Хотя единовременный объем почвенной влаги относительно невелик, но она быстро сменяется и, как мы видели, играет большую роль в круговороте воды, в биогенных процессах и в хозяйственной жизни. Почвенное звено круговорота оказывает большое влияние не только на формирование подземных вод, но также и на водоносность и водный режим рек. Одним словом, почва - своего рода посредник между климатом, метеорологическими факторами, с одной стороны, и явлениями гидрологического режима (подземных вод, рек и озер) - с другой.
Речное звено круговорота воды изучено лучше других. И это не случайно. Человек издавна селился вдоль рек, продвигался по рекам в неведомые страны, пил речную воду, ел рыбу, выловленную в реках. С развитием производительных сил человек стал использовать речные воды для орошения, а в дальнейшем - в качестве источника энергии, сначала возводя на них примитивные мельничные колеса, а затем гидроэлектростанции вплоть до современных мощностью в несколько миллионов киловатт.
Вместе с водой реки переносят растворенные в ней вещества. Сток растворенных веществ определяется степенью минерализации сточных вод и количеством жидкого стока, зависящих от вида питания реки. Сток растворенных веществ - это количество неорганических и органических веществ, выносимых реками в ионно-молекулярном или коллоидном состоянии с данной территории за определенный период времени. Основную массу выносимых растворенных веществ составляет ионный сток.
Ионный сток рек характеризует химическую эрозию и служит связующим звеном в солевом обмене суши и океана. Наибольший ионный сток приходится на поверхность Северного Ледовитого океана, наименьший - на бассейн Тихого океана.
Сток остальных растворенных веществ (органическое вещество, минеральные коллоиды, микроэлементы, неорганические биогенные элементы) достигает 102 млн. т. в год или 20% общего стока растворенных элементов. Первое место среди них занимают органические вещества (79 млн. т. в год или 16%общего стока растворенных веществ).
По соотношению стока взвешенных наносов и ионного стока резко различаются равнинные и горные реки. Благодаря значительной кинетической энергии горных рек механическая эрозия их бассейнов происходит более интенсивно, чем химическая. Значительная доля питания водами осадочных пород при относительно умеренной механической эрозии создает преобладание ионного стока равнинных рек над стоком взвешенных наносов.
Роль рек в процессе круговорота заключается в возвращении океану той части воды, которая переносится в виде пара атмосферой с океана на сушу. По этой причине с океана испаряется больше воды, чем выпадает в виде осадков, на величину, соответствующую годовому стоку всех рек в океан. В то же время с суши испаряется в целом меньше воды, чем выпадает атмосферных осадков на ее поверхность.
Озерное звено круговорота воды неразрывно связано с речным. Озер, не связанных с реками, очень мало: они либо проточны, либо в них впадают реки. Что наиболее характерно для озер как для одного из звеньев круговорота воды? Во-первых, испарение, которое с поверхности озер больше, чем с суши, их окружающей. Происходит это потому, что бывают периоды, когда почва на поверхности суха, и влага, расходуемая на испарение, отсутствует. Вода же в озерах всегда есть, и испарение с них не прекращается. Атмосфера получает ежегодно примерно 500-600 км3 дополнительной воды за счет испарения с озер, но в сравнении с общим количеством воды, расходуемой на испарение, эта добавка весьма незначительна.
Главная роль проточных озер в круговороте воды - регулирование речного стока, его выравнивание во времени. Примерами могут служить р. Нева, сток которой хорошо зарегулирован целой системой озер, в том числе крупнейшими в Европе - Ладожским и Онежским. Однако водорегулирующее значение еще в большей степени имеют искусственные озера - водохранилища.
Важная особенность озер и водохранилищ состоит в том, что они представляют собой более или менее замкнутые экологические системы, в которых протекает сложный комплекс взаимосвязанных процессов: механического характера (течение, волнение, движение наносов), физического (термические, ледовые явления), химического и биологического. В водоемах высокой степени проточности эти процессы приближаются к условиям рек. Но большие озера с относительно слабой проточностью (например, такие, как Байкал, Ньяса, Танганьика, Виктория, Верхнее, Мичиган), имеющие больший объем водной массы по сравнению с ее притоком, отличаются своеобразием экосистем.
