Что такое оболочка воды

Водная оболочка Земли

Нашу планету называют голубой. Более 2/3 её поверхности покрыты водой. Южное полушарие иногда даже называют океаническим, суши там немного. Мировой океан объединяет все океаны и моря, но для удобства его делят на большие части — океаны, и на части поменьше — моря.

Моря и океаны

Сколько же на Земле океанов? Казалось бы, для того, чтобы пересчитать, достаточно будет пальцев на одной руке. Но если вы зададите этот вопрос бабушке или папе, они, скорее всего, ответят: «Конечно, четыре: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый!» И их нельзя упрекнуть в том, что они плохо учили географию в школе!

В 2000 г. учёные решили вернуть на карты позабытый пятый — Южный океан, омывающий ледяной материк Антарктиду. Огромный Тихий океан не имеет конкурентов по величине, он вдвое с лишним больше следующего по площади — Атлантического океана. А самый маленький — Северный Ледовитый — океан лишь вдвое превосходит по размеру самое большое море. А вот на простой вопрос: «Какое из морей самое большое?» — однозначного ответа нет. В энциклопедиях и учебниках разных стран можно найти разные данные о площади таких морей, как Большое Саргассово и Филиппинское, Коралловое и Аравийское. У этих морей нет границ, это просто условные участки Мирового океана, и измерять их величину можно по-разному. Но вопрос о самом маленьком море решён бесповоротно — это Белое море.

Моря бывают окраинными, расположенными около материков, и внутренними, вдающимися глубоко в сушу, как Средиземное, Чёрное или Балтийское. Внутренние моря соединены с Мировым океаном проливами: выйти из Средиземного моря в Атлантику можно, пройдя Гибралтарским проливом, а Берингов пролив соединяет Северный Ледовитый и Тихий океаны.

Ответ на вопрос: «Утонет ли самая высокая гора Земли в самом глубоком месте океана?» — известен. Не просто утонет, а ещё и погрузится на два с лишним километра под воду, ведь глубина Марианской впадины составляет 11 022 м!

К числу внутренних морей принято относить и два водоёма, не связанных в настоящее время с Мировым океаном — Каспийское и Аральское моря. Несколько миллионов лет назад они были частями огромного древнего моря Тетис, но его площадь уменьшилась, и оно распалось на отдельные части. В середине ХХ в. уровень Каспийского моря начал понижаться и в 1977 г. достиг 29 м ниже уровня океана. Для спасения этого уникального водного бассейна разработали проект переброски в него части стока сибирских рек. Но неожиданно уровень моря за 20 последующих лет поднялся почти на 2,5 м. Судьба Аральского моря оказалась трагической: его площадь сократилась в 5 раз.

Свойства морской воды

Температура воды в океане зависит от географической широты, иными словами, чем ближе к экватору, тем вода теплее. Но сильнее всего прогревается вода, до 35 °C, в замкнутых внутренних морях, особенно в Красном море. Самая холодная вода, меньше 2 °C, — в полярных морях и океанах. Вода во всех океанах и морях солёная, но солёность их разная. Самые солёные моря — Красное и Аравийское, а самые пресные — Балтийское и моря Северного Ледовитого океана.

В среднем на каждый литр воды в океане приходится около 35 г различных солей (35%), преимущественно это обыкновенная поваренная соль. Морскую соль обычно можно употреблять в пищу. Но не бывает правил без исключений. На восточном берегу Каспийского моря в залив Кара-Богаз-Гол, что переводится как «чёрная пасть», расположенный почти на 35 м ниже уровня моря, непрерывно льётся водопад каспийской воды. Она там полностью испаряется, образуя рассол, формирующий залежи мирабилита. Когда русские моряки в XIX в. впервые вошли в этот залив, у кока кончилась соль, и он решил посолить борщ солью, извлечённой из воды. Последствия запомнились всем надолго: ведь мирабилит, или английская соль, сильное слабительное.

Морские течения

Вода в океане постоянно находится в движении. Два раза в день уровень воды во всех морях повышается и два раза понижается. Это явление называется приливом. Высота прилива в открытом океане обычно около 1 м, а у берегов вода может подниматься до 13,5 м в Бретани (Франция) и даже на 21,6 м в заливе Фанди (Канада). Движение воды иногда принимает форму «рек в океане» — морских течений.

Если температура воды течения выше, чем у окружающей его воды, оно считается тёплым, если ниже — холодным. К северу и к югу от экватора в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах с востока на запад устремляются мощные потоки тёплых пассатных течений с межпассатными противотечениями между ними. Вокруг же Антарктиды мчится холодное течение Западных Ветров. Роль этих течений невозможно переоценить.

