какую часть объема гидросферы занимает пресная вода
Сколько пресной воды на Земле: основные источники, проблема дефицита
Вода покрывает огромную площадь земного шара. На ее долю приходится около 70 % поверхности, только 3 % от всего водного запаса составляет пресная вода – та, которую мы пьем, и без которой человечество просто не может прожить.
Что такое пресная вода
Пресной называют воду, в которой содержится не более 0,1 % соли. От общего объема водных ресурсов на Земле она составляет – 2,5-3%. Из этого пресного запаса доступен для человека только 1 %, остальной спрятан в ледниках и айсбергах.
Мировой океан солёный, воды суши могут быть пресными и солёными, вода в атмосфере только пресная. При испарении все соли остаются в водоёме, а испаряется только вода.
Источники пресной воды
Ученые-гидрологи выделяют два типа водных ресурсов.
Существует 6 источников водных ресурсов:
Запасы
Большинство пресной воды невозможно пить без специальной обработки. Причиной этому являются не только природные процессы (например, эрозия), но и человеческий фактор, который сыграл здесь не последнюю роль.
Лидеры по годовым объемам водных ресурсов, в среднем за 2011-2019, км 3 /год
| Страна | км 3/год |
| Бразилия | 8233 |
| Россия | 4498 |
| Канада | 3300 |
| США | 3069 |
| Индонезия | 2838 |
| Китай | 2739 |
| Колумбия | 2132 |
| Перу | 1913 |
| Индия | 1908 |
Наибольший запас пресной воды приходится на Бразилию. На втором месте находится наша страна.
Ледники Антарктиды содержат большое количество запасов пресной воды на Земле, если они разом растают, уровень воды Мирового океана поднимается на 70 метров.
Самым большим хранилищем в мире является расположенное в России озеро Байкал, в нем сосредоточена 1/5 всех мировых запасов.
Сибирь, озеро Байкал
Помимо него, немалая часть пресных источников содержится в Ладожском и Онежском озерах, а также в специальных водохранилищах, таких как Красноярское, Волгоградское, Самарское и др.
Состав пресной воды
Он различается в зависимости:
В состав могут входить многочисленные газы (углекислый газ, углерод, кислород, азот), частички микроорганизмов, катионы (например, HCO3), анионы (например, Ca2+).
Виды и водоёмы пресной воды
Существует два вида пресной воды:
Последняя, в зависимости от содержания в ней солей и минералов, бывает столовой, лечебно-столовой и просто лечебной.
Чрезвычайно полезными свойствами обладает природная талая вода, которую добывают в экологически чистых районах, растапливая снег или горный лед.
В настоящий момент, большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой емкости и соответствует всем установленным требованиям чистоты.
Водоёмы пресной воды можно разделить на 3 группы: поверхностные, подземные и осадочные воды.
Поверхностные
Именно они соответствуют большинству человеческих потребностей. Их очень мало – чуть свыше 1,2 % от общего количества пресноводных источников. Это озера, ручьи, реки, ледники. Огромная их часть сосредоточена во льдах. И лишь около 21 % — в озерах. Но большую часть необходимой жидкости человек получает из рек, на которые приходится 0,49 %.
В этой группе можно также выделить и моря с океанами. Но вода в них слишком соленая и использовать ее в таком виде неприемлемо для здоровья человека.
Если удалить соли и минералы из водного раствора, можно добиться использования, хотя бы в промышленных или сельскохозяйственных целях. Но этот процесс слишком дорогостоящий, чтобы решить мировую проблему нехватки пресной воды.
Тепловая емкость пресной воды составляет 4,182 Дж / (г К), а тепловая емкость соленой — 3,993 Дж / (г К).
Пресная вода закипает быстрее соленой, поскольку соль увеличивает температуру нагревания. Учитывая, что ионы соли тяжелее молекул воды, то плотность морской воды затрудняет солевое испарение, и это слишком осложняет процесс опреснения.
Подземные
В зависимости от того, на какой глубине они располагаются, выделяют несколько групп.
