Как появилась пресная вода

Пресные воды

В реках, в атмосфере, в почве, в снегах, во льдах и, наконец, в живых организмах — везде есть пресная вода. Невозможно точно подсчитать, сколько ее в природе, ведь она беспрестанно течет, просачивается, испаряется. В отличие от соленых вод она не образует морей и океанов, объем которых можно определить довольно точно.

Тем не менее нам известны два факта:

— пресная вода — это редкость: ее на Земле всего 50 млн. км3, т.е. менее 4% от всей гидросферы;

— пресная вода — почти всегда «пленная царевна»: более 99% ее заключено в ледниках, подземных слоях, облаках или живых организмах. На свободе в реках или озерах менее 1 % всей пресной воды.

Огромные глыбы льда, айсберги, отрываются от полярной материковой шапки у берегов Антарктиды и продираются через обширные поля морского льда. Материковые льды,образованные из спрессованного снега, покрывают площадь 15,2 млн. км2, из которых 14,3 млн. — полярные ледники. Морские ледяные поля простираются в среднем на 12 млн. км2.

Это озеро в канадском природном парке Банф располагается на дне древнего ледника. Если растопить весь лед на Земле, то уровень моря поднимется на 60 м и более пятой части мировой суши уйдет под воду.

образует обширную болотистую местность — Камарг. Ежегодно Рона выносит сюда 25 млн. м3 всякого материала.

Откуда берется пресная вода?

Вулканы выбрасывают водяной пар, но мало. Основной его источник — испарение. Ежегодно таким путем образуется около 500 ООО млрд. м3 пресной воды, 85% из этого внушительного объема дают океаны (но 90% возвращается в них же в виде дождя) и 15% — поверхность материков. Материки получают больше осадков (около 110 000 млрд. м3 в год), чем сами испаряют воды. 10% облаков, образовавшихся над морями, проливаются дождем над сушей, вернее, над первым же встреченным повышением рельефа.

Куда исчезает пресная вода?

Облако формируется в среднем не более 10 дней, а продолжительность его жизни ненамного превышает это время. Иначе говоря, водяные пары в атмосфере довольно быстро обновляются. Запас воды, всегда содержащийся в воздухе, ограничен довольно скромной величиной — 13 000 млрд. м3. Выпав в виде осадков на землю, большая часть воды (около 75%) скоро снова вернется в атмосферу через испарение. Остальное более или менее долгим путем возвратится в океан.

Кратчайшая дорога туда — свободное стекание, но иногда бег вод на время замедляется остановками в озерах. Капле выпавшего на землю дождя требуется в среднем более полутора месяцев, чтобы достигнуть моря. Потому-то реки и озера и содержат более 150 000 млрд. м3 воды, т.е. почти в 5 раз больше, чем получают и изливают в год. Путь инфильтрации (просачивания) весьма медленный: он занимает около 40 лет и отбирает в 80 раз больше воды! Но самый долгий путь — «через ледники» — более 700 лет! Они содержат 27 миллионов миллиардов м3 воды. И больше всего ее в огромной шапке антарктического континента.

В зависимости от места и времени года ритмичность выпадения осадков и количество пресной воды меняются. Этим в сильной степени предопределяются различия в климате. Но и вся Земля в целом с течением времени претерпевает изменения. Так, в периоды похолодания, или, как их называют, «ледниковые» периоды, количество испарений и осадков уменьшается, а ледяной покров разрастается, поскольку льды не успевают таять. Уровень воды повсеместно понижается. А если при этом потребности людей в пресной воде постоянно растут? Каких-то сто лет назад они использовали только 400 млрд. м3 воды. Сегодня им уже требуется 2900 млрд. м3, а для 2015 г. ожидаемая цифра — 8000 млрд. м3. Однако воды, которая легкодоступна в заселенных районах, не больше 9000 млрд. м3. Значительная ее часть, гораздо быстрее загрязняясь человеком, не будет успевать очищаться в естественном цикле испарение- осадки. Людям придется либо сократить потребление воды, либо увеличить количество очистных сооружений для ускорения оборота использованных вод. Но в экономически развитых районах вода и так служит по многу раз. Например, стакан воды, зачерпнутой в дельте Рейна, уже был десятикратно выпит или использован с момента своего естественного появления в реке.

