Гидросфера

Физическая география

Физическая география

Физическая география это отрасль естествознания, которая занимается изучением процессов и закономерностей в природной среде, такой как атмосфера, гидросфера, биосфера и геосфера. Физическая география делится на несколько областей.

Геоморфология

Геоморфология — область, связанная с пониманием поверхности Земли, и процессов, благодаря которым она формируется как в настоящем, так и в прошлом. Геоморфология в свою очередь делится на несколько других направлений, которые изучают уже конкретные формы рельефа — к примеру, существует пустынная геоморфология или речная. Но все эти направления имеют общие процессы и методы, которые объединяют их в одну дисциплину. Геоморфология стремится понять историю и динамику рельефа и прогнозировать будущие изменения с помощью комбинации полевого наблюдения, физического эксперимента и численного моделирования (геоморфометрия).

Гидрология

Гидрология — область, которая изучает воду в любом ее проявлении и в любом месторасположение. Таким образом настоящая дисциплина охватывает воду в реках, озерах, водоносных горизонтах и, в некоторой степени, ледниках. Наука изучает все процессы и динамику развития этих водоемов.

Биогеография

Биогеография — наука, которая изучает географические закономерности распределения животных видов и процессы, которые влияют на формирование подобных закономерностей. Биогеография возникла как область исследований в результате работы Альфреда Рассела Уоллеса, хотя область до конца двадцатого века в основном рассматривалась как историческая с точки зрения перспективы и описательная с точки зрения подхода.

Климатология

Климатология — область, которая изучает климат. Дисциплина изучает все процессы и явления, связанные с погодными условиями в различные периоды времени. Климатология изучает как природу микро (локального), так и макро (глобального) климата, а также природные и антропогенные воздействия на них. Ориентируется на долгосрочное прогнозирование погоды.

Метеорология

Метеорология — область, которая исследует атмосферу и фокусируется на прогнозировании на краткосрочный период. Метеорологические явления —это наблюдаемые погодные явления, которые освещают и объясняются наукой о метеорологии.

Почвоведение

Почвоведение — область, которая направлена на изучения почв в их естественной среде. В основном занимается педогенезом, морфологией почвы, классификацией почвы.

Палеогеография — область, которая изучает материалы в стратиграфической записи, чтобы понять формирование континентов в их географическом развитии.

Прибрежная география

Прибрежная география — область, изучающее динамическое взаимодействие между океаном и сушей. Направление включает как физическую географию, так и человеческую.

Океанография

Океанография — область, которая изучает моря и океаны на поверхности Земли. Охватывает широкий круг вопросов, включая морские организмы и динамику экосистем (биологическая океанография); океанические течения, волны и динамику геофизической жидкости (физическая океанография); тектонику плит и геологию морского дна (геологическая океанография); и потоки различных химических веществ и физических явлений, происходящих в океане и вблизи его границ (химическая океанография).

Геоматика

Геоматика — область, которая отвечает за технологическое развитие географии, то есть за распространение информации, интерпретацию полученных данных и их хранение.
Четвертичная геология — область, отвечающая за изучение последних 2,6 миллионов лет существования Земли, с целью понимания последних экологических изменений.

Элементы водной оболочки Земли

Размер гидросферы поражает воображение, и я решила тщательнее рассмотреть ее состав.

Мировой океан образует большую часть гидросферы ― 96%. Вода соленая и абсолютно не пригодная для питья, но именно в океанах и морях обитает больше живых организмов, чем на суше.

К континентальным относятся воды рек, озер, болот, подземные воды и ледники (составляют 3,5% запасов воды на планете). Вода преимущественно пресная, но ее объемы довольно малы ― 2,5%. Вечную мерзлоту и ледники часто называют криосферой.

Вода в атмосфере представлена в 3-х агрегатных состояниях:

• жидком (капли дождя);
• газообразном (пар);
• твердом (снежинки, град).

Масса воды в атмосфере относительно невелика — 0,001%, но она имеет колоссальное значение для живых организмов.