Тёплые течения приносят осадки и смягчают климат, холодные течения делают его суровее. Благодаря холодному течению Куросио на японском о. Хоккайдо проводили зимние Олимпийские игры, в то время как на соседнем о. Хонсю люди ходили в летних платьях. Из-за обогревания Европы тёплым Гольфстримом широколиственные леса там растут на тех же широтах, на которых в Северной Америке ледяное Лабрадорское течение обусловливает появление тундры.

Холодные течения — Бенгальское, Перуанское и Калифорнийское — ответственны за появление пустынь на тех материках, возле которых они проходят. Но иногда и с пустынями происходят чудеса. Когда к западному берегу Южной Америки, оттеснив Перуанское, пробивается тёплое течение Эль-Ниньо, после нескольких дней проливных дождей пустыня Атакама преображается — повсюду появляются травы и цветы.

Реки, водопады и водохранилища

Споры о том, какую из рек считать длиннейшей, продолжались почти до конца ХХ в. В старых книгах вы можете прочитать, что самые большие реки нашей планеты — это Миссисипи или Нил.

В последнее время с помощью современных методов исследования было уточнено, что длина самой полноводной реки мира Амазонки, принимающей больше пятисот крупных притоков и достигающей в нижнем течении ширины около 5 км, превышает 7 тыс. км. В нашей стране самыми длинными реками признают Обь с Иртышом (5410 км), Лену (4400 км), Амур с Шилкой и Ононом (4279 км), Енисей от истоков Большого Енисея (4012 км) и длиннейшую реку Европы Волгу (3531 км).

Равнинные реки петляют, образуя изгибы и петли — меандры. Горные реки стремительно мчатся вниз, часто спрыгивая с обрывов водопадами. В 1935 г. американский лётчик Джим Эйнджел (по-испански Анхель), пролетая на километровой высоте над руслом неисследованного притока Ориноко, едва не врезался в неожиданно возникшую перед ним гору, с которой низвергался грохочущий поток воды. Высота этого водопада, названного в честь первооткрывателя, — 1054 м. Анхель — самый высокий водопад в мире, в три раза выше Останкинской телебашни.

С незапамятных времён земледельцы начали поливать свои посевы, чтобы не погиб урожай. Люди научились создавать искусственные реки-каналы и рукотворные озёра-пруды. Каналы бывают и оросительные, и осушительные. Благодаря им удаётся превращать болотные трясины в луга и поля. Система каналов и плотин-дамб защищает Нидерланды от затопления морем.

Люди не первыми начали создавать водохранилища. Трудолюбивые бобры издавна строили запруды на лесных речках. Но человек их превзошёл: крупные водохранилища соперничают по площади с морями. Как правило, на их плотинах возводятся гидроэлектростанции, которые производят самую дешёвую электроэнергию и не загрязняют природную среду, что очень важно в наше время.

Озера и болота

Крупные углубления в земле, заполненные водой, называют озёрами. Озёр на нашей планете немало. Они занимают около 2 % площади суши. Некоторые крупные озёра — Каспийское, Аральское, Мёртвое — традиционно называют морями. Небольшие озерца в степях, пересыхающие летом, зовут у нас блюдцами, а в США — дырявыми котелками. В самом глубоком озере на Земле, Байкале (1637 м), сосредоточена пятая часть мировых запасов чистейшей пресной воды. Самое большое по площади озеро в мире Верхнее, вместе с озёрами Гурон, Мичиган, Эри и Онтарио входит в систему североамериканских Великих озёр, но по запасам воды они уступают Байкалу.

Бывают озёра проточные, из которых вытекают реки, — вода в них постоянно обновляется. А в воде бессточных озёр содержащиеся даже в пресной воде соли накапливаются, и они становятся солёными. В Казахстане есть удивительное озеро Балхаш. Западная его часть пресная, а восточная — солёная. Дело в том, что на западе в озеро впадает река Или, воды которой опресняют эту часть озера. Во многих районах Земли важную роль в снабжении людей водой играют подземные воды. После дождя часть воды испаряется, часть попадает в реки и озёра, а часть просачивается в землю. Там эта грунтовая вода накапливается на плотных, водоупорных, слоях горных пород. Люди используют её с помощью колодцев.

На старых китайских картах было нанесено озеро Лобнор. Русский путешественник Н. М. Пржевальский нашёл его, но совсем в другом месте. Не прошло и полувека, как это «блуждающее» озеро опять переместилось.

