Водная оболочка Земли - гидросфера включает в себя моря и океаны (Мировой океан), все воды суши и атмосферы, подземные воды, льды. Из общего объема вод гидросферы (1616 млрд, км 3) преобладают соленые воды Мирового океана (1370 млн. км 3); подземных вод - около 60 млн. км 3 , в виде льда и снега - около 30 млн. км 3 , в озерах и реках - 0,75 млн. км 3 , в атмосфере - 0,015 млн. км 3 . Гидросфера - единая оболочка, потому что все воды Земли взаимно связаны и находятся в постоянных больших и малых, быстрых и медленных круговоротах. Полное обновление вод происходит по-разному: подземные воды возобновляются за многие тысячи, а то и миллионы лет, воды Мирового океана - за 3 тыс. лет, озера - за 300 дней, реки - за 12 дней, водяной пар атмосферы - за 9 дней. Гидросфера - аккумулятор солнечного тепла и его перераспределитель на Земле.
За геологическую историю в гидросфере происходили, по-видимому, значительные изменения. Однако известно о них мало. Подсчитано, например, что в ледниковые периоды резко возрастало количество льда и за счет этого-уменьшение объема и понижение уровня (на десятки метров) Мирового океана. В настоящее время гидросфера охвачена невиданными по скорости и масштабам преобразованиями, связанными с технической деятельностью человечества. Ежегодно используется около 5 тыс. км 3 воды, а загрязняется примерно в 10 раз больше. Некоторые страны начали испытывать нехватку пресной воды. Все это не значит, что ее на Земле мало: просто, мы еще не научились рационально использовать воду.
Природные воды планеты изучаются различными науками. Гидрология занимается поверхностными водами суши (раздел гидрологии, посвященный изучению и описанию отдельных водных объектов - рек, озер, водохранилищ,- гидрография). Океанология исследует Мировой океан, гляциология - наземные льды, метеорология - воды атмосферы, гидрохимия - химический состав поверхностных вод, гидрогеология - подземные воды, геокриология - воды в недрах литосферы в твердом их состоянии (вечная мерзлота) и т. д. На роль обобщающих наук о всей гидросфере могут претендовать две науки: гидрогеохимия (химическое строение гидросферы) и гидрогеофизика (физическое строение гидросферы). У этих наук большое будущее, они еще молоды.
Однако, изучая всю гидросферу, нельзя забывать, что она слагается из бесчисленного множества водных объектов: ручьев, рек, облаков, озер, морей и т. д. Когда встречается небольшой родник у подошвы холма, или болотце в лесу, или речка, надо помнить, что это частицы великой всепланетной оболочки- гидросферы, а вода, которую вы пьете или на которую смотрите, за свою долгую историю побывала и в океане, и в облаках, и в реке, и под землей.
Воды планеты образуют гидросферу – прерывистую водную оболочку, расположенную на поверхности и в толще земной коры, включающую в себя океаны, моря, воды поверхности суши (реки, озера, подземные воды ) и воды, находящиеся в виде льда и снега на поверхности и под землей. В это определение не входит вода, находящаяся в виде водяного пара в атмосфере и содержащаяся в растениях и живых организмах .
Изучение свойств гидросферы и взаимодействия ее с окружающей средой, а также исследование процессов, в ней происходящих, и их закономерностей составляет содержание науки, называемой гидрология .
Первоначально гидрология как наука подразделялась на две части - гидрологию моря и гидрологию суши. В настоящее время гидрология моря выделилась в самостоятельную науку - океанологию, взадачу которой входит комплексное изучение процессов, протекающих в Мировом океане.
По объектам исследования гидрология суши подразделяется
на следующие направления:
1) гидрология рек;
2) гидрология озер и водохранилищ;
3) гидрология болот;
4) гидрология ледников.
Помимо деления по объектам исследования гидрология суши подразделяется по основным направлениям и методам исследования
на следующие разделы:
общую гидрологию , которая ставит своей задачей изучение общих свойств водных объектов суши, закономерностей, управляющих протекающими в них процессами, и общего взаимодействия этих вод с окружающей средой, включая и те изменения, которые происходят под влиянием деятельности человека;
гидрографию , которая занимается описанием конкретных водных объектов и вод отдельных территорий, а также закономерностей их географического распределения;
гидрометрию , в задачу которой входит разработка методов и приборов для наблюдений и измерений различных гидрологических величин (скорость течения, расход воды, твердый сток, ледовые явления и т. д.);
разработка оптимальной структуры размещения пунктов гидрологических наблюдений;
инженерную гидрологию (гидрологические расчеты и прогнозы), которая решает вопросы, связанные с запросами народного хозяйства
по определению различных гидрологических характеристик для нужд гидротехники, ирригации, мелиорации, строительного и экологического проектирования.
