Сколько воды на земле

Озёра

Озёр на Земле очень много, их площадь — более 2 млн км2 — близка к размерам Средиземного моря. Размещение озёр на материках зависит от наличия природных углублений (котловин) и климата. Много сточных полноводных озёр с пресной водой во влажном климате. В засушливом климате озёр меньше, они часто бессточные и имеют солёную воду. Наибольшее количество озёр — на севере Северной Америки и Евразии, где влажный климат и много тектонических впадин, углублённых древним ледником.

В степях, полупустынях и пустынях всех материков имеются бессточные озёра. Среди них самые солёные (200-300 %о) — Мёртвое море (Евразия) и Большое Солёное озеро (Северная Америка). Озёра очень важный источник воды, используемой для водоснабжения и орошения полей.

Человек и вода

И, конечно, вода нужна людям. Каждый день человеку необходимо восполнять водный баланс в организме.  Каждому человеческому органу нужна вода.  В тканях легких содержится до 90 % воды, в крови – до 80%. Головной мозг содержит до 75%, а суставы — до 24% воды. Даже в зубах человека содержится 0,2% воды

Поэтому так важно ежедневно выпивать значительное количество чистой питьевой воды. Некоторая вода целебна для организма и может лечить болезни

Вряд ли найдется человек, который бы никогда не говорил или не слышал слов: «Какая вкусная вода!» или, наоборот, «Не вкусная вода». Но ведь вода не имеет вкуса! Тем не менее вода, которую мы берем из водопроводного крана или колодца, имеет вкус и запах. Объясняется это совсем просто. Есть у воды такое свойство – быть растворителем. В разных местах в земле есть разные вещества, и растворяются они в воде в разных количествах. Эти растворившиеся вещества и придают вкус воде. Так в некоторых местах образуются лечебные минеральные воды. В зависимости от того, какие вещества растворены, эти воды могут лечить разные болезни. В местах, где в земле обнаружены минеральные воды, строят санатории.

Однако важную роль вода играет в быту, при хозяйственных нуждах человека. Чтобы не болеть человеку нужно поддерживать в чистоте свое тело, т.е. с помощью воды он очищает тело. Практически ни одно блюдо нельзя приготовить без использования воды.

Водоемы играют важное значение в жизни человека. Первые города возникали именно на берегах рек и озер

Из рек человек брал воду для питья и полива растений. Также реки кормили человека рыбой. Некоторые реки судоходны и по ним перевозят грузы, да и сами люди часто путешествуют с помощью водного транспорта.

На реках часто строят гидроэлектростанции, где для получения электроэнергии не сжигают природные ископаемые, а используют природную силу воды в качестве источника энергии.

Модель строения воды

Молекула воды включает два атома водорода (Н) и один атом кислорода (О). Элементы, из которых состоит жидкость, определяют всю функциональность и особенности. Модель молекулы воды имеет форму треугольника. Вершину этой геометрической фигуры представляет крупный элемент кислорода, а внизу находятся небольшие атомы водорода.

Молекула воды обладает двумя положительными и двумя отрицательными полюсами зарядов. Отрицательные заряды формируются из-за излишка электронной плотности у атомов кислорода, а положительные – из-за нехватки электронной плотности у водорода.

Неравномерное распределение электрических зарядов создает диполе, где диполярный момент составляет 1,87 дебай. Вода обладает способностью растворять вещества, поскольку ее молекулы пытаются нейтрализовать электрическое поле. Диполя приводят к тому, что на поверхности погруженных в жидкость веществ становятся слабее межатомные и межмолекулярные связи.

Вода отличает большой устойчивостью при растворении прочих соединений. В обычных условиях из 1 млрд молекул только 2 распадаются, а протон переходит в строение иона гидроксония (образуется при растворении кислот).

Вода не меняет свой состав при взаимодействии с другими веществами и не влияет на структуру этих соединений

Такая жидкость считается инертным растворителем, что особо важно для живых организмов. Полезные вещества поступают к различным органам через водные растворы, поэтому важно, чтобы их состав и свойства оставались неизменными

Вода сохраняет в себе память о растворенных в ней веществах и может применяться многократно.

