Kāda zinātne nodarbojas ar hidrosfēras izpēti. Fiziskā un ģeogrāfiskā zinātne

Zemes ūdens apvalks - hidrosfērā ietilpst jūras un okeāni (Pasaules okeāns), visi sauszemes un atmosfēras ūdeņi, gruntsūdeņi, ledus. No kopējā hidrosfēras ūdeņu apjoma (1616 miljardi km 3) dominē pasaules okeāna sāļie ūdeņi (1370 miljoni km 3); gruntsūdeņi - apmēram 60 miljoni km 3, ledus un sniega veidā - apmēram 30 miljoni km 3, ezeros un upēs - 0,75 miljoni km 3, atmosfērā - 0,015 miljoni km 3. Hidrosfēra ir viena čaula, jo visi Zemes ūdeņi ir savstarpēji saistīti un atrodas nemainīgos lielos un mazos, ātros un lēnos ciklos. Ūdens pilnīga atjaunošana notiek dažādos veidos: gruntsūdeņi tiek atjaunoti daudzos tūkstošos vai pat miljonos gadu, pasaules okeāna ūdeņi - 3 tūkstošos gadu, ezeri - 300 dienās, upes - 12 dienās, ūdens tvaiki atmosfērā - 9 dienās. ... Hidrosfēra ir saules siltuma akumulators un tā pārdalītājs uz Zemes.

Ģeoloģiskajā vēsturē hidrosfērā acīmredzot ir notikušas būtiskas izmaiņas. Tomēr par viņiem ir zināms maz. Piemēram, ir aprēķināts, ka ledus laikmetu laikā strauji pieauga ledus daudzums un tāpēc pasaules okeāna tilpums un līmenis (par desmitiem metru) samazinājās. Pašlaik hidrosfēru pārņem bezprecedenta ātruma un mēroga pārvērtības, kas saistītas ar cilvēces tehniskajām darbībām. Katru gadu tiek izmantoti apmēram 5 tūkstoši km 3 ūdens un apmēram 10 reizes vairāk piesārņots. Vairākās valstīs sāka izjust saldūdens trūkumu. Tas viss nenozīmē, ka uz Zemes to ir maz: tas ir tikai tas, ka mēs vēl neesam iemācījušies, kā racionāli izmantot ūdeni.

Dabiskos planētas ūdeņus pēta dažādas zinātnes. Hidroloģija attiecas uz virszemes sauszemes ūdeņiem (hidroloģijas sadaļa, kas veltīta atsevišķu ūdenstilpņu - upju, ezeru, rezervuāru - hidrogrāfijas izpētei un aprakstam). Okeanoloģija pēta pasaules okeānu, glacioloģija - sauszemes ledus, meteoroloģija - atmosfēras ūdeņi, hidroķīmija - ķīmiskais sastāvs virszemes ūdeņi, hidroģeoloģija - gruntsūdeņi, ģeokrioloģija - ūdeņi litosfēras dziļumā cietā stāvoklī (mūžīgais sasalums) utt. Divas zinātnes var apgalvot vispārinošo zinātņu lomu visā hidrosfērā: hidroģeoķīmija (hidrosfēras ķīmiskā struktūra) un hidrogeofizika (fiziskā struktūra) hidrosfēra). Šīm zinātnēm ir liela nākotne, tās joprojām ir jaunas.

Pētot visu hidrosfēru, mēs nedrīkstam aizmirst, ka tā sastāv no neskaitāmām ūdenstilpnēm: strautiem, upēm, mākoņiem, ezeriem, jūrām utt. Kad atrodat nelielu avotu kalna pakājē vai purvu mežā, vai upi, jums tas jāatceras ka tās ir lielās planētas apvalka daļiņas - hidrosfēra, un ūdens, ko jūs dzerat vai skatāties, ir bijis okeānā, mākoņos un upē, un pazemē tās ilgas vēstures laikā.

Zemāk esošā raksta mērķis ir pastāstīt, kas ir hidrosfēra, parādīt, cik bagāta mūsu planēta ir ūdens resursos, un cik svarīgi ir netraucēt līdzsvaru dabā. Zeme uz planētas ir pārklāta ar trim čaumalām. Tās ir atmosfēra, litosfēra un hidrosfēra. Viņu mijiedarbības rezultātā dzima dzīve. Viņi uzkrāj saules enerģiju un izplata to starp visiem organismiem.