Амазонка с ее бассейном в 7 млн. км2, длиной 700 км, дебитом (ежесекундным расходом воды) до 280 ООО м у ее впадения в Атлантический океан — настоящий гигант среди рек. За ней следует Нил длиной 6700 км.

В разных странах третья часть всех поверхностных вод течет согласно воле человека, построившего разветвленные системы гидросооружений. Самый сильный регулятор в них — плотины. Они помимо прочего позволяют использовать воду для орошения, получения электроэнергии, речного судоходства.

Самые большие озера и бессточные моря

Континент —Название— Площадь (км2)

Африка -Оз. Виктория- 70 000
Северная Америка -Большие озера -246 000
Южная Америка -Оз. Титикака -8 300
Азия -Каспийское море -372 000
Аральское море- 65 500
Оз. Байкал -30 500
Европа -Ладожское озеро -17 500
Австралия -Оз. Эйр-8 200

Источник

Главные источники пресной воды

Одним из условий, дающих возможность обеспечить здоровую и качественную жизнь человека и живых существ, является чистота и наличие пресноводной воды. Она выступает в качестве первостепенного водного ресурса планеты.

Об источниках пресной воды — подземных и поверхностных — поговорим в статье.

Как образуется, откуда она берется на планете?

Пресная вода образуется следующими способами:

• через земные слои она просачивается из крупных водоемов, вследствие чего появляются подземные реки, озера, ключи;
• во время извержений из недр земли выбрасывается водяной пар в малых количествах, который в дальнейшем испаряется;
• при таянии ледников на горных вершинах. Благодаря тому, что талая вода подпитывает горные озера, они отличаются своей чистотой;
• выпадает в виде осадков из атмосферы.

Такая вода может принимать любое агрегатное состояние, поэтому она участвует в круговороте воды в природе, который включает в себя 4 этапа:

1. Испарение – на первоначальной стадии вода из рек, озер, океанов и других поверхностных водяных источников преобразуется из жидкого состояния в газообразное, а затем пар попадает в слои атмосферы.
2. Конденсация – в слоях атмосферы пар снова переходит в жидкое состояние в виде водных капель, вследствие чего происходит образование облаков и тумана.
3. Осадки – капли воды тяжелеют из-за столкновений друг с другом и выпадают на землю твердыми или жидкими осадками.
4. Стоки в океан – осадки, которые выпали на землю, оказываются либо в почве, либо в реках и иных природных стоках, устремляясь в океан.

Что является основными водяными запасами?

Пресноводная вода является подходящей для питья и приготовления пищи и не наносит ущерб здоровью человека. Осадки выступают в качестве ее основного источника. Для ее добывания привлекают подземные и поверхностные воды.

Поверхностные

К поверхностным относят:

• средние и большие реки;
• озера;
• водохранилища;
• каналы;
• ледники.

Благодаря этим источникам становится возможным добывание около 80% пресных вод.

Подземные

В подземных источниках водяные запасы, расположенные в верхних слоях земной коры — это:

Благодаря данным источникам добываются оставшиеся 20% пресной воды.

Из каких берется для нужд человека?

Водозабор – это все гидротехнические сооружения, которые осуществляют забор и подачу воды для обеспечения хозяйственных и питьевых нужд. Берется она из природных вод, делящихся на поверхностные и подземные.

Подземные воды предназначены только для питьевых нужд. Подземный водозабор отличается сложностью своей конструкции, которая зависит от того, как глубоко залегает вода, и от того, в каком количестве она будет подниматься на поверхность.

В каком больше всего?

Большая часть источников пресных вод находится в ледниках и снегу. Части гидросферы, содержащие в себе существенную долю водяных запасов, указаны в таблице:

Наименование гидросферы	% запасов
Ледники, снег	68,7%
Подземная вода	30,1%
Вечная мерзлота	0,86%
Пресные озера	0,26%
Атмосферные испарения	0,04%
Реки	0,006%

Также пресные водяные запасы расположены под дном океанов на большой глубине. Но освоения их добывания и местонахождения почти не осуществляется, так как для этого требуются крупные затраты и современное оборудование.

