§ 6. Водные ресурсы
Каковы запасы пресной воды на земле? чем обусловлены высокие темпы роста мирового водопотребления в XX в.? Как преодолеть водным голод на планете? Каковы гидроэнергетические ресурсы планеты?
Как распределена вода на Земле
Площадь поверхности Земли, покрытой водой, составляет 361,2 млн км 2 . Это только площадь морей и океанов, еще 16,3 млн км 2 покрывают ледники (11% суши), озера и реки занимают 2,3 млн км 2 (1,7%), а еще около 3 млн км составляют болота и сильно увлажненные земли. Таким образом, гидросфера занимает более 380 млн км 2 поверхности Земли, или свыше 75% ее площади. Постоянный круговорот воды в природе делает ее, к счастью, возобновимым ресурсом.
Огромная масса гидросферы создает иллюзию неисчерпаемости водных ресурсов. Однако обратимся к рисунку 9. Как вы видите, основную часть гидросферы составляют воды Мирового океана. Но это воды сильноминерализованные, непригодные для питья, для технологических нужд. Население, промышленность и сельское хозяйство нуждаются в пресной воде, ресурсы которой составляют менее 3% общего объема гидросферы. Основными источниками пресной воды служат озера и водохранилища, реки и частично подземные воды. Воды ледников, снежных покровов, подземных льдов многолетнемерзлых пород — потенциальные водные ресурсы, поскольку пока остаются труднодоступными для эксплуатации. А ведь именно ледники планеты содержат до 85% запасов пресных вод.
Казалось бы, человечеству не грозит дефицит пресных вод, однако их ресурсы рассредоточены по планете крайне неравномерно. К тому же поверхностный сток подвержен сезонным колебаниям, что в ряде засушливых регионов порождает проблемы водообеспечения населения и хозяйства.
Наиболее крупными ресурсами пресных вод на единицу площади располагает Южная Америка, за которой следуют Европа, Азия, Северная Америка, Африка, Австралия. Первое место по запасам воды занимает Азия. Однако если исходить из душевого потребления, то каждый ее житель обеспечен пресной водой значительно хуже, чем «среднестатистический землянин» (соответственно 3,37 тыс. м 3 и 7,7 тыс. м 3 ). За средними показателями по регионам скрывается колоссальный во- додефицит по отдельным государствам, расположенным в засушливых зонах.
Во многих традиционно вододефицитных засушливых регионах мира (Сахара, Австралия, Центральная Азия и др.) в последние десятилетия обнаружены громадные запасы подземных вод, что открывает перед некоторыми странами новые перспективы развития. Согласно оценке количество подземных вод в 5 раз больше объема воды во всех реках. Однако круговорот их крайне медленный, и подземные воды более глубоких горизонтов минерализованы и, как правило, непригодны для питья и орошения.
Различия в обеспеченности стран и регионов пресной водой объясняются: неравномерностью распределения запасов пресных вод по материкам и регионам; подверженностью речного стока резким сезонным колебаниям; различиями в плотности населения (при прочих равных условиях более высокая плотность населения автоматически ухудшает степень водообеспеченности);
большой амплитудой колебаний потребности в воде населения в зависимости от местных климатических условий;
специализацией местной экономики и связанной с этим водоемкостыо имеющихся отраслей.
РЕСУРСЫ ПРЕСНОЙ ВОДЫ, ДОСТУПНОЙ ЧЕЛОВЕКУ НА СОВРЕМЕННОМ УРОВНЕ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ СИЛ, НЕВЕЛИКИ.
Мировое водопотребление
В начале XXI в. для различных хозяйственных нужд использовалось более 4 млн м 3 воды ежегодно. При этом потребности в пресной воде растут из года в год (рис. 10), в то время как ее доступные запасы истощаются не столько из-за их фактического расхода, сколько из-за резкого ухудшения их качества. По данным ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), сегодня в мире более 1 млрд человек регулярно пьют воду, не отвечающую санитарным нормам, что является непосредственной причиной болезней и смертей многих миллионов людей в Тропической Африке, Центральной и Южной Азии, Латинской Америке (рис. 11).