Каковы особенности пространственной организации молекулы воды:

• Соединение проводится противоположными зарядами;
• Появляются межмолекулярные водородные связи, которые исправляют электронную неполноценность водорода с помощью дополнительной молекулы;
• Вторая молекула фиксирует водород по отношению к кислороду;
• Благодаря этому образуются четыре водородные связи, которые могут контактировать с 4 соседями;
• Такая модель напоминает бабочку и имеет углы равные 109 градусам.

Атомы водорода соединяются с атомами кислорода и образуют молекулу воды с ковалентной связью. Водородные соединения более сильные, поэтому, когда они разрываются, то молекулы присоединяются к другим веществам, способствуя их растворению.

Прочие химические элементы, в состав которых входит водород, замерзают при -90 градусах, а закипают при 70 градусах. Но вода становится льдом, когда температура достигает нуля, а закипает при 100 градусах. Чтобы объяснить такие отклонения от нормы, требуется разобраться, в чем особенность строения молекулы воды. Дело в том, что вода – это ассоциированная жидкость.

Это свойство подтверждается и большой теплотой парообразования, что делает жидкость хорошим энергоносителем. Вода – отличный регулятор температуры, способен нормализировать резкие перепады этого показателя. Теплоемкость жидкости повышается, когда ее температура 37 градусов. Минимальные показатели соответствуют температуре человеческого тела.

Относительная молекулярная масса воды составляет 18. Рассчитать этот показатель достаточно легко. Следует заранее ознакомиться с атомной массой кислорода и водорода, которая равна 16 и 1 соответственно. В химических задачах нередко встречается массовая доля воды. Этот показатель измеряется в проценте и зависит от формулы, которую требуется рассчитать.

Человек и гидросфера

Познакомившись с водной оболочкой планеты, можно сказать, что вода – это основной источник жизни. Однако не всегда она играет положительную роль, часто является причиной катастроф. Одним из таких природных явлений считается наводнение.

Наводнения случаются в период половодья или паводка на реках и представляют собой гидрологические опасные явления. Вода распространяется на многие километры и затапливает населенные пункты. При этом уничтожаются посевы, различные сооружения, часто сопровождается человеческими жертвами.

Наводнение 

Наводнение – это явление, которое приносит наибольший ущерб человечеству.

С целью защиты населенных мест от такого стихийного явления как наводнение, строят дамбы. Они препятствуют подъему уровня воды.

Дамба в Санкт-Петербурге 

Для горных районов характерно другое природное явление – снежные лавины. На склонах гор собирается достаточный объем снега, который при определенных условиях начинает свое движение вниз.

Сход лавины 

Скорость постепенно нарастает, и лавина наносит значительный ущерб сооружениям, расположенным у подножия. Лавина – это природное явление, возникающее при малейшем сотрясении. Например, сход лавины может вызвать громкий крик или выстрел. Также в этих районах предусмотрено возведение дамб.

Снегозащитные сооружения

Опасность представляют и районы с карстовыми формами рельефа, так как в пустоты могут провалиться различные сооружения.

Карстовая воронка в Гватемале

Гидросфера и человек взаимосвязаны. Пресную воду нам поставляют различные водоемы суши, которая используется в различных областях хозяйственной деятельности. Реки считаются отличным источником электроэнергии, используются в качестве транспортных путей, мест ловли и разведения рыбы, отдыха и спортивных занятий.

На многих реках построены плотины и созданы водохранилища – крупные естественные водоемы. Глубины водохранилищ различаются — от 5 м до 30 м. Сейчас в мире имеется более 15 тыс.водохранилищ. Познакомиться с распространением водохранилищ можно на карте.

Огромным водохранилищем России считается Куйбышевское, размещенное на реке Волга.

Мост через Куйбышевское водохранилище 

Постройка водохранилищ необходима людям для обеспечения крупного запаса воды, поддержания определенного уровня в реке, недопущения наводнения, создание транспортных путей.

Появление Рыбинского водохранилища способствовало созданию новой биосистемы и изменению климата. Сейчас на его территории находится Дарвинский заповедник.

Рыбинское водохранилище 

Часто создание таких объектов несет и негативные последствия.Происходит затопление плодородных земель, подъем уровня грунтовых вод, что способствует заболачиванию.

