Тема 2. Основные законы и принципы экологии.
Тема 3. Экосистемы и их особенности.
Тема 4. Круговороты веществ.
Тема 5. Воздействия на окружающую среду.
Заключение.
Список использованной литературы.

Водная оболочка Земли.

Гидросфера – водная оболочка Земли, которая включает Мировой океан, воды суши: реки, озера, болота, ледники и подземные воды. Площадь гидросферы составляет 70,8% площади поверхности земного шара. Основная масса воды сосредоточена в морях и океанах – почти 94%, а остальные 6% приходятся на другие части гидросферы. Кроме воды собственно в гидросфере, водяных паров в атмосфере, подземных вод в почвах и земной коре имеется биологическая вода в живых организмах. В естественных условиях вода встречается в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. С химической точки зрения, воду рассматривают как оксид водорода (Н2О) или гидрид кислорода. Из химических свойств воды одним из важнейших является способность ее молекул к диссоциации, т.е. способности распадаться на ионы, а также колоссальная способность к растворению веществ различной химической природы.
Водная оболочка Земли представлена Мировым океаном, водоемами на суше и ледниками в Антарктиде, Гренландии, полярными архипелагами и горными вершинами (рис. 3). Мировой океан делят на четыре основные части – Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый океаны. Воды Мирового океана и его составных частей имеют некоторые общие признаки:

• все они сообщаются друг с другом;
• уровень водной поверхности в них практически одинаков;
• соленость в среднем составляет 35%, имеют горько-соленый вкус за счет растворенного в них большого количества минеральных солей.

Рис. 3. Сравнительные объемы атмосферы и океана, приходящиеся на 1 м3 суши.

Вода – наиболее распространенный в природе растворитель. От количества растворенных в воде питательных веществ зависят рост и развитие организмов. Содержание воды в разных экосистемах, начиная от пустынных и кончая озерными и океаническими, варьирует в самых широких пределах. Практически все живые существа на Земле нуждаются в воде, поэтому именно от ее количества и качества зависит, какой тип сообщества сформируется в данной экосистеме. Количество доступной влаги в наземных местообитаниях в свою очередь зависит от количества осадков, влажности воздуха и скорости испарения. В водной среде фактор доступности влаги также может оказывать определенное влияние на характер распространенных здесь сообществ. Однако в этих случаях, в отличие от наземных экосистем, доступность воды связана с изменением уровня воды, например во время приливов и отливов. Доступность воды может также зависеть от изменения концентрации солей в ней, а концентрация солей в свою очередь влияет на скорость поступления воды в организм и ее выделения из него.
Для изменения температуры воды или для перевода ее из твердой фазы (лед) в жидкую или газообразную (пар) требуется относительно большое количество тепла. По этой причине температура воды изменяется гораздо медленнее, чем температура воздуха. Это свойство воды имеет чрезвычайно важное значение для жизнедеятельности водных организмов, которые благодаря именно этому свойству располагают большим временем для адаптации к смене температур.
Плотность воды достигает максимума при температуре 3,94оС. Это значит, что при данной температуре определенный объем воды (например, 1 см3) имеет максимальное из всех возможных значение. С понижением температуры ниже 3,94оС плотность воды уменьшается. Температура образования льда – 00С. Становится ясно, что данный объем льда при 0оС легче того же объема воды, взвешенной при температуре 3,94оС. Вот почему лед в холодной воде плавает. Это свойство воды имеет большое значение, так как благодаря ему предотвращается промерзание до дна озерных экосистем. Поверхностный слой льда как бы создает теплоизоляцию для нижележащих слоев воды, и, таким образом, разнообразные водные организмы, обитающие в озере, получают возможность пережить зиму подо льдом. Теплая вода обладает меньшей плотностью по сравнению с холодной, поэтому слой теплой воды всегда располагается поверх слоя холодной.
Концентрация соли в воде – один из важнейших экологических факторов, определяющих, какие организмы будут обитать в данной экосистеме. У пресноводных животных и растений концентрация солей во вне- и внутриклеточных жидкостях выше, чем в окружающей их водной среде. Поскольку вещества имеют тенденцию перемещаться из областей с высокой концентрацией в области, где их концентрация ниже, вода поступает в пресноводные организмы, а соли же, напротив, выводятся в окружающую природную среду. Для того чтобы успешно справляться с такой ситуацией, у пресноводных организмов выработались специальные механизмы или появились специальные органы. Эволюция пресноводных организмов в отличие от солоноводных шла в направлении снижения концентрации солей в их тканях и жидкостях. Концентрация солей в клетках и внеклеточных жидкостях некоторых обитателей соленых водоемов (например, у морских водорослей и разнообразных морских беспозвоночных) практически такая же, как и в окружающей их водной среде. Вместе с тем у многих обитателей моря содержание солей во внутренностных жидкостях меньше, чем в водной среде, в которой они обитают. Поэтому в данном случае вода выделяется из вне и внутриклеточных жидкостей этих организмов, а соли, напротив, поступают в них. Две различные среды обитания (пресноводная и солоноводная) предоставляют различные условия для адаптации, а поэтому и заселены они разными сообществами организмов.
Кроме пресноводных водоемов и водоемов с соленой водой имеются солоноватоводные водоемы с промежуточной концентрацией солей. Такие водоемы образуются в местах смешения соленых и пресных вод, например в эстуариях, т.е. полузамкнутых прибрежных водоемах, свободно соединяющихся с открытым морем, или в местах, где соленые воды проникают в подземные воды. Некоторые виды полностью или частично приспособились к существованию в условиях промежуточной концентрации солей. В результате испарения наземные животные и растения утрачивают воду. В этом отношении они сходны со многими морскими организмами, которые, так же как и наземные виды, должны были выработать в ходе эволюции механизмы, позволяющие им сохранять воду.
Морская вода – это многоэлементный, питательный раствор. Соленость морской воды меняется в зависимости от испарения, речного стока и атмосферных осадков. Средняя соленость воды океана – 35%. В открытом океане она практически не меняется. При существующей разнице в солевом составе речной и морской воды соленость морской воды за время существования планеты должна была бы измениться, но этого не произошло.
В океанской воде растворены не только соли, но и газы, важнейшим из которых является кислород, необходимый для дыхания живых организмов. В различных частях Мирового океана количество растворенного кислорода разное, что зависит от температуры воды и ее состава.
В морской воде при температуре 10°С кислорода содержится в 1,5 раза больше, чем в воздухе. Наличие диоксида углерода в океанской воде обусловливает возможность фотосинтеза, а также позволяет некоторым морским животным создавать в результате жизненных процессов раковины и скелеты.
Пресная вода имеет большое значение для жизнедеятельности организмов. Пресной называют воду, соленость которой не превышает 1% . Количество пресной воды составляет 2,5% от общего объема, при этом почти две трети этой воды заключено в ледниках Антарктиды, Гренландии, полярных островов, льдин и айсбергов, горных вершин.
Общие мировые ресурсы пресной воды составляют: суммарный сток – 38-45 тыс. км3, запасы воды в пресных озерах – 230 тыс. км3, а почвенной влаги – 75 тыс. км3. Ежегодный объем испаряющейся с поверхности планеты влаги (включая транспирацию растениями) оценивается примерно в 500-575 тыс. км3, причем 430-500 тыс. км3 испаряется с поверхности Мирового океана, на долю суши приходятся, таким образом, чуть больше 70 тыс. км3 испаряющейся влаги. За это же время в виде осадков на все континенты выпадает 120 тыс. км3 воды.
Подземные воды – воды, находящиеся в порах, трещинах, кавернах, пустотах, пещерах, в толще горных пород под поверхностью Земли. Эти воды могут находиться в жидком, твердом или газообразном состоянии. Подземные воды – ценное полезное ископаемое, характерной особенностью которого является возобновляемость в естественных условиях и в процессе эксплуатации.
Подземные воды имеют различное происхождение и подразделяются на:

• ювенальные, образовавшихся при магмагенных процессах;
• инфильтрационные, сформировавшиеся за счет просачивания атмосферных осадков сквозь толщу проницаемых почв и грунтов на водонепроницаемых слоях;
• конденсационные, скопившиеся в горных породах при переходе водяного пара в грунтовой атмосфере в жидкое состояние;
• воды, погребенные осадками в поверхностных водоемах.