Apsvērsim, kas ir hidrosfēra.

Definīcija

Vienkārši sakot, šie ir visu veidu dārgmetālu avoti. Tas ietver jūras, okeānus, upes, ledājus, pazemes upes un daudz ko citu. Daļa hidrosfēras ir ūdens atmosfērā un visos dzīvos organismos. Bet lielāko daļu veido pasaules okeāna sālsūdens.

Ja no zinātniskā viedokļa mēs uzskatām, kas ir hidrosfēra, tad tas ir zinātņu komplekss, kas ietver visu pētniecības disciplīnu apakšnodalījumu. Apsvērsim, kuras zinātnes nodarbojas ar hidrosfēras komponentu izpēti.

• Hidroloģija. Pētniecības joma ir sauszemes virszemes ūdensobjekti: upes, ezeri, purvi, kanāli, dīķi, rezervuāri.
• Okeanoloģija - pēta pasaules okeānu.
• Glacioloģija - zemes ledus.
• Meteoroloģija ir šķidrums atmosfērā un tā ietekme uz laika apstākļiem un klimatu.
• Hidroķīmija ir ūdens ķīmiskais sastāvs.
• Hidroģeoloģija - nodarbojas ar gruntsūdeņiem.
• Ģeokroloģija - ciets ūdens: ledāji un mūžīgais sniegs.
• Hidroķīmija ir jauna zinātne, kas pēta visas hidrosfēras ķīmisko sastāvu.
• Hidroģeofizika ir arī jauns virziens, kura pamatā ir - fizikālās īpašības zemes apvalks.

Hidrosfēras sastāvs

No kā tas sastāv? Hidrosfērā ietilpst visu veidu planētas mitrums. Tā apjomu ir grūti iedomāties. Zinātnieki ir aprēķinājuši, ka tas ir 1370,3 miljoni km 3. Visā planētas vēsturē ūdens masa nekad nav mainījusies.

Interesants fakts: katrs piektais cilvēks sapņo dzert daudz ūdens. Bet neatkarīgi no tā, cik daudz viņš dzer, viņš to nevar izdarīt.

Apsveriet hidrosfēras sastāvu:

• Pasaules okeāns. Tas aizņem lielāko daļu vai drīzāk gandrīz visu ūdens aploksnes tilpumu. Tajā ietilpst četri okeāni: Klusais okeāns, Atlantijas okeāns, Indijas un Arktika.
• Sauszemes ūdens. Tas ietver visus vērtīgo šķidrumu avotus, kurus var atrast kontinentos: upēs, ezeros, purvos.
• Gruntsūdeņi ir milzīga mitruma rezerve litosfērā.
• Ledāji un pastāvīgs sniegs, kas veido ievērojamu ūdens padeves daļu.
• Ūdens atmosfērā un dzīvos organismos.

Zemes hidrosfēras avotu procentuālā daļa ir parādīta zemāk redzamajā attēlā.

Ūdens ir unikāla viela. Tās molekulām ir tik spēcīga saite, ka ir ļoti grūti tās atdalīt. Bet vēl lielāka unikalitāte ir tā, ka atšķirībā no citiem svarīgiem elementiem tas var pastāvēt dabiskos apstākļos trīs stāvokļos uzreiz: šķidrā, cietā, gāzveida.

Ūdens ciklam dabā ir liela nozīme mitruma izplatībā uz planētas. Galvenais svaiga šķidruma avots atmosfērā ir Pasaules okeāns. No tā ūdens, saules ietekmē, iztvaiko, pārvēršas mākoņos un pārvietojas atmosfērā, bet sāls paliek. Šādi parādās svaigs šķidrums.

Ir divi cikli: liels un mazs.

Lielais ūdens cikls attiecas uz pasaules okeāna ūdeņu atjaunošanu. Un kopš tā laika lielākā daļa mitrums tieši no tās virsmas nonāk gāzveida stāvoklī, tas kopā ar notekūdeņiem atgriežas tur, kur nokļūst nokrišņu veidā.

