Водная оболочка Земли – гидросфера.
Дидактическая цель: создать условия для первичного усвоения, осознания и осмысления новой учебной информации средствами технологии развивающего обучения.
Цели по содержанию.
Образовательные : способствовать формированию знаний о гидросфере, как
оболочке Земли, её составных частях, Мировом круговороте
Воды в природе.
Развивающие: создать условия для развития познавательной активности,
интеллектуальных и творческих способностей учащихся;
способствовать развитию умений выделять, описывать и
объяснять существенные признаки основных понятий темы;
способствовать развитию навыков самостоятельной работы с
географическими текстами, учебником, географической картой, с
материалами мультимедийной презентации, схемами, делать
обобщения и выводы.
Воспитательные : способствовать воспитанию географической культуры,
культуры учебного труда, чувства ответственности, бережного
отношения к окружающей среде, способствовать развитию
коммуникативных умений; развивать интерес к изучаемому
предмету.
Планируемые результаты.
Личностные : осознание ценности географических знаний, как важнейшего компонента научной картины мира.
Метапредметные: умение организовывать свою деятельность, определять ее цели и задачи, умение вести самостоятельный поиск, анализ, отбор информации, умение взаимодействовать с людьми и работать в коллективе; высказывать суждения, подтверждая их фактами; овладение практическими умениями работы с учебником.
Предметные: знание и объяснение существенных признаков понятий, использование их для решения учебных задач.
Универсальные учебные действия (УУД).
Личностные : осознавать необходимость изучения темы.
Регулятивные: планировать свою деятельность под руководством учителя, оценивать работу одноклассников, работать в соответствии с поставленной задачей, сравнивать полученные результаты с ожидаемыми.
Познавательные: извлекать, отбирать и анализировать информацию, добывать новые знания из источников ЭОР, перерабатывать информацию для получения необходимого результата.
Коммуникативные: уметь общаться и взаимодействовать друг с другом (в малой группе и в коллективе).
Тип урока – урок усвоения новых знаний.
Формы организации деятельности учащихся – групповая (класс делится на 5 рабочих групп), индивидуальная.
Оборудование для учителя: - мультимедийная презентация;
Видеофильм « Гидросфера Земли»;
Компьютер, проектор;
Физическая карта полушарий.
Оборудование для учеников : компьютер и файловая папка с заданиями на столе у каждой группы; учебник А. А. Летягина « География. Начальный курс: 5 класс» - М.: Вентана – Граф, 2012; атлас по географии; словари и энциклопедии; ЭОР; оборудование, необходимое для опытов: мерный стакан, сырое куриное яйцо, две бутылки с питьевой водой по 0,5л, две бутылки минеральной воды (одна – охлаждённая, другая – комнатной температуры), 4-5 ст. ложек поваренной соли, столовая ложка, стакан, 2 тарелки, кубики пищевого льда.
Ход урока.
1. Организационный этап.
Цель: эмоционально – положительный настрой на урок, создание атмосферы успеха, доверия.
Учитель: Я рада вас видеть на уроке географии. Сегодня мы работаем в группах.
Всё, что потребуется
каждой группе для урока (компьютер, файловая папка с бланками
заданий, учебники, словари, энциклопедии), находится у вас на столах.
работу каждой группы помогают мне организовывать координаторы:
Ануфриева Варя
Жидкова Лера Степанова Катя
Чобану Гриша Салеев Сергей
Мы с вами продолжаем знакомство с геосферами Земли.
---Слайд 1. Геосферы Земли: литосфера – познакомились
атмосфера – познакомились
гидросфера
биосфера
Найдите в оглавлении учебника тему, которую мы изучали на прошлом уроке.
(Человек и атмосфера).
---Слайд 2. Водная оболочка Земли – гидросфера (от греч. « вода» и « шар»)
Просмотрев текст 15 параграфа , назовите основные вопросы, которые нам предстоит рассмотреть на сегодняшнем уроке (выделенные в тексте подзаголовки ).
Выделите ключевые понятия темы (выделены в рамочках и в тексте).
На доске под названием темы вывешиваются поочерёдно таблички, формулирующие основные моменты урока.
ГИДРОСФЕРА
- значение По ходу усвоения темы по данному плану будет
- свойства передвигаться курсор, обозначающий этап, на
- состав котором будем находиться в определённый
- Мировой момент урока.
круговорот
воды
Задание группам : пользуясь разнообразными источниками информации (словари, энциклопедии, Интернет), сформулируйте дополнения к определению гидросферы на слайде.
На доске вокруг понятия «гидросфера» вывешиваются карточки с прозвучавшими из разных источников информации составными частями данного термина:
Океаны моря подземные воды лёд и снег реки озёра
Болота водохранилища круговорот более 70% земной пов – ти
4 млрд. лет жидкое состояние твёрдое состояние газообразное состояние
2. Актуализация знаний. Целеполагание.
Цель: основываясь на опорных знаниях учащихся по указанной теме, сформулировать задачи на данный урок.
Учитель: давайте вспомним, что вы уже знаете о воде?
Где на Земле можно встретить воду?
Приведите примеры водоёмов.
В каких трёх состояниях бывает вода в природе? (рис.56, стр. 85)
3. Этап совместного открытия и усвоения новых знаний.
Цель: познакомить учащихся в ходе исследовательской и проблемно – поисковой работы со значением воды, её свойствами, составом гидросферы и Мировым круговоротом воды в природе.
- Постановка проблемного вопроса.
Учитель: говоря о значении воды, я предлагаю вам прослушать отрывок из повести французского писателя, лётчика, участника Второй мировой войны Антуана де Сент – Экзюпери « Планета людей».
--- Слайд 3. Высказывание Экзюпери: « Вода! Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь. ……ты даёшь нам бесконечно простое счастье».
У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобою наслаждаешься, не понимая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь. С тобой во всём существе разливается блаженство, которое не объяснить только нашими пятью чувствами. Ты возвращаешь нам силы и свойства, на которых мы поставили уж было крест. Твоим милосердием снова отворяются иссякшие родники сердца.
Ты – величайшее в мире богатство, но и самое непрочное – ты, столь чистая в недрах Земли……… Ты не терпишь примесей, не выносишь ничего чужеродного, ты – божество, которое так легко спугнуть…
Но ты даёшь нам бесконечно простое счастье».
Учащиеся высказываются о значении воды.
Учитель: чтобы сформулировать основные свойства воды, я предлагаю каждой группе провести небольшие исследования.
(3 мин.) (* - свойства)
Подробные инструкции опытов в разделе « Школа географа – следопыта» к параграфу 15.
