Что такое гидросфера земли: описание, схема, составные части и влияние человека

Вода появилась из космоса

Фото и видео подобных ионных ливней предоставляли космическая обсерватория «Хаббл» и межпланетные исследовательские станции. Большой объем в таких потоках занимают протоны, являющиеся с химической точки зрения ядрами атомов Н+, точнее протия — легкого водородного изотопа, не имеющего электрона.

Проливались ионные дожди и много миллиардов лет назад. Достигая верхних слоев земной атмосферы, они захватывали электроны и превращались в чистый водород, который тут же вступал во взаимодействие с кислородом и образовывал воду. А она изливалась на поверхность Земли в виде осадков.

Расчеты показывают: таким образом может быть образовано всего 1,5 т воды ежегодно. Но за миллионы и миллиарды лет космическая вода на планете могла создать Мировой океан.

Лёд, находящийся в межзвёздном пространстве богат дейтерием. Учёные давно подозревали, что именно он является источником воды в нашей Солнечной системе. Но молодая планетная система была настолько полна ионизирующего излучения, что любой попадающий в неё лёд должен был расплавиться и перейти в состояние воды. Credit: Bill Saxton, NSF/AUI/NRAO.

Общее количество воды на Земле

Эту работу ученые проделали в рамках программы Международного гидрологического десятилетия 1964-1974 гг. Результаты этой работы опубликованы в многотомном труде «Мировые водные ресурсы и водный баланс земного шара». Установлено, что гидросфера — океаны, моря, реки, озёра, болота, атмосферная влага — измеряется внушительной величиной — 1,385*10 9 км 3 воды, или 1,4*10 19 т.
Три четверти поверхности планеты покрыто водой. Космонавты неоднократно отмечали, что Земля выглядит голубой планетой с относительно небольшими вкраплениями суши. Голубая планета? Пожалуй. Но только не планета, а её тонкая оболочка. Если распределить всю воду равномерно по поверхности земного шара, средний радиус которого 6370 км, то получится плёнка толщиной менее 3 км. Не много воды в общем объёме планеты!

Наибольшее Количество воды на Земле

Основную часть нашего водного потенциала составляет вода, которой не напьёшься, не используешь ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве, ни в быту: 97,75% или 1,338*10 9 км 3, — это солёные воды океанов и морей. Остальные 2,25% — пресные воды, однако, половина их — 24*10 6 км 3 — «законсервирована» в виде ледяных гигантских шапок Антарктиды, Арктики, Гренландии, высоких гор в различных районах Земли. Примерно столько же воды — 23,4*10 6 км 3 — скрыто от людских глаз в толще земной коры. Это подземные воды.

Объём доступной пресной воды исчисляется уже не миллионами, а тысячами кубических километров. Больше всего пресной воды на земной поверхности накоплено в озерах -176,4*10 3 км 3. Если на мгновение задержать течение всех рек земного шара, то оказалось бы, что в их руслах одновременно находится 2120 км3 воды.Истоки множества рек, больших и малых, находятся в болотах, которые содержат 10300 км3 пресной воды. 13000 т воды содержится в ближайших к земной поверхности слоях атмосферы. На высоте до 1 км концентрация водяного пара в воздухе в среднем составляет 2%. Вот, пожалуй, и всё то количество воды на земле на которую реально может рассчитывать человечество теперь и в ближайшем будущем.

«Тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое»  Антуан де Сент-Экзюпери.http://voda.molodostivivat.ru/http://voda.molodostivivat.ru/topics/fizicheskaya-geografiya

ЧИТАЙТЕ: Миф диетологии о вреде масла и жирного молока

Потребление пресной воды и ее значимость

В мире потребляется около 3900 млрд куб. м. этого ресурса в год. Значительная часть (70%) уходит на сельскохозяйственные нужды, прежде всего полив, 20% задействуется в промышленности, а оставшиеся 10% потребляются людьми и организациями в бытовых целях.

Сколько тратят разные страны, зависит от их численности, обеспеченности этим ресурсом и экономических возможностей.

Более всего пресной воды потребляют Индия, Китай, США, Индонезия, Таиланд, Канада, Австралия, страны Ближнего Востока и Средней Азии.

