СОСТАВ и ЗНАЧЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ. ГИДРОСФЕРА - водная оболочка нашей планеты - это безбрежные просторы морей и океанов, синева озёр, сверкающие ленты рек и топи болот, облака и туманы, серебристый иней и капли росы.

Водой покрыто около 3/4 поверхности Земли. Молекула воды Н2О состоит из трех атомов - одного атома кислорода и двух атомов водорода. Это бесцветное химическое соединение, не имеющее вкуса и запаха, - самое распространённое на планете, без него невозможно существование жизни, и его роль в формировании географической оболочки огромна. Жизнь произошла из воды, наша планета покрыта огромными водными просторами, именно они в своём многообразии и великолепии являются домом для огромного количества живых существ. Водоёмы от малых до самых больших являются драгоценным сокровищем.

Жизнь на Земле зародилась благодаря тому, что на ней появилась вода — удивительное вещество, обладающее аномальными химическими и физическими свойствами. Молекулы воды необычайно сильно притягиваются друг к другу, примерно в 10 раз сильнее, чем молекулы других жидкостей. Поэтому при нормальном атмосферном давлении вода кипит при 100 °С и плавится при 0 °С. Если сравнить воду — оксид водорода — с другими веществами, представляющими собой соединения водорода с элементами, находящимися в периодической таблице Менделеева в одном ряду с кислородом, — теллуром, селеном и серой, то окажется, что температура замерзания и кипения воды необычно высока. Следовало ожидать, что лёд должен был бы таять при —90 °С, а вода кипеть при —70 °С. При этом все льды на Земле расплавились бы, а океаны и моря — выкипели. Нормальным в условиях нашей планеты стало бы только газообразное состояние воды.

За долгую геологическую историю планеты не раз менялись очертания материков и океанов, развивались крупные покровные ледники, мощные реки уносили в моря и океаны огромные массы разрушенных горных пород. Во всех этих процессах принимала участие вода. Вода может течь вверх - она самостоятельно поднимается по почвенным капиллярам, питая влагой почвенный слой.

Двигаясь вверх по капиллярным сосудам трав и деревьев, вода снабжает их питательными веществами. Океанические воды постоянно перемещаются, образуя своеобразный глобальный конвейер: холодные глубинные потоки двигаются от полюсов к экватору, а у поверхности ветры гонят нагретую Солнцем тёплую воду из экваториальных районов к полюсам.

Рисунок выше - /Состав гидросферы Земли/. Общий объём воды на земном шаре 1390 млн. км3, основная его часть приходится на моря и океаны — 96,4%. На суше наибольшее количество воды содержат ледники и постоянные снега — около 1,86% (при этом в горных ледниках — 0,2%). Около 1,7% от общего объёма гидросферы приходится на подземные воды и примерно 0,02% — на воды суши (реки, озёра, болота, искусственные водоёмы). Некоторое количество воды находится в живых организмах биосферы и в атмосфере. Пресная вода составляет лишь 2,64%. На нашей планете в естественных условиях вода может существовать в трёх агрегатных состояниях — твёрдом (лёд), жидком (вода) и газообразном (водяной пар), в отличие от других веществ, которые находятся или в твёрдом (минералы, металлы) или в газообразном (кислород, азот, углекислый газ) состоянии.

Теплоёмкость воды аномально высока, поэтому для плавления льда, нагревания и испарения воды необходимы гораздо большие затраты энергии, чем для других веществ. А теплопроводность воды очень мала, поэтому вода медленно нагревается и медленно остывает.

Рисунок выше- / Горное озеро на Приполярном Урале/. Некоторые удивительные свойства воды определяют многие важнейшие природные процессы, происходящие на планете. Например, вода обладает наибольшей плотностью не при 0 °С — температуре плавления, а при 4 °С. Пресная вода, охлаждённая до температуры ниже 4 °С, становится менее плотной и поэтому остаётся в поверхностном слое. Это позволяет водоёмам не промерзать до дна, что сохраняет жизнь их обитателям.