Ja lielais cikls attiecas uz ūdens atjaunošanu uz planētas kopumā, tad mazais attiecas tikai uz zemi. Tur tiek novērots tāds pats process: iztvaikošana, kondensācija, nokrišņi un notece pasaules okeānā.

Okeānā iztvaiko vairāk ūdens nekā upēs un ezeros. Gluži pretēji, kontinentos ir daudz nokrišņu, bet nedaudz virs atklātā ūdens apgabaliem.

Cikla ātrums

Zemes hidrosfēras komponenti tiek atjaunoti ar dažādu ātrumu. Visstraujāk atjaunotā ūdens padeve cilvēka ķermenī, jo tas satur 80% no tā. Dažu stundu laikā ar bagātīgiem dzērieniem līdzsvaru var pilnībā atjaunot.

Bet ledāji un pasaules okeāni atjaunojas ļoti lēni. Paies gandrīz 10 tūkstoši gadu, līdz pilnīgi jauni aisbergi parādīsies polārajos platuma grādos. Var iedomāties, cik daudz ledus jau pastāv Arktikā un Antarktīdā.

Ūdens Pasaules okeānā tiek notīrīts nedaudz ātrāk - 2,7 tūkstošu gadu laikā.

Dzīvu organismu uzturvērtība

Ūdens ir unikāls ūdeņraža un skābekļa ķīmiskais savienojums. Tam nav smaržas, garšas, krāsas, bet viegli tos absorbē no apkārtējās vides. Tās molekulas ir grūti atdalīt, taču tajā pašā laikā tās satur hlora, sēra, oglekļa, nātrija jonus.

Dzīve ir dzimusi ūdenī, un to satur visi organismi, kas veic metabolismu. Ir dzīvnieki, kuru ķermenis ir gandrīz šķidrs. Medūzas ir 99% ūdens, zivis - tikai 75%. Augos sulas ir vēl vairāk: gurķos - 95%, burkānos - 90%, ābolā - 85%, kartupeļos - 80%.

Ūdens čaumalas funkcijas

Zemes hidrosfēra pilda vairākas dzīvībai svarīgas funkcijas:

1. Uzkrājas. Visa Saules enerģija galvenokārt nonāk okeānā. Tur tas tiek glabāts un izplatīts visā planētā. Šis process nodrošina vidējās pozitīvās temperatūras uzturēšanu.
2. Skābekļa ražošana. Lielāko šīs vielas daudzumu fitoplanktons ražo okeānos.
3. Saldūdens sadalīšana pa cikliem.
4. Nodrošina resursus. Okeāni satur ievērojamas pārtikas rezerves, kā arī citus noderīgus iegūtos resursus.
5. Atpūtas potenciāls cilvēkam, kurš okeānu izmanto saviem mērķiem: enerģijai, attīrīšanai, dzesēšanai, izklaidei.

Hidrosfēra un cilvēks

Atkarībā no tā, kā ūdens tiek izmantots, ir divas atšķirīgas kategorijas:

1. Ūdens patērētāji. Tas ietver tās cilvēka darbības nozares, kuras mērķu sasniegšanai izmanto caurspīdīgu šķidrumu, bet to neatdod. Šādu darbību ir ļoti daudz: krāsaino un melno metalurģiju, lauksaimniecību, ķīmiju, vieglo rūpniecību un citas.
2. Ūdens lietotāji. Tās ir nozares, kas savās darbībās izmanto ūdeni, bet vienmēr to atdod. Tas ietver jūras un upju transportu, zivsaimniecību, pakalpojumus ūdens piegādei iedzīvotājiem, ūdens piegādes.

Interesants fakts: pilsētai, kurā dzīvo viens miljons cilvēku, dienā nepieciešami 300 tūkstoši m 3 tīra dzeramā ūdens. Tajā pašā laikā šķidrums atgriežas okeānā, piesārņots, nepiemērots dzīviem organismiem, un okeāns to pats ir jāattīra.

