Сколько воды на планете земля? источники, объем в галлонах, литрах, км3 и процентах

Оглавление

Солнечная система

Во время рождения Солнца часть неиспользованной космической пыли собралась в так называемый протопланетный диск, из которого потом сформировались планеты Солнечной системы.

Чтобы выяснить, могла ли вода из облака пыли выжить и попасть на Землю, ученые измерили соотношение тяжелого водорода к водороду. Результаты показали, что уровень тяжелого водорода на Земле выше, чем он должен был быть на протопланетном диске. А это значит, что часть воды предшествует Солнцу, когда тяжелого водорода было намного больше.

Если вода пережила процесс рождения звезды, и если другие солнечные системы во Вселенной формировались похожим образом, вода может быть общим компонентом в создании далеких планет.

В любом случае это может говорить о том, что молодые планеты во Вселенной могут содержать воду. Согласно ученым существует около 11 миллиардов планет за пределами Солнечной системы, на которых может быть жидкая вода, а может быть и жизнь.

Зависимость животных от воды

Насколько же важна вода в мире животных? Все очень просто. Вода – главная составляющая в теле животного. Как и везде, вода выполняет функцию транспортировки. Благодаря ей передаются питательные вещества, ферменты, гормоны. С помощью воды выводятся ненужные вещества с организма животного

Не мало важно, что вода имеет отличную теплоотдачу. Из-за этой жизненно важной функции воды организм животного имеет постоянную температуру

  • Вода, состоящая в организме животного, имеет 2 фракции: внутриклеточную и внеклеточную. В процентном соотношении внутриклеточной воды имеется 70%, а внеклеточной 30.
  • Животные состоят из воды на 50-80 %. Процент содержания жидкости разный, причиной этому есть возрастные категории и склонность к отложению жиров.


Для животных вода необходима

Уровень воды в тканях и органах животных тоже можно распределить на такие категории:

  1. С низким уровнем воды (жиры и кости).
  2. Со средним уровнем (кровь и мышцы).
  3. С высоким уровнем (мозг и лимфа).

Чтобы все органы животного правильно функционировали, уровень воды в организме должен быть умеренным. Молодые животные намного хуже переносят дефицит водного баланса. Это обусловлено тем, что почки молодняка еще не полностью развиты.

Для работы им нужно намного больше воды, чем взрослой особи. При нехватке воды уменьшается активность и кровообращение, хуже выводятся химические вещества. Если животное не получает нужное количество воды, то и пищи оно употребляет меньше. А у молодняка так вообще нарушается процесс роста.

У каждого животного есть свой период, который он может прожить без воды. Курица от 7-8 дней и до 24-25 (в зависимости от того несушка она или не несущаяся), жвачные животные до 1 месяца. Но нужно не забывать, что и в весе животные тоже не мало теряют, потеря веса составляет до 50%.


Животные состоят из воды больше, чем на половину

Для каждого животного есть свой уровень потребности воды и зависит это от таких критериев:

  • Вид
  • Рост
  • Лактация
  • Возраст
  • Рацион
  • Порода
  • Уровень продуктивности
  • Температура
  • Уровень влажности в окружающей среде

Множество видов живых существ даже и не приспособлены жить на суши, без воды. Здесь уже вопрос не о том на сколько важна вода для их развития, а вообще об их существовании на нашей планете. Например, рыбы не приспособлены жить на суши. Без воды они просто на просто умрут.


Водомерка

Водомерки живут только на воде, т.е. на верхней ее пленке. Строение их тела построено таким образом, что они не могут не погружаться в воду, не жить на суши. Но не только водомерка так зависима от водной среды. Множество насекомых тесно связаны с водой, а вернее с верхней ее пленкой. Личинки комаров, улитки разных видов, водные жуки тоже связаны с водяной пленкой, вот только подвешиваются они снизу пленки, а не на поверхности как водомерки.

Сколько пресной воды на Земле?

   На нашей планете около 1,5 млрд км3 воды и покрывает она более 70% поверхности Земли. Однако на долю пресной воды приходится всего лишь 3% от общего количества, а именно 91 млн. км3. Основная же часть воды, содержащаяся в океанах, — горько-соленая, и для хозяйственной деятельности без должной подготовки она практически не применима. Основной запас пресной воды — это вода, находящаяся под землей и в ледниках. Т.е. ее добыча затруднена как в первом так и во втором случае. Но если для того, чтобы добыть воду из-под земли, можно осуществить бурение скважины на воду

  Примечательно, что в озере Байкал находится пятая часть всех мировых поверхностных запасов пресной воды.