Страны, мало обеспеченные водными ресурсами, но достаточно богатые, закупают ее за границей. Лидерами в этом списке являются Кувейт, ОАЭ, Ливия, Саудовская Аравия.

Этот ресурс жизненно важен и незаменим, и потому проблемы, связанные с ним стоят особенно остро.

Запасы пресной воды на Земле

Наибольшие запасы пресной воды сосредоточены либо в высокоразвитых странах, где создана хорошая инфраструктура добычи, доставки и переработки питьевой воды, либо в тропиках и возле экватора. Самыми крупными запасами пресной воды на планете располагают такие страны, как Бразилия, Россия, США, Канада, ЕС, Китай и др. Считается, что с питьевой водой в этих странах все хорошо и их обеспеченности данным видом ресурсов хватит еще надолго. Чем не могут похвастаться страны Аравийского полуострова, Северной Африки и Средней Азии, в которых нехватка пресной воды ощущается еще с древних времен. Потребление пресной воды на одном только Аравийском полуострове превышает имеющиеся ресурсы в 5 раз. Для преодоления дефицита воду приходится опреснять, возить на танкерах и тянуть тысячекилометровые трубопроводы. И все равно её на всех не хватает, ведь на этой территории проживает более 100 млн человек, а большая часть этого полуострова, как известно, представляет собой пустыню.

Потребление пресной воды и ее значимость

В мире потребляется около 3900 млрд куб. м. этого ресурса в год. Значительная часть (70%) уходит на сельскохозяйственные нужды, прежде всего полив, 20% задействуется в промышленности, а оставшиеся 10% потребляются людьми и организациями в бытовых целях.

Сколько тратят разные страны, зависит от их численности, обеспеченности этим ресурсом и экономических возможностей.

Более всего пресной воды потребляют Индия, Китай, США, Индонезия, Таиланд, Канада, Австралия, страны Ближнего Востока и Средней Азии.

Страны, мало обеспеченные водными ресурсами, но достаточно богатые, закупают ее за границей. Лидерами в этом списке являются Кувейт, ОАЭ, Ливия, Саудовская Аравия.

Этот ресурс жизненно важен и незаменим, и потому проблемы, связанные с ним стоят особенно остро.

Распределение соленой и пресной воды

Общий объем воды на Земле оценивается в 1,386 миллиарда км³ (333 миллиона кубических миль), из которых 97,5% — это соленая вода, а 2,5% — пресная вода. Из пресной воды только 0,3% находится в жидкой форме на поверхности. Кроме того, нижняя мантия внутренней Земли может содержать в 5 раз больше воды, чем все поверхностные воды вместе взятые (все океаны, все озера, все реки).

Источник воды	Объем воды в км³ (куб. Миль)	% общей воды	% соленой воды	% пресной воды	% жидкой поверхностной пресной воды
Океаны	1 388 000 000 (321 000 000)	96,5	99,0
Тихий океан	669 880 000 (160 710 000)	48,3	49,6
Атлантический океан	310 410 900 (74 471 500)	22,4	23,0
Индийский океан	264 000 000 (63 000 000)	19,0	19,5
Южный океан	71 800 000 (17 200 000)	5,18	5,31
Арктический океан	18 750 000 (4 500 000)	1,35	1,39
Лед и снег	24 364 000 (5 845 000)	1,76		69,6
Ледники	24 064 000 (5 773 000)	1,74		68,7
Антарктический ледяной покров	21 600 000 (5 200 000)	1,56		61,7
Ледяной покров Гренландии	2 340 000 (560 000)	0,17		6,68
Арктические острова	83 500 (20 000)	0,006		0,24
Горные хребты	40 600 (9 700)	0,003		0,12
Подземный лед и вечная мерзлота	300 000 (72 000)	0,022		0,86
Грунтовые воды	23 400 000 (5 600 000)	1,69
Соленые грунтовые воды	12 870 000 (3 090 000)	0,93	0,95
Пресные грунтовые воды	10 530 000 (2 530 000)	0,76		30,1
Влажность почвы	16 500 (4 000)	0,0012		0,047
Озера	176 400 (42 300)	0,013
Соленые озера	85 400 (20 500)	0,0062	0,0063
Каспийское море	78 200 (18 800)	0,0056	0,0058
Другие соленые озера	7 200 (1700)	0,00052	0,00053
Пресноводные озера	91 000 (22 000)	0,0066		0,26	87,0
Великие африканские озера	30 070 (7210)	0,0022		0,086	28,8
озеро Байкал	23 615 (5666)	0,0017		0,067	22,6
Великие озера Северной Америки	22 115 (5 306)	0,0016		0,063	21,1
Другие пресноводные озера	15 200 (3600)	0,0011		0,043	14,5
Атмосфера	12 900 (3100)	0,00093		0,037
Болота	11 470 (2750)	0,00083		0,033	11.0
Реки	2120 (510)	0,00015		0,0061	2,03
Биологическая вода	1120 (270)	0,000081		0,0032

