Quand le cycle de l’eau a-t-il été découvert dans la nature ? L'importance du cycle de l'eau dans la nature

L'eau est à la base de la vie sur la planète, couvre les deux tiers de sa surface et influence tous les processus planétaires.

Qu'est-ce que l'eau ?

D'où vient-elle sur terre ?

Quel effet cela a-t-il sur tous les êtres vivants ?

Que signifie cycler ? Comment le climat de la planète en dépend-il ?

Ces questions et bien d’autres ont stimulé l’imagination depuis l’Antiquité et excitent encore l’imagination. des gens ordinaires, font l’objet de recherches scientifiques.

Qu'est-ce que l'eau ?

Tout d’abord, rappelons-nous ce qu’est l’eau ? Est-ce vraiment juste un élément chimique ?H2Oh ?

(H2O)

Dans les ouvrages de référence, nous lisons qu'il s'agit d'un composé binaire (double) dans une molécule de deux atomes d'hydrogène et d'un oxygène.

Et les scientifiques modernes - chimistes, physiciens, biologistes, astronomes, physiologistes ne se lassent pas de s'étonner de ses propriétés mystérieuses :

C'est le seul qui existe dans les trois états d'agrégation : liquide, solide, gazeux.
La molécule d'eau a une dissymétrie : la partie oxygène de la molécule a une charge négative et la partie hydrogène a une charge positive.
Il s’agit du solvant naturel le plus puissant et présente les propriétés à la fois d’un acide et d’un alcali.
Il a de la mémoire et est porteur d’informations.

Les scientifiques modernes ont découvert que indifférent(indifférent, aucun) dans un premier temps, l'eau est capable de recevoir instantanément la charge d'information que l'observateur lui communique. Le scientifique japonais Emoto Masaru a prouvé que l'eau reçoit, stocke et même transmet des informations. Toutes les anciennes conspirations et prières pour l'eau sont basées précisément sur cette propriété de celle-ci ( voir le livre de Masaru Emoto, Messages de l'eau. Codes secrets des cristaux de glace").

Les scientifiques russes, étudiant sa structure, reconnaissent que l'Épiphanie et l'eau bénite portent une puissante charge positive et curative, bien qu'ils n'aient pas encore suffisamment étudié le mécanisme de son effet.

L'eau est l'élément le plus important de tous les êtres vivants

Le corps humain est composé de 70 à 80 % d’eau, comme un concombre. Certains esprits plaisantent en disant que la Terre est généralement une planète exotique, ne serait-ce que parce que l'homme est constitué d'eau et, pour une raison quelconque, ne se déverse pas.

Le processus mondial le plus important sur Terre est Le cycle de l'eau.

Sous l'influence de l'énergie solaire, l'eau s'évapore de la surface des réservoirs et est transportée avec les nuages sur de longues distances. Tombant dans d’autres régions sous forme de précipitations (pluie, neige, brouillard), il nourrit ainsi tous les êtres vivants.

(Diagramme du cycle de l'eau dans la nature)

Au cours de son voyage, l'élément eau :

favorise la destruction des roches, met les minéraux à la disposition des plantes et des micro-organismes ;
érode la couche supérieure du sol et fertilise les racines des plantes avec des particules inorganiques et organiques ;
enrichit l'habitat de tous les êtres vivants en oxygène, car une partie de l'eau des cellules végétales est décomposée lors de la photosynthèse et l'oxygène pénètre dans l'atmosphère.

Les animaux et les humains consomment de l'eau pour maintenir le métabolisme osmotique et salin et l'excrétent dans environnement externe avec les produits métaboliques.

(osmose- C'est la diffusion, la pénétration de l'eau à travers les membranes semi-perméables de la molécule. En d’autres termes, l’eau monte à travers les vaisseaux et les tiges, nourrissant toutes les parties de l’organisme vivant)

Distribution d'eau

(Répartition de l'eau dans le cycle)

Environ 80 % de toutes les précipitations tombent dans l'océan et les 20 % restants (appelés eaux de surface et souterraines) soit reconstituent les ruisseaux, les rivières, les lacs, soit pénètrent dans le sol, alimentant les sources souterraines.

Passant constamment d’un état à un autre, l’eau effectue de petits et grands cycles. Et c'est sa signification principale. En interaction avec la lithosphère (terre solide), l'atmosphère (air) et la matière vivante, le cycle relie toutes les parties de l'hydrosphère : l'océan, les rivières, l'humidité du sol et de l'atmosphère, ainsi que les eaux souterraines.

