Гидросфера

Гидросферой называют водную оболочку Земли. Мировой океан – главная часть гидросферы. Это непрерывная водная оболочка, окружающая сушу. Термин «Мировой океан» ввел в науку известный ученый-географ Ю.М. Шокальский (1856–1940).

Основные части гидросферы Земли и их соотношение в %

Мировой океан занимает 70,8% поверхности нашей планеты. Он делится материками на 4 океана: Тихий (50% площади), Атлантический (25%), Индийский (21%) и Северный Ледовитый (4%). Выделяется также Южный океан, омывающий берега Антарктиды. 1/5 своей площади он получает за счет Атлантического океана и по 2/5 от Тихого и Индийского. В результате такого «перераспределения» вод Мирового океана Южный океан выходит на 2-е место после Тихого. Однако многие ученые не согласны с выделением Южного океана, и в результате – вы найдете его на картах, но в сводных статистических таблицах обычно указывают характеристики только четырех океанов.

Общие сведения об океанах

Моря – это части океанов, более или менее отделенные от них сушей или подводными порогами, поднятиями дна. Балтийское море, например, является частью Атлантического океана, а Красное море – частью Индийского океана.

Те моря, которые незначительно вдаются в сушу, называются окраинными (Баренцево, Карское). Моря, далеко вдающиеся в сушу и соединяющиеся с океанами проливами, называются внутренними, например Средиземное, Балтийское.

Залив – это часть океана, моря или озера, вдающаяся в сушу, постепенно уменьшающаяся по ширине и глубине. Атлантический океан у берегов Европы образует Бискайский залив, у берегов Африки – Гвинейский, Северной Америки – Мексиканский и Гудзонов заливы, Южной Америки – залив Ла-Плата.

Проливы – суженные части Мирового океана, разделяющие участки суши. Так, например, Берингов пролив разделяет два материка – Евразию и Северную Америку; Гибралтарский пролив – Евразию и Африку. Магелланов пролив отделяет остров Огненная Земля от материка Южная Америка. Этим проливом плыл Фернан Магеллан во время своего кругосветного путешествия. 

Рельеф дна Мирового океана. Вдоль побережий материков тянется их подводная окраина – материковая отмель, или шельф. Ее глубины не превышают 200 м, а ширина может быть различной. Шельф – важнейшее место промысла рыбы и других морепродуктов, а также полезных ископаемых, прежде всего нефти и газа. Морской шельф на расстоянии 200 миль считается территорией прибрежного государства и его собственностью.

С глубины от 200 до 2500 м довольно круто идет материковый склон, который постепенно переходит в ложе океана. Ложе океана, подобно суше, имеет равнинные участки и горы, вершины которых иногда выступают над поверхностью океана в виде островов, а также впадины – желоба. Подводный рельеф изображается на картах изобатами (от греч. isos – равный и bathos – глубина).

Средняя глубина Мирового океана – 3700 м; наибольшая – 11022 м в Марианском желобе, расположенном в Тихом океане.

Донные отложения. Дно океанов и морей покрыто морскими осадками. По происхождению эти осадки бывают двух видов: материковые, т. е. смытые с суши (песок, глина, галька), и океанические, которые образуются в результате отмирания морских организмов. Океанические осадки накапливаются на дне в виде ила. Накопление происходит очень медленно.

Температура вод океана. Температура воды у поверхности океана распределяется зонально (см. карту в атласе). С глубиной она падает и глубже 1000 м становится равной +2...+3°С. На дне глубоководных впадин температура воды около 0°.

Соленость вод океана. В лито- и гидросфере содержится огромное количество легкорастворимых солей. Высвобождаясь при выветривании горных пород, они с током поверхностных и подземных вод выносятся в Мировой океан, бессточные внутриконтинентальные депрессии и вновь накапливаются в осадочных породах. В Мировой океан ежегодно с континентов поступает 2735 млн т солей, т. е. ежегодно с 1 км² суши удаляется в среднем 264 т солей. Именно поэтому во всех морях и океанах, а также бессточных озерах вода имеет горьковато-соленый вкус. В среднем в каждом литре морской воды содержится 35 г соли. Вода внутренних морей отличается по солености и температуре от воды океанов: в морях жаркого пояса повышенные температура и соленость, а в морях умеренного пояса, принимающих в себя большой сток пресных речных вод, соленость значительно ниже. Единица солености морской воды – промилле (от лат. promille – на тысячу) показывает, сколько весовых частей солей приходится на 1000 весовых частей воды и обозначается – ‰. В данном случае средняя соленость морской воды 35‰ (промилле).