«Логарифм» График источника воды в кубических милях

Источник пресной воды (включая соленые озера и соленые грунтовые воды)

На Земле не так много воды как кажется!

Когда мы были детьми, нам рассказывали много интересных вещей о нашей родной планете. Наша планета третья из девяти в Солнечной Системе (хорошо, хорошо, из восьми и одной карликовой), Эверест — самая высокая гора на нашей планете, и Земля на 70% покрыта водой. Благодаря такой картине создается впечатление, что вода на нашей планете — ресурс практически бесконечный. Однако, согласно последним исследования геологической службы США, если взять всю воду на нашей планете (включая пресную воду, морскую воду, подземную воду, пар и воду наших тел), то получиться сфера примерно в 1 400 километров в диаметре. 1 400 километров!? Такое расстояние можно проехать за день-два, например от Екатеринбурга до Москвы. Кстати, картинка в начале статьи поясняет ситуацию.

Этот шокирующий факт, утверждающий что объем воды на нашей планете Земля составляет всего треть от объема Луны, означает, что мы должны сделать все возможное, чтобы не тратить понапрасну самый ценный ресурс. Кроме того, исследование проведенное геологической службой США также утверждает, что пресной воды на земле — всего 2.5% процента от всего объема. Если всю пресную воду опять же собрать в сферу, то ее диаметр будет всего 160 километров! Это как от Екатеринбурга до Нижнего Тагила. Я лично при скорости 90 км/ч проезжаю это расстояние за 2 часа! Хотя мы конечно может смотреть на океан и считать, что воды более чем достаточно, посчитано, что большая часть пресной воды находится под землей. Но когда речь заходить о водоснабжении, оказывается, что под землей находится около 8.4 миллиона кубических километров. И еще 29.2 кубических километра находится в виде полярных льдов в Антарктике и Гренландии, и вообще-то, нам не очень бы хотелось плавить их, чтобы получить питьевую воду…

Все, пожалуй, видели эту картинку водного мира, сделанную Джеком Куком в Woods Hole Oceanographic Instituion. Однако этот водный мир шокирующе мал, следует помнить, что всего воды на земле 1 386 миллионов кубических километров; в 1 кубическом километре около 1 000 миллиардов литров.

Что ж, проверьте чтобы ваши краны не текли, не оставляется шланги открытыми и помните, что этот Водный мир не такой уж водный как казалось еще совсем недавно.

P.S. Те кто знаком с английским, могут ознакомиться с исследованиями тут.

Обновление: Наткнулся тут на картинку, на которой отображено отношения соленой воды к пресной и к самой планете, вот она:

Гидросфера

Вода на Земле, которая находится во всех агрегатных состояниях, образует гидросферу – водную оболочку планеты. Определить ее границы очень сложно. Ведь вода содержится и в атмосфере, и в литосфере, и в живых организмах.

Кроме этого, у понятия «гидросфера» имеется два толкования:

• В узком смысле это водная оболочка Земли, которая прерывается, и в состав которой входят Мировой океан и внутриматериковые водоемы.
• В широком – это непрерывная оболочка, которая содержит в себе: открытые водоемы, атмосферные водяные пары (рассеянная гидросфера) и подземные воды (погребенная гидросфера).

Распределение соленой и пресной воды

Общий объем воды на Земле оценивается в 1,386 миллиарда км³ (333 миллиона кубических миль), из которых 97,5% – это соленая вода, а 2,5% – пресная вода . Из пресной воды только 0,3% находится в жидкой форме на поверхности.

