Гидросфера - Википедия - Hydrosphere

В гидросфера (из Греческий ὕδωρ Hydōr, "воды"[1] и σφαῖρα Sphaira, "сфера"[2]) - общая масса воды находится на, под и над поверхностью планета, малая планета, или же естественный спутник. Хотя гидросфера Земли существует уже около 4 миллиардов лет,[3][4] он продолжает менять форму. Это вызвано распространение морского дна и Континентальный дрифт, который меняет местами сушу и океан.[5]

Было подсчитано, что на Земле 1 386 миллионов кубических километров (333 000 000 кубических миль) воды.[6] Это включает воду в жидкой и замороженной форме в грунтовые воды, океаны, озера и потоки. Соленая вода составляет 97,5% от этой суммы, тогда как пресная вода составляет всего 2,5%. Из этой пресной воды 68,9% приходится на лед и постоянный снежный покров в Арктике, Антарктике и горных ледники; 30,8% приходится на пресные подземные воды; и только 0,3% пресной воды на Земле находится в легкодоступных озерах, водохранилищах и речных системах.[6]

Общая масса земной шар гидросфера около 1,4 × 1018 тонны, что составляет около 0,023% от общей массы Земли. В любой момент времени около 20 × 1012 тонны из этого в форме водяной пар в Атмосфера Земли (для практических целей 1 кубометр воды весит одну тонну). Приблизительно 71% Земли поверхность, площадь около 361 миллиона квадратных километров (139,5 миллиона квадратных миль) покрыта океан. Среднее соленость океанов Земли составляет около 35 граммов соль на килограмм морской воды (3,5%).[7]

Круговорот воды

Основная статья: Круговорот воды
Watercyclesummary.jpg

В круговорот воды относится к передаче воды из одного состояния или резервуара в другое. Резервуары включают атмосферная влажность (снег, дождь и облака), ручьи, океаны, реки, озера, грунтовые воды, подземный водоносные горизонты, полярные ледяные шапки и насыщенная почва. Солнечная энергия, в виде тепла и света (инсоляция ), и сила тяжести вызывают переход из одного состояния в другое в течение периодов от часов до тысяч лет. Наиболее испарение приходит из океанов и возвращается на землю в виде снега или дождя.[8]:27 Сублимация относится к испарению из снега и льда. Транспирация означает истечение воды через мельчайшие поры или устьицы деревьев. Эвапотранспирация термин, используемый гидрологи в отношении трех процессов вместе: транспирации, сублимации и испарения.[8]

Марк де Вильерс описал гидросферу как закрытая система в котором есть вода. Гидросфера сложна, сложна, взаимозависима, всепроникающа и устойчива и «кажется специально построенной для регулирования жизни».[8]:26 Де Вильерс утверждал, что «на Земле общее количество воды почти наверняка не изменилось с геологических времен: то, что у нас было тогда, мы все еще имеем. мигрирует. Нет никаких свидетельств того, что водяной пар улетучивается в космос ".[8]:26

«Ежегодно круговорот воды на Земле составляет 577 000 км.3 воды. Это вода, которая испаряется с поверхности океана (502800 км.3) и с суши (74 200 км3). Выпадает столько же воды, сколько и атмосферных осадков, 458000 км.3 на берегу океана и 119000 км3 на земле. Разница между осадками и испарением с поверхности земли (119 000 - 74 200 = 44 800 км3/ год) представляет собой общий сток рек Земли (42700 км3/ год) и прямой сток грунтовых вод в океан (2100 км3/год). Это основные источники пресной воды, необходимой для жизнеобеспечения и экономической деятельности человека ».[6]

Вода - это основная жизненная необходимость. Поскольку 2/3 Земли покрыто водой, Землю также называют голубой планетой и водной планетой.[примечания 1] Гидросфера играет важную роль в существовании атмосферы в ее нынешнем виде. В этом отношении важны океаны. Когда Земля была сформирована, у нее была только очень тонкая атмосфера, богатая водородом и гелием, похожая на нынешнюю атмосферу Меркурия. Позже газы водород и гелий были вытеснены из атмосферы. Газы и водяной пар, выпущенные при охлаждении Земли, стали ее настоящей атмосферой. Другие газы и водяной пар, испускаемый вулканами, также попали в атмосферу. Когда Земля остыла, водяной пар в атмосфере конденсировался и выпал в виде дождя. Атмосфера остывала дальше, поскольку атмосферный углекислый газ растворялся в дождевой воде. Это, в свою очередь, привело к конденсации водяного пара и выпадению дождя. Эта дождевая вода заполнила впадины на поверхности Земли и образовала океаны. Предполагается, что это произошло около 4000 миллионов лет назад. Первые формы жизни зародились в океанах. Эти организмы не дышали кислородом. Позже, когда цианобактерии В результате эволюции начался процесс превращения углекислого газа в пищу и кислород. В результате атмосфера Земли имеет совершенно иной состав от других планет и позволяет жизнь развиваться на Земле.