Вода, получаемая из подземных источников, пополняется за счет атмосферных осадков. Но за счет роста населения и бесконтрольного потребления природных ресурсов, соблюдать этот баланс становится все сложнее и сложнее.
Осадочные
Это дожди, град, снега. Если еще относительно недавно дожди были весьма популярны для пополнения запасов пресной воды, то в настоящее время этими источниками пользуются в основном лишь сильно засушливые регионы.
Осадочную воду продолжают часто использовать для полива в садоводческих целях. Рассматривать её в качестве воды для питья сейчас довольно проблематично в связи с химическими загрязнениями и бактериальными заражениями.
На качество дождевой воды влияют такие факторы, как материалы крыш, расположения зданий, загрязненность воздуха в регионе и др.
Проблема пресной воды
Интенсивное использование невозобновляемых водных ресурсов наносит вред экологии. Дефицит воды становится ограничителем экономического роста в развивающихся странах. Рассмотрим основные проблемы.
Нехватка водных ресурсов
Многим кажется, что пресная вода это неиссякаемый природный источник. И подтверждением тому служит круговорот воды в природе. Но не все учитывают человеческую жизнедеятельность, перенаселение планеты и меняющийся в сторону потепления климат.
Огромное количество природных водоемов высыхают, сельскохозяйственная отрасль использует воду неэффективно, а потребляет ее в гораздо большем количестве, чем любая другая промышленность. Все эти факторы приводят к тому, что отсутствие достаточных запасов пресной воды становится все ощутимее.
Пути выхода из сложившейся ситуации, такие как создание водохранилищ, опреснение соленой воды, экономное расходование, пока не дают должных результатов.
Загрязнения
Выделяют природные причины и искусственно созданные причины загрязнений.
К природным относятся те процессы, которые не зависят напрямую от человека:
Искусственные последствия наступают в связи с человеческой деятельностью. Некоторые предприятия нередко пренебрегают экологическими нормативами и требованиями и сбрасывают отходы непосредственно в водоемы.
Выбросы в атмосферу вредных веществ от автомобильного транспорта, фабрик и заводов приводят к кислотным дождям.
Какая плотность пресной воды кг/м3
Плотность – физическая характеристика вещества, позволяет сравнивать вещества одинакового объема. Вещество, которое больше весит, обладает большей плотностью.
Плотность пресной воды напрямую зависит от температуры. С увеличением температуры её плотность постепенно начинает снижаться. Для наглядности представлена таблица № 2.
Базовая плотность при температуре от 0 до 100 С
| Температура, С | Плотность, кг/м3 |
| 0 | 999.87 |
| 2 | 999.97 |
| 4 | 1000 |
| 6 | 999.97 |
| 8 | 999.88 |
| 10 | 999.73 |
| 12 | 999.53 |
| 14 | 999.27 |
| 16 | 998.97 |
| 18 | 998.62 |
| 20 | 998.23 |
| 22 | 997.80 |
| 24 | 997.33 |
| 26 | 996.81 |
| 28 | 996.26 |
| 30 | 995.68 |
| 32 | 995.06 |
| 34 | 994.40 |
| 36 | 993.72 |
| 38 | 993.00 |
| 40 | 992.25 |
| 42 | 991.47 |
| 44 | 990.7 |
| 46 | 989.8 |
| 48 | 989.0 |
| 50 | 988.1 |
| 52 | 987.2 |
| 54 | 986.2 |
| 56 | 985.3 |
| 58 | 984.3 |
| 60 | 983.2 |
| 62 | 982.2 |
| 64 | 981.1 |
| 66 | 980.1 |
| 68 | 978.9 |
| 70 | 977.8 |
| 72 | 976.7 |
| 74 | 975.5 |
| 76 | 974.3 |
| 78 | 973.1 |
| 80 | 971.8 |
| 82 | 970.6 |
| 84 | 969.3 |
| 86 | 968.0 |
| 88 | 966.7 |
| 90 | 965.3 |
| 92 | 964.0 |
| 94 | 962.6 |
| 96 | 961.2 |
| 98 | 959.8 |
| 100 | 958.4 |
Значения могут иметь небольшую погрешность. Очищенная питьевая будет менее плотной, чем не питьевая из природных источников, так как в ней находятся различные органические и неорганические примеси, например, частички ила, песок и т. д.