1 группа – занимается исследованием вкуса, цвета, запаха воды; а также превращает лёд в жидкость, а затем в водяной пар.
2 группа – выясняет информацию о процессах, связанных с переходом воды из одного состояния в другое.
Задание: установите соответствие (выполняется, используя карточки с понятиями и формулировками из файловой папки).
1. Испарение. А. Переход воды из жидкого состояния в твёрдое.
2. Замерзание (кристаллиз.) Б. Переход воды из газообразного состояния в жидкое.
3. Конденсация. В. Переход воды из жидкого состояния в газообразное.
4. Таяние (плавление) Г. Переход воды из твёрдого состояния в жидкое.
Ответы: 1 – В; 2 – А; 3 – Б; 4 – Г.
3 группа – исследует плотность пресной и солёной воды (опыт с куриным яйцом в стакане с пресной и с солёной водой).
4 группа – исследует свойство воды растворять газы (опыт с охлаждённой и тёплой бутылками минералки).
5 группа – работая с текстом параграфа 15 (стр. 84), формулирует основные свойства воды.
В процессе работы каждая группа заполняет свои технологические карты и сообщает о результатах своих исследований.
--- Слайд 4 . Три состояния воды. (после выступления 1 группы).
Проверка работы 2 группы (проговариваются подобранные каждому термину понятия). ИСПАРЕНИЕ
ЗАМЕРЗАНИЕ (кристаллизация)
КОНДЕНСАЦИЯ
ТАЯНИЕ (плавление)
--- Слайд 5 . Исследование плотности пресной и солёной воды.(3 группа).
1. Плотность пресной (питьевой) воды меньше плотности яйца,
поэтому яйцо тонет в пресной воде.
2. Плотность солёной воды больше плотности яйца, поэтому яйцо
не тонет в солёной воде.
---Слайд 6. Исследование свойства воды растворять газы.(4 группа).
Из охлаждённой минеральной воды выделилось много газов, поэтому
в охлаждённой воде может быть растворено больше газов, чем в
минеральной воде комнатной температуры.
--- Слайд 7 . Свойства воды: (к ответу 5 группы).
- не имеет запаха, вкуса и цвета;
- растворяет больше веществ, чем любая другая жидкость;
- разрушает твёрдые горные породы;
- окисляет металлы;
- расширяется при замерзании;
- поглощает большое количество тепла;
- хорошо проводит электрический ток.
ЗАДАНИЕ НА ДОМ: записать выводы по результатам опытов в ДГС.
(* - состав)
(*-Мировой круговорот
Воды)
На вопросы, связанные с составом гидросферы и Мировым круговоротом воды в природе, поможет ответить видеофрагмент, который просматривается с паузами, чтобы ребята успели уловить основные моменты . В процессе просмотра ребятам предлагается поработать с индивидуальной карточкой , в тексте которой нужно заполнить пробелы, воспользовавшись словами для отбора.
---Слайды 8 – 11.
Видеофрагмент « Почемучка. Гидросфера». (5 мин.)
Карточка – задание .
1. В состав гидросферы Земли входят Мировой океан, ____________ и вода в атмосфере.
2. Мировой _________ занимает 96 % поверхности Земли.
3. В состав Мирового океана входят несколько океанов: Тихий, _________, Индийский, Северный Ледовитый и Южный.
4. Самым большим из них является _____________ океан.
5. Более важную роль в жизни человека играет пресная вода, сосредоточенная в реках, озёрах, _________ и под землёй.
6. Все части гидросферы участвуют в Мировом ___________воды в природе.
Слова для отбора: Атлантический, ледники, вода суши, Тихий, круговорот, океан.
После просмотра обращается внимание учащихся на схему круговорота воды на Земле – рис. 57, стр.86.
--- Слайд12. Текст с выполненным заданием.
Самопроверка (проверка по образцу ).
На экране появляется текст с заполненными пробелами, учащиеся проверяют свои работы и оценивают себя (ставят себе + за каждый правильный ответ).
Ребята, есть среди вас те, кто правильно подобрал 4 ответа? Вы неплохо справились с заданием!
А есть у нас такие, кто подобрал 5 правильных ответов? Вы хорошо поработали!
Поднимите руки те, у кого 6 найденных ответов. Молодцы! Вы справились с заданием отлично!
---Слайды 13, 14, 15 Физкультминутка.
Летаем, как чайки: А над морем чайки кружат,
Полетим за ними дружно.
Брызги пены, шум прибоя,
А над морем – мы с тобою.
Плавательные движения руками : Мы теперь плывём по морю
И резвимся на просторе.
Веселее загребай
И дельфинов догоняй.
Ходьба на месте : Поглядите: чайки важно
Ходят по морскому пляжу.
Сядьте, дети, на песок,
Продолжаем наш урок.
---Слайд 16. « Человек не ценит воду до тех пор, пока не иссякнет источник»
(монгольская пословица).
? На какую мысль наталкивает вас эта монгольская мудрость?
? Как мы можем помочь природе? (не загрязнять воду, экономить и т. д.)
Тест и самопроверка (выполняется в группах на компьютерах, каждый ответ сразу же проверяется).
Вернёмся к плану урока. Все пункты плана выполнены.
--- Слайд 17. Домашнее задание .
- Рефлексия.
Учащимся предлагается заполнить индивидуальную карточку, в которой нужно подчеркнуть фразы, характеризующие работу ученика на уроке по трем направлениям (карточки для каждого – в файловой папке у каждой группы).
А также поставить себе оценку за работу на уроке, включая результаты теста.
| Я НА УРОКЕ | ||
| Интересно. Безразлично. | Помогал другим. | Понял материал. Узнал больше, чем знал. Не понял материал. |
Поднимите руки, кому было интересно . О чем бы вы хотели рассказать родителям из того, что узнали на уроке?
Поднимите руки, кто работал на уроке. Что нового для себя вы сегодня узнали?
Поднимите руки, кто понял сегодняшний материал. Что для вас сегодня было самым сложным?
Есть в классе такие, кто не понял материал?
В последнем файле папки каждой группы лежат воздушные шарики светло-голубого и тёмных цветов . Каждому в группе предлагается выбрать и надуть соответствующий шарик. Если человеку было интересно, он работал и разобрался с материалом, то он может надуть голубой шар; а если человеку было скучно, безразлично и он на уроке отдыхал, то цвет его шарика будет тёмным. Каждая группа формирует из своих шариков волну. По цвету образованных волн можно сделать вывод об итогах проведённого урока.
Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая в себя всю химически не связанную воду. Вода присутствует на Земле в трех фазовых состояниях: твердом, жидком и газообразном. Из почти 1,5 млрд км3 общего объема вод гидросферы около 94 % приходится на Мировой океан, 4 % - на подземные воды (большую их часть представляют глубинные рассолы), 1,6 % - на ледники и постоянные снега, около 0,25 % - на поверхностные воды суши (реки, озера, болота), большая часть которых расположена в озерах . Вода присутствует в атмосфере и живых организмах.
Единство гидросферы обусловлено круговоротом воды - процессом ее непрерывного перемещения под воздействием солнечной энергии и силы тяжести, охватывающим гидросферу, атмосферу, литосферу и живые организмы (рис. 8.3). Круговорот воды слагается из испарения с поверхности океана, переноса влаги в атмосфере, выпадения осадков на океан и сушу, их просачивания и поверхностного и подземного стока с суши в океан. В процессе мирового круговорота воды происходит постепенное ее обновление во всех частях гидросферы. Причем подземные воды обновляются за сотни, тысячи и миллионы лет; полярные ледники - за 8-15 тыс. лет; воды Мирового океана - за 2,5-3 тыс. лет; замкнутые, бессточные озера - за 200-300 лет; проточные - за несколько лет; реки - за 11-20 суток; водяной пар атмосферы - за 8 суток; вода в организмах - за несколько часов . Известно, что чем медленнее водообмен, тем выше минерализация (соленость) воды в элементе гидросферы. Именно поэтому воды подземной гидросферы наиболее высокоминерализованы, а речные воды служат началом почти всех источников пресных вод.
Важным элементом гидросферы является Мировой океан, средняя глубина которого 3700 м, наибольшая - 11 022 м (Марианский желоб). В морской воде растворены в разных количествах почти все известные на Земле вещества. Основная часть растворенных в морской воде солей - хлориды (88,7 %) и сульфаты (10,8 %), карбонаты (0,3 %). В каждом килограмме воды содержится в среднем около 35 г солей. Соленость воды в океане зависит от соотношения количества атмосферных осадков и испарения. Соленость ее понижают 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, в умеренных и полярных широтах соленость снова снижается. Мировой океан поглощает и выделяет
Рис. 8.3.
I - испарение с поверхности океанов; 2 - испарение с речных бассейнов; 3 - осадки, выпадающие на поверхность океанов; 4 - осадки, выпадающие на поверхность речных бассейнов; 5 - глобальный влагооборот между океаном и
сушей; б-инфильтрация воды в грунты и ее сток в реки; 7-речной сток; .У-инфильтрация воды в глубокие подземные горизонты; 9- сток подземных вод в океаны через борта их котловин; 10- бессточный водоем (замкнутая область);
II - движение воды в океанах; 12 - малый круговорот воды; 13 - внутриматериковый влагооборот; 14 - ледники;
15 - айсберги
§8.3. Гидросфера и атмосфера Земли огромное количество газов (кислород, азот, углекислый газ, сероводород, аммиак и др.).
Температура поверхности воды Мирового океана также характеризуется зональностью, которая нарушается течениями, влиянием суши, постоянными ветрами. Наибольшие средние годовые температуры (27-28 °С) наблюдаются в экваториальных широтах. С увеличением широты температура вод Мирового океана понижается до О °С и даже ниже в приполярных областях (температура замерзания воды со средней соленостью на 1,8 °С ниже нуля). Средняя температура поверхностного слоя воды составляет + 17,5 °С, а средняя температура воды всего Мирового океана +4 °С. Толщина многолетних льдов достигает мощности 3-5 м. Материковые льды в океане образуют плавающие горы - айсберги. Льды покрывают около 15 % всей акватории Мирового океана.
Вода Мирового океана не находится в состоянии покоя, а совершает колебательные (волнения) и поступательные движения (течения). Волны на поверхности океана образуются главным образом благодаря ветру; высота их обычно не более 4-6 м, максимально до 30 м; длина волн от 100-250 м до 500 м. Волнение, вызванное ветром, с глубиной затухает: на глубине 200 м даже сильное волнение незаметно. При приближении к берегу от трения о дно скорость движения подошвы волны уменьшается, и гребень волны опрокидывается - возникает прибой. У крутых берегов, где энергия волн не гасится о дно, сила их удара достигает 30-38 т на 1 м 2 . Волнения всей толщи океанских вод вызывают землетрясения, извержения вулканов, приливообразующие силы. Так, подводные землетрясения и извержения вулканов становятся причиной цунами, распространяющихся со скоростью более 700 км/ч. В открытом океане длина цунами оценивается в 200-300 км при высоте около 1 м, что обычно незаметно для судов. У берегов высота волны цунами увеличивается до 30 м, что вызывает катастрофические разрушения.
Под действием сил притяжения Луны и Солнца возникают приливы и отливы. Особенно заметны приливы, вызываемые Луной. Вследствие вращения Земли приливные волны перемещаются навстречу ее движению - с востока на запад. Там, где проходит гребень приливной волны, возникает прилив, сменяющийся отливом. В зависимости от условий приливы могут быть полусуточные (два прилива и два отлива за лунные сутки), суточные (один прилив и один отлив за сутки) и смешанные (суточные и полусуточные приливы сменяют друг друга). Солнечные приливы в 2,17 раза меньше лунных. Лунные и солнечные приливы могут слагаться и вычитаться. Величина и характер морских приливов зависят от взаимного положения Земли, Луны и Солнца, от географической широты, глубины моря, формы береговой линии. В открытом океане высота прилива не более 1 м, в узких заливах - до 18 м. Приливная волна проникает в некоторые реки (Амазонка, Темза) и, быстро перемещаясь вверх по течению, образует водяной вал высотой до 5 м.
Течения в океане вызываются ветром, перепадом высоты уровня воды и плотности. Главная причина поверхностных течений - ветер. В более холодных водах отмечаются теплые течения, в менее холодных - холодные. Теплые течения направляются из более низких широт в сторону более высоких, холодные - наоборот. На направление течения влияет вращение Земли, объясняющее отклонение их вправо в Северном полушарии и влево - в Южном. Системы поверхностных течений в океанах зависят от направления господствующих ветров, от положения и конфигурации океанов. В тропических широтах устойчивые воздушные течения над океанами (пассаты) вызывают северное и южное пассатные течения, нагоняющие воду к восточным берегам материков. Между ними возникает межпассатное противотечение. Вдоль восточных берегов на север и на юг в умеренные широты уходят теплые течения. В умеренных широтах западные ветры вызывают течения, пересекающие океаны с запада на восток. Причины течений на глубине - разная плотность воды, которая может быть вызвана давлением массы воды сверху (например, в местах нагона или сгона ее ветром), изменениями температуры и солености. Изменения плотности воды - причина ее вертикальных перемещений: опускание холодной (или более соленой) и подъем теплой (или менее соленой).