(Et une autre photo, mais en plus belle)

Ainsi, le cycle de l'eau dans la nature est un échange constant entre l'hydrosphère, l'atmosphère et la lithosphère ( la surface de la terre) en cours d'évaporation, de mouvement de la vapeur d'eau dans l'air, de précipitations et de ruissellement, c'est-à-dire de retour vers les océans.

Dans la nature, également connu sous le nom de cycle hydrologique, décrit le mouvement continu de l'eau sur, au-dessus et au-dessous de la surface de la Terre. Bien que l’équilibre de l’eau sur Terre reste essentiellement le même au fil du temps, les molécules d’eau individuelles peuvent entrer et sortir de l’atmosphère. L'eau se déplace, par exemple, d'une rivière vers l'océan ou de l'océan vers l'atmosphère, par des processus physiques tels que l'évaporation, la condensation, les précipitations, l'infiltration, le ruissellement, mais également par les courants souterrains. Dans ce cas, l’eau passe par différentes phases : liquide, solide (glace) et gazeuse (vapeur).

Le cycle de l’eau dans la nature implique un échange de chaleur, qui entraîne des changements de température. Par exemple, lorsque l’eau s’évapore, elle absorbe la chaleur de son environnement et la refroidit. Lorsqu'il se condense, il dégage de la chaleur et chauffe environnement. Cet échange de chaleur affecte le climat. Le cycle de l'eau dans la nature est également associé aux processus géologiques sur Terre (érosion et sédimentation). Et enfin, grâce à elle, la vie est maintenue sur Terre.

Description

Le cycle de l'eau dans la nature commence à être décrit pour les enfants dès école primaire, donc tout le monde sait que le soleil, grâce auquel il se produit, chauffe l'eau des océans et des mers. L'eau s'évapore et pénètre dans l'air sous forme de vapeur. La glace et la neige peuvent se sublimer directement en vapeur d'eau, contournant la phase liquide. L'eau s'évapore également des plantes et du sol.

L'air soulève la vapeur dans l'atmosphère, où les basses températures la font se condenser en nuages. Les courants d'air circulent à travers le monde, les nuages entrent en collision, grandissent et l'eau tombe de la haute atmosphère dans l'air. Une partie de cette eau peut s'accumuler sous la forme de calottes glaciaires et de glaciers, qui retiennent l'eau gelée pendant des milliers d'années. La majeure partie de l’eau retourne dans les océans ou sur les terres sous forme de pluie, formant ainsi un ruissellement. Une partie du ruissellement finit dans les rivières, puis dans les mers et les océans. Les eaux pluviales et eaux souterraines en partie collectée dans les lacs d’eau douce. Cependant la plupart de s'imprègne dans le sol et s'infiltre : pénètre profondément dans le sol et reconstitue les aquifères, qui sont des réservoirs. Ces aquifères peuvent être situés près de la surface et l'eau peut s'infiltrer - c'est ainsi que se forment les sources. Cependant, au fil du temps, l’eau retourne dans l’océan, là où tout a commencé.

Les processus par lesquels se déroule le cycle de l’eau dans la nature :

Précipitation

La plupart des précipitations tombent sous forme de pluie. Autres types : neige, grêle, brouillard, pellets et grésil. Environ 505 000 km³ d’eau tombent sous forme de précipitations chaque année.

Interception de sédiments

Les précipitations interceptées par le feuillage des plantes finissent par s'évaporer dans l'atmosphère plutôt que de retomber sur le sol.

Faire fondre l'eau

Ruissellement dû à la fonte des neiges.

Action

Les différentes façons dont l'eau se déplace à travers la terre. Cela peut être un ruissellement de surface ou souterrain. L'eau peut s'infiltrer dans le sol, s'évaporer dans l'air, être stockée dans des lacs et des réservoirs ou être utilisée à des fins agricoles ou autres.

Infiltration

Infiltration d'eau de la surface vers le sol.

Cours d'eau souterrains

L'écoulement de l'eau sous terre, dans la zone vadose et les aquifères. Les eaux souterraines peuvent retourner à la surface ou éventuellement s'infiltrer dans l'océan. Les eaux souterraines ont tendance à se déplacer et à se reconstituer lentement, de sorte qu'elles peuvent rester dans les aquifères pendant des milliers d'années.