В России

Россия по праву признается водообеспеченной страной. Запасы пресных вод составляют 20% от всего ее объема. Источниками выступают как подземные, так и поверхностные воды.

Под землей

Подземные – это одни из наиболее чистых пресноводных источников, составляющих большую часть запасов воды в России. В их состав входят артезианские и гидрогеологические складчатые области.

Главными артезианскими областями признаются:

1. Восточно-Европейская – вода здесь формируется благодаря ландшафтным и климатическим изменениям, северной многолетней мерзлоте, неглубоким врезам речных долин и легким осадкам.
2. Западно-Сибирская – самая большая в мире область с артезианскими водами. Гидрогеологические условия определены наличием рек и болот, водоупорами в регионе, многолетней мерзлотой на севере.
3. Восточно-Сибирская – воды формируются благодаря резко-континентальным климатическим условиям, многолетнемерзлым породам, большим по глубине эрозионным врезам долин.

Гидрогеологических складчатые области России (Балтийский и Алданский щиты, сооружения острова Сахалин, архипелаг Новая Земля и др.) обводнены благодаря климату и геолого-структурным факторам.

На поверхности

Поверхностные источники водяных запасов в России:

1. Озеро Байкал. В нем сосредоточено около 20% всей пресноводной воды в мире. Причем она отличается своей чистотой.
2. Река Волга. На ней находится 11 гидроэлектростанций и 13 водохранилищ. Но это негативно сказывается на самой реке, так как она быстро загрязняется.
3. Река Амур. Это одна из трех рек в мире, все еще не огражденных плотинами.
4. Арктический ледник. В нем в замороженном состоянии находится большой объем пресноводных запасов (25 млн. км³). В период естественного таяния ледника реально получить более 7000 км³ чистых водных запасов.
5. Васюганское болото. Оно является главным источником снабжения пресной водой 4 областей России.
6. Атмосферная влага. В настоящее время изучаются возможности тушения лесных пожаров с ее применением в периоды засухи.

Заключение

Пресная вода необходима для жизни людям, животным, растениям. Основными ее источниками являются реки и озера. Она используется для получения питья, орошения сельско-хозяйственных культур, в промышленности.

Но из-за нерационального применения и загрязнения воды, ежегодно ее резерв становится меньше. По этим причинам следует уже сейчас подумать об освоении новых местонахождений запасов воды.

Источник

Пресная

Пресная вода – то, без чего жизни на Земле просто не будет. Однако деятельность человека практически во всех своих проявлениях крайне негативно влияет на ее качество, превращая ее в непригодную для питья.

Поэтому в ближайшем будущем весьма вероятна ситуация, когда человечество столкнется с ее жестким дефицитом, а где-то это происходит уже сейчас.

Что это такое?

Под определением пресной воды кроется то, что, является противоположностью морской, содержит соли в очень небольшой пропорции (это максимум половина промилле).

В соленой воде их концентрация намного выше, иногда она доходит до 3,5-4,1%.

Если взять общий объем вод на Земле, то пресной из них будет только 3% по объему. А доступной человечеству для использования – 1%.

Характеристика

Пресная вода называется пресной в том случае, если подходит под ряд параметров. Ее соответствие определенным критериям означает, что она пригодна для питья.

Рассмотрим критерии в таблице:

Критерий	Как оценивается
Прозрачность	Чистота или замутненность воды, ее оттенок оценивается через сравнение с эталонными образцами. Разработана специальная шкала, в ней 14 делений.
Жесткость	Определяется уровнем концентрации ионов магния и кальция. Жесткость рассчитывается по методу, закрепленному в ГОСТах (официальных государственных стандартах) для питьевой воды.
Органолептика	Включает такие свойства, как цвет, запах, вкус, оцениваемые органами чувств.

Запах воде придают смешивающиеся с ней газы (примером может быть, хлор), нефть и продукты ее переработки, частицы субстрата.

