Поняття про гідросферу. Гідросфера (від грец. Hydor - вода і sphaira - куля) водна оболонка Землі, що представляє собою сукупність океанів, морів і поверхневих вод суші. Вона включає в себе всю хімічно зв'язану воду, незалежно від її агрегатного стану. З 1,4 млрд. Км 3 загального обсягу вод гідросфери близько 96,5% припадає на Світовий океан, 1,7% - на підземні води, трохи більше 1,7% - на льодовики і полярний лід, менше 0,01% - на поверхневі води суші. Багатство водою - космічна особливість Землі. Вода - найпоширеніший на Землі мінерал.
Незначна кількість води міститься в атмосфері у вигляді водяної пари, що поширюються в висоту до 10-15 км і біосфері. У земній корі вода зустрічається на глибині до 20 км. У земній корі, по визначенню В. І. Вернадського, її міститься стільки ж, скільки її в Світовому океані. Гідросфера єдина.
Походження гідросфери. Гідросфера на нашій планеті з'явилася одночасно з утворенням первинної земної кори близько 4-5 млрд. Років тому. Гідросфера утворилася в основному за рахунок прояву вулканізму і містять воду, метеоритів і крижаних ядер комет, що падають на Землю. Відомо, що гази викидаються в атмосферу при виверженнях, містять до 80% водяної пари. Він утворюється з води, що входить до складу магми. Там вона міститься в хімічно зв'язаному вигляді. В даний час вулкани щорічно виділяють приблизно 130 млн. Тонн води, а кількість води, що надходить на Землю з Космосу, оцінюють близько 1,5 млрд. Тонн на рік.
Властивості води. Вода має дивовижні властивості, деякі з них не властиві ніяким іншим природним тілах.
v Вода - єдиний мінерал, який існує в природних умовах одночасно в твердому, рідкому і газоподібному стані. Перехід з одного стану в інший відбувається постійно, в результаті цього спостерігається круговорот води в природі.
v Ізотопний склад природних вод різноманітний. Якщо в молекулі води водень замінюється ізотопом водню - дейтерієм (Н2), таку воду називають важкою.
v Вода - саме теплоємність тіло на Землі. Це додатковий резерв тепла на Землі, так як вологі повітряні маси, поступово на більш холодну територію, виділяють велику кількість тепла за рахунок переходу води з газоподібного стану в рідке або тверде. При випаровуванні води відбувається зворотний процес - поглинання тепла.
v При зниженні температури від +4 до 0ºС вода збільшує свій обсяг.
v Вода має найвищий після ртуті поверхневий натяг, а також змочуванням. З цією властивістю пов'язані особливості циркуляції води в грунтах і гірських породах, рух соків в рослинах, кровообігу у тварин.
v Вода - універсальний розчинник.
v Вода легко вступає у взаємодію з багатьма речовинами.
Світовий кругообіг води. Кругообіг води - процес безперервного переміщення води під впливом сонячної енергії та сили тяжіння, що охоплює всю географічну оболонку. У кругообігу води виділяють наступні ланки: атмосферний, океанське і материкове. Атмосферний ланка круговороту води являє собою перенесення вологи в процесі руху повітряних мас і освіти атмосферних опадів; океанське - випаровування води, яка безперервно відновлюється за рахунок конденсації водяної пари в атмосфері і випадання води і материкове - рухливі річкові і грунтові води, що відрізняється великою складністю. Кругообіг води складається з випаровування з поверхні Океану, перенесення водяної пари повітряними потоками, його конденсації в атмосфері, випадання опадів, їх просочування і проникнення поверхневого і підземного стоку суші в океан. В процесі Світового кругообігу води, наприклад, підземні води оновлюються за сотні, тисячі і мілліонилет, полярні льодовики - за 8-15 тис. Років, води Світового Океану - за 2,5-3 тис. Років, замкнуті і безстічні озера - за 200 -300 років, проточні - за кілька років, річки - за I2-14 доби, водяна пара в атмосфері - за 8 діб, вода в організмах - за кілька годин.
У кругообігу води бере участь близько 520 тис.км 3, що в 7,5 разів перевищує обсяг Чорного моря. Основною ланкою в процесі кругообігу є випаровування. Щорічно про поверхні Світового океану випаровується шар води завтовшки 1,24 м, який заповнюється випадають опадами над океаном і стоком річок. Виділяється малий кругообіг, що включає випаровування води з поверхні океану, конденсації водяної пари в атмосфері і ви падіння атмосферних опадів на поверхню океану. Частина випарувалася з поверхні океану води, переноситься повітряними течіями на сушу, де у вигляді опадів випадає на поверхню, випаровуються і надходять назад в атмосферу. Інша частина наземними і підземними шляхами стікає в пониження рельєфу, живлячи річки і стоячі водойми. Процес випаровування води і випадання опадів на суші може повторюватися багато разів, але в кінці кінців волога, принесена з океану повітряними течіями, знову повертається в океан шляхом річкового і підземного стоків. Це великий круговорот води. Гідросфера служить планетарним акумулятором неорганічного і органічного речовини, які приносяться в океан водами річок, атмосферними опадами, а також утворюються в самих водоймах. Кількість води, яка бере участь у кругообігу, майже не змінюється, але в різні епохи змінюються співвідношення води в різних гілках кругообігу. Світовий кругообіг води пов'язує всі зовнішні оболонки Землі і організми.
