важную роль в круговороте углерода. Под действием воды и растворенного углекислого газа кальций выветривается из континентальных пород и переносится в океаны, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конечном итоге карбонаты осаждаются на морском дне и литифицируются образуя известняки. Некоторые из этих карбонатных пород позже погружаются в недра Земли благодаря глобальному процессу тектоники плит и расплавляются, что приводит к выделению двуокиси углерода (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли являются основой для поддержания жизни планеты, формирования эрозии и выветривания континентов, и они резко контрастируют с отсутствием таких процессов, к примеру, на Венере.

Проблемы гидросферы

Существует множество проблем, которые непосредственно связаны с гидросферой, однако наиболее глобальными являются следующие:

Повышение уровня моря

Повышение уровня моря является новой проблемой, которая может затронуть многих людей и экосистемы во всем мире. Измерения уровня прилива показывают всемирное увеличение уровня моря на 15-20 см, и МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) предположила, что рост обусловлен расширением океанической воды из-за повышения температуры окружающей среды, таяния горных ледников, и ледяных шапок. Большинство ледников Земли тают из-за глобального изменения климата, и многие научные исследования показали, что скорость этого процесса увеличивается, а также оказывает значительное влияние на глобальный уровень моря.

Уменьшение арктического морского льда

За последние несколько десятилетий арктический морской лед значительно уменьшился в размерах. Недавние исследования NASA показывают, что он сокращается со скоростью 9,6 % за десятилетие. Такое истончение и отвод льда оказывает влияние на соленость океана, баланс тепла и места обитания животных. Например, популяции белых медведей снижаются из-за разрыва льда, который отделяет их от суши и многие особи в попытках переплыть, тонут. Эта потеря морского льда также влияет на альбедо или отражательную способность поверхности Земли, в следствии чего, темные океаны поглощают больше тепла.

Изменение количества осадков

Увеличение количества осадков может привести к наводнениям и оползням, а снижение – к засухам и пожарам. События Эль-Ниньо, муссоны и ураганы также влияют на краткосрочное глобальное изменение климата. Например, изменение океанических течений у берегов Перу, связанное с событием Эль-Ниньо, может привести к изменениям погодных условиях на всей территории Северной Америки. Изменения характера муссонов из-за повышения температуры способны вызвать засухи в районах по всему миру, которые зависят от сезонных ветров. Ураганы, усиливающиеся с повышением температуры морской поверхности, в будущем станут более губительными для людей.

Таяние вечной мерзлоты

При повышении глобальной температуры вечная мерзлота тундры тает. Это больше всего влияет на людей живущих в этой природной зоне, поскольку почва на которой расположены дома становится нестабильной. Мало того, что есть немедленный эффект, ученые опасаются, что таяние вечной мерзлоты высвободит огромное количество двуокиси углерода (CO2) и метана (CH4) в атмосферу, что в значительной степени повлияет на окружающую среду в долгосрочной перспективе. Высвобожденные парниковые газы будут способствовать дальнейшему глобальному потеплению за счет выделения тепла в атмосферу.

Антропогенное влияние человека на гидросферу

Люди оказали значительное влияние на гидросферу нашей планеты, и это будет продолжаться поскольку население Земли и потребности человечества увеличиваются. Глобальное изменение климата, загрязнение водных ресурсов, затопление рек, дренаж водно-болотных угодий, сокращение потока и орошение оказали давление на существующие пресноводные системы гидросферы. Устойчивое состояние нарушается выбросом токсичных химических веществ, радиоактивных веществ и других промышленных отходов, а также утечкой минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов в водные источники Земли.

Кислотный дождь, вызванный выбросом диоксида серы и оксидов азота от сжигания ископаемого топлива, стал всемирной проблемой. Считается, что подкисление пресноводных озер и повышенная концентрация алюминия в их водах, ответственны за значительные изменения в экосистемах озер. В частности, во многих озерах сегодня нет значительных популяций рыб.

Эвтрофикация, вызванная вмешательством человека, становится проблемой для пресноводных экосистем. По мере того, как избыточные питательные и органические вещества из сточных вод от сельского хозяйства и промышленности выпускаются в водные системы, они становятся искусственно обогащенными. Это влияет на прибрежные морские экосистемы, а также на введение органического вещества в океаны, что в разы больше, чем в дочеловеческие времена. Это вызвало биотические изменения в некоторых областях, таких как Северное море, где лучше развиваются цианобактерии и хуже – диатомовые водоросли.

При увеличении численности населения потребность в питьевой воде также возрастет, и во многих районах мира из-за изменения температуры, пресная вода чрезвычайно труднодоступна. Поскольку люди безответственно изменяют направление рек и исчерпывают естественные запасы воды, это создает еще больше проблем.

Люди оказали большое влияние на гидросферу и будут продолжать это делать в дальнейшем. Важно понимать воздействие, которое мы оказываем на окружающую среду, и работать над тем, чтобы уменьшить негативные последствия.

Источник

Какой процент массы Земли составляет вода?

Наша Земля часто сравнивается с величественной голубой жемчужиной, особенно теми избранными, кто имел шанс взглянуть на неё с орбиты. Это связано с преобладанием воды на поверхности нашей планеты. Хотя сама вода не голубая, но она отражает синий цвет, поглощая красный.

