13.2 ХАРАКТЕРИСТИКА ГІДРОСФЕРИ
Гідросферою спрощено називають водну оболонку Землі. Проте, вода проникає в усі інші геосфери і відіграє найважливішу роль у глобальних процесах транспорту речовини те енергії.
До складу гідросфери включають воду:
1. Океанів – 96,4%.
2. Льодовиків – 1,86%.
3. Підземні та грунтові води (хоча вони скоріше належать до літосфери) – 1,7%
4. Континентальних водойм – 0,04%
Іноді до складу гідросфери включають атмосферну воду, обсяги якої не перевищують 0,0008%.
Біосферна роль окремих складових гідросфери не пропорційна їх обсягам. Зокрема, вода континентальних водойм складає лише невеличку частку від загальних обсягів гідросфери, проте її роль для існування наземних екосистем є вирішальною. Також, це є найактивніша частина води з геохімічної точки зору.
Порівняння об'єму континентальних вод з розмірами Землі
Льодовики
На суходолі основну масу води містять льодовики (70% запасів прісної води), які займають 14% площі поверхні Землі і майже половину поверхні суходолу. Тому всю сукупність льодовиків часто називають кріосферою. Вони формуються у регіонах, де швидкість утворення твердих атмосферних опадів (головним чином – снігу) перевищує швидкість їх танення. Останні десятиліття багато уваги приділяється змінам площі світового льодовикового покриву. Якщо у Північній півкулі спостерігається швидке скорочення площі арктичної криги, то у Південні півкулі, навпаки, відбувається накопичення льодовикової маси у Антарктиці (Climate Change’s (IPCC) 2013 report).
Динаміка зміни площі льодовиків в Арктиці та Антарктиці
Льодовики мають важливий вплив на клімат окремих регіонів планети: Арктики, Антарктики, гірських масивів. Вони сприяють зниженню температури атмосферного повітря та водних мас завдяки великій прихованій теплоті танення (поглинається близько 2% всієї сонячної енергії на Землі). Крім того завдяки високому альбедо вони впливають на тепловий баланс поверхні Землі та атмосфери.
Льодовики є основним джерелом водного живлення деяких великих річок (Інд, Кубань). Внаслідок танення льодовиків відбувається надходження до Світового океану таких важливих біогенних елементів, як кремній та залізо, що сприяє розвитку діатомового фітопланктону (див докладніше http://www.bristol.ac.uk/geography/people/jon-r-hawkings/index.html).
Підземні води
Підземні води розташовані нижче земної поверхні і дна поверхневих водоймищ і водотоків, що заповнюють пори, тріщини й інші порожнечі гірських порід у рідкому, твердому або газоподібному стані. Такі шари отримали назву водоносних горизонтів. Окремі водоносні горизонти, складені насиченими водою породами, відокремлені водоупорними шарами - щільними гірськими породами, непроникними для води. В залежності від глибини розташування, особливостей рельєфу та геологічної будови земної кори залежить кількість водоносних горизонтів, їх потужність та хімічний склад води. Запаси підземних вод утворюються внаслідок інфільтрації атмосферних опадів та поверхневих вод, конденсації водяної пари, вивільнення води із земної кори внаслідок магматичних процесів. В залежності від походження, підземні води поділяють на:
-
метеогенні (надходять з атмосфери);
-
літогенні (формуються у літосфері і можуть являти давні води);
-
ендогенні (надходять до літосфери з мантії).
Загальний обсяг підземних вод складає 1,7% від об'єму гідросфери. З них менше половини є прісними. Зазвичай глибинні давні води характеризуються підвищеною мінералізацією та наявністю специфічних розчинених компонентів. Підземні води разом з поверхневими водами забезпечують замикання великого кругообігу води. Тому швидке вичерпування підземних води призводить до пришвидшення інфільтрації поверхневих вод та просочування солоних морських вод.
Порівняння об'єму континентальних вод з розмірами Землі
Вода суходолу, поверхневі води
Річки та озера – найважливіший компонент гідросфери, який відрізняється високою швидкістю водообміну. Сумарний об’єм річок всього світу складає лише 0,0002% від загальних запасів води і 0,005% від запасів прісної. Це пояснюється тим, що на поверхню суходолу випадає не більше 15% загальної кількості атмосферних опадів. Причому з них лише 50% перетворюється на річковий стік.
Однак роль цієї «швидкої» води у функціонуванні біосфери і її окремих частин є надзвичайно важливою. Ця вода забезпечує наступні процеси у біосфері:
1. Руйнування гірських материків та масоперенос твердих продуктів. Щорічно річкові води перевідкладають та виносять до океану 22 млрд. тон щорічно. Для порівняння, це становить 1,5 маси гори Джомолунгма.
2. Водний шлях міграції хімічних елементів (3 млрд. т розчинених речовин щорічно). Саме завдяки річковому стоку протягом мільйонів років сформувалася сучасна солоність морської води, яка продовжує зростати.
4. Джерело біогенних речовин для морських екосистем.
5. Джерело прісної води для живих організмів у тому числі – для людини.
Вода відіграє інтегруючу роль у наземних екосистемах: від процесів водозбору до руху потужного потоку великої річки, створюючи «кровоносну систему» ландшафтів.
Гідрографічна мережа України та частка річкового стоку у балансі кругообігу води в умовах змін клімату