Гидрология изучает весь комплекс вопросов, относящихся к деятельности воды на Земле. Отсюда вытекает ее тесная связь, с другими географическими науками: метеорологией и климатологией, гидрогеологией, почвоведением, геоморфологией и др. Рассмотрим некоторые примеры.
Метеорология рассматривает перенос влаги ветрами, конденсацию, выпадение атмосферных осадков, твердых и жидких. Процессы стекания, трансформации и накопления осадков на водосборе рассматривает гидрология. Вопросы испарения, распределения осадков (особенно твердых осадков) изучаются одновременно и метеорологией, и гидрологией.
При рассмотрении процессов эрозии и аккумуляции гидрология теснейшим образом соприкасается сгеоморфологией - наукой о формах земной поверхности.
Изучением подземных вод, находящихся в земной коре, занимаетсягидрогеология. Почвенный покров и первые метры толщи горных пород –это область повышенного интереса гидрологии и гидрогеологии одновременно. Гидрологию ярусы подземных вод в первую очередь интересуют как емкости накопления воды и в разной степени замедленного ее истечения в русловую сеть речного бассейна; гидрогеология исследует распространение, формы залегания, запасы, режим и движение подземных вод.
Почвенные, подземные воды, воды атмосферы изучаются в гидрологии при исследовании взаимодействия гидросферы с другими сферами, круговорота воды в природе и формирования стока воды на водосборе.
Гидрология также тесно связана с другими естественными науками (физикой, химией, биологией ).
Так, законы движения жидкости и способы применения их к решению практических задач в конкретных условиях, создаваемых природой или человеком, – задачи гидромеханики и ее прикладного разделагидравлики .
Гидрофизика занимается изучением физических свойств природной воды, а изучением состава и химических свойств природных вод и их изменениями во времени и пространстве занимается раздел геохимии - гидрохимия .
Биологическими процессами, протекающими в воде, и их взаимодействием с окружающей средой занимаетсягидробиология .
Законы, на которых базируется гидромеханика и гидравлика, гидрофизика, гидрохимия и гидробиология, служат основой для исследования сложных процессов, происходящих в океанах, морях и водных объектах суши.
Сегодня ассоциация физико-географической науки - обширная семья отраслей географии, изучающих географическую оболочку, составляющие ее геосферы (атмосферу, гидросферу и верхнюю часть литосферы, комплексы почв, растительности и животного мира), территориальные и экваториальные природные комплексы разного масштаба и их компоненты. Семейство включает в свой состав науки о природных геосистемах (землеведение и ландшафтоведение) и их составляющих компонентах, геоморфологию, гидрологию, климатологию, географию почв, биогеографию. Важной частью этой семьи выступают палеогеография и историческая география. Научный потенциал семейства физико-географических наук определяется согласованностью, взаимодействием, взаимодополняемостью наук о природных геосистемах, наук об отдельных компонентах земной природы и наук об историческом развитии природы Земли.
Опыт жизни семейства физико-географических наук
во второй половине ХХ столетия убедительно свидетельствует о важности развития его ядра - комплексной физической географии,
объединяющей землеведение и ландшафтоведение, науки об организации географической оболочки. Акцентируя внимание на поиске закономерностей пространственно-временной организации столь сложного образования, как географическая оболочка, комплексная (или, как ее иногда называют, общая) физическая география выполняет важную интегрирующую роль не только в рамках самой географии.
Ряд ее общих представлений и разрабатываемые ею модели служат основой объединения знаний о природе Земли, получаемых биологией, физикой, химией, геологией и другими науками о Земле. Иными словами, она в какой-то мере выполняет функции общего естествознания, формируя общую картину природы Земли.
На пороге ХХI в., приобретая черты непосредственной производительной силы, комплексная физическая география характеризуется ростом деятельного начала, получившего отражение в активном развитии конструктивного направления.
Осмысление общности судеб природы и человечества, развитие представлений академика В. И. Вернадского о переходе биосферы в ноосферу проявляются в возрастающем интересе к анализу геосистем сотворчества человека и природы.