Плотность воды измеряют ареометром. Его принцип основан на законе Архимеда.
Формула для определения плотности
При пользовании формулой нужно следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно килограммах и кубических метрах.
Заключение
Пресная вода — богатство нашей планеты. Основный запас находится в труднодоступных местах — ледниках. Большой популярностью пользуется бутилированная вода. Она проходит тщательную проверку, является стерильной и соответствует качеству.
Что такое гидросфера Земли: описание, схема, составные части и влияние человека
Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли, включающую суммарную массу воды найденной на, под и над поверхностью планеты. Вода гидросферы может находится в трех агрегатных состояниях: в жидком (вода), твердом (лед) и газообразном (водяной пар). Уникальная в Солнечной системе гидросфера Земли играет одну из первостепенных ролей для поддержания жизни на нашей планете.
Общий объем вод гидросферы
Земля имеет площадь около 510 066 000 км²; почти 71 % поверхности планеты покрыто соленой водой с объемом около 1,4 млрд. км³ и средней температурой около 4° C, не намного выше точки замерзания воды. В Мировом океане содержится почти 94% объема всей воды Земли. Остальная часть встречается в виде пресной воды, три четверти из которой, заперты в виде льда в полярных регионах. Большая часть оставшейся пресной воды – это грунтовые воды, содержащиеся в почвах и горных породах; и менее 1% водных ресурсов находится в озерах и реках мира. В процентах атмосферный водяной пар является незначительным, но перенос воды, испарившейся из океанов на поверхность суши, является неотъемлемой частью гидрологического цикла, который обновляет и поддерживает жизнь на планете.
Объекты гидросферы
Объектами гидросферы выступают все жидкие и замерзшие поверхностные воды, грунтовые воды в почве и горных породах, а также атмосферный водяной пар. Всю гидросферу Земли, как показано на схеме выше можно разделить на следующие крупные объекты или части:
Круговорот воды в природе
Гидрологический цикл включает в себя перемещение воды из океанов через атмосферу на континенты, а затем обратно в океаны над, по и под поверхностью суши. Цикл включает такие процессы, как осаждение, испарение, транспирацию, инфильтрацию, перколяцию и сток. Эти процессы действуют во всей гидросфере, которая простирается примерно на 15 км в атмосферу и примерно до 5 км вглубь земной коры.
Около трети солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли, расходуется на испарение океанической воды. Полученная атмосферная влажность конденсируются в облаках, дожде, снегу и росе. Влажность является решающим фактором в определении погоды. Это движущая сила штормов и она отвечает за разделение электрического заряда, что является причиной молнии и, следовательно, естественных лесных пожаров, которые отрицательно воздействуют на некоторые экосистемы. Осадки увлажняют почву, пополняют подземные водоносные горизонты, разрушают ландшафт, питают живые организмы и наполняет реки, которые переносят растворенные химические вещества, и отложения обратно в океаны.
Значение гидросферы
Вода играет важную роль в круговороте углерода. Под действием воды и растворенного углекислого газа кальций выветривается из континентальных пород и переносится в океаны, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конечном итоге карбонаты осаждаются на морском дне и литифицируются образуя известняки. Некоторые из этих карбонатных пород позже погружаются в недра Земли благодаря глобальному процессу тектоники плит и расплавляются, что приводит к выделению двуокиси углерода (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли являются основой для поддержания жизни планеты, формирования эрозии и выветривания континентов, и они резко контрастируют с отсутствием таких процессов, к примеру, на Венере.