Человек оказывает значительное влияние на гидросферу. Самым опасным является загрязнение гидросферы.

Источники загрязнения гидросферы представлены на схеме.

Проблема загрязнения гидросферы до 20 века не стояла так остро, происходило самоочищение водоемов. Однако с научно-техническим прогрессом увеличились нагрузки на водную оболочку. Основными загрязнителями гидросферы являются выбросы сточных вод промышленных и сельскохозяйственных предприятий.Поэтому путями решения проблемы загрязнения гидросферы станет строительство сооружений для очищения сточных вод.

Реки

На всех материках, кроме Антарктиды, протекают крупные, средние и мелкие реки. Самая густая речная сеть в Южной Америке, а самая разреженная — в Австралии.

Большинство рек мира несут свои воды в Атлантический океан. В этот океан впадают крупнейшие реки Южной Америки, Северной Америки и Африки. Больше всего крупных рек в Евразии. Из-за особенностей рельефа этот материк имеет области стока во все четыре океана, а также огромную по размерам область внутреннего стока (30 % площади материка). Реки на всех материках в зависимости от климата имеют разные источники питания и различаются режимом.

Большинство рек мира полноводны в какой-либо один сезон года. Чтобы задержать быстро стекающую во время половодий воду, реки перегораживают плотинами и создают водохранилища. Они регулируют (то есть перераспределяют) речной сток по сезонам года, уменьшают риск наводнений, создают запасы воды, а также используются для производства электроэнергии на гидроэлектростанциях (ГЭС). В мире создано более 40 тыс. водохранилищ, а их общая площадь составляет около 400 тыс. км2.

Виды и водоёмы пресной воды

Существует два вида пресной воды:

1. обычная;
2. пресная минеральная вода.

Последняя, в зависимости от содержания в ней солей и минералов, бывает столовой, лечебно-столовой и просто лечебной.

Если в воде искусственным путем убить одни живые организмы и добавить другие, увеличить макро и микроэлементы, то можно получить особые варианты вод: дистиллированную, талую, серебряную и др.

Чрезвычайно полезными свойствами обладает природная талая вода, которую добывают в экологически чистых районах, растапливая снег или горный лед.

В настоящий момент, большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой емкости и соответствует всем установленным требованиям чистоты.

Водоёмы пресной воды можно разделить на 3 группы: поверхностные, подземные и осадочные воды.

Поверхностные

Именно они соответствуют большинству человеческих потребностей. Их очень мало – чуть свыше 1,2 % от общего количества пресноводных источников. Это озера, ручьи, реки, ледники. Огромная их часть сосредоточена во льдах. И лишь около 21 % — в озерах. Но большую часть необходимой жидкости человек получает из рек, на которые приходится 0,49 %.

В этой группе можно также выделить и моря с океанами. Но вода в них слишком соленая и использовать ее в таком виде неприемлемо для здоровья человека.

Если удалить соли и минералы из водного раствора, можно добиться использования, хотя бы в промышленных или сельскохозяйственных целях. Но этот процесс слишком дорогостоящий, чтобы решить мировую проблему нехватки пресной воды.

Пресная вода закипает быстрее соленой, поскольку соль увеличивает температуру нагревания. Учитывая, что ионы соли тяжелее молекул воды, то плотность морской воды затрудняет солевое испарение, и это слишком осложняет процесс опреснения.

Подземные

В зависимости от того, на какой глубине они располагаются, выделяют несколько групп.

1. Грунтовые, поскольку они находятся недалеко от поверхности, то сильно подвержены колебаниям – во время осадков их количество увеличивается, в сухое время года их уровень понижается. Они больше склонны к загрязнению.
2. Артезианские, которые относятся к важнейшим полезным ископаемым.
3. Почвенные, заполняющие промежутки между частичками почвы.
4. Межпластовые, наиболее постоянные и наименее загрязненные за счет своего глубокого нахождения.
5. Минеральные воды,  добываются из земных недр, сохраняющие естественный химический состав и защищенные от антропогенного воздействия.