Часть гидросферы присутствует в каждом живом организме (вода составляет 80–90% индивидуумов) и является основой жизни для многих существ: утрата 10–20% запасов воды приводит к их гибели.

Основные проблемы гидросферы

Несмотря на огромную пользу и незаменимость, гидросфера в современных условиях столкнулась со следующими проблемами:

• загрязнение водных ресурсов — сюда можно отнести загрязнение сточными водами, продуктами нефтепереработки и промышленным мусором. В результате действий человека часть ресурсов со временем может прийти в негодность;
• снижение запасов пресной воды — всего на долю пресной воды приходится порядка 4% гидросферы. Многие страны и регионы уже столкнулись с нехваткой пресной воды. Именно поэтому на сегодняшний день огромное значение уделяется вопросу очистки и переработки воды, а также ее рационального использования. Усугубить проблему может быстрый рост населения;
• повышение уровня морских вод — это относительно новая проблема, связанная с повышением температуры окружающей среды. В результате происходит таяние ледников и снежных шапок. Данная проблема чревата затоплением множества территорий;
• изменение количества осадков — снижение уровня осадков может привести к опустыниванию некоторых регионов. Повышение температуры поверхности морей может спровоцировать невероятные по своей мощи ураганы, которые приведут не только к большим разрушением, но и огромным человеческим жертвам.

Человек оказывает огромное влияние на гидросферу. В большинстве случаев оно носит негативный характер. Антропогенное воздействие на гидросферу растет пропорционально научно-техническому прогрессу. Человеческая деятельность уже привела к многочисленным проблемам, среди которых особое место занимает ухудшение качества воды в реках, озерах и морях, что ведет к гибели их обитателей. Также снижение качества пресной воды делает ее непригодной для дальнейшего употребления. Иссушение естественных водоемов рано или поздно окажет влияние на атмосферу, приведет к снижению количества осадков и изменению климата.

Ученые до сих пор спорят о происхождении гидросферы. Одной из теорий является теория «горячего начала». Согласно ей, изначально наша планета представляла собой раскаленный шар, который постепенно остывал. В результате данного процесса образовывался пар, из которого выделилась вода. Узнать точное происхождение мировых вод невозможно, однако их роль в нашей жизни остается одной из самых важных.

Эволюция и развитие

Земля сформировалась из огромного газопылевого облака под влиянием сил гравитации. Считается, что в этих частицах уже находились элементы, из которых в дальнейшем образовалась вода. Под влиянием термических процессов, происходивших в глубинах молодой планеты, вода, заключенная в твердых элементах, высвобождалась и постепенно перемещалась на поверхность. Таким образом сформировался первичный океан, который покрывал собой всю поверхность Земли. С течением времени геологическая активность земной коры привела к формированию первых вулканических островов, из которых впоследствии образовались континенты.

Первичный океан был довольно горячим, а значит он быстро испарялся, уходя в атмосферу. Вода, накапливаясь в облаках, вновь выпадала на землю, но она была уже пресной. Эти пресные воды — результат выпадения осадков — накапливались в углублениях первых континентов, а также в почве, образуя собой и другие источники (такие как реки, озера, подземные воды).

По мере стабилизации температурных условий, когда в определенных участках (например, в районах полюсов) наблюдалось значительное снижение температуры, вода в этих регионах стала оледеневать, в результате чего сформировались современные ледники.

Какой будет гидросфера в будущем

Деятельность человека оказывает непосредственное влияние на все процессы, происходящие на планете, в том числе и на гидросферу. Считается, что непомерное использование природных источников воды негативно сказывается на процессе ее круговорота. В результате этого гидросфера может стать в будущем крайне нестабильной. Например, в некоторых регионах будут возникать длительные засухи (даже если сейчас это не является характерным), другие же, напротив, будут страдать от чрезмерных осадков.

Имеет место и такое неблагоприятное явление? как опреснение соленых источников. В результате вливания пресных вод (в основном это происходит из-за обильного таяния ледников), меняются подводные течения, а это может сказаться на климатических условиях Земли, ее атмосферном состоянии, в частности, привести к новому ледниковому периоду.