Характерной чертой является сочетание тенденций к активной «теоретизации» науки, к преодолению традиционного для географии первой половины ХХ в. эмпиризма с тенденциями расширения эмпирических исследований, с глубокой трансформацией их методики, с обогащением их методами и средствами, представляемыми в распоряжение арсенала науки достижениями научно-технической революции (космической и вычислительной техникой, совершенствованием химических и физических методов). 
Сильное влияние оказывают и общие тенденции развития науки
- возрастающее воздействие общенаучных подходов (системного, математического, временного и т. д.) и связанных с ними приемов (моделирования и т. п). Стремление охарактеризовать эти тенденции и предопределило структуру данного раздела. Он начинается разделом, посвященным некоторым теоретическим вопросам, где основное внимание уделяется изменениям представлений о ландшафте, совершенствованию понятийной базы комплексной физико-географической науки
. Далее охарактеризовано развитие экспериментальных исследований и такого современного направления работы географов, как построение и использование моделей. Среди исследований географа-конструктивного характера выделены вопросы, связанные с охраной природы и проектированием, в том числе и со стандартизацией в сфере охраны природы. Наконец, более подробно рассказано о мониторинге - важной научно-технической области применения географических знаний.
Гидроломгия - наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, в них протекающие (испарение, замерзание и т.п.). Предметом изучения являются все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озёрах, водохранилищах, болотах, почвенные и подземные воды. Гидрология занимается:
- · исследует круговорот воды в природе, влияние на него деятельности человека и управление режимом водных объектов и водным режимом отдельных территорий;
- · проводит анализ гидрологических элементов для отдельных территорий и Земли в целом;
- · даёт оценку и прогноз состояния и рационального использования водных ресурсов; пользуется методами, применяемыми в географии, физике и других науках.
Понятие о гидросфере
Гидросфера - водная оболочка Земли. Она включает в себя все химически несвязанные воды, находящиеся в жидком, твердом (снег, лед) и газообразном состоянии. 96,5% вод приходится на Мировой океан, чуть больше 1,7 - на ледники и постоянные снега, 1,7% - на подземные воды и менее 0,01% - на поверхностные воды. Несмотря на многообразие форм, гидросфера едина, что определяется единством происхождения всех природных вод из мантии Земли, их непрерывностью и взаимосвязью в процессе круговорота воды в природе. Круговорот воды в природе - непрерывное перемещение воды под действием солнечной энергии (испарение, перенос воды в атмосфере) и силы тяжести (просачивание, сток). Составляющие этого круговорота - испарение с поверхности Мирового океана и суши и перенос водяного пара под действием солнечной энергии; конденсация водяного пара, выпадение осадков, их просачивание и сток (поверхностный и подземный) в океан под действием силы тяжести. Вода на Земле играет ту же роль, что и кровь в организме человека. Плановый рисунок речной сети очень напоминает структуру кровеносной системы человека. Вода все время переходит из Водного компонента в другой, перенося, как и кровь в организме, различные химические вещества с суши на море, с моря на сушу, из почвы в растения, из растений в воздух и так до бесконечности. Без воды не может существовать все живое на Земле. Вода - колыбель жизни. Но вода - это и основной «скульптор» рельефа земной поверхности. А что, как не вода, очищает землю от наших же «продуктов жизнедеятельности». Ее санитарная, очистительная роль особенно возрастает в последнее время в районах активной хозяйственной деятельности людей.
Цель приведенной ниже статьи - рассказать, что такое гидросфера, показать насколько богата наша планета водными ресурсами, и как важно не нарушать баланс в природе. Планета Земля покрыта тремя оболочками. Это атмосфера, литосфера и гидросфера. Благодаря их взаимодействию зародилась жизнь. Они аккумулируют солнечную энергию и распределяют ее между всеми организмами.
Рассмотрим, что такое гидросфера.
Определение
Если говорить просто, то это Это всевозможные источники драгоценной жидкости. Сюда входят моря, океаны, реки, ледники, подземные реки и многое другое. Частью гидросферы является вода в атмосфере и во всех живых организмах. Но самую большую долю составляет соленая вода Мирового океана.
Если рассмотреть с научной точки зрения, что такое гидросфера, то это комплекс наук, включающий в себя целое подразделение исследовательских дисциплин. Рассмотрим, какие науки занимаются изучением составляющих гидросферы.
- Гидрология. Сфера исследования - поверхностные водоемы суши: реки, озера, болота, каналы, пруды, водохранилища.
- Океанология - изучает Мировой океан.
- Гляциология - наземные льды.