Вода, получаемая из подземных источников, пополняется за счет атмосферных осадков. Но за счет роста населения и бесконтрольного потребления природных ресурсов, соблюдать этот баланс становится все сложнее и сложнее.

Осадочные

Это дожди, град, снега. Если еще относительно недавно дожди были весьма популярны для пополнения запасов пресной воды, то в настоящее время этими источниками пользуются в основном лишь сильно засушливые регионы.

На качество дождевой воды влияют такие факторы, как материалы крыш, расположения зданий, загрязненность воздуха в регионе и др.

2.4. Антропогенные процессы в гидросфере

2.4.4. Загрязнение поверхностных вод суши

Все виды сточных вод, сбрасываемых в реки и озёра, загрязняют природные воды, ухудшают их свойства, поглощают растворённый в них кислород, отлагают на дне водоёмов токсичные осадки. Постоянный приток сточных вод — загрязняющих поверхностные воды как в химическом, так и в тепловом отношении — меняет экологическую обстановку водоёма, нарушает процессы его самоочищения, ведёт к гибели флоры и фауны, создаёт угрозу здоровью человека. 1 м3 неочищенных сточных вод делает непригодными для использования 50–60 м3 речной воды.

Загрязнение Рейна, в бассейне которого живёт более 20 млн. человек, начинается в верхнем течении, ещё в Швейцарии из-за того, что значительная часть промышленных и бытовых стоков расположенных на нём городов сбрасывается без достаточной очистки. Его мутные воды несут постепенно собираемые 24 млн.т отходов промышленного производства. Если в Швейцарии он несёт 3,4 кг хлоридов в секунду, то близ устья — до 200 кг. Ещё 80 лет назад Рейн славился рыболовным промыслом, и из него вылавливалось 150 тыс. лососей в год. Ныне если отдельный лосось и проникает в эту реку, его мясо пропитывается фенолом настолько, что его невозможно употреблять в пищу.

Обследовавшая реку Миссисипи комиссия обнаружила более сотни труб, сбрасывающих промышленные отходы без очистки в реку. Вода в нижнем течении оказалась настолько загрязнённой, что в пробе воды, взятой ниже г.Сент-Луис, десятикратно разбавленной чистой водой, рыба погибала менее чем через минуту, а при стократном разбавлении — через сутки.

Из-за сброса в воды канцерогенных веществ в одной из рек близ г.Чикаго у 16% рыб обнаружены раковые опухоли.

Вóды р.Делавэр, бывшем центре водного спорта, так загрязнены химикалиями, что дали повод к горькой шутке: «Упав сюда, не утонешь, а растворишься».

На дне р.Потомак у г.Вашингтона слой слежавшихся несмываемых отбросов и фекалий местами достигает толщины 3 м.

В Словакии загрязнены отходами сверх допустимых норм 1200 км рек, то есть 1/5 общей длины речной сети.

Волга на всём протяжении загрязнена нефтепродуктами. В неё ежегодно сбрасывалось 400 тыс. т кислот, 200 тыс. т масел, 6 тыс. т фенолов, 7 тыс. т циана. Сточные воды городов Поволжья составляли 1/10 часть среднего стока Волги, а вследствие антропогенного уменьшения способности реки к самоочищению из-за зарегулированности водохранилищами и разрастания сине-зелёных водорослей возникла необходимость в разбавлении сточных вод в пропорции 1:20.

Предыдущая

I. Материал урока

1.ВОДЫ СУШИ

Воды суши – воды, находящиеся на поверхности и в земной коре материков.

Воды суши на земной поверхности распределены очень неравномерно. Некоторые районы обладают разветвлённой речной системой, множеством озёр, болот, в других районах поверхностные воды практически отсутствуют, а подземные находятся на большой глубине. Недостаток воды и, наоборот, переизбыток её осложняет жизнь человека и его хозяйственную деятельность.

Поверхностные воды — воды, находящиеся на поверхности суши в составе различных водных объектов.
В состав поверхностных вод входят природные объекты (реки, озёра, болота, ледники) и искусственные, созданные человеком (водохранилища, пруды, каналы).

2.РЕКИ

Река – естественный водный поток, имеющий длину свыше 10 км и текущий по выработанному им руслу.

Река имеет своё начало и конец.