С перемещением воды связаны снабжение глубин кислородом и другими газами из атмосферы и вынос питательных для организмов веществ с глубин в поверхностные слои. Места интенсивного перемешивания воды наиболее богаты жизнью. В Мировом океане обитает около 160 тыс. видов животных и более 10 тыс. видов водорослей. Выделяют три группы морских организмов: 1) планктон - пассивно перемещающиеся одноклеточные водоросли и животные, рачки, медузы и др.; 2) нектон - активно передвигающиеся животные (рыбы, китообразные, черепахи, головоногие моллюски и др.); 3) бентос - организмы, живущие на дне (бурые и красные водоросли, моллюски, ракообразные идр.). Распределение жизни в поверхностном слое воды имеет зональный характер.
Значительную роль в существовании жизни на Земле играют воды суши, к которым относят подземные воды, реки, озера, болота, ледники.
Подземные воды находятся в толще горных пород верхней части земной коры. Основная их масса образуется вследствие просачивания с поверхности дождевых, талых и речных вод. Глубина залегания, направление и интенсивность движения подземных вод зависят от водопроницаемости горных пород. По условиям залегания подземные воды подразделяют на почвенные; грунтовые, залегающие на первом от поверхности постоянном водоупорном слое; межпластовые, находящиеся между двумя водоупорными пластами. Грунтовые воды питают реки и озера.
Реки - постоянные водные потоки на поверхности суши. Главная река с притоками образует речную систему. Площадь, с которой река собирает поверхностные и подземные воды, называется речным бассейном. Бассейны соседних рек отделяются водоразделами. Скорость течения реки находится в прямой зависимости от уклона русла - отношения разности высоты участка к его длине. У равнинных рек скорость течения редко превышает 1 м/с, а у горных рек - обычно более 5 м/с. Важнейшей характеристикой рек является их питание - снеговое, дождевое, ледниковое и подземное. Большинство рек имеет смешанное питание. Дождевое питание характерно для рек экваториальных, тропических и муссонных областей. Водами тающего снега питаются реки умеренного климата с холодными, снежными зимами. Ледниковое питание получают реки, начинающиеся в высоких, покрытых ледниками горах. Подземные воды питают многие реки, благодаря чему они не пересыхают летом и не иссякают подо льдом. От питания в значительной мере зависит режим рек - изменение расхода воды по сезонам года, колебание ее уровня и изменение температуры. Самая многоводная в мире река - Амазонка (220 000 м 3 /с в год). В нашей стране самая многоводная река - Енисей (19 800 м 3 /с в год).
Озера - водоемы замедленного водообмена. Они занимают около 1,8 % поверхности суши. Самое большое из них - Каспийское море, самое глубокое - Байкал. Озера могут быть сточными (из них вытекают реки) и бессточными (лишенными стока); последние часто бывают солеными. В озерах с очень высокой минерализацией соли могут выпадать в осадок (самосадочные озера Эльтон и Баскунчак). В распространении озер по земной поверхности наблюдается зональность. Особенно много озер в тундре и лесной зоне. В зонах с недостаточным увлажнением возникают в основном временные водоемы.
Болота - избыточно увлажненные участки суши с влаголюбивой растительностью и слоем торфа не менее 0,3 м (с меньшим слоем - заболоченные земли). Болота образуются вследствие зарастания озер или заболачивания суши и подразделяются на низинные, питающиеся в основном грунтовыми водами и имеющие вогнутую или плоскую поверхность, переходные и верховые, основное питание которых - атмосферные осадки, поверхность их выпуклая. Общая площадь, занимаемая болотами, составляет около 2 % площади суши.
Ледники - движущиеся массы льда, возникшие на суше в результате накопления и постепенного преобразования твердых атмосферных осадков. Они образуются там, где в течение года твердых осадков выпадает больше, чем успевает растаять и испариться. Граница, выше которой возможно накопление снега, называется снеговой линией. В полярных областях она расположена низко (в Антарктиде - на уровне моря), на экваторе - на высоте около 5 км, а в тропических широтах - выше 6 км. Оледенение бывает двух типов: покровное (Антарктида, Гренландия) и горное (Аляска, Гималаи, Гиндукуш, Памир, Тянь-Шань). Ледник имеет области питания (где происходит накопление льда) и стока (где его масса уменьшается за счет таяния, испарения, механического откалывания). Накопившись, лед начинает двигаться под действием силы тяжести. Ледник может наступать и отступать. Сейчас ледники занимают около 11 % всей площади суши, в эпоху максимального оледенения они покрывали около 30 % ее площади. В ледниках сосредоточено почти 70 % запасов пресной воды на Земле.
Земля - 3-я планета от Солнца, расположенная между Венерой и Марсом. Она является самой плотной планетой Солнечной системы, крупнейшей из четырех и единственным астрономическим объектом, который, как известно, содержит жизнь. Согласно радиометрическому датированию и другим способам исследований, наша планета образовалась около 4,54 млрд лет назад. Земля гравитационно взаимодействует с другими объектами в космосе, особенно с Солнцем и Луной.
Земля состоит из четырех основных сфер или оболочек, которые зависят друг от друга и являются биологическими и физическими компонентами нашей планеты. Их научно называют биофизическими элементами, а именно гидросферой («гидро» для воды), биосферой («био» для живых существ), литосферой («лито» для суши или земной поверхности) и атмосферой («атмо» для воздуха). Эти основные сферы нашей планеты далее делятся на различные под-сферы.
Рассмотрим все четыре оболочки Земли более подробно, чтобы понять их функции и значение.
Литосфера - твердая оболочка Земли
По оценкам ученых, на нашей планете есть более 1386 млн. км³ воды.
В океанах содержится более 97 % запасов воды на Земле. Остальная часть приходится на пресную воду, две трети которой находится в замерзшем состоянии в полярных регионах планеты и на снежных вершинах гор. Интересно отметить, что, хотя вода покрывает большую часть поверхности планеты, она составляет всего 0,023 % общей массы Земли.
Биосфера - живая оболочка Земли
Биосферу иногда считают одной большой - сложным сообществом живых и неживых компонентов, функционирующих как единое целое. Однако чаще всего биосфера описывается как совокупность множества экологических систем.