Что такое гидросфера

Как уже упоминалось выше, под понятием гидросферы подразумевается вся совокупность жидкости на Земле во всех ее агрегатных состояниях, на поверхности и под землей, а также внутри всех живых организмов.

Сюда включается также и атмосферная влага, которая формирует облака, участвует в массе важнейших процессов. Поэтому нельзя путать это обширное понятие с просто водой, находящейся в Мировом океане или континентальных реках и озерах.

Такое название этой части геосферы ей дали еще в старые времена – с греческого «гидро» значит вода

Каждый грамотный человек должен знать основные ее части, понимать важность этого образования не только для живой, но и для неживой природы

Особенности состава гидросферы изучаются еще в школе, но многие к началу взрослой жизни успевают все это успешно забыть, поэтому будет полезно обновить знания по данному вопросу в своей голове.

Если говорить в цифрах, то масса всей жидкости на планете во всех ее формах равняется 1,46*1021 килограммам. При этом объем составляет 1,4 миллиардов кубических сантиметров. Наибольший процент от всего объема гидросферы приходится на океаны – около 95%.

Оболочки Земли

Планета Земля – сложная система, в состав которой входят 4 оболочки, это:

• литосфера (твердая оболочка);
• гидросфера (водная составляющая);
• биосфера (все живые существа, начиная от самых простых и многочисленных – бактерий, до более сложных – животных и людей);
• атмосфера (воздушная оболочка, защищающая планету от солнечной радиации, позволяющая живым организмам дышать).

Литосфера

Литосфера – самая твердая оболочка планеты. В ее состав входят поверхностные горные породы, литосферные плиты, из которых состоит земная кора, а также верхний слой недр Земли – мантия.

Выделяют 2 типа литосферы:

1. Океаническая литосфера состоит из океанических пород, которые имеют большую плотность по сравнению с континентальными.
2. Континентальная литосфера в свою очередь отличается большей толщиной. Это различные горные массивы, возникающие на участках суши.

Данная оболочка проявляет тектоническую активность, так как она состоит из отдельных плит, которые находятся в постоянном движении и взаимодействии друг с другом. Благодаря этому происходит формирование современного ландшафта.

Гидросфера

В состав водной оболочки Земли — гидросферы — входит вся вода, которая имеется на планете.

Она представлена в различных агрегатных состояниях:

• жидком;
• твердом;
• газообразном.

Наибольшее количество воды содержится в океанах и ледниках, значительное количество воды расположено и под земной поверхностью, в недрах планеты.

Гидросфера имеет циклический характер, вода постоянно перемещается, переходя из одного агрегатного состояния в другое. Лед тает, становясь жидкой водой, которая со временем испаряется, приобретая форму водяного пара. Этот пар накапливается в виде облаков, а потом выпадает на землю в виде осадков.

Биосфера

Биосфера – живая оболочка планеты, считается самой разнообразной и масштабной. Живые организмы присутствуют повсюду: и на поверхности, и глубоко в недрах, и на океанских глубинах.

Основной ареал обитания живых организмов ограничивается от 500 м ниже уровня моря и до 6 км выше него.

В состав биосферы входят как простые организмы (в частности, бактерии, сформировавшиеся более 3.5 млрд лет назад), так и более сложные (растения, животные, люди).

Атмосфера

Атмосфера имеет не менее важное значение, чем другие планетарные системы. Она представляет собой совокупность газов, которые силами гравитации удерживаются вокруг планеты, окутывают ее, защищая биосферу от солнечной радиации и других опасных воздействий из космоса

Атмосфера имеет различную плотность. Вблизи планеты она наиболее плотная и насыщенная, однако по мере удаления атмосфера становится более разреженной. В состав системы входят различные газы. Самыми распространенными среди них считается азот и кислород. Аргон, углерод и другие газообразные элементы встречаются в гораздо меньшем количестве.

Мировой океан.

К мировому океану относится всё водное пространство, 70% от поверхности Земли. Делится на четыре океана – Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый. 

Моря – части океанов, отделенные сушей. Различают:

• внутренние (которые глубоко вдаются в глубь материка, например Белое);
• окраинные (прилегающие к материку с одной стороны, а с другой сообщающиеся с океаном, например Баренцево).