  За последние 40 лет количество пресной воды на одного человека  уменьшилось более, чем на 60%. В течение следующих 30 лет прогнозируется дальнейшее уменьшение этого количества еще в 2 раза. Сельское хозяйство — основной потребитель пресной воды. В настоящее время оно потребляет 87% имеющейся воды. Продукция, производимая на орошаемых землях, в 2-5 раз дороже, чем выращиваемая за счет выпадения дождей, т. к. стоимость топлива и гидросооружений постоянно возрастает.

  Более 80 стран мира испытывают постоянный недостаток пресной воды, в которых в совокупности живут более 2 млрд. человек.

  Недавно австралийские исследователи заявили, что им удалось выявить существование огромных запасов пресной волы, заключённой ниже дна океана. Возможно, именно эти ресурсы смогут поддерживать будущие поколения, когда существующие источники иссякнут. Ведущий автор исследования Винсент Пост  из университета Флиндерса сообщил, что, по оценкам его коллег, около 500 тысяч кубических километров воды с низким уровнем солености было обнаружено под морским дном на континентальном шельфе у берегов Австралии, Китая, Северной и Южной Америки. «Объём этого водного ресурса в сотню раз превышает количество извлечённой в прошлом веке из земных недр пресной воды, начиная с 1900 года, — утверждает Пост

— Пресная вода на нашей планете со временем иссякает, так что открытие новых подземных резервуаров у берегов достаточно важно. Это означает, что у нас появился ещё один вариант, который можно рассмотреть для помощи тем, кто страдает от засухи и континентальной нехватки воды». 

  По словам Поста, его команда пришла к этому неожиданному открытию после изучения морского дна, проведённого в научных целях и во время геологической разведки по обнаружению месторождений нефти и газа. «Объединив всю полученную нами информацию, мы пришли к выводу, что пресная вода, залегающая ниже морского дна — достаточно частый случай, а вовсе не аномалия», — считает австралийский учёный.

  Подобные месторождения формируются в течение сотен тысяч лет. Их зарождение началось ещё тогда, когда уровень моря был значительно ниже и те области, что сейчас сокрыты Мировым океаном, подвергались воздействию осадков, впитывающихся в почву. Когда полярные ледниковые покровы начали таять около 200 тысяч лет назад, эти береговые линии были скрыты водой, но их водоносные резервуары остаются нетронутыми, защищёнными слоями глины и других осадочных пород.

  По мнению специалистов, добыча пресной воды из такого рода источников будет стоить гораздо дешевле, чем опреснение морской воды. Наиболее дорогостоящим процессом будет бурение, после него необходимо будет приложить немалые усилия, чтобы не произошло загрязнения подземных вод.

На что расходуется вода

Вода – вещество настолько универсальное, что ее по праву можно назвать если не источником всех благ человеческих, то уж наверняка их непременным условием. Без нее невозможно выращивать сельскохозяйственную растительную продукцию. Например, килограмм зерна «обходится» в 0,8 – 4 тонны влаги (в зависимости от климата), а риса – 3,5 т. А ведь есть еще животноводство, объемы производства которого растут. Потребляет воду и пищевая промышленность. Килограмм сахара – извольте, 400 литров. В целом же при довольно скромных физиологических потребностях (чтобы просто попить, человеку хватает двух-трех литров в день) житель развитой страны косвенно, вместе с продуктами, потребляет до трех тонн израсходованной для их производства воды. Это ежедневно.

В целом же пресная вода планеты тратится следующим образом:

  • сельскохозяйственная отрасль – 70 % этого ценного ресурса;
  • вся промышленность – 22 %;
  • бытовые потребители – 8 %.

Но это, конечно, среднее соотношение. Есть много стран, население которых не избаловано гастрономическими изысками, там проблема пресной воды стоит настолько остро, что людям порой просто нечего есть и пить.

История воды на Земле

Одним из факторов при оценке того, когда вода появилась на Земле, является то, что вода постоянно теряется в космосе. Молекулы H 2 O в атмосфере расщепляются фотолизом , и образующиеся свободные атомы водорода иногда могут ускользать от гравитационного притяжения Земли (см .: Ускользание из атмосферы ). Когда Земля была моложе и менее массивной , воду легче было бы потерять в космосе. Ожидается, что более легкие элементы, такие как водород и гелий , будут постоянно вытекать из атмосферы, но изотопные отношения более тяжелых благородных газов в современной атмосфере предполагают, что даже более тяжелые элементы в ранней атмосфере подвергались значительным потерям. В частности, ксенон полезен для расчета потери воды с течением времени. Это не только благородный газ (и, следовательно, не удаляется из атмосферы в результате химических реакций с другими элементами), но и сравнение содержания его девяти стабильных изотопов в современной атмосфере показывает, что Земля потеряла по крайней мере один океан воды на раннем этапе. его история между Хадейской и Архейской эпохами.

Любая вода на Земле во время более поздней части ее аккреции была бы разрушена лунным ударом (~ 4,5 миллиарда лет назад), который, вероятно, испарил большую часть земной коры и верхней мантии и создал атмосферу из каменного пара вокруг молодой планеты. . Пар горных пород конденсировался бы в течение двух тысяч лет, оставив после себя горячие летучие вещества, что, вероятно, привело к образованию большей части атмосферы углекислого газа с водородом и водяным паром . Впоследствии жидкие водные океаны могли существовать, несмотря на температуру поверхности 230 ° C (446 ° F) из-за повышенного атмосферного давления в атмосфере CO 2 . По мере того, как охлаждение продолжалось, большая часть CO 2 удалялась из атмосферы в результате субдукции и растворения в океанской воде, но уровни сильно колебались по мере появления новых поверхностных и мантийных циклов.

Эта подушечка из базальта на морском дне недалеко от Гавайев образовалась, когда магма вытеснила под водой. Другие, гораздо более древние образования подушечного базальта свидетельствуют о существовании больших водоемов давным-давно в истории Земли.

Есть также геологические данные, которые помогают ограничить временные рамки существования жидкой воды на Земле. Образец подушечного базальта (типа породы, образовавшейся во время подводного извержения) был извлечен из Зеленокаменного пояса Исуа и является доказательством того, что вода существовала на Земле 3,8 миллиарда лет назад. В зеленокаменном поясе Нуввуагиттук , Квебек, Канада, породы, возраст которых составляет 3,8 миллиарда лет по одному исследованию и 4,28 миллиарда лет по другому, свидетельствуют о наличии воды в этом возрасте. Если океаны существовали раньше, то какие-либо геологические свидетельства либо еще не обнаружены, либо с тех пор были уничтожены геологическими процессами, такими как переработка земной коры . Совсем недавно, в августе 2020 года, исследователи сообщили, что с самого начала формирования на Земле, возможно, всегда было достаточно воды для заполнения океанов .

В отличие от горных пород, минералы, называемые цирконами, обладают высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям и геологическим процессам и поэтому используются для понимания условий на очень ранней Земле. Минералогические данные по цирконам показали, что жидкая вода и атмосфера должны были существовать 4,404 ± 0,008 миллиарда лет назад, очень скоро после образования Земли. Это представляет собой своего рода парадокс, поскольку гипотеза холодной ранней Земли предполагает, что температуры были достаточно низкими, чтобы заморозить воду примерно между 4,4 и 4,0 миллиардами лет назад. Другие исследования цирконов, найденных в австралийских гадийских породах, указывают на существование тектоники плит еще 4 миллиарда лет назад. Если это правда, это означает, что раньше поверхность Земли была такой же, как сегодня , а не горячей расплавленной поверхностью и атмосферой, полной углекислого газа. Действие тектоники плит улавливает огромное количество CO 2 , тем самым уменьшая парниковый эффект и приводя к гораздо более низкой температуре поверхности и образованию твердых пород и жидкой воды.

Значение гидросферы

Вода играет важную роль в круговороте углерода. Под действием воды и растворенного углекислого газа кальций выветривается из континентальных пород и переносится в океаны, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конечном итоге карбонаты осаждаются на морском дне и литифицируются образуя известняки. Некоторые из этих карбонатных пород позже погружаются в недра Земли благодаря глобальному процессу тектоники плит и расплавляются, что приводит к выделению двуокиси углерода (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли являются основой для поддержания жизни планеты, формирования эрозии и выветривания континентов, и они резко контрастируют с отсутствием таких процессов, к примеру, на Венере.

Расширение планеты и дрейф материков как причина образования воды

250 млн лет назад существовал 1 сверхконтинент, который впоследствии разделился на части, начавшие двигаться друг от друга так, что между ними образовались широкие проемы, ставшие впоследствии океанами.

Это явление может объяснить гипотеза расширения Земли. Сторонники версии утверждают, что первоначально наша планета была в обхвате в 2 раза меньше, чем сейчас, и материки, вначале слитые воедино, могли полностью ее опоясать. Затем космическое тело начало расширяться, и в едином материке появились трещины — будущие океанические впадины.

Ученые определили, что:

  • средняя полоса России смещается в восточном направлении со скоростью 1 см в год;
  • Германия при этом остается неподвижной.

С такой скоростью всего за 20 млн лет (это маленький срок с геологической точки зрения) на месте Европы может появиться новый океанический пролив шириной 4 тыс. км.

Одна из версий, почему расширяется планета, — активное участие в данном процессе водорода. Земля, окружающие ее планеты, кометы и иные небесные тела состоят из этого химического элемента более чем на 95%.

К нам водород пришел в момент рождения Протоземли вместе с первичным облаком, среди атомов которого были и металлы, отличающиеся способностью поглощать водород в большом количестве, в тысячи раз больше, чем свой размер. И чем больше это поглощение, тем металл активнее уплотняется.

По мере того как пылевое облако становилось плотнее, давление внутри будущей Земли росло, небесное тело разогревалось.

Максимальное сжатие было в его центральных областях, и в какой-то момент температурные показатели в земном ядре достигли критических значений, вызвав обратный процесс — водород начал выделяться из металлов. Ядро резко расширилось, и верхние земные слои не выдержали — треснули.

Водород, проходя сквозь недра, захватывал по пути кислород, появляясь на поверхности уже в виде пара. Он конденсировался, превращаясь в воду, и заполнял литосферные впадины, образуя океаны.

Континенты мира когда-то были одним огромным суперконтинентом под названием Пангея. Единый материк, при расширении Земли (250—300 млн. лет назад), дал трещины, которые, наполнившись водой, превратились в океаны. Credit: sharejunkies.com/nauka.vesti.

Геополитические аспекты

Часть населения планеты относится к так называемому «золотому миллиарду» и имеет доступ ко всем благам цивилизации, которые для нас считаются нормальными (электроэнергия, связь, телевидение, водопровод, канализация и т. п.).

Учитывая ограниченность практически всех ресурсов и стремясь сохранить высокий уровень потребления материальных благ, страны с развитой экономикой предпринимают меры по недопущению повышения уровня жизни во всем остальном мире. Пресная вода и сегодня в отдельных регионах стоит дороже нефти, а в скором времени она превратится в стратегический товар. Война, развязанная в Ливии, по многим оценкам, произошла по нескольким причинам экономического характера. В частности, наряду с введением золотого стандарта для динара, проект масштабного водовода — в случае его полной реализации — мог вывести весь североафриканский регион из зоны влияния США и Западной Европы. Таким образом, можно предположить, что обильные ресурсы пресной воды в настоящее время создают риск военного вторжения не меньший, чем нефтяные месторождения.

Проблема нехватки пресной воды

Проблеме нехватки пресной воды были посвящены десятки докладов ООН и других крупных международных организаций. Со второй половины ХХ века, когда население земли стало резко увеличиваться, эта проблема стала особенно острой и вошла в ряд глобальных и не менее опасных, чем СПИД или ядерное оружие. Вместе с ростом численности населения планеты, вырубаются леса, осушаются болота и реки, изменяется климат. Всё это привело к резкому сокращению запасов пресной воды, которой уже на всех не хватает. Если так пойдёт и дальше, то дефицит пресной воды уже в ближайшем будущем приведет к тому, что люди будут воевать не за золото и нефть, а за обычную питьевую воду. По подсчетам ученых к 2030 году при сохранении текущих тенденций около 5 млрд землян будут испытывать проблемы с чистой водой, а к 2050 г. положение может стать просто катастрофическим: 80% населения планеты будет проживать на территориях, которые по классификации ООН можно будет отнести к таким, что находятся за гранью дефицита питьевых ресурсов. И тут то начнётся самое интересное, ведь когда главным ресурсом на планете станет обычная вода, геополитический расклад на нашей старушке-Земле может резко поменяться. А произойдет это через каких-то одно-два поколения.

Откуда появилась вода на земле?

Оказывается, она присутствовала уже тогда, когда геологическая история нашей планеты еще только начиналась. Как известно, возраст Земли – примерно 4,5 миллиарда лет. Самые древние из горных пород существуют около 3,8 миллиардов лет. Они хранят на себе отпечатки тех одноклеточных организмов, что жили в водоемах.

Этот факт позволяет сделать заключение о том, что появление первичной гидросферы совершилось не позже, чем 4 миллиарда лет тому назад. Но тогда она составляла лишь 5-10% от ее сегодняшнего объема.

Как же она появилась? Одной из преобладающих на данный момент гипотез является следующая. При образовании Земли вода образовалась посредством того, что происходило выплавление и дегазация вещества из мантии. Дегазация обозначает удаление из мантии растворенных в ней газов. Считается, что, скорее всего, большую первоначальную роль в этом процессе сыграла катастрофическая – ударная – дегазация, которая была вызвана падением крупных метеоритных тел на Землю.