Атмосфера - воздушная оболочка Земли
Атмосфера - это совокупность газов, окружающих нашу планету, удерживаемых на месте земной гравитацией. Большая часть нашей атмосферы находится вблизи земной поверхности, где она наиболее плотная. Воздух Земли на 79 % состоит из азота и чуть менее 21 % - из кислорода, а также аргона, двуокиси углерода и других газов. Водяной пар и пыль также являются частью атмосферы Земли. Другие планеты и Луна обладают очень разными атмосферами, а некоторые вообще не имеют таковой. В космосе нет атмосферы.
Атмосфера настолько распространена, что она почти незаметна, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров, которая покрывает всю нашу планету. Нижние 30 километров атмосферы содержат около 98 % всей ее массы.
Ученые утверждают, что многие из газов в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время вокруг Земли было мало или вообще не было свободного кислорода. Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, таким как углерод (с образованием углекислого газа) или водород (с образованием воды).
Свободный кислород, возможно, был добавлен в атмосферу примитивными организмами, вероятно бактериями, во время . Позднее более сложные формы добавили больше кислорода в атмосферу. Кислороду в сегодняшней атмосфере, вероятно, потребовалось миллионы лет чтобы накопиться.
Атмосфера действует как гигантский фильтр, поглощая большую часть ультрафиолетового излучения и позволяя проникать солнечным лучам. Ультрафиолетовое излучение вредно для живых существ, и может вызвать ожоги. Тем не менее солнечная энергия необходима для всей жизни на Земле.
Атмосфера Земли имеет . От поверхности планеты к небу идут следующие слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы. Вне экзосферы находится космос. Границы между атмосферными слоями четко не определены и изменяются в зависимости от широты и времени года.
Взаимосвязь оболочек Земли
Все четыре сферы могут присутствовать в одном месте. Например, кусок почвы будет содержать минералы из литосферы. Кроме того, будут присутствовать элементы гидросферы, представляющие собой влагу в почве, биосферы как насекомых и растений и даже атмосферы в виде почвенного воздуха.
Все сферы взаимосвязаны и зависят друг от друга, как единый организм. Изменения в одной сфере приведут к изменениям в другой. Поэтому все, что мы делаем на нашей планете, влияет на другие процессы в ее пределах (даже если мы не можем этого увидеть своими глазами).
Для людей, занимающихся проблемами , очень важно понимать взаимосвязь всех оболочек Земли.
Гидросфера
– водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере. Гидросфера Земли на 94% представлена солеными водами океанов и морей, более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных шапках Арктики и Антарктиды (табл.1).
Таблицы 1 – Распределение водных масс в гидросфере Земли
|
Часть гидросферы |
Объем воды, тыс. км 3 |
Доля в общем объеме вод, % |
|
Мировой океан |
1 370 000 |
94,1 |
|
Подземные воды |
60 000 |
|
|
Ледники |
24 000 |
|
|
Озера |
0,02 |
|
|
Вода в почве |
0,01 |
|
|
Пары атмосферы |
0,001 |
|
|
Реки |
0,0001 |
Вода на Земле присутствует во всех трех агрегатных состояниях, однако наибольший объем ее приходится на жидкую фазу, которая весьма значима для формирования других особенностей планеты. Весь природный водный комплекс функционирует как
единое целое, находясь в состоянии непрерывного движения, развития и обновления. Поверхность Мирового океана, занимающая около 71% земной поверхности, расположена между атмосферой и литосферой. Поперечник Земли, т.е. ее экваториальный диаметр, составляет 12 760 км, а средняя глубина океана в его современном ложе
– 3,7 км. Следовательно, толщина слоя воды в жидком состоянии в среднем составляет лишь 0,03% земного диаметра. В сущности, это тончайшая водяная пленка на поверхности Земли, но, как озоновый защитный слой, играющая исключительно важную роль в биосферной системе.
Без воды не могло бы быть человека, животного и растительного мира, так как большинство растений и животных состоит в основном из воды. Кроме того, для жизни необходимы температуры в диапазоне от 0 до 100° С, что соответствует температурным пределам жидкой фазы воды. Для многих живых существ вода служит средой обитания. Таким образом, главнейшей особенностью гидросферы является изобилие жизни в ней.
Велика роль гидросферы в поддержании относительно неизменного климата на планете, поскольку она, с одной стороны, выступает как аккумулятор тепла, обеспечивая постоянство средней планетарной температуры атмосферы, а с другой
– за счет фитопланктона продуцирует почти половину всего кислорода атмосферы.
Водная среда используется для лова рыбы и других морепродуктов, сбора растений, добычи подводных залежей руды (марганца, никеля, кобальта) и нефти, перевозки грузов и пассажиров. В производственной и хозяйственной деятельности человек применяет воду для очистки, мытья, охлаждения оборудования и материалов, полива растений, гидротранспортировки, обеспечения специфических процессов, например выработки электроэнергии
и т.п.
Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Простота процесса затопления по сравнению с другими видами захоронения, недоступность глубин для человека и кажущаяся изолированность воды привели к тому, что человечество активно использует водную среду для сброса отходов производства и потребления. Интенсивное антропогенное загрязнение гидросферы ведет к серьезным изменениям ее геофизических параметров, губит водные экосистемы и потенциально опасно для человека.
Экологическая угроза гидросфере поставила перед международным сообществом задачу принятия срочных мер по спасению среды обитания человечества. Их особенностью является то, что ни одно государство в отдельности даже с помощью строгих мер не способно справиться с экологической угрозой. Поэтому необходимо международное сотрудничество в этой области, принятие оптимальной экологической стратегии, включающей концепцию и программу совместных действий всех стран. Эти меры должны соответствовать принципам современного международного права.
2. ЭКОЛОГО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГИДРОСФЕРЫ
Анализ биоэкономики морей и океанов включает несколько методических аспектов определения количественных и качественных характеристик биоресурсов, условий их использования в народнохозяйственном комплексе. Результаты этого анализа являются основой разработки или совершенствования экономико-организационной системы управления рациональным использованием биоресурсов. Управляемая биоэкономическая система океанов включает множество определяющих и результирующих эколого — экономических показателей, параметров их взаимосвязей и взаимозависимостей. Уровень управляемости биоэкономической системой определяется главным образом изученностью процессов и явлений на каждом иерархическом уровне (международный, межгосударственный и региональный), наличием межгосударственных соглашений по рациональному использованию ресурсов морей и океанов и их охране.
Рациональное использование биоресурсов гидросферы в общем плане можно рассматривать как систему общественных мероприятий правового, хозяйственно-экономического, экономического и научно-нормированного характера, определяемых необходимостью планомерного поддержания и воспроизводства промысловых биоресурсов, а также как надежную охрану природных условий и водной среды их обитания.
