Водные ресурсы

1.          Общая характеристика водных ресурсов.                                                                 

Водная  оболочка земного  шара—океаны, моря, реки, озера— называется гидросферой. Она  покрывает 70,8% земной поверхности. Объем  гидросферы достигает 1370,3 млн. км3, что составляет 1/800 общего объема планеты 96,5% гидросферы сосредоточено в океанах и морях, 1,74% —в полярных и горных ледниках и лишь 0,45% —в пресных водах—реках, болотах и озерах .    

  Водная среда включает  поверхностные и  подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 338 млн. км³ - около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. км². Она примерно в 2,4 раза больше площади суши территории, занимающей 149 млн. км². Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд. км³) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру, примерно равную 3,7°С. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшается на глубине 50-60 метров.         

  Подземные воды  бывают солеными, солоноватыми (меньшей  солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру (более 30°С.). Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет всего лишь 2,7% общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. км³. томе того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. км³. К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 км³, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территории. При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией. Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впрочем, некоторые из них, например, коклюш, ветрянка, туберкулез, передаются через воздушную среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную среду Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.     
 

2. Водный баланс земли.           

  Чтобы представить,  сколько воды участвует  в круговороте,  охарактеризуем различные  части гидросферы. Более 94% ее составляет  Мировой океан.  Другая часть (4%) – подземные воды. При этом следует учесть, что большая их часть относится к глубинным рассолам, а пресные воды составляют 1/15 долю. Значителен также объем льда полярных ледников: с пересчетом на воду он достигает 24 млн. км., или 1,6% объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше – 230 тыс. км., а в руслах рек содержится всего лишь 1200 м. Воды, или 0,0001% всей гидросферы. Однако, несмотря на малый объем воды, реки играют очень большую роль: они, как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения, промышленности и орошаемого земледелия. Воды на Земле довольно много. Гидросфера составляет около 1/4180 части массы нашей планеты. Однако на долю пресных вод, исключая воду, скованную в полярных ледниках, приходится немногим более 2 млн. км., или только 0,15% всего объема гидросферы.  

3. Гидросфера как  природная система           

  Гидросфера –  это прерывистая  водная оболочка  Земли, совокупность  морей, океанов,  континентальных  вод (включая подземные)  и ледяных покровов. Моря и океаны занимают около 71% земной поверхности, в них сосредоточено около 96,5% всего объема гидросферы. Суммарная площадь всех внутренних водоемов суши составляет менее 3% ее площади. На долю ледников приходится 1,6% запасов воды в гидросферы, а их площадь составляет около 10% площади континентов.         

  Важнейшее свойство  гидросферы –  единство всех  видов природных  вод (Мирового  океана, вод суши, водяного пара  в атмосфере, подземных  вод), которое осуществляется  в процессе круговорота  воды в природе. Движущими силами этого глобального процесса служат поступающая на поверхность Земли тепловая энергия Солнца и сила тяжести, обеспечивающие перемещение и возобновление природных вод всех видов.   

   Под воздействием солнечного тепла вода в природе совершает непрерывный круговорот. Водяной пар, который легче воздуха, поднимается в верхний слой атмосферы, конденсируется в мельчайшие капельки, образующие облака из них вода возвращается на поверхность земли в виде осадков—дождя, снега. Выпадающая на поверхность земного шара вода частично поступает

непосредственно в природные водоемы, частично собирается в верхнем слое

почвы, образуя поверхностные  и грунтовые воды.   

  Испарение с поверхности  Мирового океана  и с поверхности  суши является  начальным звеном  круговорота воды в природе, обеспечивающим не только возобновление наиболее ценного его компонента – пресных воды суши, но и их высокое качество. Показателем активности водообмена природных вод служит высокая скорость их возобновления, хотя различные природные воды возобновляются (замещаются) с неодинаковой скоростью. Наиболее мобильный агент гидросферы – речные воды, период возобновления которых составляет 10-14 суток.         

  Преобладающая часть  гидросферных вод  сосредоточена в  Мировом океане. Мировой  океан – основное замыкающее звено круговорота воды в природе. Он отдает большую часть испаряющейся влаги в атмосферу. Водные организмы, населяющие поверхностный слой Мирового океана, обеспечивают возврат в атмосферу значительной части свободного кислорода планеты.         

  Огромный объем  Мирового океана  свидетельствует  о неисчерпаемости  природных ресурсов  планеты. Кроме  того, Мировой океан  является коллектором  речных вод суши, ежегодно принимая  около 39 тыс. м³ воды. Наметившееся в отдельных районах загрязнение Мирового океана грозит нарушить естественный процесс влагооборота в его наиболее ответственном звене – испарении с поверхности океана.      
 
 
 
 

4.   Мировой океан.  

  Средняя глубина  Мирового океана 3700 м., наибольшая –  11022 м. (Марианский  желоб). Объем вод Мирового океана, как было сказано выше, 1338000000 куб.км.    

  В морской воде  растворены почти  все известные  на Земле вещества, но в разных  количествах. Большинство  их из-за малого  содержания трудно  обнаружить. Основная  часть растворенных  в морской воде солей – хлориды (89%) и сульфаты (почти 11 %), значительно меньше карбонатов(0,5%). Поваренная соль (NaCl) придает воде соленый вкус, соли магния (MqCl) – горький. Общее количество всех солей, растворенных в воде, называется соленостью. Она измеряется в тысячных долях – промилле (%о).    

  Средняя соленость  Мирового океана  около 35 %о.    

