Гидросфера

Под гидросферой понимают совокупность всех вод Земли, находящихся в твердом, жидком и газообразном состояниях. Больше всего на Земле жидкой воды. Объем ее около 1,370×10²⁴ см³. Она образует на поверхности Земли Мировой океан, общая площадь которого равна 3,61×10¹⁸ см², т. е. 70,8% площади всей земной поверхности. Средняя глубина Мирового океана около 3800 м, в то время как средняя высота суши над уровнем моря примерно 875 м. Максимальная глубина Мирового океана, зарегистрированная в Марианской впадине (Тихий океан), равна 11034 м. Как известно, на суше самая высокая вершина Джомолунгма (Эверест) поднимается до высоты 8848 м.

Вода благодаря своим уникальным свойствам имеет исключительно важное значение для создания на Земле оптимального теплового режима. Без нее невозможна была бы органическая жизнь. Вода - это самая удивительная жидкость. Например, в то время как у всех жидкостей при понижении температуры объем уменьшается непрерывно, у пресной воды он уменьшается лишь до 4°С, а затем увеличивается. Таким образом, 4°С - это температура наибольшей плотности пресной воды. Все жидкости при замерзании уменьшают свой объем, а вода увеличивает его. Водяные пары хорошо пропускают коротковолновое излучение Солнца, но почти полностью поглощают встречное длинноволновое излучение земной поверхности. Вода имеет настолько большое поверхностное натяжение, что может подниматься по тонким трубкам (капиллярам) на несколько метров вверх. Она способна растворять в себе значительно больше веществ, чем любая другая жидкость. Все жизненно важные процессы протекают в организме только в водных растворах. Так, обмен веществ в живом организме возможен лишь тогда, когда продукты обмена растворены, а основной растворитель для них - вода.

Трудно себе представить, что было бы на Земле, если бы вода не обладала такими исключительными свойствами. Например, если бы объем воды при замерзании не увеличивался, а уменьшался, как у всех других жидкостей, то лед погружался бы на дно водоемов. Ясно, что в высоких широтах земного шара, где большую часть года господствуют отрицательные температуры, все водоемы сравнительно быстро промерзли бы до дна. Оледенение приполярных районов постепенно распространилось бы; на умеренные, а затем и низкие широты. При этом резко бы возросло альбедо и Земля уже не могла бы освободиться от оледенения. Между тем, благодаря удивительным свойствам воды, даже в Северном Ледовитом океане, где почти круглый год наблюдаются отрицательные температуры, толщина ледяного покрова лишь 2-3 м.

Основная масса льда располагается на суше - главным образом в Антарктиде и Гренландии. Общая масса его около 2,42×10²² г. Если бы этот лед растаял, то уровень Мирового океана повысился бы примерно на 60 м. При этом 1,5×10¹⁷ см², или 10% суши, оказались бы затопленными морем. Ледники пополняют свою массу за счет выпадающего на них снега, а теряют - за счет сползания в моря, где при этом образуются айсберги, или ниже так называемой "снеговой линии", где происходит таяние льда. В настоящее время Земля переживает конец четвертичного оледенения. Климат ее медленно изменяется в сторону потепления, что приводит к постепенному отступанию ледников и как следствие - к поднятию уровня Мирового океана. За последние 25 лет скорость повышения уровня моря составляет в среднем 0,12 см в год.

Вода постепенно испаряется с поверхности Мирового океана. Она подхватывается воздушными течениями н переносится на громадные расстояния. После ряда превращений (конденсации, сублимации, коагуляции и т. п.) испарившаяся влага выпадает из атмосферы в виде осадков. Не вся влага при этом возвращается прямо в Мировой океан. Часть осадков выпадает на сушу, откуда они выносятся реками в моря и океаны. Ежегодно реки приносят с суши в Мировой океан более 35×10¹⁸ г воды. Во время своего пути по суше вода растворяет различные соли, захватывает мелкие, а иногда и крупные частички и выносит все это в море. Общее количество минерального вещества, выносимого реками в Мировой океан за год, равно примерно 35×10¹⁴ г. Из них 18×10¹⁴ г выпадают в осадок, а 17×10¹⁴ г остаются растворенными.

Круговорот воды на Земле существует миллионы лет. Возможно поэтому вода морей и океанов соленая, хотя на этот счет нет единого мнения. Морская вода содержит около 50 химических элементов. Средняя соленость морской воды равна 35 %0 (промилле), т. е. в 1 кг воды содержится 35 г солей. Общее количество растворенных в воде солей оценивается в 4,5×10²² г.

Благодаря наличию растворенных солей вода Мирового океана явилась той питательной средой, в которой возникла и развилась органическая жизнь.