Общеизвестно, что в жизни животных и растений вода имеет огромное значение. Они в большей своей части состоят из воды. Много воды требуется людям для питья (2,5-3 л). Если принять эту норму, то на удовлетворение физиологической потребности одного человека расходуется около 1м3 воды в год, а на всех людей - 3,3 км3. В сумме все живые организмы суши расходуют для питья не более 50 км3 в год. Эта величина очень невелика в сравнении с любым элементом водного баланса Земли. Нужно еще учесть, что почти вся вода, потребляемая людьми и животными, в конце концов испаряется и возвращается в общий круговорот воды. Независимо от объема потребляемой воды физиологическое значение этой статьи расходования водных ресурсов в жизни людей и животных исключительно велико. К биологическому звену круговорота воды относятся и водные животные и растения, для которых моря, озера, реки - среда существования.
Важнейший биологический процесс, обеспечивающий существование на Земле всего органического мира, - фотосинтез происходит при участии воды. В результате этого процесса растения из углекислоты и воды синтезируют крахмал, белки, жиры, которые в свою очередь служат пищей для людей и животных. В процессе фотосинтеза входящий в состав воды водород вместе с углеродом, поглощаемым из воздуха, образуют питательные вещества, а растения отдают в воздух кислород. Обогащение кислородом атмосферы происходит не только за счет растительности суши, но и за счет океанического фитопланктона.
Использование водных ресурсов, их преобразования, направленные на улучшение их как одного из компонентов среды, окружающей людей, также происходят в процессе круговорота воды.
Иногда, а в последнее время все чаще высказывается мнение о том, что вода, используемая для хозяйственных нужд, снова попадает в круговорот воды. Это, конечно, верно и вполне соответствует высказанной выше закономерности, если речь идет о глобальном круговороте, поскольку система этого процесса замкнута лишь в масштабе земного шара в целом. Но следует ли из этого положения вывод о том, что водные ресурсы неисчерпаемы, что, сколько бы их ни расходовали, они снова возвращаются в то же место или в тот же район, где водные ресурсы изъяты из данного источника. Такое понимание возврата воды в процессе круговорота слишком упрощенно и не соответствует характеру этого процесса в природе. Все дело в том, что вода, испарившаяся в процессе использования для хозяйственных нужд и поступившая в атмосферу в парообразном состоянии, вовсе не обязательно снова выпадет в виде осадков в том же районе. Чаще всего атмосферная влага переносится на большие расстояния и может сконденсироваться и выпасть в виде осадков далеко от района, где она поступила в атмосферу. Если, например, вода, испарившаяся в результате орошения в Средней Азии, даст осадки в Гималаях, где и без того вода в избытке, то для Средней Азии эта вода будет потеряна. А если эта атмосферная влага сконденсируется в виде осадков на акватории океана, то в таком случае она уже оказывается утраченной для суши в целом.
Действуя как мощный геологический фактор, вода преобразует облик земного шара. Лучше всех из современных мыслителей роль и всеобъемлющее значение воды в природе и в формировании земной поверхности определил академик В.И. Вернадский; "Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с нею по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества - минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено".
Изо дня в день, непрерывно в течение многих миллиардов лет поверхностные воды в союзе со зноем, холодом и ветром разрушают самые твердые горные породы, размывают горы и возвышенности, смывают почвенный покров, образуют широкие долины, глубокие овраги и ущелья, перемещают огромные массы рыхлого обломочного материала. Необозримые равнины, иногда тянущиеся на тысячи километров с севера на юг и с запада на восток, в основании своем в большинстве случаев имеют осадочные породы. Мощность их может достигать фантастических величин - в Прикаспийской низменности, например, 15 - 20 км. И все это создала природная вода.
По расчетам известного гидролога М.И. Львовича все реки земного шара ежегодно выносят в океан 22 млрд. т. твердых веществ (ила, песка и т.п.), в том числе реки России - 600 млн. т. Выщелачивая горные породы, поверхностные воды еще добавляют в океан ежегодно 3 млрд. т. растворенных веществ. Под действием подземных вод возникают оползни, растворяются известняки и другие горные породы, создаются карстовые воронки и провалы. Геологи подсчитали, что если бы отсутствовали непрерывные тектонические движения земной коры, то поверхность суши при нынешних темпах ее разрушения ветром и водой сравнялось бы с уровнем Мирового океана за весьма непродолжительный по геологическим масштабам промежуток времени - 110 млн. лет. По истечении этого срока Земля представляла бы собой печальное зрелище - идеально гладкий каменный шар.