Физическая география Орленок Курков (стр. 72 из 107)
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Галай И.П., Мелешко Е.Н., Сидор С.И. Пособие по географии для поступающих в вузы. Минск: Вышэйш. школа, 1988. 448 с.
География: Справочные материалы: Книга для учащихся среднего и старшего возраста / А.М. Берлянт, В.П. Дронов, И.В. Душина и др.; Под ред. В.П. Максаковского. М.: Просвещение, 1989. 400 с.
Дроздов О.А., Васильев В.А., Кобышева Н.В. и др. Климатология. Л.: Гидрометиздат, 1989. 568 с.
Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы: Учебное пособие. Л.: Гидрометиздат, 1984. 751 с.
Методика обучения географии в средней школе: Учебное пособие / Под ред. Л.М. Панчешниковой. М.: Просвещение, 1983. 320 с.
Пособие по географии для поступающих в вузы / Под ред. В.Г. Завриева. Минск: Высшэйш. школа, 1978. 304 с.
Физическая география материков и океанов: Учебное пособие / Под ред. А.М. Рябчикова. М.: Высшая школа, 1988. 592 с.
Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. Л.: Гидрометиздат, 1974. 568 с.
Глава V. МАТЕРИКОВЫЕ ВОДЫ
§ 1. Понятие о гидросфере
Гидросфера - водная оболочка Земли. Она включает в себя всю химически не связанную воду, независимо от ее агрегатного состояния. Гидросфера состоит из Мирового океана и вод суши. Общий объем гидросферы около 1400 млн. км3, причем главная масса воды - 96,5% - вуды Мирового океана, соленые, непригодные для питья. На долю материковых вод приходится лишь 3,5%, из которых более 1,7% содержится в виде льда и только 1,71% в жидком состоянии (реки, озера, подземные воды). Остальной объем водной оболочки Земли, или гидросферы, находится в связанном состоянии в земной коре, в живых организмах и в атмосфере (примерно 0,29%).
Вода - хороший растворитель, могучее транспортирующее средство. Она перемещает огромные массы веществ. Вода - колыбель жизни, без нее невозможно существование и развитие растений, животных и человека, его хозяйственная деятельность. Гидросфера - аккумулятор солнечного тепла на Земле, громадная кладовая минеральных и пищевых ресурсов человека.
Гидросфера едина. Ее единство - в общности происхождения всех природных вод из мантии Земли, в единстве их развития, в пространственной непрерывности, во взаимосвязи всех природных вод в системе Мирового круговорота воды (рис. V.1).
Мировой круговорот воды - это процесс непрерывного перемещения воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести, охватывающий гидросферу, атмосферу, литосферу и живые организмы. С земной поверхности под действием солнечного тепла вода испаряется, причем большая ее часть (около 86%) испаряется с поверхности Мирового океана. Попадая в атмосферу, водяные пары при охлаждении конденсируются, и под действием силы тяжести вода возвращается на земную поверхность в виде осадков. Значительное количество осадков выпадает снова в океан. Круговорот воды, в котором принимают участие только океан и атмосфера, называется малым, или океаническим, круговоротом воды. В мировом, или большом, круговороте воды участвует суша: испарение воды с поверхности океана и суши, перенос водяных паров с океана на сушу, конденсация паров, образование облаков и выпадение осадков на поверхность океана и суши. Далее - поверхностный и подземный сток вод суши в океан (рис. V.1). Таким образом, круговорот воды, в котором кроме океана и атмосферы принимает участие и суша, называется мировым круговоротом воды.
Рис. V.1. Мировой круговорот воды
В процессе мирового круговорота воды происходит постепенное ее обновление во всех частях гидросферы. Так, подземные воды обновляются за сотни тысяч и миллионы лет; полярные ледники за 8-15 тыс. лет; воды Мирового океана - за 2,5-3 тыс. лет; замкнутые, бессточные озера - за 200-300 лет, проточные - за несколько лет; реки - за 12-14 суток; водяной пар атмосферы - за 8 суток; вода в организме - за несколько часов. Мировой круговорот воды связывает все внешние оболочки Земли и организмы.
Вуды суши - это часть водной оболочки Земли. К ним относятся подземные воды, реки, озера, ледники и болота. Воды суши заключают всего 3,5% общих мировых запасов воды. Из них только 2,5% составляют пресные воды.