Исток — место, где начинается река. Истоком (началом) реки может являться родник, ручей, болото, озеро, ледник.

Русло — природное углубление, в котором течёт река.

Маленькие речки притоками впадают в большие, а затем и в главные реки. Главная река с притоками образует речную систему. Правые и левые притоки реки определяются по направлению её течения. Чтобы определить левый и правый приток, нужно стать по течению реки, справа будут правые притоки, слева — левые.

Площадь суши, с которой река собирает воду, называется речным бассейном. Границами речных бассейнов служат водоразделы – линии на поверхности Земли, по разные стороны от которых сток идёт в разные речные бассейны.

Место впадения реки в другой водный объект называется устьем. Устьем реки может быть место впадения реки в другую реку, болото, озеро, море, океан.

– Устье реки, где русло делится на множество проток и рукавов, называется дельтой.

– Устье реки с одним рукавом называется эстуарием. Фарватер — самая глубокая часть устья реки.

Длина реки — расстояние от истока до устья.
Реки по длине делятся на:
• малые (до 100 км);
• средние (от 100 до 500 км);
• крупные (длиннее 500 км).
Река Амазонка — самая длинная и полноводная река на Земле (7194 км).

Речная долина — вытянутое понижение в рельефе земной поверхности, созданное рекой.

Пойма — часть речной долины, которая затапливается водой из русла реки во время разливов. Причинами разливов рек являются выпадение дождей и таяние снегов. Пойма реки затапливается практически ежегодно.

Выше поймы реки располагаются надпойменные террасы — склоны речной долины, часто в виде ступеней. Террасы возникают, когда река углубляет своё русло.

На направление и характер течения реки влияет рельеф. Реки бывают горные и равнинные.

Равнинные реки текут медленно, по широким равнинам. Перепад высот (разность) между истоком и устьем у равнинных рек минимальный. Равнинные реки извиваются, т.е. их русло описывает зигзаги, образуя широкую долину.

Горные реки текут гораздо быстрее равнинных, они не образуют широких долин и извилин. Обычно горные реки протекают по узким глубоким долинам, ущельям. Многие реки берут свое начало в горах, а потом спускаются на равнину.

3.ПИТАНИЕ И РЕЖИМ РЕК

Питание реки – способ пополнения воды в реке. От питания реки зависит уровень воды в реке. Большинство рек имеют смешанное питание.
(↓ Записать в виде схемы в тетрадь )Типы питания рек:

• Снеговое питание

• Дождевое питание

• Ледниковое питание

• Подземное (грунтовое) питание

• Смешанное питание

Режимом реки называют характер ее поведения во времени: распределение и изменение величины расхода воды по сезонам года, колебания уровня, образование ледяного покрова.
(↓ Записать в виде схемы в тетрадь )
В режиме реки различают несколько периодов:

1. Половодье — ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон значительное увеличение водоносности реки, вызывающее на длительный срок подъем уровня реки и выход воды из русла, возникающее в результате таяния снега;

2. Паводки — внезапные кратковременные и нерегулярные подъемы уровня воды в реках, возникающие в результате обильных дождей;

3. Межень — период низких уровней воды во время сухой или морозной погоды, когда река питается лишь грунтовыми водами. На режим влияют падение и уклон реки.

Географическое распределение

Водные ресурсы на карте распределены неравномерно. По общим запасам лидирует в мире азиатский регион, далее идут Южная и Северная Америка, Европа и Африка. Меньше всего воды в Австралии, поэтому тут активно используется технология опреснения.

В последние годы численность населения в Азии увеличивается стремительными темпами, на сегодняшний день здесь проживает 4 миллиарда человек, поэтому, несмотря на рекордные запасы, в регионе остро стоит вопрос доступа к воде. Пятёрка стран с самыми большими запасами пресной воды:

• Бразилия;
• Россия;
• Канада;
• Китай;
• Индонезия.

В умеренных и экваториальных климатических поясах пресной воды в избытке, а вот в субтропическом и тропическом климате отмечается ее острый дефицит.

Вода в атмосфере

Атмосфера содержит водяной пар, капельки воды и кристаллики льда. Все вместе они составляют доли процента от общего количества воды на Земле. Но без них невозможен был бы круговорот воды на нашей планете.

