Круговорот содержащихся в воде веществ

 

К содержащимся в воде веществам относят соли, наносы (взвеси) и газы.

Общее количество солей, растворённых в водах Мирового океана, равно 46,5 × 10¹⁵ т, (46,5 квадрильона) при объёме вод 1338 млн. км³, что даёт среднюю солёность воды 35,16‰ на Земном шаре происходит направленный процесс выноса солей с суши в Мировой океан в размере 4 млрд. т/год. С поверхности океана в атмосферу выносится 5 млрд. т/год солей. Из них 0,5 млрд. т. переносится на сушу, а 4,5 млрд. т возвращаются с осадками обратно в океан. Значительно больше солей поступают ежегодно с суши в океан – 4,53 млрд. т. Эта величина складывается из поступления солей с водами:

Речными – 3,1 млрд. т,

Подземными - 1,2 млрд. т,

Ледниковыми – 0,03 млрд. т,

С речными взвесями – 0,2 млрд. т.

Источником солей служит процесс растворения водами горных пород.

Круговорот наносов проявляется лишь в геологически долгом масштабе времени. Геологи считают, что срезание эрозией и выравнивание континентов происходит за 80 млн. лет. Можно говорить о направленном поступлении наносов с суши в Мировой океан. Происходит также перераспределение солей на земном шаре, а именно: на суше растворяются главным образом осадочные породы океанического происхождения и с солями выносятся реками обратно в океан. Смыв с поверхности суши составляет 150 т/км² или 0,1 мм/год.

Годовой сток взвешенных наносов рек мира равен 15,7 млрд. т, а в Мировом океане постоянно находится 1370 млрд. т взвеси, поступившей с реками и не успевшей ещё осесть на дно океана.

Из газов, участвующих в круговороте, наибольшее значение имеют кислород О₂ и диоксид углерода СО₂.

а) Кислород О₂ содержится в атмосфере в количестве 1184×10¹² т, а в океане 7,5×10¹² т, т.е. в 160 раз меньше.

В океан кислород поступает в результате:

-фотосинтеза фитопланктоном – 154 млрд. т/год;

- с дождевыми и речными водами – 3,6 млрд. т;

- при поглощении из атмосферы – 54,8 млрд. т.

В океане на биохимические процессы уходит 151 млрд. т/год, а в атмосферу выделяется 61,4 млрд. т/год.

На суше в результате фотосинтеза продуцируется 150 млрд. т/год. Часть кислорода тратится на биохимическое потребление, часть на сжигание топлива (до 25 млрд. т/год). В целом общий баланс кислорода на планете положительный.

б) Диоксид углерода СО₂, поступает в водные объекты при окислении органического вещества, с речным стоком, при подводных вулканических извержениях. В воде СО₂ взаимодействует с карбонатами. Вследствие фотосинтеза количество СО₂ в водных объектах уменьшается.

Океан служит планетарным насосом для СО₂: он поглощает его в высоких широтах с низкой температурой, и отдаёт атмосфере в низких широтах, куда в глубинные горизонты поступает вода из приполярных районов.

Много СО₂ поступает в атмосферу при сжигании топлива. На протяжении истории Земли количество СО₂ уменьшалось, вызывая понижение температуры воздуха. В последние годы экологи предупреждают, что наблюдающееся техногенное увеличение содержания СО₂ в атмосфере вследствие «парникового эффекта», может привести к катастрофическому потеплению климата.

 

Водные ресурсы Земли

Водные ресурсы представляют весьма важную часть природных ресурсов Земли. К водным ресурсам относятся все виды, исключая воду связанную с горными породами и биосферой. Площадь поверхности Земли 510,2 млн. км.², а водами Мирового океана покрыто 361,06 млн. км.² (т.е. 70,8%).

Общая площадь водных объектов на поверхности суши составляет 20 млн. км.² (15%). Общий объём воды в водных объектах на земном шаре около 1 млрд. 388 млн. км³ (табл. 2).

Таблица 2

Водные ресурсы Земли

Виды вод	Объём, тыс. км^3
Мировой океан
Ледники и постоянный снежный покров
Озёра
Водохранилища
Вода в реках
Вода в болотах
Подземные воды
Подземные льды вечной мерзлоты
Вода в атмосфере
Вода в организмах
Пресные воды на планете	36700, без Антарктиды – 16000
Общие запасы воды на планете	1.388.000
Возобновляемые ресурсы: сток воды рек	41,7 км^3/год
Потребление пресной воды	3500 км^3/год
Сброс сточных вод в океан	1400 км^3/год

По данным Михайлова В.И., 1991

 

В земной коре до глубины 25 км вода содержится в физически и химически связанном состоянии, её объём около 1,3 млрд. км³ (соответствует объему океана; по В.И. Вернадскому).

Объём воды в мантии составляет 15 млрд. км³ химически связанной воды (по а.п. Виноградову).

Ресурсы пресных вод континентов являются наиболее ценными водными ресурсами. Они подразделяются на две группы.

а) Статические (вековые) ресурсы пресных вод представлены не подверженными ежегодным изменениям частью водных объектов (озёр, ледников, подземных вод) их нельзя изъять на хозяйственные нужды без нанесения ущерба.

б) Возобновляемые водные ресурсы – это те воды, которые ежегодно восстанавливаются в процессе круговорота воды. К ним относится речной сток (около 41,7 км³ воды в год).

Распределение водных ресурсов по континентам неравномерное. Наибольшими вековыми ресурсами обладают - Северная Америка и Азия, наименьшими – Европа и Австралия.

Наибольшие возобновляемые ресурсы – речной сток - имеют Азия (30%) и Южная Америка (26%), наименьшие – Европа (7%) и Австралия (5%).

Из стран мира наиболее обеспечены речными ресурсами: Бразилия (9230 км³/год), Россия (около 4000 км³/год), США (2850 км³/год) и Китай (2600 км³/год).

Гидрология ледников

Площадь суши земного шара составляет 149,02 млн. км² (29,2%), а общая площадь водных объектов на поверхности суши составляет 20 млн. км², т.е. 15% суши. Основную площадь занимают ледники (11%), а на остальные водные объекты остается только 5,9 млн. км², т.е. 4% суши. Ледники содержат наибольшее количество воды 25,8 млн. км³. Общие запасы пресных вод на суше 36,7 млн. км³.

Описание водных объектов материкового звена круговорота воды на земле начинается с ледников, занимающих самую верхнюю часть континентов и служащих источником питания рек. После характеристики рек и озер логично рассмотреть искусственные водные объекты - водохранилища, в которых протекают процессы, свойственные и озерам, и рекам. Болота, являющиеся результатом эволюции других водных объектов, заканчивают характеристику гидрологии суши.