Лед в Мировом океане. Температура замерзания у соленой океанической воды на 1-2 °С ниже, чем у пресной. Воды Мирового океана покрываются льдом только в полярных районах. Океанический лед может быть неподвижным (связанным с сушей) или подвижным (дрейфующие льды в Северном Ледовитом океане). Кроме того, встречаются льды, отколовшиеся от ледникового покрова суши. Такими «поставщиками» льда являются полярные острова и ледяной материк Антарктида. Айсберги (от голландского ice – лед, berg – гора) Антарктиды достигают иногда 100 км в длину. Обычно основная часть айсберга находится под водой, над поверхностью он возвышается на 70-100 м. Течения перемещают айсберги по океанам, где они постепенно тают.

Движение воды в океане

Волны на поверхности океанов образуются под действием ветра. Его порывы как бы вдавливают поверхность океана, образуя волны в среднем высотой 4-6 м.

Морские течения. Вода в Мировом океане перемещается. Горизонтальные перемещения масс воды в виде огромных потоков, движущихся по определенным постоянным путям (своего рода реки в океане), называются морскими течениями. Они образуются главным образом под влиянием постоянных ветров. Эти ветры заставляют воду перемещаться в определенном направлении. Одно из самых больших теплых океанских течений на Земном шаре начинается у берегов Центральной Африки в Атлантическом океане и называется Гольфстрим. Здесь по обе стороны от экватора дуют постоянные ветры от Африки к Америке. Есть в океане и холодные течения, как, например, течение Западных Ветров, совпадающее по направлению с постоянными западными ветрами. Океанские течения перераспределяют поглощенное солнечное тепло в горизонтальном направлении и влияют на климат прибрежных районов суши.

Приливы и отливы в Мировом океане возникают под действием гравитационных сил Луны и Солнца. Это периодические колебания уровня воды у побережий и в открытом море. Приливообразующая сила Луны почти в 2 раза больше приливообразующей силы Солнца. В открытом море величина прилива не более 1 м, в узких заливах – до 18 м. Частота приливов и отливов может быть полусуточная, суточная или смешанная.

Островом называется небольшая, по сравнению с материком, часть суши, со всех сторон окруженная водой. Самый крупный на Земном шаре остров Гренландия находится в Арктике. Он принадлежит Дании. По происхождению острова разделяются на две большие группы: материковые и самостоятельные.

Материковые острова представляют собой отделившиеся части материков. Примером таких островов могут служить острова Канадского Арктического архипелага, Гренландия, Мадагаскар, некоторые острова Океании: Новая Гвинея и Новая Зеландия; а также остров Шри-Ланка. Самостоятельные острова, в свою очередь, делятся на вулканические и коралловые. Примерами вулканических островов могут служить многие острова Океании, а также Гавайские. А яркий пример коралловых островов – Большой Барьерный риф в Австралии. Острова располагаются как одиночно, так и группами – архипелагами. Назовем примеры архипелагов: Филиппинские острова, Курильские острова, острова Канадского Арктического архипелага.

Полуостров – это участок суши, окруженный с трех сторон водой и с одной стороны соединяющийся с массивом суши (материком или крупным островом).

Растительный и животный мир океанов и морей богат и разнообразен. В их водах обитают самые крупные животные на Земном шаре – киты, тысячи видов рыб, морских водорослей, а также планктон – мельчайшие растительные и животные организмы. Эти организмы содержат много питательных веществ и являются хорошим кормом для китов и других морских обитателей.

Минеральные богатства океана. Морскую воду можно назвать жидкой рудой, так как в ней растворены многие вещества, которые широко используются человеком: поваренная соль, магний, бром и другие. Огромные запасы нефти и газа сосредоточены в зоне шельфа.

Судоходство. Морские каналы. Важное значение для судоходства имеют морские каналы: Суэцкий и Панамский. Второе место по размерам морских перевозок принадлежит Тихому океану, третье – Индийскому. В Тихом океане наиболее мощные грузовые потоки формируются у берегов Японии, США, Австралии; в Индийском океане – в Персидском заливе.