1. Что такое гидросфера? Перечислите её составные части.
2. Какие океаны образуют Мировой океан нашей планеты?
3. Что составляет воды суши?
4. Как образуются и где располагаются ледники?
5. Какова роль подземных вод?
6. Чем представлена вода в атмосфере?
7. В чём различие между рекой, озером и болотом?
8. Какую опасность представляет айсберг?
9. Существуют ли на нашей планете солёные водоёмы кроме морей и океанов?

Водную оболочку Земли называют гидросферой. Её составляют Мировой океан, воды суши и вода в атмосфере. Все части гидросферы связаны между собой процессом круговорота воды в природе. На Мировой океан приходится более 96% всей воды планеты. Его делят на отдельные океаны. Части океанов, которые вдаются в сушу, называют морями. Воды суши включают реки, озёра, болота, ледники, подземные воды. В атмосфере содержатся водяной пар, капельки воды и кристаллики льда.

Возможные способы обновления

Одной из особенностей таких ресурсов является их способность к обновлению и самоочищению. Природные процессы позволяют несколько упростить использование ресурсов. Возобновляемость и самоочищение воды будет зависеть от различных факторов, типа и особенностей гидрологического объекта.

Проведенные исследования показали, что вода в реках обновляется за две недели, в озёрах — за 15 лет, а в болоте — за 5 лет. Дольше всего эти процессы проходят в ледниках, на что уходит около 10 тыс. лет. В биосфере очистка воды может занять даже сотни и миллионы лет. Установлено, что в живых организмах ее обновление происходит за несколько часов.

Вода всегда вокруг нас

Водный баланс – это основа жизни на нашей планете. Большая её часть на Земле – это океаны и моря. В них сосредоточено 97% данного вещества. Остальные 3 % – это реки, озёра, пруды, подземные воды и парообразная вода в атмосфере. Растения и животные для обеспечения своей жизнедеятельности ежедневно потребляют живительную влагу.

Вода – это составляющая часть организма человека. Каждая наша клетка больше чем наполовину состоит из этой жидкости. Кровь, текущая в наших венах, – это на 82% вода. Мышцы и кожа содержат её 76%. Удивительно, но даже кости в своём составе имеют до 30% воды. Её наименьшее содержание в зубной эмали – всего 0,3%.

Общая масса воды на планете Земля – более 2 000 000 000 миллионов тонн.

Запасы воды на Земле

Наземные и подземные водоемы объединяет гидросфера.
Примерное распределение воды на земле:

• львиная доля 90,4% принадлежит мировому океану;
• ледники, снег составляют 1,87% запасов воды на
  Земле;
• доля подземных источников – 1,7%, земля под
  водой объединяет грунтовые воды и подземные водяные пласты;
• реки, озера, другие водоемы на суше составляют
  0,02% запасов водных ресурсов;
• в живых клетках, атмосфере содержится остальные
  0,02% водных запасов.

Средняя толщина гидросферы планеты не более 4 км. Если бы
структура почвы была песчаной, влага не задерживалась бы на поверхности. Какой
же слой земли задерживает воду на поверхности? Это глинистый грунт. Глина при
набухании обладает способностью образовывать водяной замок, не пропускает
влагу. По подсчетам ученых, в почвенном слое содержится в 10-12 раз больше
воды, чем в мировом океане. Но в основном она не пригодна для питья.

Ответ на вопрос, какой воды на Земле больше, однозначный,
пресной воды не более 3% мировых запасов, причем большая ее часть содержится в
ледниках. Существует много методов получения воды путем опреснения. Технологии
очистки водных ресурсов актуальны в районах, где нет запасов пресной воды, нет
питьевых наземных и подземных источников.

Вода в жизни всего живого имеет первостепенное значение.
Водные ресурсы на планете возобновляемые, но их необходимо оберегать,
рационально использовать, не загрязнять. Гидросфера – основа жизни биосферы, от
ее состояния зависит судьба всего живого на Земле. Тайны воды еще не разгаданы,
ученые продолжают ее исследование.