Klasifikācija pēc lietošanas veida

Cilvēkam ūdenim ir dažādas nozīmes. Mēs tajā ēdam, mazgājamies un tīrāmies. Tāpēc zinātnieki ir ierosinājuši šādu gradāciju:

• Dzeramais ūdens - tīrs ūdens bez toksiskām un ķīmiskām vielām, piemērots lietošanai neapstrādātā veidā.
• Minerālūdens ir ūdens, kas bagātināts ar minerālu komponentiem un ko iegūst no zemes zarnām. Lieto medicīniskiem nolūkiem.
• Rūpnieciskais ūdens - tiek izmantots ražošanā, iziet vienu vai divus attīrīšanas posmus.
• Termiskais ūdens - žogs tiek ņemts no termiskajiem avotiem.

Procesa ūdens

Ūdens tehniskām vajadzībām var būt pilnīgi atšķirīgs. Lauksaimniecībā to izmanto apūdeņošanai, un tas nav jātīra. Enerģijas vajadzībām, telpu apsildīšanai, ūdens tiek pārveidots gāzveida stāvoklī. Slimnīcās, vannās, veļas mazgātavās sadzīves šķidrums tiek tīrīts mazāk.

Rūpnieciskais ūdens bieži ir piesārņots. Bet vienību atdzesēšanai tiek izmantota vairāk nekā puse no patērētā apjoma. Šajā gadījumā tas netīra un var tikt izmantots atkārtoti.

Hidrosfēras problēmas

Okeāni ir pašattīroša vide. Bet uz Zemes ir 7 miljardi cilvēku, un piesārņojuma līmenis ir daudz lielāks nekā atjaunošanās līmenis. Tas var izraisīt neatgriezeniskas sekas. Apsveriet galvenos hidrosfēras piesārņojuma avotus:

1. Rūpniecības, lauksaimniecības, sadzīves notekūdeņi.
2. Sadzīves atkritumi no piekrastes zonām.
3. Naftas un naftas produktu piesārņojums.
4. Ievadīšana pasaules smago metālu okeānos.
5. Skābais lietus, kuras rezultāts ir dzīvo būtņu areola iznīcināšana.
6. Transports.

Jūru un okeānu piesārņojums

Cilvēkam un hidrosfērai ir jāpastāv pasaulē. Galu galā, sākot ar to, kā mēs attieksies pret mūsu dzīves avotu, tā daba mums atmaksās. Jau tagad okeānu un jūru virsma ir ļoti piesārņota ar naftas produktiem un atkritumiem. Vairāk nekā 20% ūdens virsmas ir pārklāta ar necaurlaidīgu eļļas plēvi, caur kuru nevar apmainīties ar skābekli un tvaiku. Tas noved pie ekosistēmu nāves.

Ievērojama piesārņojuma dēļ tiek izsmelti dabas resursi. Ilustratīvs piemērs - Ārāla jūra. Kopš 1984. gada šeit vairs nav atrasta neviena zivs.

Kopš 1943. gada hidrosfēra ir piesārņota ar bīstamām radioaktīvām vielām. Viņi tika aprakti jūras gultnē. Kopš 1993. gada tas ir aizliegts. Bet 50 gadu laikā no kaitīgās ietekmes cilvēks var radīt neatgriezenisku kaitējumu okeānam.

Briesmas no upēm un ezeriem

Zemes piesārņojums ir vēl bīstamāks cilvēkiem. Galu galā svaigs ūdens tiek ņemts mājsaimniecības vajadzībām un patēriņam tieši no turienes. Mūsdienās lielāko daļu Krievijas upju klasificē kā stipri piesārņotus. Šeit ir visbīstamāko Krievijas ūdenstilpju vērtējums:

• Volga;
• Enisejs;
• Irtišs;
• Kama;
• Iset;
• Ļena;
• Pečora;
• Toms.

Vides problēmu risināšana

Cilvēcei ir jāsaprot, ka, jo vairāk uzmanības mēs pievēršam tīrības saglabāšanai dabā, jo lielāka ir mūsu pēcnācēju iespēja dzīvot labvēlīgā vidē. Tiecoties pēc naudas un peļņas, daudzi uzņēmumi neievēro sakopšanas pamatnoteikumus. Galvenais uzdevums ir būvēt attīrīšanas filtrus piekrastes zonās, vietās, kur visvairāk uzkrājas atkritumi, un nodrošināt uzņēmumus ar modernām tehnoloģijām, kuru mērķis ir vides drošība.