Оценки запаху «выставляются» в баллах от 0 до 5, в последнем случае его интенсивность превращает воду в непригодную для питья.

Во вкусе в разной степени может ощущаться кислота, горечь, сладость, соленость. Его интенсивность тоже «высчитывается» по шкале от 0 до 5. Кислотность (рН) Ее определяет наличие ионов водорода и их пропорция. При рН меньше 7 пресная вода считается кислой, больше – щелочной.

Кислотность сильно влияет на ее свойства. Кислотно-щелочной баланс для человека очень важен, в организме он составляет строго 7,38-7,42.

Питьевая вода не должна его нарушать. В противном случае немедленно начинаются «сбои» в работе органов и систем. Кислотность измеряется простым прибором –рН-метром.

Когда по своим характеристикам пресная вода далека от идеальной, проводятся химические анализы, позволяющие выявить и идентифицировать посторонние примеси.

Является исчерпаемым ресурсом?

В оптимальных условиях, когда экосфера не страдает от антропогенного и техногенного факторов, пресная вода – неисчерпаемый ресурс, восполняющийся за счет ее круговорота.

Но сейчас проблема истощения ее запасов вследствие влияния антропогенного фактора с каждым годом становится все острее вследствие:

• обмеления надземных водоемов с пресной водой;
• все возрастающего расхода воды, потребляемой предприятиями сельскохозяйственной и различных промышленных отраслей, необходимой для снабжения населенных пунктов.
• загрязнения источников отходами антропогенного происхождения.

Поэтому большинство гидрологов признают принадлежность пресной воды уже к ресурсам из категории возобновляемых, а не неисчерпаемых.

Чаще всего пресную воду делят на виды, принимая во внимание особенности ее состава, подразделяя на обычную и минеральную.

Первая, исходя из ее источника, делится на:

• речную;
• озерную;
• дождевую;
• талую;
• родниковую (ключевую);
• колодезную;
• артезианскую.

Пресная минеральная может быть:

По составу разновидностей пресной минеральной воды очень много.

Исходя из того, каких веществ в ней больше всего, она бывает:

В отдельную категорию выделяется «искусственная» H2O, созданная с использованием современных технологий:

• минеральная (в прошедшую несколько этапов очищения воду добавляют соединения магния, натрия, кальция, йода в определенных пропорциях);
• опресненная (превращенная в пресную воду морская);
• дистиллированная (вода с минимумом посторонних примесей, результат испарения и последующей конденсации).

Как образуется и каковы источники?

Пресная вода – результат непрерывного круговорота.

Эта замкнутая система – совокупность взаимосвязанных «звеньев»:

• атмосфера;
• мировой океан;
• почва;
• реки;
• озера;
• ледники;
• биосфера;
• хозяйственная деятельность человека.

Вкратце процесс выглядит так:

1. Под воздействием солнечных лучей вода испаряется с поверхности надземных водоемов, становясь паром.
2. Воздушные потоки переносят влажный воздух, в том числе, в сторону материков.
3. Над землей он конденсируется, становясь облаками.
4. Под влиянием комплекса атмосферных условий излишки скапливающейся в них влаги выпадают на землю как осадки.
5. Определенный их процент попадает обратно в надземные водоемы, оставшаяся часть с разной скоростью сочится через грунт и горные породы, пополняя водные бассейны под землей.

На фото можно увидеть примерную схему образования пресных вод:

Подробная статья об источниках пресной воды в нашей статье по ссылке, а также информация об источниках в России здесь.

Запасы в мире

Общемировые запасы пресной воды можно оценить только приблизительно. Их объем все время меняется.

Таблица распределения запасов:

Вид источника	Примерный объем (км³)	От общего запаса (%)
Ледники, айсберги, нетающий снежный покров	24	68,7
Подземные «линзы»	10,5	30,1
Зоны вечной мерзлоты	0,3	0,86
Озера	0,091	0,26
Атмосферные пары	0,0129	0,04
Реки	0,00212	0,006

Еще больше информации о рейтинге стран мира по запасам пресной воды можно найти здесь.

Чем отличается от соленой воды?