Проблемы гидросферы
Существует множество проблем, которые непосредственно связаны с гидросферой, однако наиболее глобальными являются следующие:
Повышение уровня моря
Повышение уровня моря является новой проблемой, которая может затронуть многих людей и экосистемы во всем мире. Измерения уровня прилива показывают всемирное увеличение уровня моря на 15-20 см, и МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) предположила, что рост обусловлен расширением океанической воды из-за повышения температуры окружающей среды, таяния горных ледников, и ледяных шапок. Большинство ледников Земли тают из-за глобального изменения климата, и многие научные исследования показали, что скорость этого процесса увеличивается, а также оказывает значительное влияние на глобальный уровень моря.
Уменьшение арктического морского льда
За последние несколько десятилетий арктический морской лед значительно уменьшился в размерах. Недавние исследования NASA показывают, что он сокращается со скоростью 9,6 % за десятилетие. Такое истончение и отвод льда оказывает влияние на соленость океана, баланс тепла и места обитания животных. Например, популяции белых медведей снижаются из-за разрыва льда, который отделяет их от суши и многие особи в попытках переплыть, тонут. Эта потеря морского льда также влияет на альбедо или отражательную способность поверхности Земли, в следствии чего, темные океаны поглощают больше тепла.
Изменение количества осадков
Увеличение количества осадков может привести к наводнениям и оползням, а снижение – к засухам и пожарам. События Эль-Ниньо, муссоны и ураганы также влияют на краткосрочное глобальное изменение климата. Например, изменение океанических течений у берегов Перу, связанное с событием Эль-Ниньо, может привести к изменениям погодных условиях на всей территории Северной Америки. Изменения характера муссонов из-за повышения температуры способны вызвать засухи в районах по всему миру, которые зависят от сезонных ветров. Ураганы, усиливающиеся с повышением температуры морской поверхности, в будущем станут более губительными для людей.
Таяние вечной мерзлоты
При повышении глобальной температуры вечная мерзлота тундры тает. Это больше всего влияет на людей живущих в этой природной зоне, поскольку почва на которой расположены дома становится нестабильной. Мало того, что есть немедленный эффект, ученые опасаются, что таяние вечной мерзлоты высвободит огромное количество двуокиси углерода (CO2) и метана (CH4) в атмосферу, что в значительной степени повлияет на окружающую среду в долгосрочной перспективе. Высвобожденные парниковые газы будут способствовать дальнейшему глобальному потеплению за счет выделения тепла в атмосферу.
Антропогенное влияние человека на гидросферу
Люди оказали значительное влияние на гидросферу нашей планеты, и это будет продолжаться поскольку население Земли и потребности человечества увеличиваются. Глобальное изменение климата, загрязнение водных ресурсов, затопление рек, дренаж водно-болотных угодий, сокращение потока и орошение оказали давление на существующие пресноводные системы гидросферы. Устойчивое состояние нарушается выбросом токсичных химических веществ, радиоактивных веществ и других промышленных отходов, а также утечкой минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов в водные источники Земли.
Кислотный дождь, вызванный выбросом диоксида серы и оксидов азота от сжигания ископаемого топлива, стал всемирной проблемой. Считается, что подкисление пресноводных озер и повышенная концентрация алюминия в их водах, ответственны за значительные изменения в экосистемах озер. В частности, во многих озерах сегодня нет значительных популяций рыб.
Эвтрофикация, вызванная вмешательством человека, становится проблемой для пресноводных экосистем. По мере того, как избыточные питательные и органические вещества из сточных вод от сельского хозяйства и промышленности выпускаются в водные системы, они становятся искусственно обогащенными. Это влияет на прибрежные морские экосистемы, а также на введение органического вещества в океаны, что в разы больше, чем в дочеловеческие времена. Это вызвало биотические изменения в некоторых областях, таких как Северное море, где лучше развиваются цианобактерии и хуже – диатомовые водоросли.
При увеличении численности населения потребность в питьевой воде также возрастет, и во многих районах мира из-за изменения температуры, пресная вода чрезвычайно труднодоступна. Поскольку люди безответственно изменяют направление рек и исчерпывают естественные запасы воды, это создает еще больше проблем.
Люди оказали большое влияние на гидросферу и будут продолжать это делать в дальнейшем. Важно понимать воздействие, которое мы оказываем на окружающую среду, и работать над тем, чтобы уменьшить негативные последствия.