Pēcvārds

No šī raksta mēs uzzinājām, kas ir hidrosfēra, kādas ir tās galvenās sastāvdaļas un ar kādām problēmām saskaras okeāni. Katra no mums uzdevums ir saprast, ka pasauli ir radījis nevis cilvēks, bet gan daba, un mēs to nežēlīgi izmantojam, neapzinoties sekas.

Asociācija šodien fizikālā un ģeogrāfiskā zinātne- plaša ģeogrāfijas nozaru saime, kas pēta ģeogrāfisko apvalku, to veidojošās ģeosfēras (atmosfēra, hidrosfēra un litosfēras augšdaļa, augsnes, veģetācijas un faunas kompleksi), dažādu mērogu teritoriāli un ekvatoriski dabas kompleksi un to sastāvdaļas. Ģimene savā sastāvā iekļauj dabas ģeosistēmu zinātni (ģeogrāfiju un ainavu zinātni) un to sastāvdaļas, ģeomorfoloģiju, hidroloģiju, klimatoloģiju, augsnes ģeogrāfiju, bioģeogrāfiju. Paleoģeogrāfija un vēsturiskā ģeogrāfija ir nozīmīga šīs ģimenes sastāvdaļa.Ģimenes zinātniskais potenciāls fizikālās un ģeogrāfiskās zinātnesto nosaka dabisko ģeosistēmu zinātnes, sauszemes dabas atsevišķu komponentu zinātņu un dabaszinātņu zinātņu konsekvence, mijiedarbība, komplementaritāte vēsturiskā attīstība zemes daba.

Ģimenes dzīves pieredze fizikālās un ģeogrāfiskās zinātnes divdesmitā gadsimta otrajā pusē pārliecinoši apliecina tā kodols attīstības nozīmi - integrēta fiziskā ģeogrāfija, apvienojot ģeogrāfiju un ainavu zinātni, ģeogrāfiskās aploksnes organizēšanas zinātni. Koncentrēšanās uz tāda sarežģīta veidojuma kā ģeogrāfiskās aploksnes, kompleksa (vai, kā to dažreiz sauc par vispārēju) telpiskās un laika organizācijas modeļu meklēšanu fiziskajai ģeogrāfijai ir svarīga integrējoša loma ne tikai pašas ģeogrāfijas ietvaros. Vairāki tās vispārīgie jēdzieni un modeļi, ko tā izstrādā, kalpo par pamatu, lai apvienotu zināšanas par Zemes dabu, kuras iegūst bioloģijā, fizikā, ķīmijā, ģeoloģijā un citās zemes zinātnēs. Citiem vārdiem sakot, tas zināmā mērā pilda vispārējās dabaszinātnes funkcijas, veidojot vispārēju Zemes dabas ainu.
Uz 21. gadsimta sliekšņa, iegūstot tieša produktīva spēka iezīmes, sarežģīto fizisko ģeogrāfiju raksturo aktīvā principa pieaugums, kas atspoguļojas konstruktīvā virziena aktīvā attīstībā.
Dabas un cilvēces likteņu kopības izpratne, akadēmiķa V. I. Vernadska ideju attīstība par biosfēras pāreju uz noosfēru izpaužas pieaugošajā interesei par cilvēka un dabas kopradīšanas ģeosistēmu analīzi.
Raksturīga iezīme ir tendence uz aktīvu zinātnes "teorizēšanu", lai pārvarētu 20. gadsimta pirmās puses ģeogrāfiskās tradīcijas. empīrisms ar tendencēm paplašināt empīriskos pētījumus, ar dziļu to metožu pārveidošanu, ar bagātināšanu ar metodēm un līdzekļiem, kas ir zinātnes arsenāla rīcībā, ar zinātniskās un tehnoloģiskās revolūcijas sasniegumiem (kosmosa un skaitļošanas tehnoloģija, ķīmisko un fizikālo metožu uzlabošana).
Liela ietekme ir arī vispārējām zinātnes attīstības tendencēm. - vispārējo zinātnisko pieeju (sistemātiskas, matemātiskas, laika utt.) un ar tām saistīto paņēmienu (modelēšana utt.) pieaugošā ietekme. Vēlme raksturot šīs tendences ir iepriekš noteikusi šīs sadaļas struktūru. Tas sākas ar sadaļu, kas veltīta dažiem teorētiskiem jautājumiem, kur galvenā uzmanība tiek pievērsta ideju izmaiņām par ainavu, uzlabojot kompleksa konceptuālo bāzi fizikālā un ģeogrāfiskā zinātne... Tālāk raksturota eksperimentālo pētījumu attīstība un tik moderns ģeogrāfu darba virziens kā modeļu konstruēšana un izmantošana. Starp ģeogrāfiski konstruktīva rakstura pētījumiem tiek izcelti jautājumi, kas saistīti ar dabas aizsardzību un dizainu, ieskaitot standartizāciju dabas aizsardzības jomā. Visbeidzot, tas sīkāk attiecas uz uzraudzību, kas ir svarīga zinātniski tehniskā joma, kurā tiek izmantotas ģeogrāfiskās zināšanas.