Поскольку океаны, которые покрывают примерно 71% площади Земли, отражают синий свет, Земля кажется синей из космоса, и ее часто называют голубой планетой и бледно-голубой точкой .

Источник воды	Объем воды в км³ (куб. Миль)	% общей воды	% соленой воды	% пресной воды	% жидкой поверхностной пресной воды
Океаны	1 388 000 000 (321 000 000)	96,5	99,0
Тихий океан	669 880 000 (160 710 000)	48,3	49,6
Атлантический океан	310 410 900 (74 471 500)	22,4	23,0
Индийский океан	264 000 000 (63 000 000)	19.0	19,5
Южный океан	71 800 000 (17 200 000)	5,18	5,31
Арктический океан	18 750 000 (4 500 000)	1,35	1,39
Лед и снег	24 364 000 (5 845 000)	1,76		69,6
Ледники	24 064 000 (5 773 000)	1,74		68,7
Антарктический ледяной покров	21 600 000 (5 200 000)	1,56		61,7
Ледяной покров Гренландии	2 340 000 (560 000)	0,17		6,68
Арктические острова	83 500 (20 000)	0,006		0,24
Горные хребты	40 600 (9 700)	0,003		0,12
Подземный лед и вечная мерзлота	300 000 (72 000)	0,022		0,86
Грунтовые воды	23 400 000 (5 600 000)	1,69
Соленые грунтовые воды	12 870 000 (3 090 000)	0,93	0,95
Пресные грунтовые воды	10 530 000 (2 530 000)	0,76		30,1
Влажность почвы	16 500 (4 000)	0,0012		0,047
Озера	176 400 (42 300)	0,013
Соленые озера	85 400 (20 500)	0,0062	0,0063
Каспийское море	78 200 (18 800)	0,0056	0,0058
Другие соленые озера	7 200 (1700)	0,00052	0,00053
Пресноводные озера	91 000 (22 000)	0,0066		0,26	87,0
Великие африканские озера	30 070 (7210)	0,0022		0,086	28,8
озеро Байкал	23 615 (5666)	0,0017		0,067	22,6
Великие озера Северной Америки	22 115 (5 306)	0,0016		0,063	21,1
Другие пресноводные озера	15 200 (3600)	0,0011		0,043	14,5
Атмосфера	12 900 (3100)	0,00093		0,037
Болота	11 470 (2750)	0,00083		0,033	11.0
Реки	2120 (510)	0,00015		0,0061	2,03
Биологическая вода	1120 (270)	0,000081		0,0032

“Логарифм” График источника воды в кубических милях

Источник пресной воды (включая соленые озера и соленые грунтовые воды)

Озера

Большинство озер находится в очень негостеприимных регионах, таких как ледниковые озера Канады , озеро Байкал в России , озеро Хубсугул в Монголии и Великие африканские озера . В Северной Америке в районе Великих озер , которые содержат 21% мировых запасов пресной воды по объему, являются исключением. Они расположены в гостеприимном и густонаселенном районе. В бассейне Великих озер проживает 33 миллиона человек. В канадских городах Торонто , Гамильтон , Санкт – Catharines , Ниагара , Ошава , Виндзор , Барри и Кингстон и США городах Дулут , Милуоки , Чикаго , Гэри , Детройт , Кливленд , Буффало и Рочестер , все они расположены на берегу Великие озера.

Грунтовые воды

Пресные грунтовые воды имеют большую ценность, особенно в засушливых странах, таких как Индия. Его распределение в целом аналогично распределению поверхностной речной воды, но его легче хранить в жарком и сухом климате, потому что хранилища подземных вод гораздо более защищены от испарения, чем плотины . В таких странах, как Йемен , основным источником воды для орошения являются грунтовые воды из-за непостоянных дождей в сезон дождей .

Поскольку пополнение запасов грунтовых вод гораздо труднее точно измерить, чем поверхностный сток , грунтовые воды обычно не используются в районах, где доступны даже довольно ограниченные уровни поверхностных вод. Даже сегодня оценки общего пополнения подземных вод сильно различаются для одного и того же региона в зависимости от того, какой источник используется, и случаи, когда ископаемые подземные воды эксплуатируются сверх нормы пополнения (включая водоносный горизонт Огаллала ), очень часты и почти всегда серьезно не рассматриваются, когда они были впервые разработан.