Подземные воды используются для хозяйственно-питьевых нужд. Они обладают большей защищенностью по сравнению с открытыми водоемами, поэтому они чище и экологически безопасны. Эксплуатация подземных вод должна быть разумной, прежде всего, необходимо контролировать режим потребления подземных вод и изменение баланса. На территории нашей страны действуют более 100 режимных станций, имеющих около 30 тыс. наблюдательных пунктов – колодцев, скважин, родников. Они своевременно сигнализируют об изменении уровня вод, позволяют точнее подсчитать их запасы. Отсутствие такого контроля может привести к нежелательным последствиям. Японские промышленники в недалеком прошлом предпочитали бурить скважины непосредственно на территориях предприятий или вблизи них, это привело к резкому понижению уровня земной поверхности, а в прибрежных районах – и к значительной солености подземных вод. Следствием этих непродуманных решений явились опасные сдвиги фундаментов зданий.
Подземные воды способны минерализоваться, такие воды обладают целебными свойствами, которые используются на курортах, в санаториях и лечебницах.

Водоемы, располагающиеся в естественных понижениях рельефа.

Водохранилища подразделяются на два типа: одноцелевые и многоцелевые. Одноцелевые водохранилища выполняют лишь одну функцию, такую, например, как хранение государственного запаса воды. Функция эта сравнительно проста – выпускать только такое количество воды, которое необходимо. Многоцелевые водохранилища могут служить различным целям: это и хранение государственного запаса воды, ирригация и судоходство; они могут использоваться также для организации отдыха, для производства электроэнергии, для защиты от наводнений и для обеспечения природоохранных мероприятий.
Государственный запас воды включает воду для питья и хозяйственных нужд, для промышленных целей, а также, возможно, для полива городских газонов. Ирригационная вода предназначена для обеспечения урожаев, ее использование часто сезонное, с большими расходами в жаркое время года. Пригодность рек для судоходства может поддерживаться постоянным сбросом воды в течение года. Отдых – такой, как гребля, устройство пикников и т.п. – обеспечивается поддержанием относительно постоянного объема воды в водохранилище, чтобы его берега не сильно менялись. Для производства электроэнергии требуются и постоянные сбросы воды, и высокий ее уровень. Для защиты от наводнений необходимо, чтобы водохранилище сохранялось, насколько это возможно, не полностью заполненным. Природоохранные мероприятия предполагают сброс воды во время низкого ее стояния, чтобы защитить качество воды и те виды, которые ее населяют. Такие добавки воды разбавляют сточные воды, снижая тем самым уровень потребления кислорода для их разложения в воде. Они также позволяют вытеснить соленую воду из эстуариев, поддерживая подходящую среду обитания для тех видов, которые там обитают.
Многоцелевая работа водохранилищ сложна. Водохранилище, которое выполняет только одну функцию – хранение запаса воды, должно быть постоянно максимально заполненным. Если назначение водохранилища – только контроль за наводнениями, оно не должно быть заполнено с тем, чтобы можно было задерживать даже очень обильные паводковые воды и затем постепенно сбрасывать их. Назначение и работа любого водохранилища существенно влияет на окружающую среду.
В естественных понижениях рельефа располагаются озера, которые являются постоянными водоемами. Озера образуются различными путями: от вулканических кратеров до тектонических прогибов и карстовых провалов; иногда возникают запрудные озера при обвалах и селях в горах.
Первые болота на нашей планете появились около 400 млн. лет назад на стыке двух геологических периодов – силура и девона. Происхождение болот связано со скоплением вод, не имеющих стока (рис. 4). Болота снижают качество почвы, являются источниками торфа и некоторых видов удобрений. За сотни миллионов лет слои торфа превратились в горизонты каменного угля.
Все торфяные болота мира занимают три процента поверхности суши, или свыше 4 млн. км2. Выделяют три группы болот, в зависимости от того, насколько богаты минеральными веществами питающие болото воды. Все торфяные болота делятся на:

• верховые (водораздельные) – моховые, выпуклые;
• низинные (главным образом долинные и пойменные) – травяные и древесные, плоские, ровные;
• переходные.

Рис.4 Схема зарастания озера по А.Д. Потапову.

1. моховый покров (рям);
2. донные отложения органических остатков;
3. «окно» или пространство чистой воды.

Основную роль в водообмене играют низинные болота в долинах рек. Их питают и атмосферные, и грунтовые, и поверхностные воды. Но именно низинные болота практически не охраняются. Они уникальны своей способностью накапливать и сохранять в насыщенной водой среде отмершие части растений, мхов, осок, тростника, кустарников и деревьев в виде торфа. Большинство болот в естественных условиях растет, постепенно увеличивая свой резервуар. Водный резервуар болот в 7 раз превышает резервуар воды в реках и сопоставим с водным резервуаром атмосферы. На долю торфяных болот приходится 10 % мировых запасов пресной воды. Современные болота существенно отличаются от ископаемых, их максимальный возраст – 12 тыс. лет. Торфяные болота распространены почти на всей земной поверхности в пределах всех климатических зон. Имеются данные о погребенных залежах торфа даже в Гренландии, на Шпицбергене и Антарктических островах. Нет их лишь в отдельных районах, например, в странах с засушливым климатом. Наибольшее число торфяных болот располагается в Северном полушарии. Россия располагает крупнейшими в мире запасами торфа и занимает ведущее место в изучении и использовании торфяных ресурсов. Площадь торфяных болот в нашей стране составляет около 2/5 от мировой. Крупнейшим торфяным регионом планеты является Западно-Сибирская равнина. Здесь сосредоточено 70% всех торфяных ресурсов РФ. В болотах Западной Сибири содержится до 1000 км3 воды.
Болотные экосистемы планеты играют огромную роль в создании равновесия в углеродном балансе, так как, в результате фотосинтеза депонируют оксиды углерода атмосферы и, таким образом, очищают ее. Баланс углерода в биосфере определяется тремя основными процессами: накоплением углерода в процессе фотосинтеза; выделением СО2 и СН4 при дыхании; разложением органического вещества и выносом углерода поверхностным и внутрипочвенным стоком в реки и подземные воды в виде подвижных минеральных соединений.
Наличие болот снижает отрицательное воздействие засухи и способствует увеличению продуктивности растительности. По имеющимся данным, удвоение количества углекислоты в атмосфере может вызвать повышение температуры на планете на 3-5°С. Согласно прогнозу некоторых ученых, к 2050 г. заболачивание охватит весь земной шар.
Часть болотных вод участвует в водообмене. Поверхностный сток с болот осуществляется по гидрографической сети, включающей водотоки, озера, топи, а также путем фильтрации в деятельном горизонте. В Западной Сибири, где преобладают крупные болотные системы, объем стока обеспечивает образование ручьев и речек. Болота не питают реки – они осуществляют транзитную функцию перераспределения поступающей в них воды.

Гидросфера - это водная оболочка Земли, которая включает Мировой океан, воды суши (реки, озера, болота, ледники), подземные воды. Воде принадлежит важнейшая роль в истории развития нашей планеты, так как с ней связано зарождение и развитие живого вещества, а следовательно, и всей биосферы (?!).

Основная масса воды сосредоточена в морях и океанах - почти 94 %, а остальные 6 % приходятся на другие части гидросферы (табл. 4).

Таблица 4

Распределение воды в гидросфере Земли (М.И Львович, 1986)

Площадь гидросферы составляет 70,8 % плошали поверхности земного шара, тогда как ее объем - всего около 0,1 % объема планеты. Толщина равномерно распределенной пленки по поверхности Земли равна всего 0,03 % ее диаметра. Доля поверхностных вод в гидросфере весьма мала, но они обладают исключительной активностью (меняются в среднем каждые 11 дней), и это служит началом формирования почти всех источников пресных вод на суше. Количество пресной воды составляет 2,5 % от общего объема, при этом почти две трети

этой воды заключено в ледниках Антарктиды, Гренландии, полярных островов, льдин и айсбергов, горных вершин. Подземные воды находятся на различной глубине (до 200 м и более); глубокозалегаюшие подземные водоносные горизонты минерализованы, а иногда и засолены. Кроме воды собственно в гидросфере, водяных паров в атмосфере, подземных вод в почвах и земной коре имеется биологическая вода в живых организмах. При общей массе живого вещества биосферы 1400 млрд т масса биологической воды составляет 80 % или 1120 млрд т (табл. 5).

