Гидросфера Земли

1.5 Гидросфера Земли

Воды нашей планеты состоят из наземных и подземных, образуя собой непрерывную оболочку Земли, которая называется гидросферой. В нее входят воды Мирового океана, поверхностные воды суши (рек, озер, ледников), а также подземные воды, которые пропитывают земную кору. Гидросфера характеризуется целостностью, все ее части взаимосвязаны и взаимодействуют с другими компонентами географической оболочки.

Мировой океан занимает площадь более 361 млн. км2. Исторически он представлен четырьмя океанами; Тихим, Атлантическим, Индийским, Северным Ледовитым, но на современном этапе некоторые научные географические школы выделяют и пятый океан – Южный. Вода океанов на 96,5 % состоит из чистой воды, а остальное - примеси (соли, органические и минеральные вещества, газы), которые находятся в растворенном состоянии.

В воде в растворенном состоянии находится более 80 химических элементов. Из многих растворенных в воде солей на долю хлоридов приходится 88,7 %, сульфатов - 10,7 %. Поваренная соль (NаСl) придает соленый вкус океанической воде, соли магния (МgСl2, МgSО4) придают горький привкус.

Количество растворенных в воде минеральных веществ называется соленостью. Средняя соленость вод Мирового океана - 35 °/оо.

Растворенные в воде вещества и взвешенные частицы (планктон, ил и др.) влияют на прозрачность воды и распределение в ней света. Наибольшая прозрачность, т. е. глубина, на которой виден белый диск 30 см в диаметре, отмечена в Саргассовом море (66,5 м). В Тихом океане она составляет 59 м, в Индийском - 50 м, в Средиземном море - 60 м, Балтийском - 13 м, Азовском море - 3 м.

Температура воды в океане зависит от множества причин: близости материка, широты местности, ветра, морских течений и др. Наиболее теплые воды в экваториальных широтах, среднегодовые температуры здесь составляют 27 - 28°. К северу и югу от экватора температура воды понижается, в полярных широтах она опускается до 0°.

Около 15 % площади Мирового океана занято льдами. Кроме сплошных льдов, много плавучих льдин. Граница плавучих льдов в Южном полушарии достигает 50 - 60° ю. ш. За эти пределы могут заходить айсберги, которые образуются у берегов Антарктиды. В Северном полушарии айсберги образуются около Гренландии и островов Канадского архипелага. В Северном полушарии айсберги небольшие, они достигают 40 - 50° с. ш., в Южном полушарии - крупнее (до 150 - 170 км в поперечнике и до 140 - 160 м высотой), и они могут достигать 30° ю. ш. Глыбы льда сохраняются в течение длительного времени.

Вода в океанах и морях находится в постоянном движении. Основные формы движения следующие: волнение, вертикальное и горизонтальное перемешивание, приливы, отливы, течения.

Главной причиной образования океанических и морских волн является ветер. Самые большие волны образуются в Южном полушарии; достигают они высоты 12-13 м и до 400 м длины; в морях они значительно меньше и редко достигают 5 м. Другая причина образования огромных волн — землетрясения и извержения вулканов. Под воздействием этих факторов могут возникать волны, в 2-3 раза превышающие ветровые. Волны, возникающие при землетрясениях, называются сейсмическими, или цунами. В отличие от ветровых они распространяются на всю толщу воды.

Для океанических и морских вод характерно закономерное повышение и понижение (колебание) поверхности. Эти явления называются приливами и отливами. Возникают они в результате действия приливообразующих сил, в основе которых лежит воздействие Луны и Солнца.

Значение приливов и отливов весьма велико, так как они вызывают перемешивание огромных масс воды, участвуют в формировании берегов. Их учитывают при строительстве портов, различных защитных сооружений. Огромная энергия, которую несут приливные волны, может быть использована человеком путем создания приливно-отливных электрических установок и др.

Воды Мирового океана образуют постоянные потоки шириной в сотни километров, глубиной в сотни метров, длиной в тысячи километров, которые называются течениями. Они имеют скорость преимущественно 1-3 км/ч, иногда - до 8- 9 км/ч. Основной причиной образования течений являются ветры, поэтому направление основных течений соответствует постоянным, или господствующим, потокам воздуха. Однако заметны и другие факторы, и поэтому для океанических течений характерны многофакторность и сложность. Общей закономерностью течений в океане является то, что поверхностные течения под воздействием сил Кориолиса отклоняются от направления ветра в Северном полушарии - вправо, в Южном - влево на угол до 45°.

Рассмотрим общую схему течений Мирового океана. По обеим сторонам экватора в тропических широтах пассатные ветры, переходя с суши на море, сгоняют теплую воду и перемещают ее в западном направлении. Образуются два параллельных теплых пассатных течения - северное и южное, которые хорошо выражены на открытых обширных пространствах Атлантического и Тихого океанов. Южное течение хорошо выражено в Индийском океане. Дойдя до Южной Америки в Атлантическом океане, Южное Пассатное делится на Бразильское и Гвианское. Гвианское вместе с Северным Пассатным идет к полуострову Флорида и в Мексиканский залив, и они дают начало Гольфстриму, которое идет в северном направлении до Ньюфаундленда. На 40— 50-х градусах с. ш. Гольфстрим под действием западных ветров образует теплое Северо-Атлантическое течение, которое поворачивает в сторону Европы и делится на части. Одна часть огибает Скандинавию и доходит до о. Шпицбергена, другая его часть идет к Исландии.