С точки зрения физиков, химиков и гидрологов, пресная и соленая вода – две очень разные субстанции. Сходство ученые находят только в прозрачности и текучести.

Основной фактор различия – молекулярный состав.

Морская вода содержит хлорид натрия в высокой концентрации (минимум 35 г на 1 л). Это вещество гораздо лучше известно, как поваренная соль.

Из-за ее наличия морская вода:

• превращается в лед при температуре -0,8-2,5°С;
• обладает большей плотностью (она «выталкивает» на поверхность любые тела,);
• закипает намного медленнее (молекулы воды сначала «освобождаются» от соли, только после этого начинают испаряться).

Физические свойства

Базовые характеристики с точки зрения физиков:

• плавление и замерзание при 0°С (лед превращается в жидкую воду и наоборот);
• кипение при температуре 100°С (вода становится паром – это ее газообразное состояние);
• плотность при температуре 4°С – 1 г/см³, при 20°С – 0,9982 г/см³.

При нормальных условиях (давление 1 атм.) пресная вода — без цвета, запаха и вкуса. Для нее характерна высокая теплоемкость и пониженная теплопроводность (поглощая тепло в больших количествах, сама она нагревается сравнительно мало).

Как получить из морской?

Для этого разработаны следующие методики:

• дистилляция (одна или несколько стадий кипения и последующей конденсации);
• мембранная дистилляция (пар просачивается через мембрану, которая пропускает только его);
• обратный осмос («продавливание» через фильтры, пропускающие только молекулы воды);
• электродиализ (прохождение водяного потока сквозь камеру с электродами, на которых «оседают» положительные и отрицательные ионы);
• газогидратный метод (замораживание соленой воды, затем — обработка одним из углеродных газов; образующиеся в процессе кристаллы – это уже пресная вода).

Еще больше способов сделать из морской пресную воду можно найти тут.

Интересные факты

Вот некоторые интересные факты:

• Финляндия – не только «страна тысячи озер», но и «страна тысячи чистых озер». Водопроводную воду там можно пить, не боясь за собственное здоровье.
• Горячая вода превращается в лед быстрее, чем холодная. Убедительного объяснения этому факту пока не имеется. Само явление именуется «парадоксом Мпембы».
• Вода для человека – источник жизни, при ее отсутствии можно прожить максимум 5 дней. Больше, чем в воде, он нуждается только в кислороде. Но она же переносит возбудителей 85% известных науке заболеваний.
• Средняя «норма потребления» воды человеком за всю жизнь приближается к 35 тоннам.
• По мере взросления вода из организма постепенно «испаряется». У новорожденного ее примерно 80%, к старости остается 50%, не более.
• Из школьной программы каждый четко усвоил, что вода бывает твердой, жидкой и газообразной. Это верно, но не совсем. Сейчас ученые насчитывают уже 14 специфических агрегатных состояний для твердой воды и 5 – для жидкой.

Проблемы

Наиболее сложные, требующие немедленного решения, глобальные проблемы, связанные с пресной водой – ее загрязнение и недостаток.

Мир ощущает дефицит воды на экологическом, социальном, экономическом и политическом уровнях.

Кое-где он чувствуется особенно остро. Запасы пресной воды на территориях разных стран сильно варьируется.

Но все они одинаково сталкиваются с последствиями глобального потепления.

Техногенный фактор негативно сказывается на природных экосистемах. В итоге реки, озера, подземные водоносные бассейны истощаются, содержащаяся в них вода становится непригодной для питья.

Промышленность и сельское хозяйство потребляют воду во все увеличивающихся объемах, причем делают это крайне нерационально.

Заключение

Если исходить из критерия необходимости для обеспечения жизни человека и жизни на Земле вообще, именно пресная вода, а не углеводороды, драгоценные металлы и камни, является наиболее ценным полезным ископаемым.

В нормальных условиях — это неисчерпаемый природный ресурс. Однако активная деятельность человека в самых разных сферах быстро меняет ситуацию в худшую сторону.

Недостаток пресной воды и ее загрязнение – одна из наиболее важных и требующих немедленного решения проблем, которые сейчас стоят перед человечеством.

Источник