Иногда грунтовые воды выходят из-под земли, образуя родник, или ключ. Если вода оказывается между двумя водоупорными пластами, со временем, по мере её накопления, давление в водоносном слое повышается. Из скважины, пробурённой до этого слоя, вода бьёт фонтаном, это называется артезианским колодцем. Подземные воды иногда бывают горячими и используются для отопления или минеральными и используются при лечении ряда болезней.

Многие неглубокие озёра постепенно зарастают водными растениями и превращаются в болота. Но бывают и другие причины возникновения болот. Чаще всего они образуются там, где грунтовые воды залегают близко к поверхности. В этих местах формируются заросшие осокой, камышом и тростником низинные болота, иногда эти болота небезопасны, не зря многие опасаются попасть в трясину, которая так и норовит утянуть на дно. Но в нашей стране огромные площади занимают безопасные верховые болота, куда люди отправляются за клюквой и другими ягодами. Одно время люди боролись с болотами, осушали их. Однако выяснилось, что болота — важнейшая составляющая экологической системы: за их гибелью вскоре следует и гибель леса, в котором оно находилось.

Ледники

Посмотрите на карту или на глобус: большая часть материка Антарктида и островов в Арктике, в том числе самый большой остров нашей планеты Гренландия, а также высокогорья закрашены белым цветом. Так принято обозначать не тающие летом льды — ледники. Именно в ледниках законсервирована большая часть пресной воды на Земле, а если бы они вдруг растаяли, уровень воды в морях и океанах поднялся бы на несколько метров, и моря затопили бы огромные участки суши. Многие думают, что ледники — это скопление замёрзшей воды. Это не совсем так. В местах, где скапливаются многометровые толщи снега, он под собственной тяжестью начинает уплотняться и превращается сначала в зернистый фирн, а потом в прозрачный зеленоватый лёд. Ледники бывают горные или покровные. Вершины высоких гор покрыты вечными льдами, даже если они находятся вблизи экватора, как высшая точка Африки вулкан Килиманджаро или ряд вершин в Андах.

Мощные ледяные щиты толщиной в несколько километров покрывают не только южный материк Антарктиду, но и такие острова, как Гренландия на севере. В горах ледники «стекают» вниз по склону, а ледяные щиты полярных островов «наступают», то есть движутся вперёд. Скорость движения небольших горных ледников около 100 м в год, а огромных ледников Антарктиды достигает до 10 м в сутки.

Лёд — это вода в твёрдом состоянии, обладающая особыми свойствами: плотность льда ниже, поэтому он легче воды и плавает по её поверхности. Из-за своей аморфности лёд расплывается, «течёт» по поверхности.

В истории Земли было много ледниковых периодов, когда климат был холоднее, чем сейчас, и многокилометровые ледяные щиты существовали и близ полюсов и существенно южнее. Учёными лучше всего изучены оледенения сравнительно недавнего времени — за последний миллион лет, когда территория значительной части севера Евразии и Северной Америки четырежды покрывалась льдом толщиной в несколько километров.

Максимальное из оледенений, Днепровское, происходило 230—100 тыс. лет назад. В ту эпоху существовало два центра оледенения. Самый крупный центр находился на территории Скандинавского полуострова, другой — на Новой Земле и на севере Урала. Языки ледника спускались по долинам Днепра и Дона до широты современного г. Днепропетровска.

Последнее по времени оледенение, Валдайское, закончилось около 11 тыс. лет назад, когда в Древнем Египте, Индии, Китае уже существовали развитые цивилизации. Во время ледниковых периодов наступающие ледники «утюжили» равнины, а отступающие «бросали» огромные камни, валуны. Воды отступающего, то есть тающего, ледника углубляли речные долины и овраги. В тех местах, где когда-то находился ледник, в углублениях в земной поверхности осталось много озёр.

Источник

Оболочки земли

Что такое оболочки Земли

Оболочки также называют геосферами – сферические сплошные и прерывистые пространства, которые формируют планету Земля. Отсчет сфер начинают от земного ядра. Геосферы проникают друг в друга в пространстве и времени, но сохраняют свою основу, имеют самостоятельные функции, собственные физические законы. Сферы Земли находятся в постоянном взаимодействии, даже существование одних напрямую зависит от остальных.

Виды оболочек Земли

Существует четыре основных геосфер и несколько дополнительных. К основным оболочкам относят: литосферу, гидросферу, биосферу и атмосферу.

Многие ученые за весь период истории предлагали выделять другие различные виды оболочек, которые входят в состав как основных, так и друг друга: тропосфера, ноосфера, социосфера, астеносфера, стратосфера, техносфера и многие другие.

