Круговорот воды

Гидросфера отличается динамичностью, движущей силой которой служит круговорот воды. Круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу оказывается весьма сложной системой, включающей частные круговороты и разветвленный каскад фильтров, в том числе биосферный, пройдя через который полностью или частично вода в конце концов снова оказывается в основном поверхностном хранилище воды — Мировом океане.

В большинстве случаев для коротких промежутков времени (до десятков лет) можно считать, что обмен водой между основными составляющими гидросферы сбалансирован. Однако исследования изменений уровня Мирового океана за последние 100 лет выявили его подъем со скоростью 1 мм в год, что означает ежегодный прирост объема воды на 350 км3. Этот процесс может привести к серьезным последствиям — в исторически короткий срок (т. е. практически скачком) уровень океана может повыситься на 5—7 м.

Причин, вызывающих изменение уровня Мирового океана, много. Среди них как относительно понятные, так и малоизученные. Вероятно, есть и такие, о которых пока никто не догадывается и их, следовательно, не учитывают. Одной наиболее явной причиной является постоянно усиливающийся «парниковый эффект»; другой достаточно известной причиной — рост массы гидросферы за счет кристаллизации магмы, поступающей из недр Земли в районах рифтовых зон и вулканизма, хотя увеличение объема воды в этом случае оценивается всего в 1 млрд т или 1 км3. В целом рост массы гидросферы характерен для ее эволюции.

Круговорот воды — исключительно важное явление, ибо обеспечивает сушу пресной водой, которая все время возобновляется (рис. 7.19). Под воздействием солнечного тепла вода нагревается и испаряется с поверхности водоемов. Переносимые воздушными течениями пары воды затем конденсируются и выпадают в виде дождя и снега на сушу и поверхность водоемов.

Основная масса испарившейся воды, равная 4,5 • 105 млрд т/г, выпадает на поверхность Мирового океана, так и не попав на континенты.

Океаны неодинаково активны во влагообороте. Много воды испаряется с поверхности Индийского океана, поскольку он

Рис. 7.19. Схема круговорота воды на Земле: / — над океаном; II — над сушей; III — над сушей и океаном;

IV — геологический круговорот; 1 — осадочные породы; 2 — граниты, 3 — базальты; 4 — водоупор; 5 — морские

осадки; 6 — мантийное вещество

преимущественно расположен в тропических и субтропических широтах. А в Тихом океане выпадают осадки, превышающие испарения с его поверхности.

Вынесенная на сушу часть испарившейся океанической влаги включается в круговорот воды на суше, где влага испаряется с поверхности всех водоемов — рек, озер, болот и т. д. Воду испаряют и растения, откачивая ее корнями из грунта. Порой с поверхности суши, покрытой растительностью, воды может испаряться больше, чем с водной поверхности. Так, эвкалипт при благоприятных условиях испаряет воды до 150 л/сут, а береза в умеренной полосе — только 20 л за тот же период.

На суше вода неоднократно выпадает в виде осадков, образуя местные круговороты. Благодаря круговороту воды гидросфера является планетарной транспортной системой, которая перемещает продукты эрозии с более высоких на более низкие уровни и в конечном итоге с суши в океан и другие водоемы. Вместе с нерастворимыми продуктами эрозии вода переносит растворенные вещества и органику. За миллиарды лет транспортная система гидросферы вынесла с суши в океан на каждый килограмм воды почти 0,6 кг разрушенных горных пород.

Гидросфера служит также планетарным аккумулятором неорганического и органического веществ, которые приносится в океан и другие водоемы реками, атмосферными потоками, а также образуются в самих водоемах.

7.2.3.8. Вода как природный ресурс

Водные ресурсы — это пригодные для употребления пресные воды.

Значение воды в мировом хозяйстве огромно. Она находит применение во многих отраслях: в энергетике, промышленном, коммунальном водоснабжении, а тЛкже при орошении сельскохозяйственных угодий. В ряде случаев ее используют не только для водозабора, но и в качестве транспортных магистралей, рекреационных зон, водоемов для рыбного хозяйства.

Доступные водные ресурсы рек слагаются из двух составляющих — поверхностного и подземного стока. Подземная составляющая стока — наиболее ценная в хозяйственном отношении, так как она в меньшей степени подвержена сезонным и суточным колебаниям объема. Кроме того, подземные воды реже загрязняются. Именно они формируют преобладающую часть «устойчивого» стока, при освоении которого не требуется сооружения специальных регулирующих устройств. Поверхностная составляющая стока включает в себя паводковые и талые воды, обычно быстро проходящие по руслам рек. Общий объем доступных водных ресурсов мира оценивается в 41 тыс. км3/г, из которых только 14 тыс. км3/г составляют устойчивую часть.

Современное общемировое потребление пресной воды в 80-х годах прошлого столетия составило 4—4,5 тыс. км3/г. По прогнозам на конец второго тысячелетия будет использоваться ежегодно 5,7 тыс. км3 пресной воды, а еще 8,5 тыс. км3 — загрязняться сточными водами (объем которых составит 1,3 млн км3), что равно 21% полного или 61% устойчивого стока.

Большой проблемой является то, что пресный водозапас рассредоточен по континентам неравномерно. На год каждый житель Земли в среднем обеспечен 7,5 тыс. м3 воды. В Европе норма водообеспечения ниже — 4,7, а в Азии всего 3,37 тыс. м3. Человечество уже столкнулось с проблемой ограниченности водных ресурсов, а в ряде отдельных регионов планеты ее нехватка ощущается особенно остро.