Таблица 5

Среднегодовой водный баланс земного шара

Главную рол ь в жизнедеятельности живых организмов на суше играет пресная вода. Пресной называют воду, соленость которой не превышает I %, т. е. содержащую не более 1 г солей в 1 л (соленость океанской воды составляет около 35%). По имеющимся оценкам, общие мировые ресурсы пресной воды составляют суммарный сток - 38-45 тыс. км 3 , запасы воды в пресных озерах - 230 тыс. км 1 , а почвенной влаги - 75 тыс. км 1 . Ежегодный объем испаряющейся с поверхности планеты влаги (включая транспирацию растениями) оценивается примерно в 500-575 тыс. км 1 , причем 430-500 тыс. км 3 испаряется с поверхности Мирового океана, на долю суши приходится, таким образом, чуть больше 70 тыс. км 3 испаряющейся влаги. За это же время в виде осадков на все континенты выпадает 120 тыс. км 3 воды (табл. 6).

Анализ водного баланса Земли показывает, что общее количество осадков, выпадающих на поверхность Мирового океана, всегда меньше испарения, так как часть испарившейся воды уносится на сушу и уже там выпадает в виде осадков. В среднем с поверхности океана ежегодно испаряется слой воды, равный 1400 мм, а осадков выпадает 1270 мм. Разницу балансирует речной сток в океан. На суше, наоборот, количество атмосферных осадков больше, чем количество испарившейся влаги, до 38 % всех выпавших осадков речной сток уносит в океан.

Таблица 6

Водный баланс и ресурсы пресных вод континентов и суши в целом*

Континенты	Площадь, млн км		Речной сток	увлажнение территории	Испарение
Северная Америка**
Южная Америка
Австралия ***
Вся суша ****

# В числителе значения даны в мм, в знаменателе объем - в км 1 .

• ф Включая Центральную Америку, исключая Канадсхий арктический архипелаг.
• Включая Тасманию, Новую Гвинею. Новую Зеландию.

Исключая Антарктиду, Гренландию, Канадский арктический архипелаг.

Наиболее богата водными ресурсами на единицу площади Южная Америка, затем следуют Европа, Азия и Северная Америка. По объему речного стока наиболее обеспечена водными ресурсами Азия. Несмотря на неравномерность распределения пресных вод по континентам Земли, в целом они пока обеспечивают биосферу.

Вода - это самый распространенный на Земле минерал. В.И. Вернадский писал, что вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества - минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы ни заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено. Чистая, без примесей, вода прозрачна, бесцветна и не имеет запаха. Это единственный на нашей планете минерал, который встречается в естественных условиях в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. Воду можно рассматривать с химической точки зрения как оксид водорода или гидрид кислорода. В табл. 7 приведены температуры плавления и кипения близких по составу к воде соединений.

Анализ данных табл. 7, а также рис. 13 показывает нелогичность поведения воды: переходы воды из твердого состояния в жидкое и газообразное происходят при температурах, намного более высоких, чем следовало бы. Аномальность поведения обусловлена строением молекулы воды Н 2 0; она построена в виде тупоугольного треугольника: угол между двумя связями кислород - водород равен 104°27" (рис. 14). Но, поскольку оба водородных атома расположены по одну сто-

рону от кислородного, электрические заряды в ней рассредоточиваются, и молекула воды приобретает полярность. Полярность является причиной химического взаимодействия между разными молекулами воды. Атомы водорода в молекуле Н 2 0, имея частичный положительный заряд, взаимодействуют с электронами атомов кислорода соседних молекул. Такая химическая связь носит название водородной. Она объединяет молекулы воды в своеобразные полимеры пространственного строения; плоскость, в которой расположены водородные связи, перпендикулярна плоскости атомов той же молекулы воды. Взаимодействием между молекулами Н 2 0 и объясняются аномально высокие температуры плавления и кипения. Для того чтобы «расшатать» водородные связи, нужна значительная дополнительная энергия, что в частности объясняет большую теплоемкость воды.

Таблица 7

Температуры плавления и кипения водородных соединений элементов главной

подгруппы VI группы периодической системы

Из аналогичных ассоциатов (объединений молекул) сформированы кристаллы льда. Атомы в кристалле льда «упакованы» рыхло и в связи с этим лед плохо проводит тепло. Плотность жидкой воды при температуре, близкой к нулю, больше, чем у льда. При О °С 1 г льда занимает объем 1,0905 см 3 , 1 г жидкой воды - 1,0001 см 5 . Поэтому лед обладает плавучестью и оттого водоемы не промерзают до дна, а лишь имеют ледяной покров.

Рис. 13.

четырех гидридов элементов

В этом проявляется еще одна аномалия воды. После плавления вода сначала сжимается и только потом при температуре 4 "С и выше начинает расширяться.

Рис. 15. Фазовая диаграмма воды: /- VI - модификации льда

• 60 50 40 30 * 20 10 о
• -20 -30
• -40 -50

Специальными методами получены лед-Н и лед-Ш - более тяжелые и плотные кристаллические формы твердой воды (рис. 15) (самый твердый, плотный и тугоплавкий лед-УП получен при давлении 3 млрд Па; температура плавления его равна+190 *С).

Из химических свойств воды одним из важнейших является способность ее молекул к диссоциации, т. е. распадение на ионы, а также колоссальная способность (активность) к растворению веществ различной химической природы.

Роль воды как главного и универсального растворителя определяется прежде всего полярностью ее молекул и, как следствие, ее чрезвычайно высокой диэлектрической проницаемостью. Разноименные электрические заряды, и в частности ионы, притягиваются друг к другу в воде в 80 раз слабее, чем они бы притягивались в воздухе. Тепловому движению в этом случае легче разобщить молекулы. Оттого и происходит растворение, в том числе многих труднорастворимых веществ: не зря говорят: «Вода камень точит».

Диссоциация (распадение) молекул воды на ионы в обычных условиях весьма мала: диссоциирует одна молекула из полумиллиарда. Нужно заметить, что из приведенных реакций первая носит условный характер, так как в водной среде не может существовать лишенный электронной оболочки протон Н он мгновенно соединяется с молекулой воды, образуя ион гидроксония Н 3 СГ:

Н 3 0-> Н +ОН,

2Н 2 0 -> Н,0* + ОН

Принципиально возможно, что ассоциаты водных молекул распадаются на весьма тяжелые ионы, такие, как: 8Н 2 0 Н 9 0^ + Н 7 0 4 ,

а реакция Н 2 0 -» Н + + ОН" - всего лишь схематическое общее изображение более сложных реакций.

Вода обладает слабой реакционной способностью. Некоторые активные металлы способны вытеснять из нее водород:

• 2Ыа+2Н г О -> 2№ОН + Н/Г, а в атмосфере свободного фтора может гореть:
• 2Р 2 +2Н г О -> 4НР+0,

В.П. Журавлев и др. (1995) приводит данные Г.В. Васильева по весьма многообразным характеристикам воды, в частности, аномальная вода (или супервода) достигает максимальной плотности при { = = -10 °С, ее вязкость в 10-15 раз меньше классической воды, имеет полимеры (Н,0) 5 и (Н 2 0) 4 .

Установлено наличие сверханомальной воды, которая не имеет максимальной плотности, не кристаллизуется (даже при -100 *С), а застекловывается, как смола. Акад. А.Н. Фрумкин считает, что это новое четвертое агрегатное состояние воды - смолообразное и ставит его в ряд с открытием новых химических элементов.

Метаболическая вода - специальная жидкость, которая вырабатывается живым организмом, обладающая свойством противодействия «усыханию», иными словами, «старению»; метаболическая вода, как утверждают некоторые ученые, сама способна к старению и превращению в «мертвую» воду.

Г.В. Васильев выделяет «талую» воду, повышающую урожайность; «магнитную» воду, препятствующую карбонатообразованию; «электрическую» воду, ускоряющую цветение некоторых растений; «сухую» воду, состоящую из 90 % Н 2 0 и 10 % Н 2 8Ю 4 , а также 71-воду, «черную», «помнящую» и т. д. Многие из этих видов воды обладают специфическими свойствами, некоторые носят гипотетический характер. Однако было отмечено, что вода растворяет практически все вещества, кроме жиров и весьма ограниченного числа минералов. Поэтому в природе не бывает практически чистой воды, она всегда раствор большей или меньшей концентрации.