Сколько процентов Земли занимает вода? Площадь воды на Земле
Поверхность Земли
Обычно такую воду можно найти в реках, озерах, снеге, во льду и под землёй. Наконец, лишь 1% воды на самом деле доступен жителям этой планеты.
Однако доля питьевой воды падает ещё ниже, насчитывая лишь 0,007% от общего объема воды на нашей планете.
Видео
Чего больше земли или воды на планете?
Это — моря и океаны земного шара. Только 29 процентов, то есть меньше трети его общей площади, занимают материки и острова; остальные две трети поверхности Земли, точнее 71 процент, покрывают океаны, моря и озёра. … Во всех озёрах нашей планеты воды в 5 тысяч раз меньше, чем в океанах и морях.
Объекты гидросферы
Объектами гидросферы выступают все жидкие и замерзшие поверхностные воды, грунтовые воды в почве и горных породах, а также атмосферный водяной пар. Всю гидросферу Земли, как показано на схеме выше можно разделить на следующие крупные объекты или части:
Сколько процентов составляет количество пресной воды на Земле?
Ледяные массивы (к примеру айсберги) в полярных регионах и ледники содержат в себе наибольшую часть пресной воды Земли. Помимо этого, пресная вода существует в реках, ручьях, подземных водах, пресных озёрах, а также в облаках. По разным подсчётам доля пресной воды в общем количестве воды на Земле составляет 2,5—3 %.
Значение гидросферы
Вода играет важную роль в круговороте углерода. Под действием воды и растворенного углекислого газа кальций выветривается из континентальных пород и переносится в океаны, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конечном итоге карбонаты осаждаются на морском дне и литифицируются образуя известняки. Некоторые из этих карбонатных пород позже погружаются в недра Земли благодаря глобальному процессу тектоники плит и расплавляются, что приводит к выделению двуокиси углерода (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли являются основой для поддержания жизни планеты, формирования эрозии и выветривания континентов, и они резко контрастируют с отсутствием таких процессов, к примеру, на Венере.
Объем воды на Земле: в процентах, литрах, тоннах, кубических километрах
Учёными до сих пор не выявлено происхождение на Земле жидкости и сколько ей лет, но зато подсчитано её количество:
В цифрах будет выглядеть так:
Круговорот воды в природе
Водная жидкость в любом её проявлении и всё, что находится на планете, удерживается на ней гравитацией.
Обратите внимание: Количество жидкости на земле не меняется, а только качество.
объемы и запасы пресных водных ресурсов в гидросфере
Совокупность всех водных объектов, расположенных на земном шаре, называют гидросферой. Гидросфера занимает большую часть земной поверхности. Землю не случайно называют «голубой планетой». Если посмотреть на спутниковые снимки можно заметить, что большая часть планеты действительно имеет такой цвет. Это объясняется просто – более 70% поверхности земного шара – это воды Мирового океана.
Наибольшую массу воды содержит Мировой океан. Его воды занимают 361 миллиона квадратных километров, а объем составляет примерно 1,34 миллиарда кубических километров. В большинстве естественных водоемов планеты вода соленая. По результатам исследований доля пресной воды в гидросфере составляет всего 2,5-3% от общего количества воды. При этом почти 90% пресной воды содержится в ледниках.
Пресной считается вода, в химическом составе которой уровень соли не превышает 0,1%. При этом не имеет значения, в каком состоянии она находится – жидком, парообразном или замороженном. Такая вода находится в естественных водоемах – реках, озерах, подземных водах.
Таблица 1 — Запасы пресной воды (в кубических километрах)
Свойства и характеристики пресной воды
Качество воды зависит от ее органолептики, жесткости и кислотности.
Жесткость бывает устранимой и неустранимой, карбонатной и некарбонатной. Запах воды также может быть разным – например, хлористым или нефтяным. Существует даже специальная пятибалльная шкала для определения силы запаха пресной воды. Разным может быть и вкус. Он может быть горьким, сладким, кислым и соленым. Для определения уровня мутности и оценки цвета используется специальная 14-балльная шкала.
