Вода и жизнь на Земле
Шрифт:
Подсчитано, что на Земле обитает около 3 млн. видов живых организмов, из которых 300 тыс. приходятся на долю растений. Однако растения создают 97–98 % всей биомассы суши, остальная часть (1–3 %) животные и микроорганизмы.
Водная среда играла важнейшую роль в возникновении жизни на Земле. В. И. Вернадский писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Не только земная поверхность, но и глубокие — в масштабе биосферы — части планеты определяются, в самых существенных своих проявлениях, ее существованием и ее свойствами».
Вода является постоянным спутником и необходимым условием воспроизводства живого органического мира. Как известно, в основе образования и накопления первичного живого
Живые организмы производят огромную работу по перераспределению вещества земной коры и созданию новых химических соединений. Живые организмы вовлекают в процесс круговорота кислорода, углерода и азота также большие массы минеральных веществ и различных других химических элементов, превращая их в биогенное вещество. Живые организмы способны усваивать и концентрировать из среды обитания практически все элементы периодической системы.
Гидросфера (водная оболочка) — это совокупность океанов, морей, озер, рек, ледяных образований, подземных и атмосферных вод. Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза превышает территорию суши. Океанические воды покрывают почти три четверти поверхности земного шара слоем толщиной около 4 тыс. м.
Занимая промежуточное положение между атмосферой и литосферой, гидросфера постоянно находится с ними в тесной взаимосвязи. Одним из ее проявлений является влагооборот. Последний играет важную роль в создании условий жизни во всей биосфере.
Таблица 1. Объем гидросферы [М. И. Львович, 1974]
| Части гидросферы | Объем воды, тыс. км 3 | От общего объема, % |
|---|---|---|
| Мировой океан | 1 370 323 | 93,96 |
| Подземные воды | 60 000 | 4,12 |
| Зоны активного водообмена | 4 000 | 0,27 |
| Ледники | 24 000 | 1,65 |
| Озера | 280* | 0,019 |
| Почвенная влага | 85** | 0,006 |
| Пары атмосферы | 14 | 0,001 |
| Речные воды | 1,2 | 0,0001 |
| Итого: | 1 454 193 | 100 |
| * В том числе около 5 тыс. км 3воды в водохранилищах. | ||
| ** В том числе около 2 тыс. км 3оросительных вод. |
По данным табл. 1, на поверхности Земли содержится почти 1,5 млрд. м 3воды, из этого количества 93,96 % сосредоточено в океанах и морях, немногим больше 4 % представляют воды, находящиеся на суше, и 1,65 % воды сковано в ледниках.
Единство вод Земли
Благодаря процессам круговорота воды гидросферы находятся в постоянной взаимосвязи по следующей схеме: океан — атмосфера — суша — океан. Основную роль в механизме круговорота воды играет тепловая энергия и сила тяжести. Под влиянием тепла вода испаряется с поверхностей океанов, морей, озер и других водных объектов; водные пары, сконденсированные в атмосфере, под действием силы тяжести выпадают в виде дождя, снега и града. Таким образом, вода переходит из одного агрегатного
В замкнутой системе круговорота воды участвуют атмосферное, океаническое, почвенное, речное, озерное, ледниковое, биологическое, хозяйственное звенья. Каждое из них имеет свои особенности. Поверхность океанов, морей, рек и озер подвержена главным образом испарению. Этим обеспечивается пополнение атмосферы влагой, которая в последующем превращается в атмосферные осадки. В круговороте воды участвуют и подземные и почвенные воды в результате их перемещения и испарения. Биологическое звено занимает незначительное место в общем масштабе круговорота воды на Земле. Однако процесс этот сложен и многообразен. Вода для человека, животных и растений — важнейший продукт, участвующий во всех жизненных процессах. В среднем в растениях и животных содержится более 56 % воды. Организм человека почти на 65 % состоит из воды. При этом человеческий организм потребляет воды по весу примерно в 2 раза больше, чем питательных веществ. Вся вода, потребляемая людьми и животными, в конечном итоге также возвращается в общий круговорот воды.
В общем объеме круговорота воды на Земле ведущее место занимает океаническое звено: на суше выпадает только четвертая часть (113,5 тыс. км 3) всех осадков, остальные (411,6 тыс. км 3) приходятся на долю Мирового океана.
Осадки на поверхности суши создают ресурсы поверхностных вод и являются основным источником формирования пресной воды. Они имеются главным образом в ледниках полярных и горных областей (99,2 %), озерах (0,73 %), болотах (0,05 %) и в руслах рек. Большая часть пресной воды в виде ледников сосредоточена в двух материках — в Гренландии и в Антарктиде. Ледники — большие хранилища пресной воды.
Круговорот воды — это исключительно важное свойство гидросферы. Благодаря ему общее количество воды на Земле не уменьшается и вода делается практически неисчерпаемой. В этом заключается существенное отличие водных ресурсов от других полезных ископаемых. Подсчитано, что пары атмосферы обновляются в среднем каждые 10 суток, речные воды в руслах рек — в среднем каждые 11 суток, почвенная влага и воды-верховодки Земли возобновляются ежегодно. Более медленно происходит водообновление подземных вод, а также вод в озерах, болотах и ледниках.
Поверхностные воды
В процессе возобновления запасов пресных вод основную роль играют атмосферные осадки. Известно, что на поверхность нашей планеты в среднем в год выпадают осадки, равные метровому слою. Однако распределяются они по земной поверхности неравномерно. Существуют районы с очень высоким уровнем осадков. Наибольшее количество их приходится на тропические зоны экватора (в пределах от 10° с. ш. до 10° ю. ш.). На территории некоторых районов Индии количество выпадающих осадков в год превышает 12 м.
Таблица 2. Обеспеченность континентов речной водой [К. П. Воскресенский, 1971]
| Континент | Суммарный сток рек, км 3 | Население, млн. человек | Сток на душу населения, тыс. м 3в год |
|---|---|---|---|
| Европа | 3 140 | 606 | 5,18 |
| Азия | 13 400 | 1 688 | 7,94 |
| Африка | 4 020 | 294 | 13,67 |
| Северная Америка | 6 522 | 253 | 26,17 |
| Южная Америка | 11 500 | 154 | 74,68 |
| Австралия | 1 890 | 15,5 | 12,9 |
| Земной шар | 41 500 | 3 256 | 11,0 |