За прошедшую вековую историю хозяйствования человечество сформировало понимание необходимости бережного отношения к использованию природных ресурсов. В последние десятилетия усиленно разрабатываются разнообразные оценочные подходы к созданию системы программных мероприятий по охране земельных, водных, лесных и других ресурсов.
Биоэкономическая оценка ресурсов гидросферы иногда осуществляется с использованием кадастра. Однако следует отметить принципиальное отличие использования биоэкономического кадастра в Российской Федерации от его использования в некоторых других странах. В нашей стране в принятых земельных законодательствах выделен специальный раздел «Государственный земельный кадастр», в котором указывается, что для обеспечения рационального использования земельных ресурсов кадастр должен содержать совокупность необходимых сведений о природном, хозяйственном и правовом положении земель, бонитировке почв и экономической оценке земель.
Отличительная особенность биоэкономического кадастра от земельного состоит в том, что его свод, обработка гидрологических, физико-химических характеристик, а также видовой состав живых ресурсов гидросферы более строго централизованы в официальных документах. Формирование и использование биоэкономического кадастра гидросферы находится на высоком уровне, позволяющем широко применять информационные системы обработки данных и создавать банки данных.
В общем понимании под биоэкономическим кадастром
подразумевается значительная совокупность документов, в которых в упорядоченном виде в общегосударственном или региональном разрезах систематизируется необходимая информация о конкретных видах водных биоресурсов и среде их обитания, природных, правовых и экономико-организационных условиях их хозяйственного использования.
Главные задачи биоэкономического кадастра - обобщение и приближение к объективности имеющихся сведений о распределении, условиях обитания и запасах конкретных видов гидросферы, об условиях хозяйственной деятельности и эксплуатации в интересах максимального удовлетворения потребностей общества в пищевой и непищевой продукции. Биоэкономический кадастр выступает как рекомендательный, а иногда как директивный документ, обеспечивающий функции народнохозяйственного управления, связанного с освоением, использованием, охраной и воспроизводством водных биоресурсов.
Биоэкономический кадастр морей и океанов функционально обеспечивает следующие основные мероприятия:
1) учет и эколого — экономическое прогнозирование запасов, распределение и состояние конкретных видов биоресурсов в национальных и международных водах;
3) комплексное планирование деятельности других отраслей народного хозяйства, оказывающих определенное воздействие на состояние и динамику численности запасов биоресурсов гидросферы;
5) разработка и осуществление долгосрочных программ природоохранных и воспроизводственных мероприятий на региональном, национальном и международном уровнях;
6) реализация мероприятий по экономико-математическому моделированию биоэкономических процессов гидросферы;
7) определение размеров взаиморасчетов за использование биоресурсов национальными и иностранными организациями;
8) определение величины ущерба, а также компенсации отраслями народного хозяйства биоресурсов гидросферы;
9) разработка комплексных эколого — экономических программ долгосрочного использования ресурсов по регионам и отдельных народнохозяйственных задач, связанных с освоением Мирового океана, и др.
Практические потребности разработки и внедрения биоэкономических кадастров предполагают их проведение и классификацию по определенным признакам в зависимости от пространственно-географического распределения водной среды и биоресурсов и в зависимости от их международно-правового статуса. В этих условиях возникают объективные общественные потребности разработки эколого — экономической оценки природных ресурсов вообще и биоресурсов в частности.
В исследуемом объекте биоресурсов гидросферы должен непременно присутствовать начальный их запас, не равный нулю, в то время как для искусственно создаваемых ресурсов (морекультуры и т.п.) это правило не столь обязательно.
В отношении запасов биоресурсов возможны два подхода к построению биоэкономического кадастра. Они связаны с минимальным или максимальным состоянием запасов в момент принятия решения по воспроизводству ресурсов морей и океанов и их охране.
Важное значение для построения биоэкономического кадастра гидросферы имеет изучение свойств этих запасов, учитывающих сохраняемость, мобильность, восстанавливаемость, включаемость в потребление, реактивность и уникальность.
Сохраняемость
проявляется в том, что запасы биоресурсов гидросферы по объему или составу могут существовать только определенное время, после которого они или распадаются на запасы меньшего размера, или теряются для использования совсем, или требуют каких-то затрат на увеличение и т.д.
Мобильность
проявляется в возможности перераспределения запасов или сосредоточения добычи биоресурсов гидросферы.
Восстанавливаемость -
это полное или ограниченное доведение запаса до желаемого уровня. При определенных экологических условиях запас биоресурсов может вообще не восстанавливаться.
Включаемость в потребление
как свойство проявляется в способности запасов биоресурсов к использованию без определенных условий или при наличии таковых, например соответствующих экологических условий, уровня развития промысловой техники и т.п.
Реактивность предполагает изучение реакции влияния отдельных факторов на запасы биоресурсов в количественном и качественном разрезах.
Уникальность или ординарность выражается в различной степени рассредоточенности и наличия запасов биоресурсов гидросферы.
Современные данные о минеральных, энергетических и химических ресурсах Мирового океана представляют значительный практический интерес для народного хозяйства, особенно минеральные богатства недр шельфа - нефть, природный газ, натрий и др. Поэтому морская среда может рассматриваться как объект «природа - производство», где протекают процессы создания материальных ресурсов для общества и их воспроизводства.
Под шельфом морей и океанов
следует понимать подводные продолжения материка в сторону моря глубиной от 20 до 600 м. Ширина шельфа может быть в среднем около 40-1000 км, а площадь - около 28 млн. км
2 (19% суши).
Например, промышленная добыча нефти в Каспийском море начата еще в 1922 г., а сейчас здесь ежегодно добывают более 18 млн. т нефти. В 1949 г. у берегов Бразилии в Макапканском заливе начато морское бурение, а сейчас уже более 60 стран бурят морское дно и 25 из них добывают из недр моря нефть и природный газ. Мировая добыча нефти в 1972 г. составила 2,6 млрд. т, а по прогнозам в 2000 г. будет составлять 7,4 млрд. т. Из недр земли за всю историю человечества было добыто около 40 млрд. т нефти, а до 2000 г. будет добыто 150 млрд. т.