Загрязнение водных ресурсов

Основными причинами загрязнения водных ресурсов являются:

Сточные воды;

Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды приводят к загрязнению многих рек и озёр.

Захоронение отходов в морях и океанах;

Захоронение мусора в морях и океанах может вызвать огромные проблемы, ведь оно отрицательно сказывается на живых организмах, которые обитают в водах.

Промышленность;

Промышленность — это огромный источник загрязнений вод, который производит вещества, вредные для людей и окружающей среды.

Радиоактивные вещества;

Радиоактивное загрязнение, при котором в воде находится высокая концентрация радиации, является самым опасным загрязнением и может распространяться в океанические воды.

Разлив нефти;

Разлив нефти несет угрозы не только водным ресурсам, но и поселениям людей, расположенным вблизи загрязненного источника, а также всем биологическим ресурсам, для кого вода является средой обитания или жизненно важной необходимостью. Утечки нефти и нефтепродуктов из подземных хранилищ;

Утечки нефти и нефтепродуктов из подземных хранилищ;

Большое количество нефти и нефтепродуктов хранятся в резервуарах, изготовленных из стали, которая со временем подвергается коррозии, что в следствии создает утечки вредных веществ в окружающую почву и грунтовые воды.

Атмосферные осадки;

Атмосферные осадки, такие как кислотные осадки, образовываются при загрязнении воздуха и изменяют кислотность воды.

Глобальное потепление;

Повышение температуры воды вызывает гибель многих живых организмов и разрушает большое количество мест обитания.

Эвтрофикация.

Эвтрофикация — процесс снижения качественных характеристик воды, связанный с чрезмерным обогащением питательными веществами.

На что расходуется вода

Вода – вещество настолько универсальное, что ее по праву можно назвать если не источником всех благ человеческих, то уж наверняка их непременным условием. Без нее невозможно выращивать сельскохозяйственную растительную продукцию. Например, килограмм зерна «обходится» в 0,8 – 4 тонны влаги (в зависимости от климата), а риса – 3,5 т. А ведь есть еще животноводство, объемы производства которого растут. Потребляет воду и пищевая промышленность. Килограмм сахара – извольте, 400 литров. В целом же при довольно скромных физиологических потребностях (чтобы просто попить, человеку хватает двух-трех литров в день) житель развитой страны косвенно, вместе с продуктами, потребляет до трех тонн израсходованной для их производства воды. Это ежедневно.

В целом же пресная вода планеты тратится следующим образом:

• сельскохозяйственная отрасль – 70 % этого ценного ресурса;
• вся промышленность – 22 %;
• бытовые потребители – 8 %.

Но это, конечно, среднее соотношение. Есть много стран, население которых не избаловано гастрономическими изысками, там проблема пресной воды стоит настолько остро, что людям порой просто нечего есть и пить.

Куда девается вода?

Основная часть пресных вод (больше 65%) сосредоточена в ледниках Антарктиды. Но известно ли вам, что из-за глобального потепления, этот запас стремительно уменьшается? Что, конечно же, являет большую опасность для всего живого.

Трудно представить, сколько воды используется каждый день. В среднем, человек использует около 200 л. Умножив это число на общее количество людей населяющих Землю, то получится больше 1400 000000 тонн – это лишь бытовые расходы, а если учесть промышленность, то цифра стремительно возрастет

Люди стали забывать, что сохранять надо не только редкие виды животных и растений, но еще очень важно – сохранить воду, без которой жизнь невозможна

Чего ожидать?

Прогнозы не утешительны, резервы воды совсем не безграничны, и они уже исчерпываются. Как показывают исследования, ближайшие 10 лет большая часть мировых государств будет ощущать недостаток воды, а еще через 20 лет уже 75% всего населения останется без пресной воды. Дефицит, без сомнения, будет возрастать, если не принимать меры уже сейчас. Главной проблемой является загрязнения пресной воды промышленными выбросами, удобрениями с полей, проникновение соленой воды в прибрежных зонах, а также нерациональное использование, которое, в свою очередь, приводит к тому, что подземные воды не успевают возобновляться и их уровень постепенно падает.