Вода представляет собой жидкость, т. е. подвижное тело, что позволяет ей проникать в самые разнообразные тела и среды и двигаться в различных направлениях, одновременно транспортируя растворенные в ней вещества. Этим она обеспечивает обмен веществ в географической оболочке, в том числе между живыми организмами и средой. Вода способна преодолевать гравитацию даже в жидком состоянии, поднимаясь по тончайшим капиллярам. Это определяет возможности циркуляции воды в горных породах и почвах; кровообращение у животных; движение соков растений вверх по стеблям. Вода обладает способностью смачивать, «прилипать» к различным поверхностям. Электрические силы взаимодействия способны связывать воду вокруг твердых частиц минералов, существенно изменяя ее характеристики. Например, температура ее замерзания становится равной - 4 в С, плотность - до 1,4 г/см

Происхождение воды на Земле до сих пор полностью не объяснено: отдельные специалисты считают, что она образовалась в результате синтеза из водорода и кислорода при выделении их из недр Земли на первых этапах ее существования, а другие, вслед за акад. О.Ю. Шмидтом, предполагают, что вода попала на Землю при формировании планеты из космического пространства.

Мировой океан - это водная оболочка Земли, за исключением водоемов на суше и ледников Антарктиды, Гренландии, полярных архипелагов и горных вершин. Мировой океан делят на четыре основные части - Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый океаны. Воды Мирового океана, вдаваясь в сушу, образуют моря и заливы. Моря - это относительно изолированные части океана (например, Черное, Балтийское и др.), а заливы вдаются в сушу не столь значительно, как моря, и по свойствам вод мало отличаются от Мирового океана. В морях же соленость воды может быть выше океанской (35%), как, например, в Красном море - до 40%, или ниже, как в Балтийском море - от 3 до 20 %.

Воды Мирового океана и его составных частей имеют некоторые общие признаки:

• все они сообщаются друг с другом;
• уровень водной поверхности в них практически одинаков;
• соленость в среднем составляет 35 %, имеет горько-соленый вкус за счет растворенного в них большого количества минеральных солей (рис. 16).

Кроме солей в океанской воде растворены различные газы, важнейшим из которых является кислород, необходимый для дыхания

Супралитораль

• 11000

Рис. 16. Экологические области океана

живых организмов. В различных частях Мирового океана количество растворенного кислорода разное, что зависит от температуры воды и ее состава. Наличие диоксида углерода в океанской воде обусловливает возможность фотосинтеза, а также позволяет некоторым морским животным создавать в результате жизненных процессов раковины и скелеты.

Температура, °С О 5 10 15 20 25

Рис, ]7, Типичное распределение температуры воды по глубинам:

/ - высокие широты; 2- умеренные широты (лето); 3 - тропики

Температура воды в океанах варьирует в пределах от температуры замерзания в полярных морях до 28 °С на экваторе (рис. 17).

Воды Мирового океана находятся в постоянном движении в виде волн, морских течений и приливно-отливных явлений. Волны возникают под действием ветра и моретрясений; морские течения образуются под действием постоянных ветров и разницы плотности океанической воды; приливы и отливы океанской воды связаны с притяжением Луны и вращением Земли вокруг оси (рис. 18).

Подземные воды - это воды, находящиеся в порах, трещинах, кавернах, пустотах, пещерах в толще горных пород под поверхностью Земли. Эти воды могут находиться в жидком, твердом и газообразном состоянии. Подземные и поверхностные воды взаимосвязаны: в некоторых случаях одни являются зонами питания, другие - зонами разгрузки, в иных случаях, наоборот. Подземные воды имеют различное происхождение и подразделяются на:

• юветыъные, образовавшиеся (по гипотезе М. В. Ломоносова) при магмагенных процессах;
• инфильтрационные, сформировавшиеся за счет просачивания атмосферных осадков сквозь толщу проницаемых почв и грунтов и скопившиеся на водонепроницаемых слоях;
• конденсационные, накопленные в горных породах при переходе водяного пара в грунтовой атмосфере в жидкое состояние;
• воды, погребенные осадками в поверхностных водоемах.

Практически невозможно установить генезис подземной воды по ее характеристикам, да в этом и нет особой необходимости, гораздо более важным является состояние воды в почвах и грунтах. Вода,

Рис. 18. Система поверхностных течений Мирового океана в зимний пе] 1 - теплое течение; 2- холодное течение; 3 - области развития вторичных муссонов; 4 -

тропических и и клонов

удерживаемая молекулярными силами, почти не участвует в процессах, обеспечивающих жизнедеятельность организмов, в частности растения не могут с помощью своей корневой системы использовать эту воду. Для этих целей пригодна капиллярная и гравитационная вода. К последней относят подземную воду, которая перемещается в недрах земной коры под действием гравитации Земли. Подземные воды имеют различную температуру, в основном она отвечает температуре вмещающих пород, но глубинные подземные воды, находящиеся вблизи магматических очагов, являются источником горячих вод. В России они открыты на Камчатке, Северном Кавказе, где их температура достигает 70-95 °С. Фонтанирующие горячие источники называют гейзерами. В долине гейзеров на Камчатке открыто их более 20, среди них такой, как «Великан», дающий фонтан высотой 30 м, или «Старый служака» (Иеллоунстоун, США), который фонтанирует через равные промежутки времени. Гейзеры распространены также в Исландии, Новой Зеландии.

При фильтрации сквозь горные породы, обладающие различным минеральным и химическим составом, подземные воды естественным образом пополняют себя растворенными веществами. Так постепенно формируются минеральные воды, которые иногда бывают насыщены диоксидом углерода, сероводородом. Некоторые из этих вод имеют лечебное и курортное значение.

Поверхностные воды суши. Реки. В целом на поверхности земной суши воды движутся в различных формах: реки, ручьи, родники, временные водотоки. В последнее время серьезное значение стали иметь водотоки (каналы), созданные человеком.

Реки и ручьи - это постоянные водотоки, расположенные в естественных понижениях рельефа. Размеры рек весьма различны: от огромных (р. Амазонка) до рек, которые известны практически каждому человеку по тому, что их можно перешагнуть. Многоводность самой полноводной реки мира Амазонки - 3160 км 3 в год - объясняется огромной площадью бассейна (около 7 млн км 2) и обилием осадков (более 2000 мм в год). У Амазонки 17 притоков так называемого первого порядка, каждый из которых по многоводности равен реке Волге.

Ручьи - это еще более мелкие естественные водотоки шириной не более 0,5-1,0 м.

Реки формируют на определенной территории речную сеть из основного русла и притоков. Реки получают питание с определенной территории, называемой ее бассейном. Постоянными источниками питания рек являются подземные воды, талые воды снега и ледников, дождевые осадки. В зависимости от условий питания у рек формируется режим; по уровню воды выделяют периоды самой высокой и низкой воды. Они получили названия: половодье, паводок и межень.

Реки совершают колоссальную эрозионную и аккумуляционную работу. Они размывают горные породы, формируют русла, а полученный материал переносят и откладывают в виде аллювиальных (речных) отложений, создавая пойму и аккумулятивные террасы у коренных берегов. Различают молодые и старые реки. У последних, как правило, широкие разработанные долины с брошенными старыми извилистыми руслами (старицами), большим числом террас и широкими поймами. Молодые реки часто имеют пороги и водопады (участки, где вода падает с высоких уступов). Один из самых крупных водопадов мира - Виктория на р. Замбези - падает с высоты 120 м при ширине 1800 м; Ниагарский водопад - высота 51 м, ширина потока 1237 м. Многие горные водопады еще выше. Самый высокий из них - Анхель на р. Ориноко - высотой 1054 м.

Озера. Кроме водотоков, где вода движется от более высоких отметок к более низким, на суше есть постоянные водоемы в естественных понижениях рельефа. На территории нашей страны находится часть самого большого озера в мире - Каспийского моря и самое глубокое - озеро Байкал. Озера образовались различными путями: от вулканических кратеров до тектонических прогибов и карстовых провалов; иногда возникают запрудные озера при обвалах и селях в горах. Большое количество озер, которые находятся в Финляндии, Швеции, Карелии (Россия), Канаде, сформировались при наступлении и отступлении ледников в периоды оледенений. Большинство озер заполнены пресной водой, но есть и соленые, например Каспийское, Аральское и некоторые другие. Пресные имеют соленость менее 1 %, солоноватые - более 1 %, соленые - более 24,7 %.

