Общая характеристика гидросферы

Понятие о гидросфере. Гидросфера (от греч. hydor – вода и sphaira – шар) водная оболочка Земли, представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши. Она включает в себя всю химически связанную воду, независимо от её агрегатного состояния. Из 1,4 млрд. км³ общего объёма вод гидросферы около 96,5% приходится на Мировой океан, 1,7% - на подземные воды, чуть более 1,7% - на ледники и полярный лёд, менее 0,01% - на поверхностные воды суши. Богатство водой – космическая особенность Земли. Вода – самый распространённый на Земле минерал.

Незначительное количество воды содержится в атмосфере в виде водяных паров, распространяющихся в высоту до 10-15 км и биосфере. В земной коре вода встречается на глубине до 20 км. В земной коре, по определению В. И. Вернадского, её содержится столько же, сколько её в Мировом океане. Гидросфера едина.

Происхождение гидросферы. Гидросфера на нашей планете появилась одновременно с образованием первичной земной коры около 4-5 млрд. лет назад. Гидросфера образовалась в основном за счёт проявления вулканизма и содержащих воду, метеоритов и ледяных ядер комет, падающих на Землю. Известно, что газы выбрасываемые в атмосферу при извержениях, содержат до 80% водяного пара. Он образуется из воды, входящей в состав магмы. Там она содержится в химически связанном виде. В настоящее время вулканы ежегодно выделяют приблизительно 130 млн. тонн воды, а количество воды, поступающее на Землю из Космоса, оценивают около 1,5 млрд. тонн в год.

Свойства воды. Вода обладает удивительными свойствами, некоторые из них не присущи никаким другим природным телам.

v Вода – единственный минерал, существующий в естественных условиях одновременно в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. Переход из одного состояния в другое происходит постоянно, в результате этого наблюдается круговорот воды в природе.

v Изотопный состав природных вод многообразен. Если в молекуле воды водород заменяется изотопом водорода – дейтерием (Н₂), такую воду называют тяжёлой.

v Вода – самое теплоёмкое тело на Земле. Это дополнительный резерв тепла на Земле, так как влажные воздушные массы, поступив на более холодную территорию, выделяют большое количество тепла за счёт перехода воды из газообразного состояния в жидкое или твёрдое. При испарении воды происходит обратный процесс – поглощение тепла.

v При понижении температуры от +4 до 0ºС вода увеличивает свой объём.

v Вода обладает самым высоким после ртути поверхностным натяжением, а также смачиванием. С этим свойством связаны особенности циркуляции воды в почвах и горных породах, движение соков в растениях, кровообращения у животных.

v Вода – универсальный растворитель.

v Вода легко вступает во взаимодействие со многими веществами.

Мировой круговорот воды. Круговорот воды – процесс непрерывного перемещения воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести, охватывающий всю географическую оболочку. В круговороте воды выделяют следующие звенья: атмосферное, океанское и материковое. Атмосферное звено круговорота воды представляет собой перенос влаги в процессе движения воздушных масс и образования атмосферных осадков; океанское – испарение воды, которая непрерывно восстанавливается за счёт конденсации водяного пара в атмосфере и выпадения воды и материковое – подвижные речные и почвенные воды, отличающееся большой сложностью. Круговорот воды слагается из испарения с поверхности Океана, переноса водяного пара воздушными потоками, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков, их просачивания и проникновения поверхностного и подземного стока суши в океан. В процессе Мирового круговорота воды, например, подземные воды обновляются за сотни, тысячи и миллионылет, полярные ледники - за 8-15 тыс. лет, воды Мирового Океана - за 2,5-3 тыс. лет, замкнутые и бессточные озера - за 200-300 лет, проточные - за несколько лет, реки - за I2-14 суток, водяной пар в атмосфере - за 8 суток, вода в организмах - за несколько часов.

В круговороте воды принимает участие около 520 тыс.км³, что в 7,5 раз превышает объем Черного моря. Основным звеном в процессе круговорота является испарение. Ежегодно о поверхности Мирового океана испаряется слой воды толщиной 1,24 м, который восполняется выпадающими осадками над океаном и стоком рек. Выделяется малый круговорот, включающий испарение воды с поверхности океана, конденсацию водяных паров в атмосфере и вы падение атмосферных осадков на поверхность океана. Часть испарившейся с поверхности океана воды, переносится воздушными течениями на сушу, где в виде осадков выпадают на поверхность, испаряются и поступают обратно в атмосферу. Другая часть наземными и подземными путями стекает в понижения рельефа, питая реки и стоячие водоемы. Процесс испарения воды и выпадения осадков на суше может повторяться многократно, но в конце концов влага, принесенная с океана воздушными течениями, вновь возвращается в океан путем речного и подземного стоков. Это большой круговорот воды. Гидросфера служит планетарным аккумулятором неорганического и органического вещества, которые приносятся в океан водами рек, атмосферными осадками, а также образуются в самих водоёмах. Количество воды, участвующее в круговороте, почти не меняется, но в разные эпохи меняются соотношения воды в разных ветвях круговорота. Мировой круговорот воды связывает все внешние оболочки Земли и организмы.