Подзарядка резервуаров

В соответствии с Игорь Александрович Шикломанов, требуется 2500 лет для полного пополнения и подпитки океанических вод, 10000 лет для вечная мерзлота и льда, 1500 лет для глубоких грунтовых вод и горных ледников, 17 лет для озер и 16 дней для рек.[6]

Удельная доступность пресной воды

«Удельная доступность воды - это остаточное (после использования) количество пресной воды на душу населения».[6] Ресурсы пресной воды распределены неравномерно по пространству и времени и могут перейти от наводнений до нехватки воды в течение нескольких месяцев в одной и той же области. В 1998 г. 76% всего населения имели удельную доступность воды менее 5,0 тыс. М3 в год на душу населения. Уже к 1998 году 35% мирового населения страдали «очень низким или катастрофически низким запасом воды», и Шикломанов предсказал, что ситуация ухудшится в двадцать первом веке, когда «большая часть населения Земли будет жить в условиях низкого или катастрофического дефицита воды». катастрофически нехватка воды »к 2025 году. Только 2,5% воды в гидросфере - это пресная вода, и только 0,25% этой воды доступно для нашего использования.

Человеческое воздействие

Деятельность современного человека сильно влияет на гидросферу. Например, водозабор, человеческое развитие и загрязнение - все это влияет на гидросферу и природные процессы внутри нее. Люди забирают воду из водоносных горизонтов и отводят реки с беспрецедентной скоростью. В Водоносный горизонт Огаллала используется для сельского хозяйства в Соединенных Штатах, и если водоносный горизонт высохнет, с мировых рынков исчезнут продукты питания и волокна на сумму более 20 миллиардов долларов.[9] Водоносный горизонт истощается намного быстрее, чем восполняется, и в конечном итоге он иссякнет. Кроме того, только 1/3 реки являются свободно текущими из-за широкого использования плотин, дамб, гидроэнергетики и деградации среды обитания. Кэррингтон, Дамиан (8 мая 2019 г.). «Только треть великих рек мира остаются свободными, как показывает анализ». Хранитель. Получено 26 марта, 2020. Другие способы воздействия человека на гидросферу включают: эвтрофикация, кислотный дождь, и закисление океана.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ По словам геолога-планетолога, Рональд Грили, «Вода очень распространена во внешней солнечной системе».[нужна цитата ] Европа содержит больше воды, чем земные океаны.

Рекомендации

  1. ^ ὕδωρ, Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон, на Персее
  2. ^ σφαῖρα, Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон, на Персее
  3. ^ Британская энциклопедия, «Гидросфера»: https://www.britannica.com/science/hydrosphere/Origin-and-evolution-of-the-hydrosphere
  4. ^ Альбаред, Франциск; Бличерт-Тофт, Янне (ноябрь 2007 г.). «Раскол судьбы ранней Земли, Марса, Венеры и Луны». Comptes Rendus Geoscience. 339 (14–15): 917–927. Bibcode:2007CRGeo.339..917A. Дои:10.1016 / j.crte.2007.09.006. Получено 26 марта, 2020. Высокое значение d18O в цирконах с возрастом ~ 4,4 млрд лет из Джек-Хиллз (Западная Австралия) убедительно указывает на присутствие материала, измененного при низко- или среднетемпературных водосодержащих условиях в источнике их родительских гранитов, и считается убедительным свидетельством раннего присутствия гидросфера
  5. ^ «Наша меняющаяся планета: введение в науку о земных системах и глобальные изменения окружающей среды». Наша изменяющаяся планета: введение в науку о земных системах и глобальные изменения окружающей среды, Фред Т. Маккензи, 2-е изд., Pearson Education, 2011, стр. 88–91.
  6. ^ а б c d е Мировые водные ресурсы: новая оценка и оценка для 21 века (Отчет). ЮНЕСКО. 1998. Архивировано с оригинал 27 сентября 2013 г.. Получено 13 июн 2013.
  7. ^ Кенниш, Майкл Дж. (2001). Практическое пособие по морскому делу. Серия «Морская наука» (3-е изд.). CRC Press. п. 35. ISBN  0-8493-2391-6.
  8. ^ а б c d Марк де Вильерс (2003). Вода: судьба нашего драгоценнейшего ресурса (2-е изд.). Торонто, Онтарио: Макклелланд и Стюарт. п. 453. ISBN  978-0-7710-2641-6. OCLC  43365804., редакция 2003 г. |Премия генерал-губернатора (1999)
  9. ^ Брэкстон, Джейн (1 марта 2009 г.). «Водоносный горизонт Огаллала: спасение жизненно важного источника воды в США». Scientific American. Дои:10.1038 / scientificamericanearth0309-32. Получено 26 марта, 2020.

внешняя ссылка