Залив – часть моря или океана, которая имеет связь с океаном и граничит с сушей. В зависимости от размера имеет названия бухта (небольшой залив) и фьорда (глубокий, длинный залив с обрывистыми берегами). 

Проливы – водные пространства, соединяющие два океана.

Соленость морей и океанов

Соленость – это количество грамм соли растворенной в одном литре воды, измеряется в промилле. Зависит соленость от глубины океана и соотношения атмосферных осадков к испарению.

78% всего количества солей составляет натрий хлор, который придает воде соленый вкус, 11% магний хлор, который придает воде горький вкус, 11% — другие вещества. 

Морские течения 

Морским течением называют водное перемещение. Причины таких перемещений могут быть разные. По происхождению течения делятся на:

• Ветровые (вызываются действием сезонных ветров);
• Дрейфовые (вызваны постоянными ветрами);
• Сточные (появляются из-за разницы в уровнях воды в разных частях океана);
• Конвекционные(плотностные) (распределяют равномерно плотность океанической воды);
• Компенсационные (возмещает отток воды);
• Приливно-отливные (периодические течения, зависящие от притяжения Луны).

По теплоте воды, течения делятся на теплые, холодные и нейтральные. А по периодичности появления на кратковременные, периодические и постоянные. 

Суша в океане

Суша в океанах существует в двух видах: острова и полуострова.

1. Острова – небольшие участки суши, полностью окруженные водой. По происхождению делятся на материковые (часть материка, отделенная морем), коралловые (образованные скелетами отмерших коралловых полипов) и вулканические (образованные впоследствии извержений вулканов на дне моря).
2. Полуострова – участки суши, частично окруженные водой. Различают отчленившиеся (являющиеся продолжением материка и причленившиеся (не имеющие ничего общего с материков в геологическом смысле).

Несмотря на то, что вода составляет большую часть площади Земли, воды, пригодной для питья не так много. В основном, а точнее 94% всей воды, принадлежит Мировому океану. Воды Мирового океана содержат соли, из-за которых её нельзя пить. Большая часть оставшейся пресной воды находится в грунтовых водах и ледниках. В легкодоступных для человека реках и озерах менее 1% пресной воды. Так что берегите воду. Не забывайте закрывать за собой кран и не тратьте воду напрасно, ведь у человечества её не так много.

Рис. 2. Гидрологический цикл

Причина, по которой земли не ушли под воду и не завяли растения – круговорот воды в природе, или как его ещё называют – гидрологический цикл. Рассматривая схему протекания гидрологического цикла можно начинать из любой точки, ведь откуда не начни, цикл приведет в исходное место. Мы начнем с испарения воды из морей и океанов. Под действием солнечного света вода нагревается и медленно начинает испаряться в атмосферу, в которой присутствует в виде водяного пара. Как показано на рисунке, вода испаряется не только из морей и океанов, но и из поверхности земли.  На протяжении дней и недель, вода испаряется, накапливаясь в виде облаков. Благодаря ветру, который переносит облака из одного место на другое, вода продолжает путь и переносится к горам. Выпадают осадки, и вода попадает обратно в реки, ледники и грунтовые воды. Откуда заново начинает путь. Этот цикл занимает 20 км поверхности, поднимаясь до 15 км в атмосферу, и до 5 км вглубь.

Гидрологический цикл не только поддерживает процент воды, но и влияет на влажность окружающей среды. Влажность является движущей силой штормов и отвечает за разделение электрического заряда, что приводит к молнии. Молнии в свою очередь могут привести к пожарам в лесах. Вот так велико значение круговорота воды в природе.

Значение гидросферы

Гидросфера играет важную роль для всего человечества. Водные ресурсы являются транспортом, источником электрической энергии и служат составляющими разнообразной сырьевой базы.

Гидросфера участвует в процессах формирования природной среды планеты. С её участием разрушаются каменные глыбы, растворяются органические соединения, происходит активизация процессов почвообразования. Наличие воды является необходимым условием для миграции большинства соединений и химических элементов.