  Соленость воды  в океане зависит  прежде всего от  соотношения количества  атмосферных осадков  и испарения. Понижают  соленость речные  воды и воды  тающих льдов.  В открытом океане распределение солености в поверхностных слоях воды (до 1500 м.) имеет зональный характер. В экваториальном поясе, где выпадает много осадков, она пониженная, в тропических широтах – повышенная.    

  Заметно различаются  по солености внутренние  моря. Соленость воды в Балтийском море до 11 %о, в Черном – до 19%о, а в Красном – до 42%о. Объясняется это разным соотношением прихода (атмосферные осадки, речной сток) и расхода (испарение) пресной воды, т.е. климатическими условиями. Океан — регулятор тепла

Самая высокая температура  у поверхности  воды в Тихом океане — 19,4 °С; Индийский  океан имеет 17,3 °С; Атлантический — 16,5 °С. При таких средних  температурах вода в  Персидском заливе регулярно  нагревается до 35 °С. С глубиной температура  воды, как правило, падает. Хотя бывают исключения, обусловленные поднятием глубинных теплых вод. Примером может служить западная часть Ледовитого океана, куда вторгается Гольфстрим. На глубине 2 км на всей акватории Мирового океана обычно температура не превышает 2-3 °С; в Северном Ледовитом океане она еще ниже.

Мировой океан — мощный накопитель тепла  и регулятор теплового  режима Земли. Если бы океана не было, средняя  температура поверхности  Земли составила  бы -21 °С, то есть была бы на 36° ниже той, которая имеется  в действительности.

Течения Мирового океана

Воды  океана находятся  в постоянном движении под воздействием различных сил: космических, атмосферных, тектонических  и др. Наиболее выражены поверхностные морские  течения, преимущественно  ветрового происхождения. Но весьма распространены 3 течения, возникающие из-за разной плотности масс. Течения в Мировом океане подразделяются по преобладающему в них направлению на зональные (идущие на запад и восток) и меридиональные (несущие воды на север и юг). Течения, идущие навстречу соседним, более мощным течениям, называются противотечениями. Специально выделяют экваториальные течения (вдоль экватора). Течения, изменяющие свою силу от сезона к сезону, в зависимости от направления прибрежных муссонов, называются муссонными.

Самое мощное во всем Мировом океане — Циркумполярное, или Антарктическое, круговое течение, обусловленное сильными и устойчивыми западными ветрами. Оно охватывает зону в 2500 км по ширине и километровые толщи по глубине, пронося каждую секунду около 200 млн. т воды. Для сравнения — крупнейшая река мира Амазонка несет лишь около 220 тыс. т воды в секунду.

В Тихом океане наиболее сильно Южное пассатное  течение, направляющееся с востока на запад, со скоростью 80-100 миль в сутки. К северу от него находится  противотечение, а еще северней — Северное пассатное течение с востока на запад. Зная направление течений, местные жители издавна использовали их для своих передвижений. Вслед за ними воспользовался этим знанием и Т. Хейердал для своего знаменитого путешествия на   «Кон-Тики». Аналоги пассатных (буквально «благоприятствующих переезду») течений и противотечений имеются в Индийском и в Атлантическом океанах.

Из  меридиональных течений  наиболее известны Гольфстрим и Куросио, которые  переносят соответственно 75 и 65 млн. т воды в секунду.

Для многих районов Мирового океана (западные берега Северной и Южной  Америки, Азии, Африки, Австралии) характерен апвеллинг, который  может быть вызван ветровым сгоном поверхностных  вод от берега. Поднимающиеся  глубинные воды нередко  содержат большое количество питательных веществ, и места апвеллинга связаны с зоной высокой биологической продуктивности.

Роль  океана в жизни  людей

Трудно  переоценить роль Мирового океана в  жизни человечества. Он во многом определяет лик планеты в  целом, в т. ч. ее климат, круговорот воды на Земле. В океане пролегли жизненно важные водные пути, соединяющие материки и острова. Колоссальны его биологические ресурсы. В Мировом океане обитает более 160 тыс. видов животных и около 10 тыс. видов водорослей. Ежегодно воспроизводимое количество промысловых рыб оценивается в 200 млн. т, из них примерно 1/3 вылавливается. Более 90% мирового улова приходится на прибрежный шельф особенно в умеренных и высоких широтах Северного полушария. Доля Тихого океана в мировом улове — около 60%, Атлантического — около 35%.

Шельф Мирового океана располагает  огромными запасами нефти и газа, крупными запасами железо-марганцевых  руд и других полезных ископаемых. Человечество еще только приступает к использованию  энергетических ресурсов Мирового океана, в т. ч. энергии приливов. На Мировой океан приходится 94% объема гидросферы. С опреснением морских вод связывают решение многих водных проблем будущего.

К сожалению, человечество не всегда разумно  пользуется природными ресурсами Мирового океана. Во многих районах истощены его биологические ресурсы. Значительная часть акватории загрязнена отходами антропогенной деятельности, в первую очередь, нефтепродуктами.  

5.    Воды суши.      

  К водам суши  относятся воды, реки, озера, болота, ледники.  Они содержат 3,5% общего  количества вод  гидросферы. Из них  лишь 2,5% - пресные  воды.      

  Подземные воды  находятся в толщах  горных пород верхней  части земной коры  в жидком, твердом  и парообразном состоянии. Основная их масса образуется вследствие  просачивания с поверхности дождевых,  талых  и речных вод.       

  По условиям залегания  подземные воды  подразделяются на: