Екологія довкілля. Охорона природи - Грицик В. - 1.1.3. Гідросфера

Гідросфера - це водна сфера нашої планети, сукупність океанів, морів, континентальних вод, льодовикових покривів. Загалом у поняття "гідросфера" включаються всі вільні води Землі, котрі не зв'язані хімічно й фізично з мінералами земної кори, тобто можуть рухатися під впливом сили тяжіння і тепла.

Весь об'єм гідросфери, за сучасними підрахунками, дещо перевищує 1,4 млрд. км3. При цьому об'єм вод Світового океану перевищує 1,37 млрд. км3, а об'єм прісних вод становить лише 31 млн. км3, з яких 85% припадає на льодовики, 14% - на підземні води і лише 1% - на озера, водосховища, ґрунтову вологу й річкові води. Підземна частина гідросфери охоплює ґрунтові, підґрунтові, міжпластові, тріщинні води і води карстових порожнин у легко розчинних гірських породах (вапняках, гіпсах тощо).

Гідросфера виділяється високою динамічністю, рушійною силою якої є геологічний та біологічний кругообіг води. Гідросфера Землі постійно взаємодіє з іншими сферами - літосферою, атмосферою, біосферою. Зв'язок гідросфери з земною корою здійснюється через підземні води. Атмосферна вода у вигляді пари пов'язує гідросферу з атмосферою. Більш складними є взаємодії гідросфери з живими компонентами біосфери. Основну масу рослинних і тваринних організмів складає вода, але сукупна маса води як частини органічного світу є незначною відносно всієї маси гідросфери. Вода з біосферою пов'язана також процесом транспірації, який відноситься до біологічної ланки кругообігу води.

Для величезної кількості живих організмів, особливо на ранніх етапах розвитку біосфери, вода була середовищем зародження й розвитку. Життя зародилося саме в водному середовищі, а для багатьох видів тварин і рослин вода залишається середовищем мешкання. Значення води в процесах життєдіяльності визначається тим, що вона є основним середовищем у живій клітині та найважливішим вихідним, проміжним чи кінцевим продуктом біохімічних перетворень. Живі організми складаються не менше ніж на з води. Таким чином, вода є основою існування життя на Землі. Без неї не може існувати людська цивілізація.

1.1.4. Атмосфера

Атмосфера є зовнішньою газовою оболонкою Землі, що сягає від її поверхні в космічний простір приблизно на 3000 км. Вона оточує Землю і обертається разом з нею під дією сили тяжіння. В атмосфері виділяють три основні частини: нижню - тропосферу, середню - стратосферу і верхню - іоносферу.

Тропосфера характеризується зниженням температури з висотою із градієнтом 6°С на 1 км. Висота шару тропосфери становить від 7 - 10 км над полярними широтами до 16 - 18 км над екваторіальними. У тропосфері зосереджено приблизно 90% маси атмосферного повітря, а також основні кількості атмосферних домішок. Вона містить практично всю водяну пару, при конденсації якої утворюються хмари, а безпосередньо поблизу землі - туман.

Стратосфера поширюється до висоти 60 км. Температура в ній приблизно постійна по вертикалі. Іоносфера має вертикальну протяжність у сотні кілометрів, повітря в ній перебуває в іонізованому стані.

Атмосфера формувалася в результаті геологічної еволюції і безперервної діяльності живих організмів. Склад сучасної атмосфери перебуває в стані динамічної рівноваги, яка підтримується процесами життєдіяльності живих організмів і різними геохімічними явищами глобального масштабу. До складу атмосфери входять азот - 78 %, кисень - 21 %, аргон, гелій, криптон та деякі інші постійні компоненти. Вважається, що склад і властивості атмосфери в основному стабілізувалися протягом останніх 50 млн. років.

Серед змінних складових атмосфери - водяна пара, озон, вуглекислий газ, які мають велике значення для атмосферних процесів.

Основна маса водяної пари зосереджена в нижніх шарах атмосфери (від 0,1-0,2% у полярних широтах до 3% - в екваторіальних). З висотою її кількість значно зменшується - на 90 % на висоті близько 5 км. Вміст водяної пари в атмосфері визначається співвідношенням процесів випаровування, конденсації і горизонтального переносу. Водяна пара - джерело утворення хмар і атмосферних опадів.

Основна кількість озону зосереджена в стратосфері на висоті 15 - 25 км, де він утворює озоновий шар (озоносферу). Незважаючи на вкрай низький кількісний вміст, цей газ має виняткове екологічне значення. Воно пов'язане з тим, що озон активно поглинає короткохвильове ультрафіолетове (УФ) випромінювання Сонця і таким чином визначає не тільки температурний режим стратосфери, а і є охоронним щитом від жорсткого УФ-випромінювання з довжиною хвилі менше 280 нм, яке вкрай небезпечне для всього живого на Землі.

Важливою змінною складовою атмосфери є також вуглекислий газ, який має властивість поглинати довгохвильове (теплове) випромінювання Землі, що створює парниковий ефект у атмосфері і зменшення тепловіддачі Землі. Вміст цього газу в атмосфері невеликий, але з розвитком виробництва зростає - від 0,029% на початку XX ст. до 0,033% у 80-х роках. Головні джерела надходження вуглекислого газу в атмосферу - дихання тварин і рослин, процеси горіння, виверження вулканів, діяльність ґрунтових мікроорганізмів і грибів, промислові підприємства, енергетика і транспорт.

Атмосфера регулює теплообмін Землі з космічним простором, попереджає різкі коливання температури на поверхні планети, зменшує надходження до неї надлишкових доз ультрафіолетової радіації і космічного випромінювання, є носієм газів, що забезпечують найважливіші життєві процеси в рослинах і тваринах. Одним з важливих факторів, що визначають стан атмосфери, є її взаємодія з океаном. Зокрема, процеси газообміну і теплообміну між ними суттєво впливають на клімат планети.

Таким чином, атмосфера є життєдайним "буфером" між Космосом і поверхнею нашої планети, носієм тепла і вологи. Через неї відбуваються головні процеси біосфери - кругообіг речовин, трансформація енергії, процеси фотосинтезу і дихання.