Гидросфера — основа геологического и биологического круговорота веществ и воздействует на атмосферные процессы. Она участвует в нагревании и охлаждении воздушных масс, а также стабильно насыщает их влагой. Гидросфера является основным участником, формирующим климат и погоду на планете.

Водная среда необходима в процессе жизнедеятельности флоры и фауны, участвует в добыче подводных залежей руды и нефти. Большая часть производственной и хозяйственной деятельности человека основана на водных ресурсах. Гидросфера является важнейшим гарантом защиты всей планеты от перегрева и позволяет предотвратить глобальный термодинамический кризис.

Общая характеристика литосферы.

Термин «литосфера» был предложен в 1916 году Дж. Барреллом и вплоть до 60-х гг. двадцатого столетия выступал синонимом земной коры. Затем было доказано, что в состав литосферы входят также и верхние слои мантии мощностью до нескольких десятков километров.

В строении литосферы выделяются подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Мощность литосферы варьируется от 5 до 200 км. Под континентами толщина литосферы меняется от 25 км под молодыми горами, вулканическими дугами и континентальными рифтовыми зонами до 200 и более километров под щитами древних платформ. Под океанами литосфера более тонкая и достигает минимальной отметки в 5 км под , на периферии океана, постепенно утолщаясь, доходит до 100-километровой толщины. Наибольшей мощности литосфера достигает в наименее прогретых областях, наименьшей – в наиболее жарких.

По реакции на длительно действующие нагрузки в литосфере принято выделять верхний упругий и нижний пластичный слой. Также на разных уровнях в тектонически активных областях литосферы прослеживаются горизонты относительно пониженной вязкости, для которых характерны пониженные скорости сейсмических волн. Геологи не исключают возможности проскальзывания по этим горизонтам одних слоёв относительно других. Это явление получило название расслоенности литосферы.

Наиболее крупными элементами литосферы являются литосферные плиты с размерами в поперечнике 1–10 тыс. км. В настоящее время литосфера разделена на семь главных и несколько малых плит. Границы между плитами проводятся вдоль зон наибольшей сейсмической и вулканической активности.

Границы литосферы.

Верхняя часть литосферы граничит с атмосферой и гидросферой. Атмосфера, гидросфера и верхний слой литосферы находятся в прочной взаимосвязи и частично проникают друг в друга.

Нижняя граница литосферы располагается над астеносферой – слоем пониженной твёрдости, прочности и вязкости в верхней мантии Земли. Граница между литосферой и астеносферой нерезкая – переход литосферы в астеносферу характеризуется уменьшением вязкости, изменением скорости сейсмических волн и увеличением электропроводности. Все эти изменения происходят вследствие повышения температуры и частичного плавления вещества. Отсюда и основные методы определения нижней границы литосферы – сейсмологический и магнитотеллурический.

Интересные факты о гидросфере

Гидросфера полна удивительных фактов, перечислить все из них просто невозможно. Это касается и информации об океанах, морях и реках, и об озерах, действующих в океане течениях, имеющихся ледниках и многом другом. Еще школьная география начинает знакомить нас с такими данными, но они оказываются очень неполными.

Озеро Байкал

Обратим внимание на такие интересные факты:

1. Самая большая и полноводная река на планете – Амазонка, которая находится в Южной Америке. На нее приходится около 15% всей речной воды на Земле.
2. Наибольшее количество озер имеется на территории Швеции.
3. Если вода будет слишком соленой, то жизнь в ней не сможет существовать. Яркий пример – Мертвое море в Израиле.
4. 20% запасов всей пресной воды на планете хранит в себе глубочайшее озеро Байкал в России.
5. Экологические памятники из области гидросферы дополняет озеро Синевир, в котором даже на глубине 20 и больше метров видно дно и маленькие камушки на нем.

Это интересно: процент пресной воды достаточно небольшой, она занимает существенно меньшую часть гидросферы, чем соленая. Ученые уже сейчас говорят о том, что в ближайшие лет 50 человечество столкнется с нехваткой пресной воды.