Использование человеком

Вода используется человеком в промышленности, энергетике, быту и рекреационной сфере. Ресурсы могут применяться как напрямую (путём извлечения воды), так и косвенно, например, для работы речного транспорта. Самыми крупными потребителями являются:

• коммунальная сфера;
• энергетические и промышленные предприятия;
• сельское хозяйство.

С ростом численности населения планеты Земля объемы потребления воды на коммунально-бытовые нужды неизменно увеличиваются. В среднем один человек в мегаполисах, расположенных в экономически развитых странах, потребляет ежедневно около 300 литров жидкости. Если такой уровень сохранится и не будут решены вопросы повторного использования и очистки ресурсов, то в ближайшее время даже в умеренном поясе появится недостаток питьевой воды.

Сегодня очень остро стоит проблема загрязнения пресной и морской воды. Ежегодно в Мировой океан сбрасываются миллионы тонн нефти, нефтепродуктов, химикатов, твёрдых бытовых отходов. Это приводит к образованию огромных мусорных плавучих островов. По подсчетам специалистов, около 3% поверхности океана загрязнено и покрыто нефтяными плёнками. Лидером по количеству выбросов стоков являются страны Азии.

Загрязнителями выступают любые вещества, которые в результате человеческой деятельности попадают в гидрологические объекты. В последующем химикаты существенно ухудшают начальные природные характеристики озер и рек. Считается, что самыми опасными загрязнителями являются нефть и продукты нефтепереработки. Опасность также представляют сточные отходы, которые сбрасываются коммунальщиками и промпредприятиями.

Ухудшение качества пресных ресурсов неизменно приводит к дефициту питьевой воды и отрицательно сказывается на состоянии сельского хозяйства. В итоге показатели урожайности овощей, фруктов и злаков уменьшаются, плодородные земли превращаются в степь, что приводит к невозможности проживать в таких регионах и вызывает массовую миграцию населения.

Воды суши. Подземные воды

Воды суши составляют менее 4% всей воды, находящейся на нашей планете. Примерно половина их количества содержится в ледниках и постоянных снегах, остальное — в реках, озёрах, болотах, искусственных водоёмах, подземных водах и подземных льдах вечной мерзлоты. Все природные воды Земли называются водными ресурсами.

Самыми ценными для человечества являются запасы пресных вод. Всего на планете 36,7 млн. км3 пресных вод. Они сосредоточены, прежде всего, в крупных озёрах и ледниках и распределены между континентами неравномерно. Наибольшими запасами пресных вод обладают Антарктида, Северная Америка и Азия, несколько меньшими — Южная Америка и Африка, а наименее богаты пресными водами Европа и Австралия.

Подземными называются воды, содержащиеся в земной коре. Они связаны с атмосферой и поверхностными водами и участвуют в круговороте воды на земном шаре. Подземные воды находятся не только под континентами, но и под океанами и морями.

Подземные воды образуются потому, что одни горные породы пропускают воду, а другие задерживают. Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность Земли, просачиваются сквозь трещины, пустоты и поры водопроницаемых пород (торф, песок, гравий и др.), а водоупорные горные породы (глина, мергель, гранит и др.) задерживают воду.

Существует несколько классификаций подземных вод по происхождению, состоянию, химическому составу и характеру залегания. Воды, которые после дождей или таяния снега проникают в почву, смачивают её и накапливаются в почвенном слое, называют почвенными. На первом от поверхности земли водоупорном слое залегают грунтовые воды. Они пополняются за счёт атмосферных осадков, фильтрации вод водотоков и водоёмов и конденсации водяного пара. Расстояние от земной поверхности до уровня грунтовых вод называется глубиной залегания грунтовых вод. Она увеличивается во влажный сезон, когда выпадает много осадков или тают снега, и уменьшается в сухой сезон.

Ниже грунтовых могут располагаться несколько слоев глубинных подземных вод, которые удерживаются водоупорными пластами. Нередко межпластовые воды становятся напорными. Это происходит, когда слои горных пород залегают в виде чаши и вода, заключённая в них, находится под давлением. Такие подземные воды, именуемые артезианскими, поднимаются вверх по пробуренной скважине и фонтанируют. Часто артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Некоторые известные оазисы Северной Африки возникли у артезианских источников. По разломам в земной коре артезианские воды иногда поднимаются из водоносных горизонтов, а в период между сезонами дождей они нередко иссякают.