 

Мировой Океан

Общие сведения о Мировом океане. Около 3/4 площади земного шара покрыто водой. Мировой океан включает океаны, моря, заливы и проливы. Воды океанов распределены неравномерно на земной поверхности. В Южном полушарии их площадь в 5 раз больше, чем площадь суши, а в Северном – всего в 1,5 раза. Поэтому Северное полушарие может быть названо «материковым», а Южное – «океаническим». Средняя глубинаМирового Океана - 3700 м, наибольшая 11022 м (Марианская впадина). Швейцарский исследователь Жак Пиккар в 1960 году спустился на дно Марианинского желоба и достиг при этом глубины почти 11 километров. Объем вод Мирового Океана составляет 1 338 000 000 км³. Материки и острова делят единый Мировой океан на части – океаны.

Состав Мирового океана. Океан един, из любой его точки можно попасть в любую другую точку, не пересекая сушу. В настоящее время выделяется четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. Границы океанов на значительном протяжении совпадают с берегами материков и островов. А там, где океаны свободно сообщаются, границу проводят условно по меридианам мысов: Горн (Южная Америка), Игольный (Африка), Южный (о. Тасмания) - к Антарктиде. Океаны вдаются в сушу морями и заливами.

Океаны и типы морей. Мировой Океан разделяется на Тихий (178,684 млн. км²), Атлантический (91,655 млн. км²), Индийский (76.175млн. км²) и Северный Ледовитый (I4,699 млн. км²). Тихий океан самый большой и самый глубокий на земном шаре. Он занимает почти половину площади Мирового океана, превышая площадь всей суши Земли. Он существует с начала формирования земной коры.

Атлантический океан занимает второе место по площади и глубине. Характеризуется самым активным судоходством. Индийский океан расположен почти целиком между тропиками и поэтому его воды самые тёплые. Северный Ледовитый океан является наименьшим по площади, и большая его часть покрыта почти круглый год льдами.

Моря – части океанов, изолированные от океана сушей, полуостровами, островами, проливами, порогами или подводными горными хребтами. В отличие от озера море соединено с океаном. По степени обособленности от океана и положения к материку выделяют средиземные, расположенные в геосинклинальных областях между различными материками (Средиземное, Карибское, Красное и др.); внутренние, лежащие внутри материков (Балтийское, Белое, Черное, Мраморное); полузамкнутые (Берингово, Северное, Охотское); открытые, или окраинные (Баренцево, Карское, Аравийское) и межостровные (Яванское, Сулавеси) моря. Моря соединяются с океанами посредством проливов.

Пролив – узкое водное пространство, разделяющее два материка, или острова и соединяющее смежные водные бассейны, ограниченное с двух сторон сушей (Берингов, Магелланов. Гибралтарский). Гибралтарский пролив соединяет Средиземное море с Атлантическим океаном. Он является одним из самых узких и самых глубоких проливов в мире (длина 65 км, ширина 14-44, максимальная глубина 1181 м). Самый широкий пролив – пролив Дрейка (900 км), а самый длинный – Мозамбикский (1670 км).

Залив – часть океана, моря или озера, которая вдаётся глубоко в сушу. Атлантический океан образует Бискайский залив, а Индийский – Бенгальский залив.

В пределах Мирового океана выделяются участки суши, окружённые со всех сторон водой, которые называются островами. Группа близко расположенных островов называется архипелагом (Японские острова, Большие Антильские острова). Участки суши, вдающиеся в океаны и моря и окружённые с трёх сторон водой, называются полуостровами (Аравийский полуостров, Индийский полуостров).

Рельеф дна Мирового океана. Между рельефом суши и рельефом морского днамного общего. На морском дне имеются морские равнины, высокие плоскогорья и горные страны. Вместе с тем рельеф морского дна менее расчленен.

Различают следующие морфологические элементы рельефа:

Ø Материковая отмель, или шельф (литораль) - мелководная часть, окаймляющая материк с глубинами от 0 до 200 м.

Ø Материковый или береговой, склон (батиаль) - область глубин от 200 до 2500 м.

Ø Ложе океана (абиссаль) - пространства с глубинами от 2500 дo 6000 м. На дояю этойчасти дна океана приходится 80% его площади.

Ø Пучины, впадины (абиссальные желоба) - области с глубинами более 6000 м.

Для рельефа дна всех океанов характерно следующее:

· центральные части чаще всего заняты поднятиями, имеющих характер подводных горных хребтов;

· самые глубокие места обычно находятся вблизи материков или архипелагов.

На дне океанов образуются срединно-океанические хребты – грандиозные подводные горные системы общей протяжённостью до 80000 км, распространяющиеся на все океаны. В осевой их части из мантии поднимается магма, которая, застывая, раздвигает дно океана. При этом вулканы смещаются, затухают и превращаются в подводные горы. В тёплых водах поднявшиеся к поверхности океана вулканы обрастают кольцевыми коралловыми рифами.

На дне морей и океанов накапливаются отложения ила. В зоне шельфа - континентальные отложения, в батиальной части - илы органического происхождения, а также радиоляриевый (в тропических морях) и диатомовый (в арктических морях) ил. На глубине абиссали дно покрыто красной глубоководной глиной представляющей собой вулканическую пыль, остатки коллоидной глины и космической пыли.