Воды суши. Объем всех поверхностных вод суши вместе с ледниковыми составляет около 25 млн км³, т. е. в 55 раз меньше объема океана. В озерах сосредоточено около 280 тыс. км³ воды; запасы почвенной влаги – 85 тыс. км³; в реках – 1,2 тыс. км³. По В.И. Вернадскому, в земной коре содержится 1,3 млрд км³ воды, но значительная ее часть химически связана с минералами. Подземные воды характеризуются различным химическим составом. По степени минерализации они могут быть как пресными, так и рассолами, содержащими более 35 г/л солей. Пресная вода гидросферы – источник жизни на Земле. Вода находится в реках, озерах, водохранилищах, ключах, родниках, подземных источниках, ледниках. Больше всего пресной воды хранится в ледниках. Самые мощные ледники находятся в Антарктиде. Толщина льдов там достигает 4 км.

Подземные воды – воды, находящиеся в порах, пустотах и трещинах горных пород в верхней части земной коры. Подземные воды образуются главным образом за счет просачивания в глубь земли дождевых и талых вод.

Реки составляют важнейшую часть гидросферы. Истоком реки, т. е. местом, где она начинается, может быть бьющий из-под земли родник, болото, озеро. В высоких горах реки, как правило, начинаются с ледников. Место впадения реки в другую реку, озеро или море называют устьем. Всякая река течет в понижении, которое тянется от истока реки до ее устья, – речной долине. Углубление в речной долине, по которой воды реки текут постоянно, называют руслом реки. Во время разлива, чаще всего весной, когда тает снег, река выходит из берегов и затопляет пониженную часть речной долины – пойму.

Река со всеми своими притоками, включая и реки, впадающие в притоки, образует речную систему. Местность, с которой река со своими притоками собирает воду, называется водосборным бассейном реки. Каждая река имеет свой бассейн. Граница между бассейнами рек называется водоразделом.

Территории материка, не имеющие стока в океан, называются бассейнами внутреннего стока. Территорию, воды с которой стекают в тот или иной океан, называют бассейном данного океана. Рассмотрим примеры. Реки Африки принадлежат к бассейнам Атлантического (Нил, Конго, Нигер) и Индийского (Замбези, Лимпопо) океанов. Протянувшиеся вдоль западного побережья Южной Америки горы Анды служат водоразделом между бассейнами Атлантического и Тихого океанов. Все крупные реки Южной Америки несут свои воды в Атлантический океан. Это самая многоводная река мира – Амазонка, а также Парана и Ориноко.

Рельеф местности влияет на направление и характер течения реки. Горные реки, как правило, имеют стремительное, бурное течение. Они текут в узких скалистых долинах с крутыми склонами. Так, например, река Колорадо, берущая начало в Скалистых горах Северной Америки, образует Большой каньон – глубокую и узкую долину с отвесными берегами.

Режим реки характеризуется расходом воды и стоком. Расход воды – это объем воды, протекающей через поперечное сечение потока в единицу времени (м\(^3\)/сек). Расход воды за определенный период времени – месяц, сезон, год – называют стоком. Самый большой годовой сток у Амазонки, он составляет 6930 км³.

Питание рек имеет различные источники. Оно бывает дождевое, снеговое, ледниковое, подземное. Большинство рек имеет смешанное питание.

Половодье – ежегодно повторяющееся в определенный сезон года увеличение объема воды в реке и сильный подъем ее уровня. Волга, например, разливается весной, когда тает снег, а вот Амур – летом, в период муссонных дождей. Летом также разливаются горные реки в связи с быстрым таянием ледников. К таким рекам относится Ганг в Индии, начинающийся в высокогорных районах Гималаев.

Половодье следует отличать от паводка. Паводок – внезапный подъем уровня воды в реке, вызванный выпадением сильных дождей, усиленным таянием снега или ледников.

Есть реки, которые бывают полноводными в течение всего года. К ним относятся реки влажного тропического пояса (Конго, Амазонка, Янцзы). В бассейнах этих рек круглый год выпадают обильные дожди.

Озера. Озером называется всякое большое по площади замкнутое природное углубление на поверхности Земли, заполненное водой. Самое большое озеро на Земле – Каспийское. Оно является озером, так как не связано с Мировым океаном. В России находится самое глубокое озеро на Земном шаре – Байкал (макс. глубина – 1620 м).