- Метеорология - жидкость в атмосфере и ее влияние на погоду и климат.
- Гидрохимия - химический состав воды.
- Гидрогеология - занимается подземными водами.
- Геокриология - вода в твердом состоянии: ледники и вечные снега.
- Гидрогеохимия - молодая наука, изучающая химический состав всей гидросферы.
- Гидрогеофизика - также новое направление, основа которой - физические свойства водной оболочки Земли.
Состав гидросферы
Из чего же она состоит? Гидросфера включается в себя все виды влаги на планете. Ее объем трудно представить. Ученые подсчитали, что он составляет 1370,3 млн км 3 . За всю историю существования планеты, масса воды никогда не изменялась.
Интересный факт: каждый пятый человек мечтает вдоволь напиться воды. Но сколько бы он не выпивал, ему не удается это сделать.
Рассмотрим состав гидросферы:
- Мировой океан. Занимает большую часть, а вернее, практически весь объем водной оболочки. Он включает в себя четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый.
- Вода суши. Сюда относятся все источники драгоценной жидкости, которые можно встретить на континентах: реки, озера, болота.
- Подземные воды - это огромный запас влаги, находящийся в литосфере.
- Ледники и постоянные снега, на долю которых приходится значительная часть запасов воды.
- Вода в атмосфере и в живых организмах.
Процентное соотношение источников гидросферы Земли представлено на рисунке ниже.
Вода - это уникальное вещество. Ее молекулы имеют настолько прочную связь, что их очень сложно разъединить. Но еще большая уникальность ее в том, что в отличие от других важных элементов, она может существовать в природных условиях сразу в трех состояниях: жидком, твердом, газообразном.
Круговорот воды в природе играет важную функцию распределения влаги на планете. Основной источник пресной жидкости в атмосфере - Мировой океан. Из него вода, под воздействием солнца, испаряется, превращается в облака и перемещается в атмосфере, а соль остается. Так появляется пресная жидкость.
Выделяют два круговорота: большой и малый.
Большой круговорот воды касается возобновления вод Мирового океана. И поскольку большая часть влаги переходит в газообразное состояние именно с его поверхности, она возвращается туда вместе со стоками, куда попадает в виде осадков.
Если большой круговорот охватывает обновление воды на планете в целом, то малый касается только суши. Там наблюдается тот же процесс: испарения, конденсация, выпадения в виде осадков и сток в Мировой океан.
В океане воды испаряется больше, чем в реках и озерах. Осадков, наоборот, на континентах выпадает много, а над открытыми водными просторами - мало.
Скорость круговорота
Составляющие гидросферы Земли обновляются с разной скоростью. Быстрее всего обновляется запас воды в организме человека, поскольку он на 80 % из нее состоит. В течение нескольких часов при обильном употреблении напитков, можно полностью восстановить баланс.
А вот ледники и мировой океан обновляются очень медленно. Для того чтобы появились совершенно новые айсберги в полярных широтах необходимо почти 10 тыс. лет. Можно представить, сколько уже существует лед в Арктике и Антарктиде.
Вода в Мировом океане очищается немного быстрее - за 2,7 тыс. лет.
Питательная сила живых организмов
Вода - это уникальное химическое соединение водорода и кислорода. Она не имеет запаха, вкуса, цвета, но легко впитывает их из окружающей среды. Ее молекулы тяжело разъединить, но в тоже время они содержат ионы хлора, серы, углерода, натрия.
В воде зародилась жизнь, и она содержится во всех организмах, совершающих обмен веществ. Есть животные, тела которых почти жидкие. Медуза на 99 % состоит из воды, рыба всего на 75 %. В растениях сока ее еще больше: в огурце - 95 %, моркови - 90 %, яблоке - 85 %, картофеле - 80 %.
Функции водной оболочки
Гидросфера Земли выполняется несколько жизненно важных для планеты функций:
- Аккумулирующая. Вся энергия Солнца в первую очередь попадает в океан. Там она сохраняется и распределяется по планете. Такой процесс обеспечивает сохранение средней положительной температуры.
- Производство кислорода. Больше всего этого вещества вырабатывается фитопланктоном, находящимся в Мировом океане.
- Распределение пресной воды за счет круговоротов.
- Обеспечивает ресурсами. Мировой океан содержит значительные запасы продовольствия, а также других полезных добываемых ресурсов.
- Рекреационный потенциал для человека, который использует океан в своих целях: для энергии, очистки, охлаждения, развлечения.
