Хімічні та фізичні процеси в гідросфері

Без води неможливо уявити появу і функціонування біологічного життя. Вода на планеті єдина речовина, що зустрічається у всіх трьох агрегатних станах газ, рідина, лід. Вона займає переважну площа земної поверхні і включає:

 

  • Океани, моря;
  • Прісноводні водойми;
  • Підземні води;
  • Льодовик і сніговий покрив;
  • Водяний газ в атмосфері.

 

 

Хімічні властивості гідросфери

Вся ця сукупність водних басейнів отримала назву гідросфери Землі. Розподіляється вода по резервуарах нерівномірно, левова частка припадає на Світовий океан.

 

  • Складова гідросфери Обсяг H2O, тис. Км3 Частка в загальній кількості води%
  • Океани і моря 1 370 000 94,0
  • Підземні води 60 000 4,2
  • Озера і річки 281,2 0,02
  • Льодовики і снежники 24 000 1,7
  • Пари в атмосфері 14 0,001

 

Вичерпно питання формування гідросфери поки не вирішене. Основна гіпотеза пов’язує її формування з поділом первинного космічного речовини при охолодженні до 100 ° С на рідку і газову фазу. Водяний газ конденсировался, утворюючи океани. Процес відбувався 3,8 мільярда років тому.

На користь цієї точки зору свідчить розбіжність змісту ізотопу О18 в морській воді і гірських породах. При виникненні гідросфери в результаті викиду водяної пари з надр Землі, про що свідчить конкуруюча точка зору, концентрація ізотопу була б приблизно однаковою.

Кругообіг води в природі

Найважливішим фізичним процесом в гідросфері є водооборот. Він є динамічною характеристикою, з’єднує в ціле різні явища, притаманні гідросфере.Круговорот води в природі

Під впливом сонячного випромінювання океан, і більш дрібні резервуари води нагріваються. Вона переходить в газову фазу і піднімається в атмосферу. На висоті водяна пара охолоджується і формує хмари. Хмари переносяться вітром по всій планеті. Надалі вода проливається на землю дощем або випадає у вигляді снігу, граду, дрібних крижинок як над сушею, так і над морями.

Деякі опади потрапляють в озера, відшкодовуючи втрати вологи. Дощі, зволожуючи сушу, дають воду, проникаючу в підземні води, які вливаються в океан, озера, річки. Це важлива стадія кругообігу, що підтримує рівень водойм цілий рік, в тому числі в посуху. Ще одна частина повертається вологи витягується з грунту рослинами, які з нею отримують необхідні речовини. Згодом крапельки вологи випаруються з листя.

Вода, яка повернулася з неба, знову випаровується, щоб повторити цикл, важливий для всього живого на землі, незліченну кількість разів. Безперервний шлях води океан – атмосфера – земля називається кругообігом води на планеті.

Людська діяльність внесла суттєві корективи в процес влагообмена за рахунок:

 

  • Загибелі лісів;
  • Осушення і меліорації земель;
  • Створення водосховищ;
  • Забору води на господарські потреби.

 

Мало змінюючи планетарний баланс, локально ці фактори призводять до справжнім екологічним катастрофам, що ілюструє доля Аралу. Серйозні проблеми приносить неконтрольований стік забруднених вод, що порушує режими випаровування.

Властивості води, і вплив гідросфери на природні процеси

В окрему оболонку Землі гідросфера виділена не стільки через свого гігантського масштабу (≈ 1,4 млрд км3), скільки внаслідок аномальних властивостей властивих сполуки водню і кисню. Без цих відхилень наша планета мала б інший вигляд, а життя не змогла б виникнути.

Густина. Щільність H2O як функція температури має унікальний характер. При 4 ° C щільність дистильованої води має максимум, не підкоряючись загальної залежності для речовин зменшувати щільність при нагріванні. Завдяки такій особливості важкий шар води, охолодженої до 4 ° С, занурюється на дно, виштовхуючи наверх легші. Вони при негативних температурах перетворяться в лід, який через малу теплопровідності не дозволить водного резервуару промерзнути повністю. Це зберігає життя мешканцям водойм.

Теплоємність. Вода за величиною питомої теплоємності поступається тільки аміаку і водню. Ця характеристика відповідає за здатність Світовим океаном акумулювати тепло, повільно нагріватися і охолоджуватися, що надає вирішальне значення на клімат планети. Температура океанічних вод трохи відрізняється на екваторі і полюсах (30 °).

Висока питома теплота плавлення. Цей показник згладжує перехідні періоди в середньо і шіроковисотних ареалах. Для фазових переходів рідка вода – лід потрібна пристойна енергія, що подовжує перетворення в часі.

Питома висока теплота пароутворення. Через це енергія сонця, витрачається на випаровування води, не допускаючи перегріву Землі. Перетворюючись з газу в рідину, енергія виділяється, трансформуючись в урагани.

Поверхневий натяг. Значна величина цієї фізичної характеристики волає брижі на водній гладі, що робить інтенсивним теплообмін між атмосферою і водною оболонкою.

У гідросфері, як ні в якій іншій сфері планети помітна роль гравітації. Завдяки цьому фундаментальному властивості матеріальних тіл відбуваються припливи і відливи. Так називають періодичні зміни рівня океанічних вод по вертикалі. Вони пов’язані з положенням Сонця і Місяця, обертанням Землі і характеристиками конкретного рельєфу місцевості.

Хімічні властивості гідросфери

Вода один з кращих розчинників, що визначає багато в чому хімічні процеси в гідросфері. У ній присутні неорганічні речовини і органічні сполуки. У хімічному складі води домінують 4 позитивно заряджених іона металів (Ca2 +, Na +, K +, Mg2 +). Серед інших елементів значення мають іони азоту, фосфору, кремнію, заліза, що впливають на локальні значення РН.

Існує класифікація води по мінеральному складу. Оптимальна для пиття вода містить 0,5 г / л солей. Концентрація катіонів Са і Mg визначає властивість, зване жорсткістю. У побутовому житті люди судять про це по накипу, труднощі з пранням, поганому змиванні мила.

У природі органічні сполуки знаходяться у воді в невеликій кількості. Вони з’являються вимиванням їх з грунтів і як продукти розпаду організмів. Гідросфера має здатність хімічними перетвореннями самоочищатися від забруднень, але межа міцності існує. Людству чекають непрості рішення щодо захисту гідросфери, перш за все океанів, озер, річок.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Рельєф Північної Америки