На качество воды влияет несколько факторов:
Существует и классификация воды, которая разделяет ее на обычную и минеральную. В рамках каждой из этих групп пресная вода значительно отличается по химическому составу. Данная классификация используется только для воды естественного происхождения. Качество пресной воды, помимо всего перечисленного, также определяет содержание кислорода. Естественно, пресная вода в природе не обладает идеальной чистотой. Финское озеро Пяйянне и российский Байкал – примеры водоемов с практически идеально чистой водой. Пяйянне, например, обеспечивает питьевой водой миллион жителей Хельсинки. Но перед этим вода, кажущаяся кристально чистой, все равно проходит несколько этапов очистки.
Запасы пресной воды распределены по планете крайне неравномерно. Так, в Азии и Европе (где живет 70% населения планеты), находится всего 39% запасов пресной воды. 20% мировых запасов пресной воды содержится в озере Байкал, расположенном на территории России. Самая чистая питьевая вода на планете — в Финляндии. Там же, кстати, продается самая дорогая питьевая вода, ее цена 90 долларов за 1 литр.
Роль пресной воды в жизни человека
Согласно исследованиям, проведенным ООН более 1,2 миллиарда жителей нашей планеты живут в условиях нехватки пресной воды. Также известно, что к середине текущего века эта цифра вырастет до 4 миллиардов человек. В условиях постоянного загрязнения источников пресной воды, освоением территорий, ростом численности населения планеты перед людьми стоит задача по получению пресной воды искусственным способом. Существуют следующие способы опреснения воды:
Солнечное опреснение — технология, изобретенная в середине 50-х годов прошлого века, но не получившая широкого применения. Однако в начале 21 века в связи с истощением запасов артезианских вод и постоянно растущим уровнем загрязнения используемых источников пресной воды технологией вновь заинтересовались специалисты.
Интересные и полезные сведения о пресной воде:
Только за последние сто лет потребление пресной воды увеличилось более чем вдвое. И сегодня в большинстве стран наличие чистой воды уже не считается чем-то обыденным, бесплатным, всегда доступным даром природы. Но запасы воды быстро истощаются, и к 2025 году дефицит в ней будут испытывать до пяти с половиной миллиардов миллиарда человек. Если ситуация будет развиваться с подобной негативной динамикой, уже через 10-15 лет ситуация может стать катастрофической. Но есть и страны, которым дефицит воды в ближайшее время не грозит, так как их запасов хватит, как минимум, еще на несколько сотен лет. Но даже в этих странах процесс возобновления происходит медленнее, чем процесс расходовании, что ведет к постепенному истощению запасов.
Распределение запасов воды по странам
Всемирная комиссия по воде подсчитала, что одному человеку для питья, личной гигиены и приготовления пищи, в среднем, требуется около 50 литров воды. Но, как известно, в некоторых странах расход воды составляет гораздо больше. Однако даже страны с огромными запасами пресной воды сегодня склоняются к тому, что использовать ее необходимо в режиме экономии. Наиболее крупными запасами чистой пресной воды обладают около 30 стран. Рассмотрим первую десятку.
Безусловным лидером является Бразилия. В этой стране запас водных ресурсов составляет 8233,00 кубических километров.
Второе место в этом списке занимает Россия с запасом 4 508,00. 80% всех запасов воды в России находится в озере Байкал.
На третьем месте Соединенные Штаты Америки. На их территории находится 3 069,00 кубических километров чистой питьевой воды.
Канада занимает четвертую позицию – 2902,00 кубических километров.
На остальных местах — Китай, Колумбия, Евросоюз, Индонезия, Перу и Конго.
Всего в списке 173 страны. Замыкают список Кувейт и Сент-Китс и Невис. Их запасы – всего 0,02 кубических километра.
Притом, что потребность в воде постоянно увеличивается, ее запасы резко сокращаются. Только за последние четыре десятилетия количество воды (из расчета на одного человека) сократилось почти на 60%. Таким образом, количество воды становится все меньше, а потребность в ней постоянно увеличивается.