Географія. Міні-довідник. ЗНО

Гідросфера

Гідросфера — це водна оболонка Землі. Вона включає всю хімічно не зв’язану воду, незалежно від її агрегатного стану. З 1,4 млрд км³ загального об’єму вод гідросфери близько 96,5 % припадає на Світовий океан, 1,7 % — на підземні води, приблизно стільки ж (1,7 %) — на льодовики й постійні сніги (головним чином Арктики, Антарктиди та Гренландії), менш 0,01 % — на поверхневі води суходолу (річки, озера, болота). Таким чином на суходолі сконцентровано до 3,5 % вод. Незначна кількість води міститься в атмосфері та в живих організмах. Гідросфера єдина. Її єдність полягає в спільності походження всіх природних вод з мантії Землі, в єдності їх розвитку, в просторовій безперервності, у взаємозв’язку всіх природних вод у системі Світового кругообігу води.

Світовий кругообіг води — це процес безперервного переміщення води під впливом сонячної енергії і сили тяжіння, що охоплює гідросферу, атмосферу, літосферу й живі організми. Кругообіг води складається з випаровування з поверхні океану, перенесення водяної пари повітряними потоками, її конденсації в атмосфері, випадання опадів, їх просочування, поверхневого та підземного стоку із суходолу в океан.

У процесі світового кругообігу води відбувається поступове її оновлення у всіх частинах гідросфери. Цей процес вимагає різних проміжків часу: підземні води оновлюються за сотні, тисячі та мільйони років; полярні льодовики — за 8-15 тис. років; води Світового океану — за 2,5-3 тис. років; замкнуті, безстічні озера — за 200-300 років; протічні — за декілька років; річки — за 12-14 діб; водяна пара атмосфери — за 8 діб; вода в організмах — за декілька годин. Світовий кругообіг води зв’язує всі зовнішні оболонки Землі та організми.

Мале коло кругообігу води в природі складається з випаровування, перенесення водяної пари повітрям і випадання опадів.

Світовий океан та його частини: океани, моря, затоки, протоки

Основну частину гідросфери становить Світовий океан, його води вкривають 71 % поверхні Землі. Середня глибина Світового океану 3 700 м, найбільша — 11 022 м (Маріанський жолоб). Об’єм вод Світового океану становить 1 338 млн км³.

У Світовому океані виділяють окремі частини: моря, протоки, затоки.

Море — це частина океану, яка відокремлена від нього суходолом, підвищеннями підводного рельєфу або островами. Єдиним винятком є Саргасове море у Північній Атлантиці, яке розташоване всередині океану. Моря займають близько 10 % площі Світового океану. Найбільші серед них за площею Філіппінське, Аравійське, Коралове.

Півострів — порівняно невелика частина суходолу, що вдається у водний простір, сполучаючись із материком або великим островом. Найбільший за площею півострів — Аравія (2 730 тис. км²).

Острів — невелика, порівняно з материками, ділянка суходолу, що з усіх сторін омивається водою. Найбільший серед них — Гренландія (2 176 тис. км²). Скупчення островів називають архіпелагами (Канадський архіпелаг, Шпіцберген, Вогняна Земля).

За походженням острови бувають материковими, вулканічними й кораловими.

Властивості води Світового океану та причини її неоднорідності

В океанічній воді розчинені майже всі відомі на Землі речовини. Більшість їх через малий уміст важко знайти. Домінуюча роль серед розчинених мінералів належить солям. Серед розчинених в океанічній воді солей переважають хлориди (89 %) й сульфати (майже 11 %), значно менше карбонатів (0,5 %). Кухонна сіль (NaCl) додає воді солоний смак, солі магнію (МgCl₂) — гіркий. Загальну кількість усіх солей, розчинених у воді, називають солоністю. Її вимірюють у тисячних частинах маси — проміле (%о).

Середня солоність Світового океану близько 35 %о, тобто в кожному кілограмі води міститься в середньому 35 г солей. Солоність води океану залежить від співвідношення кількості атмосферних опадів і випаровування. Знижують солоність морських і океанічних вод річкові води й вода льодів, що тануть.