Озера развиваются в зависимости от окружающих условий. Реки, временные водные потоки приносят в озера огромное количество неорганических и органических веществ, которые отлагаются на их дне. Появляется растительность, остатки которой также скапливаются, заполняя озерные котловины, и дают начало образованию болот (рис. 19).

Рис. 19.

I - моховой покров (рям); 2 -донные отложения органических остатков; 3 - «окно» иди

пространство чистой воды

6 )

Рис. 20. Низинное (а ) и верховое (о) болота

Болота - это избыточно увлажненные участки суши, покрытые влаголюбивой растительностью. Заболачивание в лесной полосе нередко возникает в результате сведения лесов. Тундра является зоной, где многолетняя мерзлота не позволяет проникать воде в толщу грунтов и постепенное ее накопление ведет к образованию болот.

По условиям питания и местонахождению болота подразделяют на низинные и верховые (рис. 20). Первые получают питание за счет атмосферных осадков, подземных и поверхностных вод. Большое количество минеральных компонентов, поступающих с подземными водами, способствует активному развитию растительности и большой ее продуктивности. При определенных условиях низинные болота превращаются в так называемые верховые. В этих болотах осуществляется торфообразование - весьма сложный геохимический процесс минералообразования и осадконакопления. Накопление торфа, с одной стороны, наращивает запасы плодородия в земных недрах за счет увеличения объема гумуса, а также способствует консервации избыточного углерода, но, с другой стороны, существенно обедняет минеральную составляющую, питающую растения на болоте. Происходит замена на менее требовательные растения, например сфагновые мхи, которые выделяют органические кислоты, замедляющие торфообразование. Вода уже не попадает в зоны развития сфагновых мхов, и процесс разрушения растительности постепенно все более развивается.

Уделенное значительное внимание болотам связано с тем, что они занимают обширные пространства на территории нашей страны и представляют зачастую истоки значительных поверхностных водотоков. Но дело не только в этом, в последнее время установлен факт определяющего влияния болота на существование леса, т. е. существует глубокая связь между оптимальными условиями развития лесных экосистем и существующими в них болотами, да и многими небольшими озерами.

Вода имеет первостепенное значение для функционирования живых организмов. Это основная среда биохимических реакций, в конечном счете, абсолютно необходимая составная часть протоплазмы. Питательные вещества переносятся внутри живых организмов в виде водных растворов, а также вода транспортирует и выносит из организмов продукты диссимиляции (И.А. Шилов, 2000). Относительное содержание воды в живых организмах колеблется в пределах от 50 до 95 % (95 % воды содержится в теле медуз, а в тканях многих моллюсков до 92 %). От количества воды и растворенных солей зависит внутриклеточный и межклеточный обмен, а у гидробионтов - осмотические взаимоотношения с окружающей средой. Большинство наземных животных могут совершать газовый обмен со средой только при наличии влажных поверхностей; влага также при своем испарении способствует формированию теплового баланса между меняющимися температурными параметрами среды и теплотой организмов.

И.А. Шилов (2000) описывает водный обмен между организмами и средой как обмен, состоящий из двух противоположных процессов, один из которых - поступление воды в организм, другой - отдача ее во внешнюю среду. У высших растений этот процесс представляет собой «насасыванис» корневой системой воды из почвы, проведением ее (вместе с растворенными веществами) к отдельным органам и клеткам и выведением в процессе транспирации. Из всего объема 5 % воды используется для фотосинтеза, а остальное для поддержания тургора (внутреннего гидростатического давления в живых клетках, вызывающего напряжение клеточной оболочки).

Животные получают воду главным образом при питье,и этот путь для большинства из них, даже для водных, является не только необходимым, но и единственным. Выведение же воды происходит с мочой или экскрементами, а также путем испарения. Отдельные организмы, обитающие в водной среде, способны получать и отдавать воду либо через свои покровы, либо через специализированные участки тканей, проницаемые для воды. Это имеет отношение и к наземным обитателям: для многих растений, беспозвоночных животных и амфибий характерно получение воды изтаких источников, как роса, туман, дождь.

Для животных одним из источников воды является пища. При этом значение ее в водном обмене не исчерпывается содержанием воды втканях кормовых объектов. Усиленное питание сопровождается накоплением в организме жировых резервов, которые имеют значение как энергетического резерва, так и внутреннего источника поступления воды в клетки и ткани. Водный обмен непосредственно связан с обменом солей. Определенный набор солей (ионов) представляет собой необходимое условие для осуществления функций орган изма в нормальном режиме, так как соли являются частью состава тканей и играют определенную роль в обменных механизмах клеток. Если возникают нарушения в количестве поступающей воды и соответственно необходимых солей, то нарушается полное равновесие и происходят сдвиги осмотических процессов.

Для всех живых организмов важнейшим является поддержание устойчивого водно-солевого обмена как главного фактора осуществления их жизненных функций.

Гидросфера – водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере. Гидросфера Земли на 94% представлена солеными водами океанов и морей, более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных шапках Арктики и Антарктиды (табл.1).

Таблицы 1 – Распределение водных масс в гидросфере Земли

Часть гидросферы	Объем воды, тыс. км 3	Доля в общем объеме вод, %
Мировой океан	1 370 000	94,1
Подземные воды	60 000
Ледники	24 000
Озера		0,02
Вода в почве		0,01
Пары атмосферы		0,001
Реки		0,0001

Вода на Земле присутствует во всех трех агрегатных состояниях, однако наибольший объем ее приходится на жидкую фазу, которая весьма значима для формирования других особенностей планеты. Весь природный водный комплекс функционирует как
единое целое, находясь в состоянии непрерывного движения, развития и обновления. Поверхность Мирового океана, занимающая около 71% земной поверхности, расположена между атмосферой и литосферой. Поперечник Земли, т.е. ее экваториальный диаметр, составляет 12 760 км, а средняя глубина океана в его современном ложе – 3,7 км. Следовательно, толщина слоя воды в жидком состоянии в среднем составляет лишь 0,03% земного диаметра. В сущности, это тончайшая водяная пленка на поверхности Земли, но, как озоновый защитный слой, играющая исключительно важную роль в биосферной системе.

Без воды не могло бы быть человека, животного и растительного мира, так как большинство растений и животных состоит в основном из воды. Кроме того, для жизни необходимы температуры в диапазоне от 0 до 100° С, что соответствует температурным пределам жидкой фазы воды. Для многих живых существ вода служит средой обитания. Таким образом, главнейшей особенностью гидросферы является изобилие жизни в ней.

Велика роль гидросферы в поддержании относительно неизменного климата на планете, поскольку она, с одной стороны, выступает как аккумулятор тепла, обеспечивая постоянство средней планетарной температуры атмосферы, а с другой – за счет фитопланктона продуцирует почти половину всего кислорода атмосферы.

Водная среда используется для лова рыбы и других морепродуктов, сбора растений, добычи подводных залежей руды (марганца, никеля, кобальта) и нефти, перевозки грузов и пассажиров. В производственной и хозяйственной деятельности человек применяет воду для очистки, мытья, охлаждения оборудования и материалов, полива растений, гидротранспортировки, обеспечения специфических процессов, например выработки электроэнергии
и т.п.

Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Простота процесса затопления по сравнению с другими видами захоронения, недоступность глубин для человека и кажущаяся изолированность воды привели к тому, что человечество активно использует водную среду для сброса отходов производства и потребления. Интенсивное антропогенное загрязнение гидросферы ведет к серьезным изменениям ее геофизических параметров, губит водные экосистемы и потенциально опасно для человека.

Экологическая угроза гидросфере поставила перед международным сообществом задачу принятия срочных мер по спасению среды обитания человечества. Их особенностью является то, что ни одно государство в отдельности даже с помощью строгих мер не способно справиться с экологической угрозой. Поэтому необходимо международное сотрудничество в этой области, принятие оптимальной экологической стратегии, включающей концепцию и программу совместных действий всех стран. Эти меры должны соответствовать принципам современного международного права.

2. ЭКОЛОГО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГИДРОСФЕРЫ

Анализ биоэкономики морей и океанов включает несколько методических аспектов определения количественных и качественных характеристик биоресурсов, условий их использования в народнохозяйственном комплексе. Результаты этого анализа являются основой разработки или совершенствования экономико-организационной системы управления рациональным использованием биоресурсов. Управляемая биоэкономическая система океанов включает множество определяющих и результирующих эколого — экономических показателей, параметров их взаимосвязей и взаимозависимостей. Уровень управляемости биоэкономической системой определяется главным образом изученностью процессов и явлений на каждом иерархическом уровне (международный, межгосударственный и региональный), наличием межгосударственных соглашений по рациональному использованию ресурсов морей и океанов и их охране.