Интересно: Первые млекопитающие — описание, фото и видео

Важность рационального использования

При рациональном использовании, в природе сохраняется нормальный круговорот воды, и она самостоятельно фильтруется. При этом количество и качество пресной воды остается на оптимальном уровне. И, таким образом, нужным количеством воды обеспечиваются все живые существа на планете. А при нерациональном использовании водных ресурсов, количество пригодной для использования воды становится меньше и меньше, возникает дефицит воды. Вода слишком сильно загрязняется и становится непригодной, а если и очищается, то чересчур медленно.

Пресной воде угрожает и высыхание. Озера и реки высыхают из-за общего разрушения экосистемы. Значительную роль здесь играет вырубка лесов. Леса должны задерживать и очищать воду, а потом постепенно отпускать ее в естественные водоемы. Из-за чрезмерной вырубки и лесных пожаров количество лесных площадей на планете уменьшается день за днем. И это негативно сказывается на количестве и качестве пригодной для питья воды. В свою очередь, уменьшение количества чистой воды способствует обеднению флоры и фауны. Все чаще воды не хватает и для людей.

Вода – основной элемент всей экосистемы Земли. Существование жизни на Земле зависит от количества и качества пресной воды. Повсеместное загрязнение воды грозит постепенным исчезновением жизни на планете. Для улучшения ситуации с нехваткой пресной воды нужно бережно относиться и к самой воде, и к природе в целом. Судьба планеты – в руках людей. И только от человека зависит, сохранится ли на Земле пресная вода, сохранится ли сама жизнь. От нынешнего поколения зависит, будет ли шанс на жизнь у будущих поколений, или же они будут обречены на гибель.

Мне нравитсяНе нравится

На что мы тратим этот ценнейший ресурс?

Почти 70 % мы растрачиваем воду на поддержание сельскохозяйственной отрасли. В каждом регионе это значение колеблется в разных диапазонах. Около 22 % мы тратим на все мировое производство. И только 8 % из оставшегося уходит на нужды бытового потребления.

Снижение водного резерва питьевой воды грозит более 80 странам. Оно оказывает существенное влияние не только на общественное, но и экономическое благополучие. Необходимо искать решение этого вопроса уже сейчас. Так, сниженное потребление питьевой воды не является решением, а лишь усугубляет проблему. С каждым годом запас пресной воды уменьшается до значения 0.3 %, при этом, не все источники пресной воды для нас доступны.

Источники пресной воды

В океанах и многочисленных морях, которые занимают большую часть планеты, вода соленая. Источники пресной таковы:

• Ледники: в них содержится около 70% всего мирового запаса;
• Подземные водоносные слои: в них сконцентрировано чуть больше 30%;
• Озера и водохранилища: вмещают 0,6% мирового запаса;
• В почве удерживается 0,3%;
• В атмосфере распределено 0,06%;
• А вот знакомые каждому реки – это лишь 0,04%, их роль как источника невелика.

Пресная вода относится к возобновляемым ресурсам, ведь благодаря круговороту воды в природе, она перемещается и перераспределяется, не исчезая. Однако распределен этот ресурс неравномерно.

Как государства компенсируют недостаток H2O?

Задача снабжения пресной водой выполняется самыми разными методами. Технический прогресс расширил возможности человека, ему теперь доступны более сложные технологии добычи воды, нежели простой забор из водоема. Предлагаются и экзотические варианты, вроде транспортировки айсбергов из полюсов Земли морем.

Чаще всего прибегают к следующим путям решения проблемы:

1. Импорт H2O. Это самый простой способ ликвидировать дефицит. Ряд африканских стран прибегает к завозу пресной воды танкерами из Бразилии. Таким же образом поступают Нидерланды, у них поставщиком является Норвегия.

2. Бурение глубоких скважин. К этому методу прибегают страны, у которых ограничен доступ к наземным источникам. Считается, что самая чистая вода находится в артезианских пластах, залегающих на глубине 100 – 300 метров от поверхности.
3. Опреснение морской H2O. Широко распространено в странах, имеющих выход к морю. Это затратная технология, поэтому часто опресненная масса пригодна для технических целей и гигиены, но не доводится до кондиций чистой питьевой воды. Пример тому – Израиль.
4. Конденсация влаги из тумана. Для этого достаточно сетки из тонкой нержавеющей стали. На выходе получается чистая вода, не требующая транспортировки. Пилотный проект запустили в Марокко, где в ночные часы образуется много росы, и сетка никому не мешает. Теперь такой питьевой водой снабжают несколько населенных пунктов.