В зависимости от своего расположения, земные сферы бывают внешние и внутренние.

Внешние оболочки Земли

К внешним геосферам относят литосферу, гидросферу, биосферу и атмосферу со всеми их составляющими. Это самая разнообразная составляющая земного шара, все ее части очень тесно взаимодействуют между собой.

Внутренне и внешне оболочки разделяет верхняя часть земной коры.

Внутренние оболочки Земли

Внутренние геосферы земного шара разделяют благодаря сейсмическим волнам, а точнее скорости с которой они проходят сквозь каждую оболочку. Отделяют одну сферу от другой поверхности раздела, в которых резко меняются различные показатели. Таким образом, существует три вида геосфер:

Твердая оболочка Земли: литосфера

Это внешняя твердая сфера земного шара, заканчивается там, где минералы становятся вязкими или жидкими. Включает в себя земную кору со всеми горными рельефами, равнинами и океаническим дном. Потому условно делиться на континентальную и океаническую.

Условно данная сфера состоит из коры и части мантии, до астеносферы. Что до состава литосферы, то существует два слоя:

Основа литосферы – это тектонические плиты, они не скреплены между собой, а больше похожи на кусочки пазлов, которые хоть и подходят друг к другу, но все являются отдельными элементами. Плиты постоянно находятся в движении, хоть и замедленном, что приводит к ряду процессов, которые неизбежно происходят из-за такой активности.

Процессы, которые происходят с литосферой:

Каждая область земного шара имеет свои особенности тектонических процессов. Это объясняется тем, что некоторые тектонические плиты активны чуть больше, чем другие. Например, острова Гавайского архипелага, Индонезии – самая активная вулканическая зона на планете, потому что там постоянно происходят активные тектонические процессы, плиты там нестабильны. В то время как другие области Земли так же наполнены вулканами, но они менее активны или находятся в спячке.

Водная оболочка Земли: гидросфера

Сфера земного шара, к которой относятся все водные пространства, а это 70% площади планеты. В ее состав входят не только моря и океаны, гидросфера прерывиста – вода разделена сушей, а это значит, что к данной оболочке также относятся реки, озера, водохранилища, болота, подземные воды. К гидросфере относиться также вода в газообразном состоянии в виде облаков и тумана, а также в виде снега, льдов айсбергов и ледников. Вода в твердом виде на Земле имеет название – криосфера.

Вода существует в пресном и соленом виде. В водах мирового океана содержится 97% всех водных ресурсов, тогда так только 3% всех вод являются пресными. Хотя человечество изобрело технологию по опреснению воды для собственных нужд, но в большей части земного шара, вода так продолжает быть в огромном дефиците. Что касается соли в воде, то не во всех соленых водоемах ее концентрация одинаковая, потому разделяют океаны, моря, озера сильносоленые и слабосоленые.

Водные ресурсы планеты постоянно находятся в движении, циркулируют по гидросфере. Такое явление называется «круговоротом воды в природе». Это возможно благодаря тому, что вода имеет свойство легко переходить из одного агрегатного состояния в другое. Пример: вода в реках испаряется, поднимается вверх атмосферы в виде газа и выпадает в виде осадков, как правило, уже над другой территорией, далее проникает в грунтовые воды и пополняет реки.

Живая оболочка Земли: биосфера

Если перевести дословно, то биосфера – сфера жизни. В ее состав входят абсолютно все живые организмы во всех геосферах земного шара, а также изменения, которые они вносят в свою среду обитания. Продуктами жизнедеятельности различных живых организмов является: горные породы органического происхождения, кислород, нефть.

Биосфера представлена во всех других основных оболочках земного шара. От почв литосферы, до 500м над поверхностью в атмосфере, отдельные споры были найдены на высоте 20 км, под озоновым слоем.

Ученые выделяют следующую структуру Биосферы:

Существует несколько подходов к изучению биосферы:

Биосфера больше остальных подвержена изменениям вследствие преображения окружающей среды. За всю свою историю существования живые организмы зарождались, видоизменялись и вымирали. Ученым известно, описано свыше 2 млн видов растений, животных и прочих живых организмов. Но ученые едины во мнении, что это небольшой процент от реального разнообразия всего живого на Земле. По приблизительным подсчетам, чтобы описать всех представителей флоры и фауны, понадобиться не менее 500 лет.

Все живые организмы делятся на царства:

Каждое из царств содержит миллионы видов, которые обитают в глубинах литосферы и даже в части стратосферы.