Рациональное использование биоресурсов гидросферы в общем плане можно рассматривать как систему общественных мероприятий правового, хозяйственно-экономического, экономического и научно-нормированного характера, определяемых необходимостью планомерного поддержания и воспроизводства промысловых биоресурсов, а также как надежную охрану природных условий и водной среды их обитания.

За прошедшую вековую историю хозяйствования человечество сформировало понимание необходимости бережного отношения к использованию природных ресурсов. В последние десятилетия усиленно разрабатываются разнообразные оценочные подходы к созданию системы программных мероприятий по охране земельных, водных, лесных и других ресурсов.

При комплексном подходе к исследованию экономики и экологии освоения ресурсов Мирового океана следует использовать программное планирование рационального природопользования. В настоящее время Мировой океан со своими ресурсами выступает в виде научно-производственного базиса для обеспечения крупномасштабного рационального использования живых ресурсов гидросферы. Наиболее существенным разделом в освоении биологических ресурсов Мирового океана является их биоэкономическая оценка (особенно рыбных ресурсов).

Биоэкономическая оценка ресурсов гидросферы иногда осуществляется с использованием кадастра. Однако следует отметить принципиальное отличие использования биоэкономического кадастра в Российской Федерации от его использования в некоторых других странах. В нашей стране в принятых земельных законодательствах выделен специальный раздел «Государственный земельный кадастр», в котором указывается, что для обеспечения рационального использования земельных ресурсов кадастр должен содержать совокупность необходимых сведений о природном, хозяйственном и правовом положении земель, бонитировке почв и экономической оценке земель.

Отличительная особенность биоэкономического кадастра от земельного состоит в том, что его свод, обработка гидрологических, физико-химических характеристик, а также видовой состав живых ресурсов гидросферы более строго централизованы в официальных документах. Формирование и использование биоэкономического кадастра гидросферы находится на высоком уровне, позволяющем широко применять информационные системы обработки данных и создавать банки данных.

В общем понимании под биоэкономическим кадастром подразумевается значительная совокупность документов, в которых в упорядоченном виде в общегосударственном или региональном разрезах систематизируется необходимая информация о конкретных видах водных биоресурсов и среде их обитания, природных, правовых и экономико-организационных условиях их хозяйственного использования.

Главные задачи биоэкономического кадастра - обобщение и приближение к объективности имеющихся сведений о распределении, условиях обитания и запасах конкретных видов гидросферы, об условиях хозяйственной деятельности и эксплуатации в интересах максимального удовлетворения потребностей общества в пищевой и непищевой продукции. Биоэкономический кадастр выступает как рекомендательный, а иногда как директивный документ, обеспечивающий функции народнохозяйственного управления, связанного с освоением, использованием, охраной и воспроизводством водных биоресурсов.

Биоэкономический кадастр морей и океанов функционально обеспечивает следующие основные мероприятия:

1) учет и эколого — экономическое прогнозирование запасов, распределение и состояние конкретных видов биоресурсов в национальных и международных водах;

2) эколого — экономическое прогнозирование и планирование деятельности отечественной рыбной и другой промышленности в отношении рационально допустимого изъятия биоресурсов по объему, видовому составу и другим показателям, регионам и сезонам образования промысловых скоплений и т.п.;

3) комплексное планирование деятельности других отраслей народного хозяйства, оказывающих определенное воздействие на состояние и динамику численности запасов биоресурсов гидросферы;

5) разработка и осуществление долгосрочных программ природоохранных и воспроизводственных мероприятий на региональном, национальном и международном уровнях;

6) реализация мероприятий по экономико-математическому моделированию биоэкономических процессов гидросферы;

7) определение размеров взаиморасчетов за использование биоресурсов национальными и иностранными организациями;

8) определение величины ущерба, а также компенсации отраслями народного хозяйства биоресурсов гидросферы;

9) разработка комплексных эколого — экономических программ долгосрочного использования ресурсов по регионам и отдельных народнохозяйственных задач, связанных с освоением Мирового океана, и др.

Практические потребности разработки и внедрения биоэкономических кадастров предполагают их проведение и классификацию по определенным признакам в зависимости от пространственно-географического распределения водной среды и биоресурсов и в зависимости от их международно-правового статуса. В этих условиях возникают объективные общественные потребности разработки эколого — экономической оценки природных ресурсов вообще и биоресурсов в частности.

В исследуемом объекте биоресурсов гидросферы должен непременно присутствовать начальный их запас, не равный нулю, в то время как для искусственно создаваемых ресурсов (морекультуры и т.п.) это правило не столь обязательно.

В отношении запасов биоресурсов возможны два подхода к построению биоэкономического кадастра. Они связаны с минимальным или максимальным состоянием запасов в момент принятия решения по воспроизводству ресурсов морей и океанов и их охране.

Важное значение для построения биоэкономического кадастра гидросферы имеет изучение свойств этих запасов, учитывающих сохраняемость, мобильность, восстанавливаемость, включаемость в потребление, реактивность и уникальность.

Сохраняемость проявляется в том, что запасы биоресурсов гидросферы по объему или составу могут существовать только определенное время, после которого они или распадаются на запасы меньшего размера, или теряются для использования совсем, или требуют каких-то затрат на увеличение и т.д.

Мобильность проявляется в возможности перераспределения запасов или сосредоточения добычи биоресурсов гидросферы.

Восстанавливаемость - это полное или ограниченное доведение запаса до желаемого уровня. При определенных экологических условиях запас биоресурсов может вообще не восстанавливаться.

Включаемость в потребление как свойство проявляется в способности запасов биоресурсов к использованию без определенных условий или при наличии таковых, например соответствующих экологических условий, уровня развития промысловой техники и т.п.

Реактивность предполагает изучение реакции влияния отдельных факторов на запасы биоресурсов в количественном и качественном разрезах.

Уникальность или ординарность выражается в различной степени рассредоточенности и наличия запасов биоресурсов гидросферы.

Современные данные о минеральных, энергетических и химических ресурсах Мирового океана представляют значительный практический интерес для народного хозяйства, особенно минеральные богатства недр шельфа - нефть, природный газ, натрий и др. Поэтому морская среда может рассматриваться как объект «природа - производство», где протекают процессы создания материальных ресурсов для общества и их воспроизводства.

Под шельфом морей и океанов следует понимать подводные продолжения материка в сторону моря глубиной от 20 до 600 м. Ширина шельфа может быть в среднем около 40-1000 км, а площадь - около 28 млн. км 2 (19% суши).

Например, промышленная добыча нефти в Каспийском море начата еще в 1922 г., а сейчас здесь ежегодно добывают более 18 млн. т нефти. В 1949 г. у берегов Бразилии в Макапканском заливе начато морское бурение, а сейчас уже более 60 стран бурят морское дно и 25 из них добывают из недр моря нефть и природный газ. Мировая добыча нефти в 1972 г. составила 2,6 млрд. т, а по прогнозам в 2000 г. будет составлять 7,4 млрд. т. Из недр земли за всю историю человечества было добыто около 40 млрд. т нефти, а до 2000 г. будет добыто 150 млрд. т.

В 1975 г. международные нефтяные концерны дали продукции примерно на 40 млрд. долл., а общая стоимость добытого в 1976 г. морского минерального сырья оценивалась в 60-70 млрд. долл. Не одно десятилетие в шахтах, заложенных на суше, добывают уголь из недр морского дна в Англии, Японии, Канаде, Чили. Значительные угольные месторождения скрыты в недрах шельфа у берегов Турции, Китая, о. Тайвань, близ берегов Австралии. Крупнейшие железорудные месторождения на морском дне сосредоточены у восточного побережья о. Ньюфаундленд, где общие запасы руд достигают 2 млрд. т. Общую мировую известность имеют морские россыпи Австралии, где обнаружили золото, платину, рутил, ильменит, циркон, марганцит. В США из морских россыпей ежегодно добывается более 900 кг платины, в Юго-Западной Африке - около 200 тыс. каратов алмазов. В настоящее время из морской воды получают 1/3 мирового производства соли, 61% металлического магния, 70% брома. Все большую значимость приобретает пресная питьевая вода.

Сейчас от употребления населением некоторых районов земного шара недоброкачественной воды ежегодно заболевают более 500 млн. чел. В ближайшее время все в большем масштабе потребуется пополнять ресурсы пресной воды на суше опреснением морской воды. Однако опреснение воды весьма энергоемкое производство, поэтому становится необходимым поиск путей использования для этих целей дополнительных морских ресурсов. За исключением добычи нефти и природного газа энергетические ресурсы морей используются слабо. Поэтому относительно высокая стоимость опресненной воды иногда является основной причиной внедрения достижений научно-технического прогресса. По предварительным оценкам, стоимость опресненной воды при использовании электрической энергии приливных и других обычных электростанций составляет 6-20 тыс. ден. ед./м 3 , а при использовании АЭС - 1-4 тыс. ден. ед./м 3 .

Общая мощность энергии приливов составляет чуть более 1 млрд. кВт. С 1968 г. работает Кислогубская приливная электростанция мощностью 1 тыс. кВт, во Франции подобная станция сооружена на п-ве Котантен мощностью 33 млн. кВт. Активизация освоения ресурсов Мирового океана, развитие энергетики проходят не без нанесения ему ущерба. В Мировом океане протекают сложные биологические и другие природные процессы, например, производится более половины всего земного кислорода, а нарушение экологического равновесия приводит к уменьшению продуктивности фитопланктона, что, в свою очередь, ведет к уменьшению содержания кислорода и увеличению углекислого газа в атмосфере. В настоящее время фауне и флоре Мирового океана серьезно угрожает загрязнение: коммунальные, промышленные, сельскохозяйственные и другие стоки - источник бактериального, радиоактивного загрязнения; аварийные сбросы; утечка нефти из танкеров; загрязнители, попадающие из воздуха, и т.п. Ежегодно с танкеров и морских буровых на поверхность океана попадает около 2 млн. т нефти. Для морей и океанов опасны не только морское бурение, но и сейсмические методы разведки нефти, так как при взрывах гибнут икра, личинки, молодь и взрослая рыба.

Таким образом, проблема защиты Мирового океана имеет национальную и международную значимость, и ее успешное решение будет способствовать прогрессу в области охраны биосферы в рамках отдельного государства и всей планеты. Страна сотрудничает по охране морской среды от загрязнения с Германией, США, Канадой, Францией, Японией, Швецией, Финляндией, активно участвует в деятельности международного союза охраны природы и природных ресурсов и других международных организаций. По охране водных ресурсов в нашей стране принят ряд постановлений «О мерах предотвращения загрязнения Каспийского моря», «О мерах по предотвращению загрязнения бассейнов рек Волги и Урала неочищенными сточными водами», «О мерах по сохранению и рациональному использованию природных комплексов оз. Байкал» и др.

Многогранное использование океана порождает проблемность и противоречивость развития многих отраслей. Например, нефтедобыча в прибрежных акваториях наносит ущерб рыбному, курортному хозяйствам. Загрязнение гидросферы оказывает отрицательное воздействие на биологические ресурсы и на человека, оно наносит огромный ущерб экономике.

Имеющиеся методики позволяют определить величину экономического и социального ущербов, наносимых природе отраслями народнохозяйственного комплекса нашей страны. Дальнейшая задача повышения эколого — экономической эффективности природопользования - это совершенствование хозяйственного механизма, позволяющего переводить природоохранные мероприятия с госбюджета на хозяйственный расчет. В этих условиях представится возможность рационального использования и охраны ресурсов, гидросферы, т. е. Мировой океан будет в состоянии обеспечить прогресс человечества только при учете разумного взаимодействия общества и природы.

3. ЭКОЛОГО — ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

Рост возможностей промышленного, сельскохозяйственного производства и непроизводственной сферы усложняет взаимоотношения общества и природы, в результате возникает необходимость сохранения и улучшения системы жизнеобеспечения в глобальном и региональном разрезах. Внешняя среда гидросферы , атмосферы и метасферы становится непосредственным участником производства общественного продукта. Поэтому здесь требуются, так же как и в основном производстве, систематический учет, контроль и планирование рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Эффективность этих мероприятий тесно связана с определением величины экономического и социального ущерба, наносимого обществу и природе отрицательным антропогенным воздействием. Под экономическим и социальным ущербом следует понимать потери в народном хозяйстве и обществе, прямо или косвенно являющиеся следствием отрицательного антропогенного воздействия, приводящего к загрязнению окружающей среды агрессивными веществами, зашумлением, электромагнитными или другими волновыми воздействиями.

В общем интерпретированном понимании удельный ущерб есть величина снижения национального дохода от единицы выбрасываемых агрессивных веществ в гидросферу , литосферу, атмосферу. Он может быть рассчитан на 1 км 2 моря, 1 га сельскохозяйственных угодий, 1 га лесных массивов, на 1000 человек населения, 1 млн. ден. ед. основных фондов и т.п.

Используя расчетные характеристики изменения величины ущерба от концентрации агрессивного вещества в окружающей среде и длительности его воздействия на субъект или объект, можно разработать монограмму оценки загрязнения гидросферы , литосферы или атмосферы, в которой выделяются зоны по степени опасности. При определении зоны опасности загрязнения водоемов следует учитывать направления использования водных ресурсов. Например, требования к качеству воды различны при употреблении ее человеком для приготовления пищи или для культурно-бытовых нужд. С требованиями поддержания качества водных и других природных ресурсов тесно связана абсолютная и сравнительная эффективность природоохранных мероприятий. Критериями сравнительной эффективности природоохранных мероприятий может быть достижение роста национального дохода за счет предотвращения экономического ущерба при минимальных затратах на природоохранные мероприятия. Из этого следует, что величина экономического ущерба может выступать как обобщающая мера при оптимизации взаимоотношений общества и природы. Необходимость оптимизации ресурсосберегающих и природоохранных мероприятий приобретает особую значимость, так как на их осуществление требуется затрат более 20% всех капитальных вложений в народнохозяйственный комплекс. При этом показателями сравнительной эколого —

Водная оболочка Земли называется гидросферой. К ней относится вся вода на планете, причем не только в жидком, но и в твердом и газообразном состояниях. Как образовалась водная оболочка Земли? Как она распределена на планете? Какое значение имеет?

Гидросфера

Когда Земля только образовалась, на ней не было воды. Четыре миллиарда лет назад наша планета была огромным шарообразным расплавленным телом. Существует теория, что вода появилась одновременно с планетой. В виде мелких ледяных кристаллов она присутствовала в газопылевом облаке, из которого и сформировалась Земля.

По другой версии, воду нам «доставили» падающие кометы и астероиды. Уже давно известно, что кометы представляют собой ледяные глыбы с примесями метана и аммиака.

Под воздействием высоких температур лед расплавился и превратился в воду и в пар, от чего образовалась водная оболочка Земли. Называется она гидросферой и является одной из геосфер. Основное её количество распределено между литосферой и атмосферой. К ней относится абсолютно вся вода планеты в любых агрегатных состояниях, включая ледники, озера, моря океаны, реки, водяной пар и т. д.

Водная оболочка покрывает большую часть земной поверхности. Она является цельной, но не сплошной, так как прерывается участками суши. Объем гидросферы составляет 1400 миллионов кубометров. Часть воды содержится в атмосфере (пар) и литосфере (воды осадочного чехла).

Мировой океан

Гидросфера, водная оболочка Земли, на 96% представлена Мировым океаном. Его соленые воды омывают все острова и континенты. Материковая суша разделяет его на четыре крупные части, которые называются океанами:

• Тихий.
• Атлантический.
• Индийский.
• Северный Ледовитый.

В некоторых классификациях выделяют пятый Южный океан. Каждый из них обладает своим уровнем солености, растительностью, фауной, а также индивидуальными особенностями. Например, Северный Ледовитый океан является самым холодным из всех. Его центральная часть круглый год покрыта льдами.

Тихий океан - самый крупный. По его краям расположено Огненное кольцо - область, где расположено 328 действующих вулканов планеты. Второй по размеру - Атлантический океан, его воды являются самыми солеными. Третий по размеру - Индийский океан.

Большие участки Мирового океана образуют моря, заливы и проливы. Моря обычно обособлены сушей и отличаются климатическими и гидрологическими условиями. Заливы - более открытые водоемы. Они глубоко врезаются в материки и подразделяются на гавани, лагуны и бухты. Проливами же называют длинные и не слишком широкие объекты, расположенные между двумя участками суши.