В 1975 г. международные нефтяные концерны дали продукции примерно на 40 млрд. долл., а общая стоимость добытого в 1976 г. морского минерального сырья оценивалась в 60-70 млрд. долл. Не одно десятилетие в шахтах, заложенных на суше, добывают уголь из недр морского дна в Англии, Японии, Канаде, Чили. Значительные угольные месторождения скрыты в недрах шельфа у берегов Турции, Китая, о. Тайвань, близ берегов Австралии. Крупнейшие железорудные месторождения на морском дне сосредоточены у восточного побережья о. Ньюфаундленд, где общие запасы руд достигают 2 млрд. т. Общую мировую известность имеют морские россыпи Австралии, где обнаружили золото, платину, рутил, ильменит, циркон, марганцит. В США из морских россыпей ежегодно добывается более 900 кг платины, в Юго-Западной Африке - около 200 тыс. каратов алмазов. В настоящее время из морской воды получают 1/3 мирового производства соли, 61% металлического магния, 70% брома. Все большую значимость приобретает пресная питьевая вода.
Сейчас от употребления населением некоторых районов земного шара недоброкачественной воды ежегодно заболевают более 500 млн. чел. В ближайшее время все в большем масштабе потребуется пополнять ресурсы пресной воды на суше опреснением морской воды. Однако опреснение воды весьма энергоемкое производство, поэтому становится необходимым поиск путей использования для этих целей дополнительных морских ресурсов. За исключением добычи нефти и природного газа энергетические ресурсы морей используются слабо. Поэтому относительно высокая стоимость опресненной воды иногда является основной причиной внедрения достижений научно-технического прогресса. По предварительным оценкам, стоимость опресненной воды при использовании электрической энергии приливных и других обычных электростанций составляет 6-20 тыс. ден. ед./м 3 , а при использовании АЭС - 1-4 тыс. ден. ед./м 3 .
Общая мощность энергии приливов составляет чуть более 1 млрд. кВт. С 1968 г. работает Кислогубская приливная электростанция мощностью 1 тыс. кВт, во Франции подобная станция сооружена на п-ве Котантен мощностью 33 млн. кВт. Активизация освоения ресурсов Мирового океана, развитие энергетики проходят не без нанесения ему ущерба. В Мировом океане протекают сложные биологические и другие природные процессы, например, производится более половины всего земного кислорода, а нарушение экологического равновесия приводит к уменьшению продуктивности фитопланктона, что, в свою очередь, ведет к уменьшению содержания кислорода и увеличению углекислого газа в атмосфере. В настоящее время фауне и флоре Мирового океана серьезно угрожает загрязнение: коммунальные, промышленные, сельскохозяйственные и другие стоки - источник бактериального, радиоактивного загрязнения; аварийные сбросы; утечка нефти из танкеров; загрязнители, попадающие из воздуха, и т.п. Ежегодно с танкеров и морских буровых на поверхность океана попадает около 2 млн. т нефти. Для морей и океанов опасны не только морское бурение, но и сейсмические методы разведки нефти, так как при взрывах гибнут икра, личинки, молодь и взрослая рыба.
Таким образом, проблема защиты Мирового океана имеет национальную и международную значимость, и ее успешное решение будет способствовать прогрессу в области охраны биосферы в рамках отдельного государства и всей планеты. Страна сотрудничает по охране морской среды от загрязнения с Германией, США, Канадой, Францией, Японией, Швецией, Финляндией, активно участвует в деятельности международного союза охраны природы и природных ресурсов и других международных организаций. По охране водных ресурсов в нашей стране принят ряд постановлений «О мерах предотвращения загрязнения Каспийского моря», «О мерах по предотвращению загрязнения бассейнов рек Волги и Урала неочищенными сточными водами», «О мерах по сохранению и рациональному использованию природных комплексов оз. Байкал» и др.
Многогранное использование океана порождает проблемность и противоречивость развития многих отраслей. Например, нефтедобыча в прибрежных акваториях наносит ущерб рыбному, курортному хозяйствам. Загрязнение гидросферы оказывает отрицательное воздействие на биологические ресурсы и на человека, оно наносит огромный ущерб экономике.
Имеющиеся методики позволяют определить величину экономического и социального ущербов, наносимых природе отраслями народнохозяйственного комплекса нашей страны. Дальнейшая задача повышения эколого — экономической эффективности природопользования - это совершенствование хозяйственного механизма, позволяющего переводить природоохранные мероприятия с госбюджета на хозяйственный расчет. В этих условиях представится возможность рационального использования и охраны ресурсов, гидросферы, т. е. Мировой океан будет в состоянии обеспечить прогресс человечества только при учете разумного взаимодействия общества и природы.
3. ЭКОЛОГО — ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ
Рост возможностей промышленного, сельскохозяйственного производства и непроизводственной сферы усложняет взаимоотношения общества и природы, в результате возникает необходимость сохранения и улучшения системы жизнеобеспечения в глобальном и региональном разрезах. Внешняя среда гидросферы
, атмосферы и метасферы становится непосредственным участником производства общественного продукта. Поэтому здесь требуются, так же как и в основном производстве, систематический учет, контроль и планирование рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Эффективность этих мероприятий тесно связана с определением величины экономического и социального ущерба, наносимого обществу и природе отрицательным антропогенным воздействием. Под экономическим и социальным ущербом
следует понимать потери в народном хозяйстве и обществе, прямо или косвенно являющиеся следствием отрицательного антропогенного воздействия, приводящего к загрязнению окружающей среды агрессивными веществами, зашумлением, электромагнитными или другими волновыми воздействиями.
В общем интерпретированном понимании удельный ущерб есть величина снижения национального дохода от единицы выбрасываемых агрессивных веществ в гидросферу
, литосферу, атмосферу. Он может быть рассчитан на 1 км 2 моря, 1 га сельскохозяйственных угодий, 1 га лесных массивов, на 1000 человек населения, 1 млн. ден. ед. основных фондов и т.п.
Используя расчетные характеристики изменения величины ущерба от концентрации агрессивного вещества в окружающей среде и длительности его воздействия на субъект или объект, можно разработать монограмму оценки загрязнения гидросферы , литосферы или атмосферы, в которой выделяются зоны по степени опасности. При определении зоны опасности загрязнения водоемов следует учитывать направления использования водных ресурсов. Например, требования к качеству воды различны при употреблении ее человеком для приготовления пищи или для культурно-бытовых нужд. С требованиями поддержания качества водных и других природных ресурсов тесно связана абсолютная и сравнительная эффективность природоохранных мероприятий. Критериями сравнительной эффективности природоохранных мероприятий может быть достижение роста национального дохода за счет предотвращения экономического ущерба при минимальных затратах на природоохранные мероприятия. Из этого следует, что величина экономического ущерба может выступать как обобщающая мера при оптимизации взаимоотношений общества и природы. Необходимость оптимизации ресурсосберегающих и природоохранных мероприятий приобретает особую значимость, так как на их осуществление требуется затрат более 20% всех капитальных вложений в народнохозяйственный комплекс. При этом показателями сравнительной эколого —
Лекция 3.