Загальні відомості про Світовий океан. Близько 3/4 площі земної кулі покрито водою. Світовий океан включає океани, моря, затоки і протоки. Води океанів розподілені нерівномірно на земній поверхні. У Південній півкулі їх площа в 5 разів більше, ніж площа суші, а в Північному - всього в 1,5 рази. Тому Північна півкуля може бути названо «материковим», а Південне - «океанічним». Середня глубінаМірового Океану - 3700 м, найбільша 11022 м (Маріанська западина). Швейцарський дослідник Жак Піккар в 1960 році спустився на дно Маріанінского жолоби і досяг при цьому глибини майже 11 кілометрів. Обсяг вод Світового Океану складає 1 338 000 000 км 3. Материки і острова ділять єдиний Світовий океан на частини - океани.
Склад Світового океану. Океан єдиний, з будь-якої його точки можна потрапити в будь-яку іншу точку, не перетинаючи суходіл. В даний час виділяється чотири океани: Тихий, Атлантичний, Індійський і Північний Льодовитий. Межі океанів на значному протязі збігаються з берегами материків і островів. А там, де океани вільно повідомляються, кордон проводять умовно по меридіанах мисів: Горн (Південна Америка), Голковий (Африка), Південний (о. Тасманія) - до Антарктиди. Океани вдаються в сушу морями і затоками.
Океани і типи морів. Світовий Океан розділяється на Тихий (178,684 млн. Км 2), Атлантичний (91,655 млн. Км 2), Індійський (76.175млн. Км 2) і Північний Льодовитий (I4,699 млн. Км 2). Тихий океан найбільший і найглибший на земній кулі. Він займає майже половину площі Світового океану, перевищуючи площа всієї суші Землі. Він існує з початку формування земної кори.
Атлантичний океан займає друге місце за площею і глибиною. Характеризується найактивнішим судноплавством. Індійський океан розташований майже цілком між тропіками і тому його води найтепліші. Північний Льодовитий океан є найменшим за площею, і більша його частина покрита майже цілий рік льодами.
Моря - частини океанів, ізольовані від океану сушею, півостровами, островами, протоками, порогами або підводними гірськими хребтами. На відміну від озера море пов'язане з океаном. За ступенем відособленості від океану і положення до материка виділяють середземні, розташовані в геосинклінальних областях між різними материками (Середземне, Карибське, Червоне та ін.); внутрішні, що лежать всередині материків (Балтійське, Біле, Чорне, Мармурове); напівзамкнуті (Берингове, Північне, Охотське); відкриті, або на околицях (Баренцове, Карське, Аравійське) і міжострівні (Яванське, Сулавесі) моря. Моря з'єднуються з океанами за допомогою проток.
Протока - вузьке водний простір, що розділяє два материка, або острова і з'єднує суміжні водні басейни, обмежене з двох боків сушею (Берингову, Магелланова. Гібралтарську). Гібралтарську протоку з'єднує Середземне море з Атлантичним океаном. Він є одним з найбільш вузьких і найглибших проток в світі (довжина 65 км, ширина 14-44, максимальна глибина тисяча сто вісімдесят один м). Найширший протоку - протоку Дрейка (900 км), а найдовший - Мозамбіцька (1670 км).
Залив - частина океану, моря або озера, яка вдається глибоко в сушу. Атлантичний океан утворює затоку Біськайський, а Індійський - Бенгальська затока.
В межах Світового океану виділяються ділянки суші, оточені з усіх боків водою, які називаються островами. Група близько розташованих островів називається архіпелагом (Японські острови, Великі Антильські острови). Ділянки суші, які входять в океани і моря і оточені з трьох сторін водою, називаються півостровами (Аравійський півострів, Індійський півострів).
Рельєф дна Світового океану. Між рельєфом суші і рельєфом морського днамного загального. На морському дні є морські рівнини, високі плоскогір'я і гірські країни. Разом з тим рельєф морського дна менш розчленований.
Розрізняють такі морфологічні елементи рельєфу:
Ø Материкова мілина, або шельф (літораль) - мілководна частина, що оздоблює материк з глибинами від 0 до 200 м.
Ø Материковий або берегової, схил (батиаль) - область глибин від 200 до 2500 м.
Ø Ложі океану (абиссаль) - простору з глибинами від 2500 дo 6000 м. На дояю етойчасті дна океану припадає 80% його площі.
Ø Безодні, западини (абісальні жолоби) - області з глибинами понад 6000 м.
Для рельєфу дна всіх океанів характерно наступне:
· Центральні частини найчастіше зайняті поднятиями, що мають характер підводних гірських хребтів;
· Найглибші місця зазвичай знаходяться поблизу материків або архіпелагів.
На дні океанів утворюються серединно-океанічні хребти - грандіозні підводні гірські системи загальною довжиною до 80000 км, що поширюються на всі океани. У осьової частини цих виробів з мантії піднімається магма, яка, застигаючи, розсовує дно океану. При цьому вулкани зміщуються, загасають і перетворюються в підводні гори. У теплих водах піднялися до поверхні океану вулкани обростають кільцевими кораловими рифами.
На дні морів і океанів накопичуються відкладення мулу. У зоні шельфу - континентальні відкладення, в батіальних частини - мули органічного походження, а також радіолярієві (в тропічних морях) і діатомовий (в арктичних морях) мул. На глибині абіссалі дно вкрите червоною глибоководної глиною представляє собою вулканічний пил, залишки колоїдної глини і космічного пилу.