§ 2. Современные представления о мировом
круговороте воды
Наблюдаемое изменение уровня Мирового океана многими исследователями объясняется изменением климата. Считается, что современный подъем уровня обусловлен перераспределением воды с континентальных блоков в океан за счет речного стока, испарения и дегляциации. В схемах общего круговорота объем испарившейся над океаном воды предполагается равным объему воды, поступившей с континентов в форме речного стока, осадков и таяния ледников:
Е = Р + R,
где Е - испарение, Р - атмосферные осадки, R - региональный, подземный и др. виды стоков, контролируемые атмосферными осадками. Однако данная схема верна лишь в первом приближении и реализуется при условии постоянства общей массы воды на поверхности Земли и неизменной емкости океанических и морских впадин. Если же рассматривать планету как открытую термодинамическую систему, то необходимо учитывать эндогенные поступления воды и ее потери при фотолизе. Иными словами, в балансе глобального круговорота воды на поверхности Земли должны присутствовать по меньшей мере еще четыре статьи:
| Приход: | Расход: |
| 1) поступление внутрипланетарной (эндогенной) воды; 2) поступление космической воды | 1) потери воды при фотолизе; 2) другие потери (на увлажнение морских осадков, биосферы и др.). |
Без учета этих факторов реальная картина изменения уровня Мирового океана будет отображена неверно, особенно в палеогеографическом аспекте и при прогнозе на будущее.
Длительное время в науках о Земле существуют представления о большой древности современного объема гидросферы и чрезвычайно медленных ее изменениях в настоящем и будущем. Предполагается, что вода на Земле образовалась конденсационным путем сразу после аккрекции протопланетарного вещества либо накапливалась в процессе дегазации и вулканизма. Отсюда делается заключение о древности Мирового океана, современных размеров и глубины, которые он приобрел еще в докембрии (600-1000 млн. лет назад). Построенная на таком фундаменте теория эволюции земной коры и лика Земли в целом выглядит “безводной”, так как гидросфера либо задавалась планете изначально, либо приобреталась ею примерно в середине докембрия.
В результате многолетних исследований материалов глубоководного бурения американского судна “Гломар Челленджер” (1968-1989 гг.) о разновозрастных мелководных образованиях, обнаруженных в разрезе осадков и базальтов дна Атлантического, Индийского и Тихого океанов (DSDP, 1969-1989), было впервые сделано теоретическое обоснование количественного определения средней скорости и массы ежегодных поступлений эндогенной воды на поверхность Земли в современный период и последние 160 млн. лет. Обнаружен рубеж их быстрого (более чем на порядок) возрастания и получена закономерность, описывающая это явление.
V(t) = a·exp (-t/c) + в (мм/1000 лет),
где а = 580 мм/1000 лет; в = 25 мм/1000 лет; с = 14,65 млн. лет; t - время в млн. лет (рис. V.2).
Поскольку скорость эндогенных поступлений свободной воды в полученном эмпирическом графике V(t) и его аппроксимации определена в мм/1000 лет, то это позволяет количественно оценить среднюю массу ежегодно выносимой в ходе дегидратации свободной воды на поверхность Земли в течение последних 160 млн. лет и исторического периода голоцена.
Инструментальными наблюдениями на водомерных постах с 1880 по 1980 г. установлено, что уровень моря поднимается со средней скоростью 1,5 мм/год. Этот подъем обусловлен не потеплением климата, как принято считать, а складывается из следующих статей: 0,7 мм/год за счет таяния 250 км3 шельфовых антарктических и гренландских ледников; 0,02 мм/год за счет аккумуляции 7 км3 осадков. Оставшаяся часть (0,78 мм/год) составляет главным образом эндогенные поступления воды с продуктами вулканизма, по глубинным разломам, сольфатарам, фумаролам и кондуктивным путем. И это нижний предел фиксируемого выноса эндогенной воды, так как подъем уровня происходит на фоне продолжающегося углубления дна Мирового океана в зонах рифтовых хребтов, континентальной окраины Тихого океана, вдоль желобов островных дуг и области Средиземноморья, маркируемых плиоцен-четвертичной сейсмичностью и вулканизмом. Следует также учитывать, что почти 20% выносимой из недр воды идет на увлажнение морских осадков. Таким образом, полученное значение - 0,78 мм/год - с полным основанием можно округлить до 1,0 мм/год. Это значение, определенное независимым от данных бурения путем, тем не менее хорошо укладывается в общий ход графика V(t) (рис. V.2). Это служит дополнительным подтверждением общей тенденции экспоненциального возрастания темпов и массы выноса эндогенной воды с конца мелового периода.
Рис. V.2. График, характеризующий скорость опускания океанических
сегментов Земли (правая часть) и поступления эндогенной воды в последние 160 млн. лет и в будущем, рассчитанный по данным о современной гипсометрии разновозрастных мелководных отложений “Гломар Челленджер”:
1 - по скважинам Тихого, 2 - Атлантического, 3 - Индийского океанов;
4 - вода, 5 - глубоководные осадки, 6 - мелководные осадки, 7 - базальты.
Левая часть графика характеризует скорость поступления воды
в будущем, штриховкой показаны доверительные интервалы,
вычисленные с вероятностью 0,95%