Гидросфера – водная оболочка земли.
Загрязнение гидросферы.
Источники загрязнения гидросферы.
Методы контроля качества воды.
Меры по охране воды.
Методы очистки сточных вод.
Гидросфера - водная оболочка Земли.
Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях.
Гидросфера включает воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Некоторое количество воды содержится в атмосфере и в живых организмах.
Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % общей площади земной поверхности).
Гидросфера уже 4 млрд лет назад была представлена следующими тремя составляющими: наземной (Мировой океан, речные, почвенные, озерные воды, ледники), подземной (воды литосферы), воздушной (парообразная вода атмосферы). Гидросфера включает следующие виды вод (в скобках доля от общего объема вод в гидросфере, %, по М.И. Львовичу, 1974):
Мировой океан (94,0);
подземные воды (4,3);
ледники (1,7);
воды суши (озера, речные воды, почвенная влага) (0,03);
пары атмосферы (0,001).
Вода входит в состав живого вещества как обязательный компонент (70–99 %). По сути, живое вещество – это водный раствор «живых» молекул. Именно вода обеспечивает их жизнедеятельность. Земная жизнь зародилась в водной среде, и поэтому ее можно считать производной воды.
Фундаментальные свойства воды:
1. Первоесвойство гидросферы – единство и «всюдность » (по выражению В. И. Вернадского) природных вод. Все воды связаны между собой и представляют единое целое. Такое единство природных вод определяется:
а) легким переходом воды из одного фазового состояния в другое. В пределах земных температур известно три состояния: жидкое, твердое, парообразное. Плазменное состояние воды существует при высоких температурах и давлениях в глубоких частях недр;
б) постоянным присутствием в воде газовых компонентов. Природная вода – это водный раствор (газ, взвешенные твердые частицы, минеральные вещества).
2. Второе свойство гидросферы определяется особым строением молекулы воды . Строение и свойства воды обеспечивают наиболее благоприятные условия для развития жизни на Земле. Из физики мы знаем, что все тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Вода ведет себя иначе. Если бы при превращении в лед (охлаждении) она сжималась, лед бы был тяжелее воды и тонул на дно рек и озер. Реки были бы проморожены до дна, и жизнь в этих водоемах была бы невозможна. Лед – изолятор, который предохраняет от замерзания воду подо льдом, что защищает всю подводную жизнь. Если бы не было этого свойства, то Земля превратилась бы в закованную льдом планету.
Особое строение молекулы воды обеспечивает многообразие структуры ее при изменении внешних факторов (температура, давление, химического состава). Нам зимой приходилось наблюдать многообразие и красоту ледяных узоров на окнах, снежинку, иней на деревьях. Как нет абсолютно одинаковых двух капель воды, так нет двух типов воды, одинаковых по структуре.
3. Третье свойство гидросферы выражается в геологически вечной подвижности ее. Движение воды весьма многообразно и проявляется в многочисленных круговоротах. Главное движение воды – геологический круговорот вещества. Каждую секунду под влиянием солнечного тепла миллионы кубических метров воды поднимаются вверх и образуют облака. Ветер приводит облака в движение. При подходящих условиях влага выпадает в виде дождя или снега. Дождевые капли имеют благоприятный размер для всего земного и падают тихо, мягко. Случайны ли все благоприятные для жизни совпадения? Так, вода участвует в своеобразных круговоротах вещества и энергии. Эта система установилась на Земле с появлением свободной воды и продолжается по сей день.
Почему происходит движение? Движение может происходить под действием: а) силы тяжести; б) солнечной (тепловой) энергии; в) молекулярного движения при смене фазового состояния.
4. Четвертое свойство гидросферы определяется высокой химической активностью воды . В условиях земной коры нет природных тел, которые в той или иной мере не растворялись бы в природных водах. Вода в биосфере выступает в роли универсального растворителя, ибо, взаимодействуя со всеми веществами, как правило, не вступает с ними в химические реакции. Это обеспечивает обмен веществ между сушей и океаном, организмами и окружающей средой.
Важнейшими абиотическими факторами водной среды являются следующие:
1. Плотность и вязкость.
Плотность воды в 800 раз, а вязкость - примерно в 55 раз больше, чем воздуха.
2. Теплоемкость.
Вода обладает высокой теплоемкостью, поэтому океан является главным приемником и аккумулятором солнечной энергии.
3. Подвижность.
Постоянное перемещение водных масс способствует поддержанию относительной гомогенности физических и химических свойств.
4. Температурная стратификация.
По глубине водного объекта наблюдается изменение температуры воды.
5. Периодические (годовые, суточные, сезонные) изменения температуры
Самой низкой температурой воды считают - 2 ° С, самой высокой + 35-37 ° С. Динамика колебаний температуры воды меньше, чем воздуха.
6. Прозрачность и мутность воды.
Определяет световой режим под поверхностью воды. От прозрачности (и обратной ей характеристики - мутности) зависит фотосинтез зеленых бактерий, фитопланктона, высших растений, а следовательно, и накопление органического вещества.
Мутность и прозрачность зависят от содержания взвешенных в воде веществ, в том числе и поступающих в водные объекты вместе с промышленными сбросами. В связи с этим прозрачность и содержание взвешенных веществ - важнейшие характеристики природных и сточных вод, подлежащие контролю на промышленном предприятии.
7. Соленость воды.
По степени солености все водоемы условно подразделяются на
пресные с соленостью менее 0,5 0 / 00 ,
солоноватоводные - соленость колеблется в пределах 0,5 – 16 0 / 00 ,
соленые – больше 16 0 / 00 .
Соленость океанических водоемов составляет 32 - 38 0 / 00 ,
Самое высокое содержание солей в соленых озерах, где концентрация электролитов доходит до 370 0 / 00 .
Главное отличие морской воды от речной состоит в том, что подавляющую часть морской соли составляют хлориды , а в речной воде преобладают углекислые соли . Человек для обеспечения жизнедеятельности использует только пресную воду. Из общего количества водных ресурсов на земле на долю пресной воды приходится не более 3%.
8. Растворенный кислород и диоксид углерода.
Перерасход кислорода на дыхание живых организмов и на окисление поступающих в воду с промышленными сбросами органических и минеральных веществ ведет к обеднению живого населения вплоть до невозможности обитания в такой воде аэробных организмов.
9. Концентрация водородных ионов (pH).
Все гидробионты приспособились к определенному уровню pH: одни предпочитают кислую среду, другие - щелочную, третьи - нейтральную. Изменение этих характеристик может привести к гибели гидробионтов.