Гидросфера – совокупность всех вод земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова.
Вода – самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Вода – основа всех жизненных процессов. Вода содержится во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Биомасса последних на 80–90% образована водой. Потери 10–20% воды живыми организмами приводят к их гибели.
В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, находятся взвешенные твердые частички. В 1 л пресной воды может содержаться до 1 г солей.
Большая часть воды сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды приходится всего около 2% общего объема гидросферы. Большая часть пресных вод (85%) представлена льдами полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды.
С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, так как к простому явлению физического испарения (превращению воды в пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов. К тому же роль человека в этом круговороте становится все более значительной.
Круговорот воды в гидросфере происходит следующим образом. Вода выпадает на поверхность Земли в виде осадков, образующихся из водяного пара атмосферы. Определенная часть выпавших осадков испаряется прямо с поверхности, возвращаясь в атмосферу в виде водяного пара. Другая часть проникает в почву, всасывается корнями растений и затем, пройдя через растения, испаряется в процессе транспирации. Третья часть просачивается в глубокие слои почвы до водоупорных горизонтов, пополняя подземные воды.
Четвертая часть в виде поверхностного, речного и подземного стоков стекает в водоемы, а оттуда также испаряется в атмосферу.
Наконец, часть воды используется животными и потребляется человеком для своих нужд. Вся испарившаяся и вернувшаяся в атмосферу вода конденсируется и вновь выпадает в виде осадков.
Таким образом, один из основных путей круговорота воды – транспирация, т. е. биологическое испарение, осуществляется растениями. Количество воды, выделяющееся в результате транспирации, зависит от вида растений, типа растительных сообществ, их биомассы, климатических факторов, времени года и других условий. В среднем для растительных сообществ умеренного климата транспирация составляет от 2000 до 6000 м3 воды с 1 м2 в год. У отдельных растений интенсивность транспирации составляет от 0,1 до 2–4 г в час на 1 г листьев.
Потребность в воде у организмов очень велика. Например, для образования 1 кг биомассы дерева расходуется до 500 кг воды.
Запасы воды в гидросфере Земли разными авторами оценивается различно. В табл. 2.1 приведены сведения о массе воды в отдельных компонентах гидросферы.
Таблица 2.1
Гидросфера по М. И. Львовичу, 1987
|
Составляющие |
Объем воды, тыс. км3 |
Доля общего объема воды, % |
|
Океаны и моря |
1370323 |
93,96 |
|
Подземные воды, в том числе зоны активного водообмена |
60000
4000 |
4,12
0,27 |
|
Снега и ледники |
24000 |
1,65 |
|
Озера |
280* |
0,019 |
|
Влага в почве |
85** |
0,006 |
|
Влага в атмосфере |
14 |
0,001 |
|
Реки |
1,2 |
0,0001 |
|
Сумма |
1454193 |
100 |
* в том числе ~5 тыс. км3 в водохранилищах; ** в том числе ~2 тыс. км3 оросительных вод.
Доля пресной воды, доступная живым организмам, очень мала, и поэтому ее нужно расходовать экономно и не загрязнять. Прежде неисчерпаемый ресурс – пресная чистая вода – становится исчерпаемым.
Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного производства и орошения, не хватает во многих районах мира.