Температура вод Світового океану залежить від географічної широти й розподіляється на його поверхні зонально. Зональність порушується океанічними течіями, впливом суходолу, постійними вітрами. Найвищі середньорічні температури води (27-28 °С) спостерігають в екваторіальних і близьких до них широтах. Зі збільшенням широти зменшується величина сонячної радіації і в приполярних областях температура вод Світового океану знижується до 0 °С та нижче (до -1,8 °С у приповерхневому шарі Північного Льодовитого океану). Для всього Світового океану середня температура приповерхневого шару океанічних вод становить +17,5 °С. При зануренні вглиб вона знижується і поблизу дна не перевищує 2 °С. Вода має велику теплоємкість, тому в океані накопичується величезна кількість тепла. Лише верхній 10-метровий шар океанічних вод містить тепла більше, ніж уся атмосфера.

Крига покриває близько 15 % усієї акваторії (водного простору) Світового океану, тобто 55 млн км²; зокрема 38 млн км² в Південній півкулі.

Рух вод у Світовому океані

Вода у Світовому океані постійно перебуває в русі як на поверхні, так і в глибині. Частинки води здійснюють як коливальні, так і поступальні рухи, що звичайно поєднуються, але за помітного переважання одного з них. Хвилювання — це переважно коливальні рухи води, а течії — поступальні.

Головна причина виникнення хвиль на поверхні Океану — вітер. Землетруси, виверження вулканів і припливи зумовлюють хвилювання всієї товщі океанічних вод. Хвиля характеризується висотою, довжиною та швидкістю. Висота хвилі — це відстань по вертикалі від найнижчої точки улоговини (підошви) до гребеня; довжина — це відстань між сусідніми гребенями хвилі.

Швидкістю хвилі називають відстань, що проходить хвиля за одиницю часу. Висота хвиль, утворених вітром, звичайно не більша за 4-6 м, найбільша — близько 30 м. Довжина вітрових хвиль 100-250 м, рідко — до 500 м.

Унаслідок підводних землетрусів і вивержень вулканів виникають сейсмічні хвилі — цунамі. Вони переміщуються у боки від місця виникнення з швидкістю 700-800 км/год. У відкритому океані довжина цунамі сягає сотень кілометрів (200-300 км) при висоті близько 1 м. Тому у відкритому океані вони навіть непомітні для суден. Біля берегів швидкість цунамі зменшується, а висота збільшується до 40-60 метрів. Обрушуючись на берег, ці хвилі викликають катастрофічні руйнування, забирають тисячі людських життів, спричинюють мільйонні збитки.

Під дією сил тяжіння Місяця й Сонця виникають періодичні коливання рівня Океану — приливно-відпливні рухи океанічних вод. Особливо помітні припливи, що викликаються найближчим до Землі космічним тілом — Місяцем.

Течії — це горизонтальні переміщення величезних мас води у Світовому океані в певному напрямку на великі відстані. Вони спричиняються вітром (вітрові або дрейфові); виникають унаслідок різної висоти рівня води (стічні) та різної її щільності. В усіх випадках на напрямок течії впливає дія обертання Землі, що зумовлює відхилення їх управо в північній півкулі та вліво — в південній.

Головна причина поверхневих течій — вітер. Він створює потоки води, що протікають серед менш рухомих водних потоків. Ширина цих потоків може досягати тисячі, а довжина — багатьох тисяч кілометрів. Вони згинаються, розгалужуються, роз’єднуються, зливаються. Течії, що протікають серед холодніших вод — теплі, серед тепліших — холодні.

В океанах існують системи поверхневих течій, що залежать від напрямку пануючих вітрів, від положення та конфігурації океану.

Течії виявлені на різних глибинах океану, навіть у глибоководних жолобах. Причина течій на глибині — різна щільність води. Вона може бути викликана тиском маси води зверху (наприклад, у місцях наганяння або зганяння її вітром), зміною температури та солоності води.

Зміна щільності води — причина постійних вертикальних її переміщень: опускання холодної (або солонішої) та піднесення теплої (менш солоної). З перемішуванням води відбувається насичення води на глибині киснем та іншими газами, що поглинаються водою з атмосфери, й винесення з глибин живильних для організмів речовин у поверхневі шари води. Місця інтенсивного перемішування води в океані найбагатші на живі організми.