В древности человек потреблял 12—18 л воды в сутки, в XIX в. — 40—60 л, в настоящее время в раавитых странах — 200—300 л, в крупных городах — 400—500 л и более. Житель Нью-Йорка потребляет в сутки около 1000 л воды, Парижа — 500 л, Москвы и Санкт-Петербурга — 600 л, включая расходы промышленности и городского хозяйства. (Это притом что для физического выживания человеку необходимо всего 2 л воды в день.)
Основные водопотребители в мире — сельское хозяйство (прежде всего орошаемое земледелие), промышленность, коммунально-бытовой сектор.
Водопотребление — использование воды на нужды населения, промышленности и сельского хозяйства с изъятием ее из водных объектов.
Сельское хозяйство не только крупнейший, но и наиболее специфический водопотребитель. Не менее 80% потребляемой здесь влаги испаряется с поверхности поливных земель, транспирируется растительностью и дренируется в почву. Обильные стоки в зонах поливного земледелия практически уже невозможно уловить, очистить и вновь использовать: это безвозвратные потери пресных вод. Водопогребление животноводческими фермами составляет в суммарном водопотреблении сельского хозяйства менее 2%, однако образующиеся стоки особенно негативно воздействуют на природные экосистемы.
Наиболее быстрыми темпами растет потребление воды промышленностью . Поскольку именно эта сфера экономики является источником особо токсичных, трудноудаляемых из отработанных вод соединений, она порождает острейшие экологические проблемы. Они усугубляются тем обстоятельством, что наиболее «грязные» отрасли, как правило, отличаются наибольшей водоемкостыо (производство 1 т готовой продукции требует при производстве стали 15—20 т пресной воды, целлюлозы — 400—500 т, синтетического волокна — 500 т, хлопчатобумажных тканей — 300—1100 тит. д.).
По мере роста доли городского населения увеличиваются масштабы коммунально-бытового водопотребления . Сельские жители традиционно расходуют много меньше воды на коммунальные нужды, при этом сельские коммунальные стоки и менее загрязнены.
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
Сколько процентов Земли занимает вода? Площадь воды на Земле
Вода — необходимое вещество, которое нужно для основы жизни. Ученые считают, что вода появилась на Земле уже после формирования планеты. Некоторые теории говорят, что данная жидкость попала к нам благодаря метеоритам, которые были покрыты льдом.
Считается, что вода занимает 70.8% поверхности Земли. По этой причине нашу Землю называют «Планета Воды» или «Планета Океана». Общий размер поверхности планеты составляет 510 млн. км2, а океан занимает 360 млн. км2. Также не стоит забывать про ледники, которые покрывают 16,3 млн. км2. Болота, суши, озера, водотоки и другие увлаженные земли занимают сейчас около 5 млн. км2. Поэтому можно сказать, что около 75% поверхности земного шара покрыто водой, (3/4 части Земли занимает вода).
Также помните про зимний снежный покров. Снежный покров Северного полушария покрывает наибольшую площадь зимой — 59 млн. км2. В данный период года площадь, занятая гидросферой равна около 440 млн. км2, или более 85% поверхности нашей планеты. Зимой выпадает снег, который засыпает огромные территории — дороги, шоссе, улицы, тропинки, тротуары.
В 2002 году японские ученые провели эксперимент, в котором они предположили, что под Землей, в её нижней мантии существует в 5 раз больше воды, чем на поверхности.
Сколько пресной воды на Земле?
Моря, океаны, реки и озера составляют более 70% площади Земли, остальное занимает суша. Самый глубокий океан на планете — Тихий. Максимальная глубина этого гиганта составляет 11,8 км. В среднем, глубина океанов равна 3800 метрам.
Все живые существа на планете нуждаются в воде. Пресная вода составляет всего 3% от всех запасов воды на Земле, а 97% — соленая. Сегодня самые большие пресные озера — Онежское, Байкал, Ладонежское, Каспийское. Также атмосферные осадки являются основными поставщиками пресной воды для Земли.
Факты об океане — видео
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