Для тех из нас, кто никогда не смотрел на Землю из космоса, тот факт, что наш мир в основном покрыт водой, является хорошо известным фактом. Но какая часть нашей планеты состоит из воды? Как и большинство фактов, относящихся к нашему миру, ответ немного сложнее, чем вы думаете, и учитывает ряд различных оговорок.

Проще говоря, вода покрывает около 71% поверхности Земли, а остальные 29% состоят из континентов и островов.

Посмотрим на это число внимательнее. 96,5% всей воды Земли содержится в океанах в виде соленой воды, а оставшиеся 3,5% — это пресноводные озера и замерзшая вода, заключенная в ледниках и полярных ледяных шапках. Эта часть пресной воды почти вся имеет форму льда: если быть точным, 69%. Если бы вы могли растопить весь этот лед, а поверхность Земли была бы идеально гладкой, то уровень моря поднялся бы до высоты 2,7 км.

Помимо воды, которая существует в форме льда, существует также ошеломляющее количество воды под поверхностью Земли. Если бы вы собрали всю пресную воду Земли в единую массу (как показано на изображении выше), то её объем оценивается примерно в 1386 миллионов кубических километров (км3). Между тем легко доступные для людей подземные воды, реки, озера и ручьи составят чуть более 10,6 млн км3, что составляет немногим более 0,7%. В этом контексте становится действительно очевидным насколько пресная вода ценная и редкая.

Если бы вы могли собрать всю воду в океане, в атмосфере, все грунтовые и поверхностные воды в шар, он бы имел всего около 950 миль (1500 км) в диаметре (большая синяя сфера). Только около 3% воды в мире будет пресной (сфера среднего размера); и только треть этой пресной воды легко доступна для людей (маленькая сфера).

Но сколько на Земле воды — сколько воды составляет реальную массу планеты? Это касается не только поверхности Земли, но и ее внутренней части. Ученые подсчитали, что общая масса океанов на Земле составляет 1.35 x 10 18 метрических тонн, что составляет 1/4400 общей массы Земли. Другими словами, хотя океаны покрывают 71% поверхности Земли, они составляют всего 0,02% от общей массы нашей планеты.

Вопрос происхождения воды на поверхности Земли, а также тот факт, что на ней больше воды, чем на любой другой каменистой планете Солнечной системы, являются двумя давними загадками нашей планеты.

Не так давно считалось, что наша планета образовалась сухой около 4,6 миллиарда лет назад, когда высокоэнергетические столкновения небесных тел образовали расплавленную поверхность на молодой Земле. Согласно этой теории, вода попала в Мировой океан позже благодаря ледяным кометам, транснептуновым объектам или богатым водой метеороидам (протопланетам) из внешних пределов главного пояса астероидов, столкнувшихся с Землей.

Однако исследование, проведенное Океанографическим институтом Вудс-Хоул (WHOI), штат Массачусетс, еще больше отодвинуло дату этого происхождения. Согласно этому новому исследованию, возраст мировых океанов также 4,6 миллиарда лет, они возникли, когда все планеты внутренней Солнечной системы еще формировались.

Этот вывод был сделан при изучении метеоритов, которые, как считается, образовались в разное время в истории Солнечной системы. Углеродистые хондриты, самые старые метеориты, которые датированы самыми ранними днями существования Солнечной системы, обладают тем же химическим составом, что и метеориты, происходящие с протопланет, таких как Веста. Они содержат значительное количество воды.

Эти метеориты относятся к той же эпохе, когда вода образовалась на Земле — примерно через 11 миллионов лет после образования Солнечной системы. Теперь же, согласно новому исследованию, выясняется, что метеориты осаждали воду на Земле в первые дни ее существования.

Не исключая возможности того, что часть воды, которая покрывает 71% поверхности Земли в современное время, могла попасть на планету позже, эти результаты исследования предполагают, что здесь уже было достаточно воды, чтобы жизнь зародилась раньше, чем предполагалось еще недавно.

Источник

Какую часть Земли составляет вода?

Если посмотреть на нашу планету из космоса, то кажется, будто она вся покрыта океанами и морями. Да, в самом деле, более 70% земной поверхности покрыто водой , но действительно ли ее настолько много?

Земля — плотная и тяжелая планета, которая весит примерно 5.972.000.000.000.000.000.000.000 килограммов и около половины от этого веса приходится на мантию, представляющую собой полурасплавленную массу. Начинается этот слой ниже 660 км от земной поверхности.

В 2002 году японские планетологи допустили, что в мантии Земли может находиться в 5 раз больше воды, чем мы наблюдаем на поверхности.

Было решено доказать это или же опровергнуть экспериментально. Для проведения эксперимента были воссозданы условия, приближенные к тем, что наблюдаются в нижних слоях мантии нашей планеты: огромное давление свыше 200.000 кг/см и температура 2000 градусов Цельсия. Это позволило получить минеральные соединения схожие с теми, что находятся в недрах Земли. Затем эти соединения поместили в воду и измерили, сколько воды они впитали.

Было доказано, что мантия Земли была способна «всосать» в себя на 200-300% больше жидкости, чем сегодня находится на поверхности. Это дало возможность скорректировать предыдущие оценки глобальных запасов воды на Земле в сторону повышения и ее общее количество от всей массы планеты составило всего лишь 0,1%. Такая вот голубая планета с огромными океанами.

Источник