§ 29. Состав и строение гидросферы

Единая непрерывная водная оболочка Земли, объединяющая воды Мирового океана, воды суши, воду в атмосфере и в живых организмах, общий объём которой составляет около 1,4 млрд км³.

• 1. Распространение и планетарный масштаб — покрывает почти 3/4 (около 71%) поверхности земного шара; практически вся практическая деятельность человека проходит на суше, но гидросфера определяет условия жизни на всей планете.
• 2. Компонентный состав — включает солёные воды океанов и морей (96,4% от общего объёма гидросферы), воды суши (ледники — 1,86%, подземные воды — 1,71%, реки, озёра и болота — менее 0,02%), а также воду в атмосфере и живых организмах (менее 0,01%).
• 3. Агрегатные состояния — вода на планете одновременно существует в трёх фазовых формах: жидком (более 98% массы гидросферы), твёрдом в виде ледников и снежного покрова (менее 2%) и газообразном в виде водяных паров атмосферы (доли процента).
• 4. Соотношение солёных и пресных вод — подавляющая масса воды на Земле солёная; доля пресной воды составляет менее 3% от объёма жидкой воды (с минерализацией менее 1 г на 1 л), причём её основная масса законсервирована в ледниковых щитах Антарктиды и Гренландии.
• 5. Физико-химические свойства воды — медленно нагревается и медленно остывает (аккумулятор солнечного тепла), расширяется при замерзании (лёд легче жидкой воды и плавает на поверхности, предохраняя водоёмы от промерзания до дна) и служит универсальным природным растворителем.

Непрерывный замкнутый планетарный процесс перемещения воды в атмосфере, гидросфере, биосфере и земной коре, сопровождающийся её фазовыми переходами в газообразную, жидкую и твёрдую формы.

• 1. Движущие силы процесса — приводится в действие лучистой энергией Солнца (испарение воды и нагрев воздушных масс) и силой земной гравитации (выпадение атмосферных осадков, поверхностный речной сток и глубинное подземное просачивание).
• 2. Малый и большой круговороты — малый круговорот воды совершается над Океаном (испарение влаги — образование облаков — выпадение осадков обратно в Океан); большой круговорот переносит водяной пар воздушными потоками на материки, где вода выпадает осадками, питает ледники, озёра, реки и подземные горизонты и затем возвращается стоком в Мировой океан.
• 3. Скорость обновления водных масс — различные части гидросферы обновляются с разной периодичностью: вода в живых организмах сменяется за несколько часов, в атмосфере — за 7–9 дней, в руслах рек — от нескольких недель до месяцев, в озёрах — за десятки и сотни лет, в Мировом океане — за 3000 лет, в полярных ледниках — за десятки тысяч лет, а в глубоких подземных водоносных пластах — до нескольких миллионов лет.
• 4. Биосферное и геологическое значение — связывает воедино все оболочки Земли, формирует поверхностный рельеф (водная эрозия, оврагообразование, карст), опресняет воду суши, переносит тепло от экватора к полюсам и обеспечивает биохимические процессы всех живых организмов.

• Состав гидросферы: гидросфера — это единая водная оболочка Земли суммарным объёмом около 1,4 млрд км³, покрывающая почти 3/4 поверхности планеты. Она состоит из трёх основных звеньев: вод Мирового океана и морей (96,4% объёма), вод суши (ледники — 1,86%, подземные воды — 1,71%, реки, озёра и болота — менее 0,02%), а также воды в атмосфере и живых организмах (менее 0,01%). При этом более 98% гидросферы представлено жидкой водой, менее 2% — твёрдой (снег и лёд), а доли процента — водяным паром. Менее 3% жидкой воды Земли является пресной;
• Процессы с водой в природе: вода является главным связующим звеном всех геосфер Земли, непрерывно совершая тепло- и влагообмен между ними. Она фильтруется в литосферу, растворяет горные породы, входит в состав атмосферных облаков, формирует биомассу живых организмов (до двух третей массы тела человека). Вода обладает ключевыми свойствами: огромной теплоёмкостью (медленно нагревается и остывает), расширением при замерзании и высокой способностью растворять химические соединения;
• Механизм Мирового круговорота воды: под действием солнечного тепла вода испаряется с поверхности Океана, поднимается в атмосферу и конденсируется в облака. Часть влаги сразу возвращается в Океан с дождями, а часть ветры переносят на континенты, где выпадают осадки, питающие реки, озёра, ледники и грунтовые воды. Вместе с речным и подземным стоком вода возвращается обратно в Океан, замыкая глобальный цикл.

• Определение: гидросфера — это единая водная оболочка Земли, объединяющая всю воду планеты во всех её агрегатных состояниях (жидком, твёрдом и газообразном);
• Состав гидросферы согласно рисунку 69 учебника:
• Воды океанов и морей — 96,4% (составляют основную массу гидросферы в виде солёной воды);
• Воды суши — около 3,59% суммарно, где наибольший объём занимают ледники (1,86%) и подземные воды (1,71%), в то время как реки, озёра и болота вместе взятые составляют менее 0,02%;
• Вода в атмосфере и живых организмах — менее 0,01% общего объёма планетарной воды, однако играет колоссальную роль в круговороте веществ и поддержании жизни.

Значение Мирового круговорота воды носит жизненно важный планетарный характер:

• Связь оболочек Земли: обеспечивает непрерывный обмен веществом, энергией и теплом между литосферой, атмосферой, гидросферой и биосферой;
• Источник пресной воды: при испарении морская вода естественным образом опресняется (соли остаются в океане), а на континенты выпадает чистая пресная вода, необходимая для питья, сельского хозяйства и жизни суши;
• Регуляция климата: испаряясь и конденсируясь, влага перераспределяет солнечное тепло между экваториальными и полярными областями, предохраняя Землю от резких температурных перепадов;
• Преобразование земной поверхности: поверхностные текучие воды размывают горные породы, формируют речные долины, каньоны и овраги, а подземные воды выщелачивают карстовые пустоты и пещеры;
• Поддержание жизни биосферы: вода постоянно циркулирует через ткани растений и животных, питая клетки и участвуя в фотосинтезе и обмене веществ.

Правильный ответ: а) поверхностных вод суши, вод Мирового океана, воды в атмосфере, подземных вод, ледников.

Обоснование: Понятие гидросферы охватывает абсолютно все формы накопления и циркуляции воды на планете. В неё входят поверхностные воды суши (реки, озёра, болота), глубинные подземные воды в земной коре, твёрдые покровы ледников, гигантские массы Мирового океана, а также влага атмосферы и живых организмов. Варианты б) и в) являются ошибочными из-за неполноты перечня компонентов (не упомянуты подземные воды, ледники или атмосферная влага).

Правильный ответ: б) 96,4 %.

Обоснование: Согласно диаграмме распределения воды на Земле (рис. 69 на стр. 98 учебника), на долю океанов и морей приходится подавляющая часть гидросферы — ровно 96,4%. Ледники составляют 1,86%, подземные воды — 1,71%, а реки, озёра и болота — менее 0,02%. Варианты а) и в) соответствуют долям других водных объектов.