Рисунок выше- /Долина одного из притоков реки Паланы на Камчатке/. При замерзании вода расширяется, и её плотность в жидком состоянии больше, чем в твёрдом. Поэтому лёд легче воды — это ещё одно замечательное свойство воды, которым она отличается от подавляющего большинства других веществ. Благодаря этому свойству лёд не тонет, не опускается на дно водоёма, а в океанах плавают гигантские айсберги. Вечным льдом покрыты Антарктида, остров Гренландия и многие другие острова в высоких широтах. В горах на больших высотах образуются горные ледники. Вода обладает большим поверхностным натяжением, поэтому дождевые капли очень упруги и успешно разрушают горные породы. Благодаря особенностям молекулярного строения вода хорошо растворяет различные химические соединения.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ  ОКЕАНА и  АТМОСФЕРЫ. Мировой океан — глобальный аккумулятор солнечной энергии. Днём Солнце нагревает планету, при этом за одну минуту солнечные лучи испаряют на Земле миллиард тонн воды, затрачивая колоссальное количество энергии. Охлаждаясь, водяной пар конденсируется, образуются облака, при этом выделяется огромное количество энергии, которую водяной пар возвращает атмосфере. Ночью материки быстро остывают, а массы океанической воды долго сохраняют тепло. Океан в свою очередь нагревает атмосферу и смягчает климат Земли в целом. В прибрежных районах материков формируется так называемый морской климат, для которого характерна мягкая зима и прохладное влажное лето. При этом в центральных районах континентов осадков выпадает немного и годовые амплитуды температуры воздуха очень велики.

КРУГОВОРОТ  ВОДЫ. Океанические воды постоянно перемещаются, образуя своеобразный глобальный конвейер: холодные глубинные потоки двигаются от полюсов к экватору, а у поверхности ветры гонят нагретую Солнцем тёплую воду из экваториальных районов к полюсам. Непрерывное движение воды под действием солнечной энергии и силы тяжести называется мировым круговоротом воды. В морях, океанах, реках, озёрах и болотах Солнце нагревает воду, которая превращается в невидимый пар, переходит из жидкого состояния в газообразное — испаряется. Пар поднимается вверх вместе с нагретым воздухом. В высоких слоях атмосферы тёплый воздух охлаждается и уже не может удерживать столько водяного пара, как прежде. Мельчайшие капельки сливаются в большие, водяной пар конденсируется (вода из газообразного состояния переходит в жидкое), образуются облака. Капли в облаках становятся все крупнее и, наконец, выпадают на Землю в виде дождя или снега. Облака могут пролить дождь над океаном (так образуется малый круговорот воды), а могут, гонимые ветром, принести осадки на сушу. В этом случае вода собирается в маленькие ручейки, которые, сливаясь в реки, несут воду в моря и океаны.

Некоторая часть воды не доходит до океана, а под действием солнечных лучей испаряется с поверхности озёр, рек, болот, с поверхности почвы и с помощью растений. Из пара на большой высоте образуются облака, а из облаков на сушу проливается дождь — происходит малый круговорот воды над сушей. Часть выпавших осадков просачивается в землю и попадает в горизонты подземных вод, по которым под землёй вода стекает в моря и океаны, где снова испаряется под действием солнечных лучей. Благодаря мировому круговороту воды суша и океан постоянно обмениваются водой, теплом и химическими веществами.

Австралийские учёные обнаружили внутри течения  Западных Ветров гигантские области  более холодной  и более тёплой воды. Когда относительно тёплые воды течения заполняют  весь Большой австралийский  залив, ветры с юга  несут на континент  тепло, влажность воздуха растёт и выпадает большое количество  осадков. Если же  в этот район устремляются холодные  воды течения, на материке отмечаются обратные  явления.

ЭЛЬ-НИНЬО. Сотни лет перуанские рыбаки задавались вопросом: «Почему иногда в Рождество океан становится теплее и у берегов Перу исчезает рыба?» Периодически возникающее тёплое течение назвали Эль-Ниньо (по-испански «младенец-мальчик»), поскольку это явление случалось на Рождество. Позже стало известно, что для развития планктона, которым питаются многие рыбы, нужны кислород и биогенные элементы. Они поднимаются с вертикальными токами холодной воды из глубин океана. Тёплые воды Эль-Ниньо приостанавливают размножение планктона, рыбе не хватает корма, и она уходит. Эль-Ниньо — потепление на 5—9 градусов поверхностного слоя воды в восточных районах Тихого океана, происходит раз в 3—5 лет. Обычно огромная масса воды, нагретая в экваториальной зоне океана, перемещается от берегов Южной Америки вдоль экватора в сторону Азии. Но иногда, когда ослабевает восточный пассат, отгоняющий теплую поверхностную воду от берегов Южной Америки, эта тёплая вода поворачивает обратно, образуя Эль-Ниньо.

Рисунок выше - /1). Постоянное тёплое течение. 2). Обратное тёплое течение при Эль - Ниньо/. https://ok.ru/group/59299224223785/topic/69439348233513 Тёплая вода интенсивно испаряется и передает атмосфере колоссальную энергию, равную мощности 300 000 крупных атомных электростанций. Эта энергия не исчезает, а проявляется во всевозможных климатических катаклизмах. Эль-Ниньо вызывает ураганы, ливни, наводнения или, напротив, засухи и пожары.