По способу образования котловин озера подразделяются на несколько типов:

- тектонические;

- вулканические;

- ледниково-тектонические, ледниковые;

- остаточные;

- запрудные;

- карстовые, термокарстовые; 

- лиманные; 

- старицы (старые русла рек).

Котловины тектонических озер возникли в результате горообразовательных процессов. Так, например, в разломах земной коры находится озеро Байкал, а также озера Танганьика и Ньяса в Африке, Титикака в Южной Америке. Есть вулканические, или кратерные, озера. Их озерные впадины расположены в кратерах потухших вулканов. Много таких озер на острове Ява, на Курильских островах, на Камчатке. Великие озера в Северной Америке имеют ледниковое происхождение; они образовались на месте впадин, углубленных ледниками. Запрудные, или плотинные, озера образовались в результате запруживания или частичного преграждения русла реки в результате обвала или осыпания горных пород в долину реки. Примером запрудного озера может служить Сарезское озеро на Памире. Остаточные озера представляют собой остатки больших морей (Каспийское, Аральское).

В поймах рек часто встречаются небольшие озера, представляющие собой остатки прежних речных русел. Их называют озерами-старицами.

Озера различаются также по происхождению водной массы: бывшие части Мирового океана, талые воды покровного оледенения, подземные воды, атмосферные осадки, реки.

Если из озера вытекает река, то такое озеро называется сточным.

Ледники – это движущиеся естественные скопления льда на земной поверхности. Они образуются из твердых атмосферных осадков там, где их количество превышает испарение и таяние. В ледниках заключено 69% всех запасов пресной воды на земле. Они занимают почти 11% суши. Различают горные ледники, венчающие вершины и склоны Гималаев, Памира, Тянь-Шаня и других гор и горных систем, и покровные. Основные районы скопления покровных ледников – Антарктида и Гренландия. Мощность льдов Антарктиды достигает 4 км.

Круговорот воды в природе. Водные ресурсы Земли

Мировой океан по праву называют накопителем тепла нашей планеты. Он принимает 2/3 всего тепла, приходящего на Землю от Солнца. Круговорот воды возможен благодаря солнечной энергии и способности воды легко переходить из одного состояния в другое. Рассмотрим последовательно стадии мирового круговорота. С поверхности океана вода непрерывно испаряется, переходя из жидкого состояния в газообразное. Поднимаясь вверх, водяной пар охлаждается, образуя облака, которые переносятся воздушными потоками. По мере подъема водяной пар охлаждается и конденсируется в верхних слоях воздуха, т. е. переходит из газообразного состояния в жидкое и выпадает на землю осадками в виде дождя, снега, града. Осадки, попадая на земную поверхность, частично просачиваются, частично стекают. Происходит заключительный этап мирового круговорота воды – сток поверхностных и подземных вод суши в Мировой океан. Поверхностные воды находятся в постоянном круговороте. Активно участвует в водообмене атмосферная влага. При объеме 14 тыс. км³ она образует за год 525 тыс. км³ осадков, выпадающих на Землю. Смена всего объема атмосферной влаги происходит каждые 10 суток или 36 раз в год. Медленнее всего возобновляются глубинные подземные воды – около 5000 лет. С поверхности Мирового океана ежегодно испаряется около 453 тыс. км³ воды. Процесс испарения воды и конденсация атмосферной влаги обеспечивают наличие пресной воды на Земле. Непрерывное перемещение воды под воздействием солнечной энергии называется мировым круговоротом воды.

Все звенья круговорота связаны между собой. Выпадение одного из них нарушает процесс круговорота и может привести к непоправимым последствиям. Так, установлено, что вырубка лесов на больших площадях приводит к увеличению стока воды в реки, а впоследствии к разрушительным наводнениям и паводкам. Загрязнение океана нефтью препятствует испарению воды, следовательно, снижает содержание влаги в атмосфере, уменьшая количество осадков и сток в океан. Количественным выражением влагооборота на Земле является водный баланс Земли, который определяется соотношением количества воды, поступающей на поверхность Земли в виде осадков, и количества воды, испаряющейся с поверхности суши и Мирового океана за определенный период времени.