На поверхность Земли подземные воды выходят в оврагах, речных долинах в виде источников — родников или ключей. Они образуются там, где водоносный горизонт горных пород выходит на земную поверхность. Поскольку глубина грунтовых вод меняется в зависимости от сезона и количества осадков, источники иногда внезапно исчезают, а иногда бьют ключом. Температура воды в источниках может быть разной. Холодными считаются источники с температурой воды до 20°C, тёплыми — с температурой от 20 до 37°C, а горячими, или термальными, — с температурой выше 37°C. Большинство горячих источников встречаются в вулканических областях, где горизонты подземных вод нагреваются от раскалённых горных пород и расплавленной магмы, подходящей близко к земной поверхности.

Минеральные подземные воды содержат много солей и газов и, как правило, обладают целебными свойствами.

Значение подземных вод очень велико, их можно отнести к числу полезных ископаемых наряду с углём, нефтью или железной рудой. Подземные воды питают реки и озёра, благодаря им реки не мелеют летом, когда выпадает мало дождей, и не пересыхают подо льдом. Человек широко использует подземные воды: их выкачивают из-под земли для водоснабжения жителей городов и деревень, для нужд промышленности и для орошения сельскохозяйственных угодий. Несмотря на огромные запасы, подземные воды возобновляются медленно, существует опасность их истощения и загрязнения бытовыми и промышленными стоками. Чрезмерный забор воды из глубинных горизонтов уменьшает питание рек в межень — период, когда уровень воды самый низкий.

Как происходит

Круговорот воды в природе является процессом сложным, состоящим из нескольких этапов. Главным движущим фактором для водных масс является солнечный свет. При высокой температуре вода начинает испаряться из водоёмов, преображаясь из жидкой формы в газообразную. Одновременно с этим превращением отфильтровываются и многочисленные соли.

В случае с сушей уместно говорить об образующихся сточных водах. Именно эти источники наполняют поверхностные и подземные водоёмы, а также проходят тернистый путь на пути к океану. На этом пути происходит процесс, который считается обратным опреснению пара. Реки, подземные воды вбирают в себя из грунта минеральные соединения, которые в дальнейшем выносятся в океаны и моря. Там-то как раз вода начинает испаряться вновь, а вот соли остаются, что поддерживает солёность Мирового океана.

Основными составляющими зацикленного круговорота воды являются:

• осадки (это то, что выпадает на поверхность земли из атмосферных облачных скоплений);
• сточные воды (это те потоки, которые перемещают воду по суше);
• испарение;
• инфильтрация (процесс просачивания водных потоков в грунт, который сопровождается фильтрацией);
• подземные воды (сток, проходящие под землёй в аэрационной зоне);
• сублимация (вода из твёрдой становится газообразной);
• отложение (превращение парообразной воды в твёрдые отложения);
• адвекция (таким термином называют горизонтальное передвижение молекул в любом агрегатном состоянии в слоях атмосферы);
• конденсация (скопление пара в слоях атмосферы, формирование облаков);
• испарение (нагрев поверхности океана солнцем, испарение парообразных масс, переход парообразных масс с поверхности земли в атмосферу);
• отложение (превращение парообразной воды в твёрдые отложения);
• просачивание (переход влаги в грунт под воздействием гравитации).

В список выше не был включён пункт с испарением влаги с растительных поверхностей, поскольку в данном случае он объединён с обычным испарением, которое относится к нагреву поверхностей водных объектов.

Временные показатели водного обновления для разных объектов:

• различные живые организмы (в том числе простейшие) – около 7 дней;
• в слоях атмосферы – 10-11 дней;
• в речных потоках – 14 дней;
• в слоях грунта – 30-365 дней;
• в зонах, покрытых болотами – 365-3652 дня;
• в озёрах и других пресноводных водоёмах – около 3652 дней;
• в солёных водоёмах (моря, океаны) – 1 460 000 дней;
• в пещерах и других подземных источниках – 3 650 000 дней;
• ледники и другие зоны вечного льда – несколько тысяч лет.