Води суходолу

Це частина водної оболонки Землі. До них відносять підземні води, води річок, льодовиків, озер і боліт, в яких зберігається 3,5 % загальних світових запасів води.

Води, що містяться у верхній частині земної кори (до глибини 12-16 км) називають підземними. Живляться вони атмосферними опадами й тому в кожній місцевості залежать від річної кількості опадів. Підземні води перебувають у товщі гірських порід верхньої частини земної кори в рідкому, твердому та газоподібному станах. Основна їх маса утворена внаслідок просочування з поверхні дощових, талих і річкових вод. Підземні води постійно переміщуються як в горизонтальному, так і у вертикальному напрямках.

За хімічним складом підземні води поділяються на прісні та мінеральні. Глибина їх залягання, напрямок і швидкість руху залежать від водопроникності гірських порід. До водопроникних гірських порід відносять галечник, пісок, гравій. До водонепроникних відносять глини, пісковик, граніт, щільні без тріщин гірські породи, мерзлі ґрунти, пори яких зайняті льодом.

За умовами залягання підземні води поділяють на ґрунтові й міжпластові. Ґрунтові води залягають над першим від поверхні постійним водоносним горизонтом. Він тісно пов’язаний з характером рельєфу, четвертинними відкладами, ґрунтами та рослинністю. Міжпластові води, що залягають у вигнутих пластах порід і знаходяться під постійним тиском, називають артезіанськими. За наявності свердловини вони піднімаються вгору й при виході на поверхню фонтанують.

Ґрунтові води живляться атмосферними опадами, що просочилися, водами річок, озер, водосховищ. Рівень ґрунтових вод коливається за сезонами року, він різний у різних зонах. Так, в тундрі він практично співпадає з поверхнею, в пустелях знаходиться на глибині 60-100 м. Уміст солей та газів у воді змінюється: у тундрі ґрунтові води прісні, в пустелях не буває сильно мінералізованих вод.

Своєрідним типом джерел є гейзери, що періодично викидають гарячу воду й пару на висоту до 60 м. Вони характерні, в основному, для зон сучасного активного вулканізму, де близько до поверхні підходить розплавлена магма.

Річка — постійний водний потік на поверхні суходолу, який рухається у виробленій ним заглибині — руслі. Річка має витік — місце, де вона бере початок. Місце впадання річки в море, озеро або іншу річку називають гирлом. Різницю між абсолютними висотами витоку та гирла річки, називають її падінням. Річку, що впадає в іншу річку, називають притокою.

Рівнину в гирлі річки, створену її наносами й прорізану численними рукавами та протоками, називають дельтою.

Звивисте заглиблення земної поверхні, вироблене річкою від витоку до гирла, називають річковою долиною. Її елементами є річище, заплава, тераси.

Заплава — це частина річкової долини, яка заливається водою під час повені. Тераса річки в минулому була заплавою.

Головна річка зі всіма притоками утворює річкову систему. Площа, з якою річка збирає поверхневі й підземні води, називають річковим басейном. Басейни сусідніх річок відділяються вододілом — межею між басейнами сусідніх річок.

Швидкість течії річки перебуває в прямій залежності від похилу русла — відношення різниці висот двох пунктів до довжини ділянки між ними. Річки рівнин мають невеликі похили та швидкості їх течії рідко перевищують 1 м/сек. Річку вважають гірською, якщо постійна течія має швидкість понад 5 м/сек.

Виділяють чотири джерела живлення: снігове, дощове, льодовикове й підземне. Більшість річок планети поповнюють своє річище водою завдяки мішаному живленню з переважанням одного із джерел живлення.

Водний режим річки характеризується витратою води і стоком. Витрата — це певна кількість води, що проходить через поперечний переріз річки за одну секунду. Витрату води за рік називають річним стоком — об’єм води, що протікає в річці за рік і формується в результаті випадання дощу, танення снігу та льоду. Кількість води, яку несуть річки в середньому за рік, називають їх водоносністю. Найнижчий рівень води в річці називають меженню. В цей час річка витрачає мінімальну кількість води. Найвищий рівень води в річці, який наступає щороку в певний час, називають повінню. Раптове піднесення рівня води в річці в будь-який час року називають паводком. Період стійкого льодового покриву на річці називають льодоставом.