В обозримом будущем дефицит воды может стать глобальной проблемой, если не принимать действенных мер.

На Земле растет число регионов, где приходится тратить значительные ресурсы на водоснабжение. Рост численности населения усугубляет ситуацию.

Виды и водоёмы пресной воды

Существует два вида пресной воды:

1. обычная;
2. пресная минеральная вода.

Последняя, в зависимости от содержания в ней солей и минералов, бывает столовой, лечебно-столовой и просто лечебной.

Если в воде искусственным путем убить одни живые организмы и добавить другие, увеличить макро и микроэлементы, то можно получить особые варианты вод: дистиллированную, талую, серебряную и др.

Чрезвычайно полезными свойствами обладает природная талая вода, которую добывают в экологически чистых районах, растапливая снег или горный лед.

В настоящий момент, большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой емкости и соответствует всем установленным требованиям чистоты.

Водоёмы пресной воды можно разделить на 3 группы: поверхностные, подземные и осадочные воды.

Поверхностные

Именно они соответствуют большинству человеческих потребностей. Их очень мало – чуть свыше 1,2 % от общего количества пресноводных источников. Это озера, ручьи, реки, ледники. Огромная их часть сосредоточена во льдах. И лишь около 21 % — в озерах. Но большую часть необходимой жидкости человек получает из рек, на которые приходится 0,49 %.

В этой группе можно также выделить и моря с океанами. Но вода в них слишком соленая и использовать ее в таком виде неприемлемо для здоровья человека.

Если удалить соли и минералы из водного раствора, можно добиться использования, хотя бы в промышленных или сельскохозяйственных целях. Но этот процесс слишком дорогостоящий, чтобы решить мировую проблему нехватки пресной воды.

Пресная вода закипает быстрее соленой, поскольку соль увеличивает температуру нагревания. Учитывая, что ионы соли тяжелее молекул воды, то плотность морской воды затрудняет солевое испарение, и это слишком осложняет процесс опреснения.

Подземные

В зависимости от того, на какой глубине они располагаются, выделяют несколько групп.

1. Грунтовые, поскольку они находятся недалеко от поверхности, то сильно подвержены колебаниям – во время осадков их количество увеличивается, в сухое время года их уровень понижается. Они больше склонны к загрязнению.
2. Артезианские, которые относятся к важнейшим полезным ископаемым.
3. Почвенные, заполняющие промежутки между частичками почвы.
4. Межпластовые, наиболее постоянные и наименее загрязненные за счет своего глубокого нахождения.
5. Минеральные воды, добываются из земных недр, сохраняющие естественный химический состав и защищенные от антропогенного воздействия.

Вода, получаемая из подземных источников, пополняется за счет атмосферных осадков. Но за счет роста населения и бесконтрольного потребления природных ресурсов, соблюдать этот баланс становится все сложнее и сложнее.

Осадочные

Это дожди, град, снега. Если еще относительно недавно дожди были весьма популярны для пополнения запасов пресной воды, то в настоящее время этими источниками пользуются в основном лишь сильно засушливые регионы.

На качество дождевой воды влияют такие факторы, как материалы крыш, расположения зданий, загрязненность воздуха в регионе и др.

Как происходит повышение уровня воды

Динамика повышения среднего уровня Мирового океана по годам. Синяя линяя — измерения с помощью прибора мареограф, оранжевая линия — измерения со спутников

(Фото: U.S. Global Change Research Program (USGCRP))

Основной причиной довольного резкого роста уровня воды стало повышение глобальной температуры, вызванное человеческой деятельностью. Согласно подсчетам ученых из Национального управления океанических и атмосферных явлений США (NOAA), даже при низких выбросах парниковых газов к 2100 году уровень моря с большой вероятностью поднимется как минимум на 30 см от значения 2000 года.

Если мировое сообщество никак не повлияет на объемы выбросов, то через 80 лет можно ожидать повышения уровня Мирового океана на 2,5 метра. Например, 80% территории Мальдивских островов находится на отметке в один метр над уровнем моря, то есть государство может вовсе уйти под воду.