Потребление пресной воды в разных частях планеты

Даже такой небольшой процент доступной пресной воды смог бы покрыть все нужды человечества, если бы ее запасы были равномерно распределены по планете, но это не так.

Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) выделила несколько территорий, уровень потребления воды, которыми превышает объем возобновляемых водных ресурсов:

Аравийский полуостров.

Для общественных нужд здесь используют в пять раз больше пресной воды, чем имеется в доступных природных источниках. Воду сюда экспортируют с помощью танкеров и трубопроводов, проводят процедуры опреснения морской воды.

Под напряжением находятся водные ресурсы в Пакистане, Узбекистане и Таджикистане.

Здесь потребляют почти 100% возобновляемых водных ресурсов. Более 70% возобновляемых водных ресурсов добывает Иран.

Проблемы с пресной водой существуют также в Северной Африке, особенно в Ливии и Египте. В этих странах используют почти 50% водных ресурсов.

Самую большую потребность испытывают не те страны, где часто бывают засухи, а те, где высокая плотность населения.

Проблема пресной воды

Интенсивное использование невозобновляемых водных ресурсов наносит вред экологии.  Дефицит воды становится ограничителем экономического роста в развивающихся странах. Рассмотрим основные проблемы.

Нехватка водных ресурсов

Многим кажется, что пресная вода это неиссякаемый природный источник. И подтверждением тому служит круговорот воды в природе. Но не все учитывают человеческую жизнедеятельность, перенаселение планеты и меняющийся в сторону потепления климат.

Огромное количество природных водоемов высыхают, сельскохозяйственная отрасль использует воду неэффективно, а потребляет ее в гораздо большем количестве, чем любая другая промышленность. Все эти факторы приводят к тому, что отсутствие достаточных запасов пресной воды становится все ощутимее.

Пути выхода из сложившейся ситуации, такие как создание водохранилищ, опреснение соленой воды, экономное расходование, пока не дают должных результатов.

Загрязнения

Выделяют природные причины  и искусственно созданные причины загрязнений.

К природным относятся те процессы, которые не зависят напрямую от человека:

  1. грязевые потоки;
  2. сели;
  3. наводнения;
  4. землетрясения.

Искусственные последствия наступают в связи с человеческой деятельностью. Некоторые предприятия нередко пренебрегают экологическими нормативами и требованиями и сбрасывают отходы непосредственно в водоемы.

Выбросы в атмосферу вредных веществ от автомобильного транспорта, фабрик и заводов приводят к кислотным дождям.

Антропогенное влияние человека на гидросферу

Люди оказали значительное влияние на гидросферу нашей планеты, и это будет продолжаться поскольку население Земли и потребности человечества увеличиваются. Глобальное изменение климата, загрязнение водных ресурсов, затопление рек, дренаж водно-болотных угодий, сокращение потока и орошение оказали давление на существующие пресноводные системы гидросферы. Устойчивое состояние нарушается выбросом токсичных химических веществ, радиоактивных веществ и других промышленных отходов, а также утечкой минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов в водные источники Земли.

Кислотный дождь, вызванный выбросом диоксида серы и оксидов азота от сжигания ископаемого топлива, стал всемирной проблемой. Считается, что подкисление пресноводных озер и повышенная концентрация алюминия в их водах, ответственны за значительные изменения в экосистемах озер. В частности, во многих озерах сегодня нет значительных популяций рыб.

Эвтрофикация, вызванная вмешательством человека, становится проблемой для пресноводных экосистем. По мере того, как избыточные питательные и органические вещества из сточных вод от сельского хозяйства и промышленности выпускаются в водные системы, они становятся искусственно обогащенными. Это влияет на прибрежные морские экосистемы, а также на введение органического вещества в океаны, что в разы больше, чем в дочеловеческие времена. Это вызвало биотические изменения в некоторых областях, таких как Северное море, где лучше развиваются цианобактерии и хуже – диатомовые водоросли.

При увеличении численности населения потребность в питьевой воде также возрастет, и во многих районах мира из-за изменения температуры, пресная вода чрезвычайно труднодоступна. Поскольку люди безответственно изменяют направление рек и исчерпывают естественные запасы воды, это создает еще больше проблем.

Люди оказали большое влияние на гидросферу и будут продолжать это делать в дальнейшем

Важно понимать воздействие, которое мы оказываем на окружающую среду, и работать над тем, чтобы уменьшить негативные последствия

Мне нравится3Не нравится

Похожие записи:

Передать показания счетчика воды в москве Топ-7 лучших фильтров для бассейнов Расположение и обустройство дома на участке 6 соток Удивительные архитектурные сооружения Сколько можно не платить за коммунальные услуги и могут ли подать в суд? Подсудность административного иска