Hidroloģija ir zinātne, kas pēta dabiskos ūdeņus, to mijiedarbību ar atmosfēru un litosfēru, kā arī parādības un procesus, kas tajos notiek (iztvaikošana, sasalšana utt.). Pētījuma priekšmets ir visu veidu hidrosfēras ūdeņi okeānos, jūrās, upēs, ezeros, rezervuāros, purvos, augsnes un pazemes ūdeņos. Hidroloģija nodarbojas ar:

• · Pēta ūdens ciklu dabā, cilvēka darbību ietekmi uz to un ūdenstilpņu režīma un noteiktu teritoriju ūdens režīma pārvaldību;
• · Analizē hidroloģiskos elementus atsevišķām teritorijām un Zemei kopumā;
• · Sniedz novērtējumu un prognozi par ūdens resursu stāvokli un racionālu izmantošanu; izmanto ģeogrāfijā, fizikā un citās zinātnēs izmantotās metodes.

Hidrosfēras jēdziens

Hidrosfēra ir ūdeņains Zemes apvalks. Tajā ietilpst visi ķīmiski nesaistītie ūdeņi šķidrā, cietā (sniegā, ledus) un gāzveida stāvoklī. 96,5% ūdeņu atrodas pasaules okeānā, nedaudz vairāk par 1,7 - uz ledājiem un pastāvīga sniega, 1,7% - uz gruntsūdeņiem un mazāk nekā 0,01% - virszemes ūdeņos. Neskatoties uz formu daudzveidību, hidrosfēra ir tāda, kuru nosaka visu dabisko ūdeņu izcelsmes vienotība no Zemes mantijas, to nepārtrauktība un savstarpēja saistība ūdens cikla laikā dabā. Ūdens cikls dabā ir nepārtraukta ūdens kustība saules enerģijas (iztvaikošana, ūdens transportēšana atmosfērā) un gravitācijas (noplūde, notece) ietekmē. Šī cikla sastāvdaļas ir iztvaikošana no Pasaules okeāna un zemes virsmas un ūdens tvaiku pārnešana saules enerģijas ietekmē; ūdens tvaiku kondensācija, nokrišņi, to noplūde un notece (virszemes un pazemes) okeānā gravitācijas ietekmē. Ūdens uz Zemes cilvēka ķermenī spēlē tādu pašu lomu kā asinis. Upes tīkla izkārtojums ir ļoti līdzīgs struktūrai asinsrites sistēma cilvēku. Ūdens pastāvīgi pāriet no ūdens komponenta uz citu, pārnesot dažādas kā asinis ķermenī ķīmiskās vielas no zemes uz jūru, no jūras uz zemi, no augsnes uz augiem, no augiem uz gaisu un tā tālāk ad infinitum. Visa dzīvība uz Zemes nevar pastāvēt bez ūdens. Ūdens ir dzīvības šūpulis. Bet ūdens ir arī galvenais zemes virsmas reljefa "tēlnieks". Un kas, ja ne ūdens, attīra mūsu pašu atkritumu atkritumus. Tā sanitārā, attīrošā loma pēdējā laikā ir īpaši pieaug cilvēku aktīvās ekonomiskās aktivitātes jomās.