Бразильское теплое пассатное течение в Атлантическом океане доходит до 35° ю. ш., где оно заканчивается и вливается в Антарктическое холодное течение или в течение западных ветров, которое проходит вдоль Антарктиды на всем Южном полушарии.

В Тихом океане пассатное течение идет на север и образует теплое течение Куросио, у берегов Австралии образуется Восточно-Австралийское теплое течение, которое, как и Бразильское, вливается в Антарктическое холодное течение.

Холодные течения образуются из-за поступления холодных водных масс из полярных областей или же из-за поднятия холодных глубинных вод на поверхность. В западной части Северного Ледовитого океана образуется Восточно-Гренландское и Лабрадорское холодные течения. В северной части Тихого океана образуются Камчатское и Курильские холодные течения, которые достигают Японии.

Воды Антарктического холодного течения через Перуанское (вдоль западных берегов Южной Америки) и Бенгальское (вдоль западных берегов Африки) достигают экватора. (Покажите на карте названные течения.)

Океанические течения имеют большое значение, прежде всего, в перераспределении на Земле тепла и атмосферных осадков. Это можно видеть на примере Северной Европы.

Воды суши состоят из поверхностных и подземных вод, а также ледников.

Поверхностные воды суши в основном сосредоточены в реках и озерах. Воды, которые стекают по поверхности суши, называются поверхностным стоком. Сток зависит от всех природных факторов, однако на первом месте стоит климат и, в первую очередь, особенно такие его составляющие, как осадки и испаряемость. Так как причины, определяющие сток, имеют зональный характер распределения по поверхности Земли, то и стоку присуща эта закономерность. Наибольший сток характерен для экваториальной зоны, в отдельных местах которой он превышает 1500 мм, минимальный сток присущ субтропическим и тропическим пустыням (от 0 до 50 мм/год).

Озера занимают около 1,8 % от площади всей суши. Самое крупное озеро на Земле - Каспийское море (площадь 371 000 км), самое глубокое - озеро Байкал (1620 м).

По содержанию питательных веществ в воде озера делятся на олиготрофные (греч. oligos — немногочисленный, troре — питающий), эвтрофные (греч. eu — хороший), дистрофные (греч. distrofe — нарушение питания), мезотрофные (греч. mesos — средний). В олиготрофных озерах воды бедны питательными веществами, мало органических веществ, вода прозрачная. Эвтрофные — озера с хорошими условиями питания, в воде много органического вещества, на дне образуется сапропель (озерный ил). Дистрофные озера имеют воды с кислой реакцией, мало кальция, в воде содержится много продуктов разложения торфа, принесенных с болот, поэтому она имеет коричневый цвет. В связи с гниением органического вещества у дна образуется дефицит кислорода, идет заиление и зарастание озер. Мезотрофные озера занимают промежуточное положение между эвтрофными и олиготрофными озерами. Для них характерна прозрачная вода, умеренное количество питательных веществ, разнообразная донная фауна. К этому типу относится большинство озер среднеевропейского равнинного региона, включая и Беларусь.

Воды, находящиеся в верхней части земной коры, называются подземными водами. Имеются два основных источника поступления воды в литосферу: 1) проникновение атмосферных осадков; вод тающего снега и льда; вод озер, рек, болот; водяных паров из атмосферы; 2) поступление воды из мантии вверх к земной поверхности, эти воды называются ювенильными (от лат. juvenilis — юный), т. е. впервые участвующие во влагообороте.

По характеру залегания подземные воды делятся на верховодку, грунтовые воды и межпластовые. Верховодкой называют воды, залегающие на небольшой глубине, чаще всего на первом от поверхности слабоводопроницаемом горизонте. Они легко загрязняются и не должны быть источником питьевого снабжения.

Грунтовые воды залегают в первом от поверхности постоянном водоносном горизонте. Его глубина колеблется в разных природных условиях от 2 м до 20-30 м. Естественные выходы грунтовых вод на поверхность образуют источники.

Межпластовые подземные воды насыщают водоносный горизонт, располагающийся между двумя водонепроницаемыми (водоупорными) пластами. Они могут быть напорными и безнапорными. Напорные воды иначе называют артезианскими. Они залегают под давлением и при наличии скважины могут фонтанировать. Напорные подземные воды образуют артезианские бассейны. При естественных выходах межпластовых вод на поверхность образуются пульсирующие источники, которые называются гейзерами.

Огромное количество воды сосредоточено в ледниках, где ее общий объем составляет около 30 млн. км3. Это во много раз больше, чем в реках, озерах и водохранилищах, взятых вместе. Около 28 млн. км3 приходится на Антарктиду. Оледенения в настоящее время занимают свыше 15,7 млн. км2, т. е. около 11 % суши.

Оледенение бывает двух типов: материковое и горное. В первом случае льды покрывают поверхность материка (Антарктида) или крупного острова (Гренландия). Горные ледники образуются в горных системах. Высота образования горных ледников зависит от широты местности и высоты самих гор.