Возможные сценарии повышения уровня моря в зависимости от выбросов парниковых газов (синий цвет — низкий уровень эмиссии, красный — экстремальный)

(Фото: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA))

Агрегатные состояния

Из всех веществ, существующих на Земле, только вода может иметь три принципиально разных агрегатных состояния: жидкое, газообразное и твердое. Благодаря трём агрегатным состояниям происходит круговорот воды в природе и жизнь на Земле. Рассмотрим подробнее каждое агрегатное состояние.

1. Жидкое (вода). В нормальных условиях вода является жидкостью. Образует мировой океан, реки, ручьи и т.д.
2. Газообразное (водяной пар) — это бесцветный газ, не имеет вкуса и запаха. Испаряется с поверхности океанов, рек, болот, почвы, растений и поступает в воздух или образуется путём кипения жидкой воды или сублимации из льда. Сублимация — переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя стадию плавления (перехода в жидкое состояние).
3. Твердое (лёд). При температуре от нуля и ниже вода превращается в лёд. В холодное время года он сковывает реки и лужи, выпадает в виде осадков: снежинок, града, инея, образует ледяные облака. Встречается в виде ледников и айсбергов.

Строение в различных агрегатных состояниях

Жидкая вода, лёд и водяной пар имеют один и тот же состав, но разные состояния.

Рассмотрим строение молекулы на изображении.

Многочисленные исследования ученых подтверждают, что по структуре вода и лед близки друг к другу. Структура льда – это решетчатый каркас. Структура воды зависит от содержания разных веществ, которые в ней растворяются, а также от нерастворимых соединений и некоторых других факторов.

В воде возникают структуры, которые стали называть «кластерами» — группа атомов или молекул, которые представляют собой единую структуру, но внутри имеют свои индивидуальные особенности.

При температуре близкой к точке замерзания, молекулы жидкой воды собираются в небольшие группы, практически так, как в кристаллах. При температуре близкой к точке кипения они располагаются более свободно.

Свойства

Вода — уникальный природный компонент, который обладает рядом свойств. Рассмотрим основные:

• не имеет цвета, запаха и вкуса;
• распространенный растворитель;
• обладает высоким поверхностным натяжением, уступая в этом только ртути;
• имеет большую теплоту испарения (используется для терморегуляции);
• чистая вода — хороший изолятор;
• обладает большой теплоёмкостью (увеличение тепловой энергии вызывает лишь сравнительно небольшое повышение ее температуры);
• плотность в разных диапазонах температур меняется неодинаково.

Существуют необычные свойства. Например, в твердом виде вода легче, чем в жидком. Лёд не тонет в воде. В твёрдом состоянии частички воды располагаются по порядку, между ними остается много свободного пространства. Когда лёд тает, активность частичек повышается, свободное пространство заполняется. Жидкая форма становится более тяжелой, нежели твердая.

Такая уникальная способность даёт возможность любому водоёму не замерзать по всей глубине. Даже при самом сильном морозе температура воды у дна не опускается ниже +4 ᵒС. Все живые существа (рыбы и другие) могут спокойно пережить самую суровую зиму подо льдом.

Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная. Это связано с большей скоростью испарения и излучения тепла.

Теплоемкость и некоторые другие физические свойства воды тоже зависят от температуры неодинаково. Другие виды жидкостей не имеют таких особенностей – чтобы какой-то один параметр менялся по-разному на разных порогах температуры.

Круговорот воды в природе

Вода образует водную оболочку нашей планеты – гидросферу.

Её делят на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и ледники, а также подземные водоёмы. Переходы H2O из одних частей гидросферы в другие составляют сложный круговорот воды на Земле

Круговорот воды в природе — это непрерывное движение воды в гидросфере Земли. В процессе этого обмена водная масса меняет агрегатное состояние: из жидкой или твердой превращается в газообразную и обратно.

Рассмотрим на примере.

• С поверхности океанов, морей, рек и суши вода в виде пара поднимается вверх.
• Высоко над землей он охлаждается и образует множество водяных капелек и льдинок. Из них образуются облака.
• В виде осадков вода возвращается на Землю.