Воздушная оболочка Земли: атмосфера

Геосфера, которая включает в себя все воздушное, газовое пространство земного шара.

Тропосфера наиболее подвержена влиянию на нее человека.

Некоторые ученые разделяю ионосферу на мезосферу, термосферу и экзосферу. Каждая из них имеет свои характеристики температуры и давления, которые отличаются в зависимости от высоты каждой.

Чем отличается биосфера от других оболочек Земли

Биосфера полностью состоит из живых организмов, в то время как остальные сферы земного шара состоят из неживых элементов. Зародилась она позже всех главный геосфер, менее 4 млрд лет назад в гидросфере. А на суше жизнь существует лишь около 500 млн лет. В то время как гидросфера, атмосфера и литосфера зародились существенно раньше.

Во всех организмах содержаться все известные химические элементы, хотя концентрация отдельных частиц ничтожно мала. И сама биосфера ничтожно мала, по сравнению с остальными оболочками. К примеру, ее общий вес приблизительно составляет 0, 01% от общей массы всех сфер Земли.

Биосфера постоянно развивается, меняется. А в лице отдельного ее представителя – человека, еще и меняет весь окружающий мир. К сожалению, человечество на сегодняшний день приносит больше вреда, чем пользы. Например, вымирание некоторых видов животных – прямое следствие влияния людей.

Взаимосвязь и взаимодействие разных оболочек Земли

Все сферы земного шара, так или иначе, контактируют, взаимодействуют между собой. Внутренние оболочки, например, постоянно находятся в движении. Когда интенсивность этого движения слишком высока, то эта энергия начинает влиять на литосферу в виде землетрясений, вулканов, которые в свою очередь могут влиять на атмосферу, гидросферу и биосферу.

Глобальным примером влияния литосферы на другие оболочки можно назвать извержение вулкана Тоба 75 тысяч лет назад. Эта катастрофа практически уничтожил человечество. На время изменила климатические условия в виде ядерной зимы. Такие происшествия крайне редки, в основном же оболочки взаимодействую друг с другом постоянно, не нанося вред, а поддерживая существование.

Такой связью можно назвать круговороты воды, жизни, кислорода. Во всех этих процессах, так или иначе, участвуют несколько географических сфер. Что бы наглядно продемонстрировать взаимосвязь, стоит воспользоваться таблицей:

Планета земля многогранна, состоит из множества составляющих, которые работают как одна слаженная система, единый организм.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Опыты с золями золота показывают, что ионы кальция, коагулирующее действие которых сильнее, чем ионов натрия, после добавления неионогенных поверхностно-активных веществ действуют даже слабее, чем ионы натрия. Для объяснения этого явления можно было бы предположить10, что сольватированные ионы кальция адсорбируются частицами золота. Образовавшиеся оболочки воды притягивают молекулы неионогенных веществ, удерживая их у поверхности частиц золота. [19]

Перед началом эксперимента защитная оболочка длительно продувалась паром. В результате температура стенок оболочки была стабилизирована на уровне 147 С при атмосферном давлении внутри нее. Экспериментальное исследование было выполнено при постоянных параметрах поступающей в оболочку воды : давление 100 кгс / см2 и температура 210 С. [22]

Возможность стабилизации глины в стволе скважины обусловлена состоянием воды в составе бурового раствора. Поэтому, например, электролиты, в случае высоких концентраций, разрушая гелевую оболочку воды на глине, будут уменьшать содержание также и гидратной воды, Гидратная вода инертна к ионно-молекулярной воде, поэтому при большой концентрации электролита между частицами глины возникает гидрофобное взаимодействие. Это препятствует ее набуханию и диспергированию. Гидрофобные взаимодействия будут обусловлены именно тем, что вода гидратной оболочки неполярна, а образование химической связи ( донорно-акцепторной) будет идти с индукционным периодом. [23]

Различия в прочности коагуляционных структур у водных суспензий модифицированного монтмориллонита с различными катионами в обменном комплексе указывают на то, что дисперсионная среда связывается поверхностью минерала по-разному. Катион натрия весьма способствует значительному диспергированию частиц монтмориллонита, снижая концентрацию дисперсной фазы, необходимую для образования пространственной сетки, в несколько раз. Fe-ионы способствуют образованию плотной и компактной оболочки воды вокруг частиц глинистого минерала. Взаимодействие между частицами происходит на более близком расстоянии, что благоприятствует связыванию отдельных частиц в крупные агрегаты. Это приводит к получению прочной коагуляционной структуры суспензий Fe-форм и значительному повышению устойчивости их к действию электролитов. [25]

Источник