Гідросфера – складова частина географічної оболонки Землі. Об’єм і структура гідросфери.
Гідросфера – водна оболонка Землі, яка включає води Світового океану та води суходолу. Однозначного визначення немає. Природні води утворюють океани, моря, ріки, озера, водосховища, болота, льодовики, знаходяться в атмосфері у вигляді пари, проникають в ґрунт і гірські породни літосфери. Природні води Землі утворюють її гідросферу. Таким чином під гідросферою розуміють перервну оболонку земної кулі, розташовану на поверхні земної кори та її товщі, представлену сукупністю океанів, морів і водних об’єктів суходолу, включаючи сніговий покрив і льодовики (В. Михайлов, 1991 р.).У більш широкому розумінні гідросфера включає атмосферну вологу і воду яка міститься в живих організмах. Таке широке розуміння гідросфери є найбільш правильним. Гідросфера розглядається вже не як перервна оболонка, а дійсно геосфера, що включає не тільки нагромадження води на земній поверхні, але і води у верхній частині літосфери і нижній частині атмосфери. Гідрологія вивчає природні води Землі та гідрологічні процеси. Предметом загальної гідрології як науки є природні води Землі і процеси які в них відбуваються при взаємодії з літосферою, атмосферою і біосферою з врахуванням впливу господарської діяльності людини. Термін гідрологія вперше з’явився в 1694 р. у книзі, що вміщувала початки вивчення про воду виданою Мельхіором у Франкфурті-на-Майні.
Гіпотези походження води на Землі
Існує декілька теорій походження води на Землі. Переважаюча більшість вчених переконана, що походження води тісно пов’язане з походження самої Землі. Згідно з однією з гіпотез вода у вигляді молекул Н2О знаходилася у початковому матеріалі первинної газопилуватої хмари, а потім і в атмосфері. Ця первинна щільна атмосфера сконденсувалася і дала життя Океану. За іншою версією, вода утворилася з первинних атомів гідрогену і оксисену після утворення протопланет з газопилуватої хмари. За сприятливих умов із них утворювалися молекули водню та кисню, а потім і молекули води. Разом з газами вона виходила на поверхню за аналогією виверження вулкану. Згідно з біохімічною гіпотезою вода утворилася вже після виникнення Землі як планети. Під інтенсивним впливом космічного та сонячного випромінювання з неживої матерії утворилася органічна. Більша частина води в подальшому була ув’язнена в гірських породах та в речовині мантії. Гіпотеза позаземного походження води стверджує, що під час диференціації речовини протохмари ближче до Сонця утворилися важкі планети – Меркурій, Марс, Венера, Земля – із щільністю менше 1г/см3. між цими двома групами планет могла утворитися планета (гіпотетично – Фаетон), густина якої була близькою до одиниці, тобто складалася здебільшого з води. Дуже швидко ця планета зруйнувалася під впливом гравітації Марса і Юпітера, а її уламки впали на близькі планети – Юпітер, Марс та Землю. Якась частина запасів земної води могла утворитися під час проникнення в атмосферу вуглецевих метеоритів. При цьому утворилися СО і СО2, які за температури вище 1000со з’єднувалися з Н і утворювали Н2О. За гіпотезою Оарта багато води надходило і надходить на Землю з кометами, ядра яких складаються переважно з льоду. Аналізуючи всі гіпотези, можна прийти висновку, що основна маса води на планеті земного походження. Вода входить до складу майже всіх гірських порід. Вона утворювалася в ході геологічної еволюції Землі і виникає тепер.
Кругообіг води у природі. Світовий водний баланс.
Вода – основа життя і розвитку організмів. Життя людини тісно пов’язане з водою, яка весь час перебуває в кругообігу, завдяки здатності перебувати в 3 агрегатних станах. Переміщення усіх видів води(разом з розчиненими і переносними гігроскопічними частинками) в атмосфері, на поверхні землі та під нею називається кругообігом води у природі. Кругообіг води має циклічний характер і складається з кількох основних ланок: випаровування, перенесення водяної пари повітряними течіями, утворення хмар, випадання опадів, стікання води з суші в океан. Під впливом сонячної радіації вода з поверхні океанів, морів, річок, озер, льодовиків, снігового покриву та льоду, ґрунту та рослинності випаровується і надходить в атмосферу. Волога що випаровується з поверхні океанів та морів конденсується та випадає переважно у вигляді атмосферних опадів безпосередньо на їхню поверхню. Під дією сонячного тепла щороку піднімається 453600км3. Більша частина цієї вологи повертається на поверхню океану у вигляді атмосферних опадів – це малий кругообіг. Менша частина кругообігу бере участь у великому кругообігу. Під впливом повітряних течій над сушею вона випадає у вигляді опадів. Частина опадів всмоктується в ґрунт, частина випаровується з ґрунту та рослин і надходить в атмосферу. Решта опадів стікає схилами земної поверхні у струмки та річки утворюючи поверхневий стік. Волога, що всмокталася в ґрунт, поповнює підземні води, які також живлять річки або стікають в море у вигляді підземного стоку. Річки несуть свої води в океани і моря, завершуючи таким чином великий кругообіг вологи. Волога, що переноситься атмосферними течіями вглиб материка доповнюється випаровуваною водою з його поверхні і знову випадає у вигляді опадів. Чим більше число оборотів робить вода над материком, тим більший кругообіг води над материком. Водний баланс океанів можна записати у вигляді: Z0=X0+Y.
Де, Х0 – опади що випали на поверхню океану, Z0-випаровування з поверхні океану, Y – стік річок і підземних вод в океан.
Водний баланс суші являє собою: Zс=Xс+Y. Де, Zс-випаровування суші, Xс- опади на сушу.
Для безстічних областей(внутрішній кругообіг води над материком): Zв=Xв. Об’єднавши ці рівняння, одержуємо загальне рівняння водного балансу земної кулі. Zз=Хз, де Zз – сумарне випаровування з поверхні всієї земної кулі, Хз – опади на поверхню всієї земної кулі. Кругообіг води у природі відіграє важливу роль в утворенні географічної оболонки землі. Як універсальний розчинник, і як речовина що здатна переміщуватися під дією сили гравітації в ґрунті, вода пронизує географічну оболонку і забезпечує в ній перенесення речовини і енергії. Вода, що в процесів кругообігу надійшла на сушу, руйнує її поверхню, переносить і акумулює уламковий матеріал, вимиває ґрунти, переносити солі. Кругообіг води – могутній фактор теплового впливу океанів на сушу та перерозподілу тепла на землі.