Гидросфера и человек
В зависимости от того, как используется вода, можно выделить две отдельные категории:
- Водопотребители. Сюда относятся те отрасли человеческой деятельности, которые пользуются прозрачной жидкостью для достижения своих целей, но не возвращают ее. Видов такой деятельности очень много: цветная и черная металлургия, сельское хозяйство, химическая, легкая промышленность и другие.
- Водопользователи. Это отрасли, которые в своей деятельности используют воду, но при этом всегда ее возвращают. Сюда относится морской и речной транспорт, рыбное хозяйство, службы по доставке воды населению, водоканалы.
Интересный факт: для города с населением в 1 млн человек необходимо 300 тысяч м 3 чистой питьевой воды в сутки. При этом возвращается жидкость в океан загрязненная, непригодная для живых организмов, и океану приходится самостоятельно ее очищать.
Классификация по характеру использования
Для человека вода имеет разное значение. Мы употребляем в пищу, в ней стираем и убираем. Поэтому, ученые предложили такую градацию:
- Питьевая вода - чистая вода без токсических и химических веществ, пригодная к употреблению в сыром виде.
- Минеральная вода - обогащенная минеральными компонентами вода, которая добывается из земных недр. Используется в лечебных целях.
- Промышленная вода - используется в производстве, проходит один или два этапа очистки.
- Теплоэнергетическая вода - забор берется из термальных источников.
Техническая вода
Вода для технических нужд может быть абсолютно разная. В сельском хозяйстве ее используют для полива, причем очищать ее не требуется. В энергетических целях для отопления помещений воду переводят в газообразное состояние. В больницы, бани, прачечные поступает хозяйственно-бытовая жидкость с меньшой очисткой.
Вода, используемая в промышленности часто загрязненная. Но больше половины потребляемого объема используют для охлаждения агрегатов. В этом случае она не загрязняется и может быть использована повторно.
Проблемы гидросферы
Мировой океан - это среда, которая способна самоочищаться. Но людей на Земле 7 миллиардов, и скорость загрязнения намного больше, чем скорость возобновления. Это может привести к непоправимым последствиям. Рассмотрим, основные источники загрязнения гидросферы:
- Промышленные, сельскохозяйственные, бытовые стоки.
- Бытовые отходы прибрежных зон.
- Загрязнение нефтью и нефтепродуктами.
- Попадание в мировой океан тяжелых металлов.
- Кислотные дожди, результатом которых является уничтожение ареола живых существ.
- Транспорт.
Загрязнение морей и океанов
Человек и гидросфера должны существовать в мире. Ведь от того, как мы будет относиться к источнику нашей жизни, так нам и отплатит природа. Уже сейчас поверхность океанов и морей очень сильно загрязняется нефтепродуктами и отходами. Более 20 % поверхности воды покрыто непроницаемой пленкой нефти, через которую не может осуществляется обмен кислородом и паром. Это привод к гибели экосистем.
Из-за значительных загрязнений происходит истощение природными ресурсами. Наглядный пример - Аральское море. С 1984 года здесь больше не водится рыба.
С 1943-го проводилось загрязнение гидросферы опасными радиоактивными веществами. Их зарывали на морском дне. С 1993 года это делать запрещено. Но за 50 лет пагубного воздействия человек мог нанести океану непоправимый вред.
Опасность со стороны рек и озер
Загрязнение суши еще более опасно для человека. Ведь именно оттуда ведется забор пресной воды для хозяйственных нужд и для употребления в пищу. На сегодняшний день в России большинство рек относится к категории сильнозагрязненных. Вот рейтинг самых опасных водоемов в России:
- Волга;
- Енисей;
- Иртыш;
- Кама;
- Исеть;
- Лена;
- Печора;
- Томь.
Решение экологических проблем
Человечество должно понять, что чем больше внимания мы будем уделять сохранению чистоты в природе, тем больший шанс у наших потомков жить в благоприятной среде. В погоне за деньгами и прибылью, множество предприятий пренебрегают основными правилами очистки. Основная задача - это сооружение очистительных фильтров в прибрежных районах, в местах наибольшего скопления отходов и обеспечение предприятий современными технологиями, направленными на экологическую безопасность.
Послесловие
Из этой статьи мы узнали, что такое гидросфера, какие ее основные составляющие, и с какими проблемами сталкивается Мировой океан. Задача каждого из нас - понимать, что мир создан не человеком, а природой, а мы, нещадно эксплуатируем ее, не осознавая последствий.