Робота річок полягає у руйнуванні, перенесенні та накопиченні гірських порід. Річкова ерозія — це руйнування земної поверхні постійними водними потоками. Продукти руйнування (уламки порід) разом з водними потоками переносяться вниз за течією. У пониззях річок відбувається їх нагромадження (акумуляція), внаслідок якої утворюються алювіальні відклади. Річка поглиблює своє русло, доки не досягне свого базису ерозії — це той рівень, до якого річка може поглиблювати своє річище (нижче від цього рівня русловий потік втрачає здатність поглиблювати дно). Зі зниженням базису ерозії швидкість руслового потоку збільшується, внаслідок чого посилюється річкова глибинна ерозія. А якщо базис ерозії підвищується, то зменшується падіння, похил річки і, відповідно, швидкість течії. Це зумовлює зміни напрямку русла, воно стає звивистим. Вигини русла річки називають меандрами. Іноді, під час паводку водний потік прориває ділянку заплави між двома меандрами й вирівнює своє русло. Залишені річкою старі русла називають старицями.

Озеро — це природна заглибина на суходолі, що заповнена водою. Від моря воно відрізняється відсутністю двосторонніх зв’язків з океаном. Усі озера Землі займають близько 1,8% поверхні суходолу. Утворення озера починається із заповнення водою улоговини, походження якої значною мірою обумовлює його величину й форму. За походженням улоговин озера бувають: тектонічні; вулканічні; карстові; льодовикові; заплавні; штучні; залишкові.

Озера можуть бути стічними (традиційно прісні) й безстічними. З перших витікають річки, другі — позбавлені стоку. Безстічні озера часто солоні. Залежно від ступеня солоності розрізняють озера прісні (солоність менше 1 %о), солоні (до 24,7 %о), засолені (24,7-47 %о), мінеральні (> 47 %о). Мінеральні озера бувають содовими, сульфатними, хлоридними. У мінеральних озерах солі можуть випадати в осад (наприклад, самоосадові озера Ельтон і Баскунчак).

Болота — це надмірно зволожені ділянки суходолу з вологолюбною рослинністю та шаром торфу не менше 0,3 м (з меншим шаром — заболочені землі). Болота містять лише 5-10 % сухої речовини (торфу), решта — вода. Болота утворюються внаслідок заростання озер або заболочення суходолу. Їх поділяють на низинні (утворюються в долинах річок і живляться підземними водами, характеризуються доволі різноманітною рослинністю — вільха, рогіз, очерет, осока, мох), перехідні (живляться атмосферними опадами й підземними водами, бідні на мінеральні речовини, в їх рослинному покриві переважають береза, сосна, сфагновий мох) і верхові (розміщуються на вододілах річок і живляться атмосферними опадами, бідні на рослинність). Загальна площа, зайнята болотами, становить приблизно 2 % площі суходолу.

Льодовики — це рухомі маси льоду, що виникли на суходолі в результаті накопичення та поступового перетворення твердих атмосферних опадів. Замерзла в льодовиках вода є прісною. Їх утворення можливе там, де впродовж року твердих опадів випадає більше, ніж встигає за цей час розтанути й випаруватись. Межу, вище від якої можливе накопичення снігу, називають сніговою лінією. Висота снігової лінії залежить від кліматичних умов. У полярних областях вона розташовується дуже низько, на екваторі — на висоті 5 км, у тропічних широтах — вище 6 км.

Льодовики бувають двох типів: покривні (льодовики, що приховують нерівності рельєфу на великих ділянках земної поверхні, вкриваючи їх потужним шаром) та гірські.

Льодовики займають близько 11 % усієї площі суходолу. В епоху максимального зледеніння вони покривали близько 30 % її площі. У сучасних льодовиках зосереджено понад 24 млн км² прісної води, тобто майже 69 % усіх її запасів на Землі. Об’єм води, зв’язаної в усіх льодовиках, відповідає сумі атмосферних опадів, що випали на Землю майже за 50 років, або стоку всіх річок Землі за 100 років.

Штучні водойми представлені водосховищами, каналами й ставками.