Рисунок выше- /Океаны земли/. МИРОВОЙ  ОКЕАН  и  ЕГО  ЧАСТИ. Покрывающая земной шар непрерывная водная оболочка, над которой возвышаются материки и острова, называется Мировым океаном. Его средняя глубина 3700 м, а наибольшая — 11 022 м (в Марианском жёлобе). Мировой океан занимает 3/4 поверхности нашей планеты, а его крупные части, расположенные между материками, обладающие самостоятельной системой циркуляции вод и атмосферы, характерными особенностями гидрологического режима, называют океанами. На Земле их четыре: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. Хотя в океанах выделяют моря, заливы и проливы, все части Мирового океана связаны между собой.

Рисунок выше- /Соотношение площадей океанов/.

Рисунок выше - /Соотношение суши и воды на Земле/. Вода Мирового океана горько-солёная, в отличие от воды, встречающейся на суше. Вплоть до конца XIX столетия об океанах было известно лишь то, что это глубокие впадины, заполненные солёной водой. Долгое время люди не имели технических возможностей заглянуть в бескрайние глубины океана. В 1872—1876 годах по инициативе Британского адмиралтейства и Королевского общества (Британской академии наук) была организована первая комплексная кругосветная экспедиция по изучению Мирового океана. Специально оборудованный корвет «Челленджер» (англ. "challenger" — "бросающий вызов") преодолел 69 тыс. морских миль (более трех окружностей экватора), пересек с севера на юг и с запада на восток Атлантический и Тихий океаны.

Экспедиция обнаружила, что дно океана вовсе не гладкая равнина, а чередование горных хребтов, впадин и выровненных поверхностей. Оказалось, что в глубинах океана существует жизнь, несмотря на низкие температуры воды и почти полное отсутствие солнечного света. Впервые были взяты пробы грунта с больших глубин и найдены обломки застывшей лавы, свидетельствующей об извержениях вулканов на океаническом дне. Экспедиции «Челленджера» удалось получить такое количество новых данных об океанах, что их обработка заняла 20 лет, а результаты исследований составили 50 томов с картами, чертежами и рисунками.

В те времена глубину моря измеряли лотом (от голл. "lood" — "свинец"): за борт бросали свинцовый груз на тросе и по длине отпущенной верёвки определяли глубину. В начале XX изобрели эхолот — прибор, который посылал звуковой сигнал и принимал отражённое от дна эхо. Глубина определялась по времени между подачей и возвращением сигнала. Работая как самописец, эхолот может постоянно подавать сигнал и вычерчивать профиль океанического дна по ходу судна. В середине XX века был изобретён акваланг — аппарат с двумя баллонами со сжатым воздухом, позволяющий дышать под водой. Для исследований на больших глубинах появились батисфера — стальная кабина, спускающаяся на тросе с борта судна, и батискаф — самоуправляемый аппарат с электрическим двигателем, способный спускаться на дно и подниматься на поверхность.

Голубая бездна Мирового океана таит огромные сокровища. Это, в первую очередь, сама морская вода, в которой растворены многие химические элементы. Океан богат биологическими ресурсами — рыбой, ракообразными, моллюсками, водорослями. В морских течениях, приливах и волнах заключёна огромная энергия. На дне океана найдены месторождения железомарганцевых конкреций, фосфоритов, каменного угля, железной и полиметаллической руд, серы, золота, россыпи олова и алмазов. Ежегодно океанические скважины дают 30% мировой добычи нефти.

КАК НА ЗЕМЛЕ ПОЯВИЛАСЬ ВОДА? Существует несколько гипотез образования воды на нашей планете. Сторонники космического происхождения воды полагают, что вода попала на Землю с потоками космических лучей. Они пронизывают Вселенную и содержат протоны — ядра атомов водорода. Оказавшись в верхних слоях земной атмосферы, протоны захватывают электроны, превращаются в атомы водорода, а затем, вступив в реакцию с кислородом, образуют воду. Ежегодно в стратосфере образуется полторы тонны такой «космической воды». Расчёты показали, что за миллиарды лет космическая вода смогла бы заполнить все моря и океаны. Согласно другой теории, вода имеет земное происхождение: она появилась из горных пород, слагающих земную мантию. При извержениях вулканов расплавленные горные породы изливались на земную поверхность и из них выделялись летучие компоненты — разнообразные газы и водяные пары. Подсчитано: если изверженной «геологической» воды в среднем поступало 0,5—1 км3 в год, то за всю историю Земли её могло выделиться столько, сколько сейчас содержит Мировой океан.