Воды суши

Водная оболочка Земли включает также воды, озера, болота, пруды и ледники. Они составляют чуть больше 3,5% гидросферы. В то же время в них содержится 99% пресных вод планеты. Самым массивным «банком» питьевой воды являются ледники. Их площадь составляет 16 млн кв. км.

Реки являются постоянными потоками, которые протекают в небольших углублениях - руслах. Их питают дожди, подземные воды, талые ледники и снега. Реки впадают в озера и моря, насыщая их пресной водой.

Озера не соединяются напрямую с океаном. Они образуются в природных углублениях и часто никак не связываются с другими водоемами. Некоторые из них заполняются только благодаря осадкам, и могут исчезать в периоды засухи. В отличие от рек, озера бывают не только пресные, но и соленые.

Подземные воды находятся в земной коре. Они существуют в жидком, газообразном и твердом состоянии. Данные воды образуются вследствие просачивания рек и атмосферных осадков в толщу Земли. Они перемещаются как горизонтально, так и вертикально, а скорость этого процесса зависит от свойств горных пород, в которых они текут.

Круговорот воды

Водная оболочка Земли не статична. Её компоненты постоянно находятся в движении. Они перемещаются в атмосфере, на поверхности планеты и в её толще, участвуя в круговороте воды в природе. Её общее количество при этом не изменяется.

Круговорот является замкнутым повторяющимся процессом. Он начинается с испарения пресной воды с суши и верхних слоев океана. Так, она попадает в атмосферу и содержится в ней в виде водяного пара. Потоки ветра переносят его в другие районы планеты, где пар выпадает жидкими или твердыми осадками.

Часть осадков остается на ледниках или на несколько месяцев задерживается на верхушках гор. Другая часть просачивается под землю или опять испаряется. Подземные воды наполняют ручьи, реки, которые впадают в Мировой океан. Таким образом, круг замыкается.

Осадки выпадают и над Но моря и океаны отдают влаги гораздо больше, чем получают с дождями. У суши все наоборот. При помощи круговорота водный состав озер способен полностью обновиться за 20 лет, состав океанов - только через 3 000 лет.

Значение водной оболочки Земли

Роль гидросферы неоценима. Как минимум из-за того, что она стала причиной зарождения жизни на нашей планете. Многие живые существа обитают в воде и не могут существовать без неё. В любом организме содержится около 50% воды. С её помощью осуществляется обмен веществ и энергии в живых клетках.

Водная оболочка Земли участвует в формировании климата и погоды. Мировой океан обладает значительно большей теплоемкостью, чем суша. Он является огромной «батареей», которая согревает атмосферу планеты.

Человек использует компоненты гидросферы в хозяйственной деятельности и быту. Пресную воду пьют, используют в доме для стирки, уборки и приготовления пищи. Её применяют как источник электроэнергии, а также в лекарственных и других целях.

Заключение

Водной оболочкой Земли является гидросфера. Она включает абсолютно всю воду на нашей планете. Гидросфера образовалась миллиарды лет назад. По мнению ученых, именно в ней зародилась жизнь на Земле.

Компоненты оболочки - это океаны, моря, реки, озера, ледники и т. д. Меньше трех процентов их вод - пресные и пригодны для питья. Остальные воды соленые. Гидросфера формирует климатические условия, участвует в формировании рельефа и поддержании жизни на планете. Её воды постоянно циркулируют, участвуя в круговороте веществ в природе.

водная оболочка Земли

Альтернативные описания

Севастийский (умер около 320) христианский мученик-воин, пострадавший в Севастии в гонение императора Лициния

Бездна водных мускулов

Больше моря

В греческой мифологии божество, воплощснное в «великой реке Океан», опоясывающей землю (мифическое)

В греческой мифологии один из богов-титанов, сын Урана

Водное пространство, над которым Е. Примаков дал повод рождению шутки: «Редкий премьер долетит до средины Атлантики!»

Водное пространство, омывающее материк

Водный покров Земли

Жидкое величие Земли

Искусственный спутник Земли для получения оперативной океанографической информации и данных о ледовой обстановке

К нему обращена строчка русского поэта Евгения Баратынского: «Я жажду бурь твоих»

Каждая из водных границ между материками

Марка отечественного, популярного в 70-е годы портативного радиоприемника

Непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова

Огромный водоем

Один из четырех на Земле

Пьеса Л. Андреева

Пьеса Штейна

Рабочее место Кусто и его команды

Рок-группа «... Эльзы»

Макси-водоем

Водоем Эльзы

Древний Тетис как водоем

Российский искусственный спутник

Марка российского портативного радиоприемника

Футбольный клуб из Находки

Именно такое название у древних греков носила река, которая омывает на крайнем Западе границы между миром жизни и смерти

Что не раз бороздил отважный капитан? (песен.)

Что бороздят морские волки?

Как в древнегреческих мифах называлась река, обтекающая всю землю?

Самая стихийная стихия

Окружение Острова Невезения

Греческое «беспредельное море»

Место работы Кусто и его команды

Пьеса русского писателя Л. Андреева

Марка российского холодильника

Симфония русского композитора А. Рубинштейна

Солярис как географический объект

Весь водный покров Земли

Бог-титан в древнегреческой мифологии

Китовый водоем

Больше, чем море

Стихия акул

Обширный водоем

Обитель китов

Море морей

Обитель кашалотов

Атлантический водоем

Место работы Кусто

Индийский...

Сын Урана

Водоем Эльзы (муз.)

Бог-титан

Тихий даже в шторм

70% поверхности Земли

Ареал кита

Солярис

Вокруг Острова Невезения

Музыкальный водоем Эльзы

Индийский или Атлантический

Граница между материками

Водное пространство

Индийский, Эльзы или Тихий

Тихий или Великий водоем

Тихий или Великий

. «резервуар» соленой воды

Индийский, Эльзы или Атлантический

Индийский, Тихий или Атлантический

Самый большой водоем на Земле

. «беспредельное море» у греков

Самый большой водоем

Атлантика

Море в особо крупных размерах

Воды Атлантики

Омывает материки

Самый большой водоем на Землей

Северный Ледовитый или Атлантический

Индийский или Тихий

Водное покрывало Земли

Бог-титан мирового потока

Представитель гидросферы

Стихия под килем

. «шуми, шуми, послушное ветрило, волнуйся подо мной, угрюмый...»

. «строить замки из песка, прекрасно зная, что... их все равно слизнет»

Царство Нептуна

Группа «... Эльзы»

Воды южнее Индии

Музыкальный водоем Эльзы Вакарчука

Тихий с большой буквы

Северный Ледовитый...

Водная оболочка земного шара

В греческой мифологии бог водной стихии, сын Урана и Геи

Водный покров Земли

Весь водный покров Земли

Пьеса Л. Андреева

. "Беспредельное море" у греков

. "Резервуар" соленой воды

. "строить замки из песка, прекрасно зная, что... их все равно слизнет"

. "шуми, шуми, послушное ветрило, волнуйся подо мной, угрюмый..."

В греческой мифологии божество, воплощснное в "великой реке Океан", опоясывающей землю (мифическое)

Водное пространство, над которым Е. Примаков дал повод рождению шутки: "Редкий премьер долетит до средины Атлантики!"

Греческое "беспредельное море"

Группа "... Эльзы"

К нему обращена строчка русского поэта Евгения Баратынского: "Я жажду бурь твоих"

Как в древнегреческих мифах называлась река, обтекающая всю землю

М. в сказк. и заговор. окиян, киян; всемирное море; солоногорькие воды, окружающия весь материк земной, сушу, и занимаюшия более двух третей земной поверхности. Все отдельно именуемые моря, кроме озер, составляют заливы, ковши и протоки общего водоема или океана, который произвольно делится землеописателями на несколько частей или океанов по странам света и другим началам. На море на окиане, на острове Буяне, начало, присказка к сказке; начало большей части заговоров, а затем следует: лежит бел-горюч камень алатырь (янтарь, электрон?) и пр. Океановы бездны. Океанские обитатели, воды, волны, пучины

Макси водоем

Рок-группа "... Эльзы"

Что бороздят морские волки

Ипостась Соляриса

Самый большой водоём

Водоём Эльзы

Тихий или Великий водоём