Évaporation

Transformation de l'eau d'un état liquide à un état gazeux, au cours de laquelle elle se déplace de la surface de la terre ou des plans d'eau vers l'atmosphère. La source d'énergie pour l'évaporation est principalement radiation solaire. La quantité totale d'évaporation est d'environ 505 000 km³ d'eau par an.

Sublimation

Transition directe de la phase solide (neige ou glace) à la vapeur d'eau.

Déposition

Il s'agit de la transformation de la vapeur d'eau directement en glace.

Advection

Mouvement de l’eau – sous forme solide, liquide ou gazeuse – dans l’atmosphère.

Condensation

La transformation de la vapeur d'eau en gouttelettes d'eau liquide dans l'air, la formation de nuages et de brouillard.

Évaporation

La libération de vapeur d’eau des plantes et du sol dans l’air.

Suintement

Écoulement de l'eau horizontalement à travers le sol et la roche sous l'influence de la gravité.

Le cycle de l'eau dans la nature se produit en raison de énergie solaire. 86 % de l’évaporation mondiale provient de la surface des océans.

Le cycle de l'eau dans la biosphère est un cycle biogéochimique, car... le ruissellement est responsable de la quasi-totalité du mouvement des sédiments érodés et du phosphore depuis la terre vers les plans d'eau.

L'importance du cycle de l'eau est grande, car il unit non seulement des parties de l'hydrosphère, mais relie également tout entre elles : l'hydrosphère, etc. Au cours du cycle, l’eau peut être dans trois états : liquide, solide, gazeux. Elle endure grande quantité substances nécessaires à la vie sur Terre.

Sous l'influence du soleil, la terre se réchauffe également. En conséquence, l’eau passe de liquide à (vapeur) et monte. L’océan fournit 86 % de l’humidité de l’atmosphère, et seulement 14 % de l’humidité vaporeuse est formée par l’évaporation de la terre. L'eau qui s'évapore de la surface de l'océan est fraîche. Ainsi, l’océan peut être considéré comme une usine colossale d’eau douce, sans laquelle la vie sur Terre ne peut exister. On sait que la température de l’atmosphère diminue avec l’altitude. La vapeur d’eau, rencontrant des couches d’air de plus en plus froides, commence à se refroidir et à se former. Sur terre, l’évaporation de l’eau ne se produit pas uniquement à la surface des cours d’eau et des lacs. La vapeur d’eau pénètre dans l’atmosphère et est donc évaporée par la surface des plantes.

Souvent, l'eau qui s'est évaporée de l'océan y revient sous forme de précipitations tombant des nuages situés au-dessus des mers et des océans. Une autre partie des nuages est transférée vers le continent sous l'influence. Là, ils peuvent également précipiter sous forme liquide ou solide. Certains finissent dans les rivières. Ils, serpentant et s'écoulant les uns dans les autres, transportent finalement de l'eau dans les mers ou dans des plans d'eau fermés tels que ou, reconstituant leurs pertes dues à l'évaporation. Une autre partie de l'eau tombée au sol sous forme précipitations atmosphériques, s'infiltre depuis la surface de la terre et retourne dans l'océan mondial ou les rivières. Il s’agit d’une étape très importante du cycle de l’eau car elle se régule dans le temps. Sans elle, il n’y aurait de l’eau dans les rivières que pendant de courtes périodes de précipitations ou de fonte des neiges. Un tiers de l'eau qui tombe sur le sol sous forme de précipitations peut pénétrer dans la plante, puis remonter par les racines jusqu'au sommet de la plante et s'évaporer à travers les feuilles. Cette étape du cycle est très importante pour les plantes, puisque les substances dissoutes nécessaires à la vie des plantes sont alimentées en eau du sol par les racines. Les plantes ne peuvent pas manger de nourriture sèche.

Toutes les eaux ne retournent pas de la terre vers l’océan en même temps. C'est dans les zones profondes qu'il persiste le plus longtemps (des centaines et des milliers d'années).

L'eau revenant de la terre peut s'évaporer à nouveau et retomber sur la terre. C'est ainsi que se déroule son cycle : océan - atmosphère - terre - océan. Ce processus continu de déplacement de l’eau de l’océan vers la terre en passant par l’atmosphère et de la terre vers l’océan est appelé le cycle mondial de l’eau dans la nature.

Rôle important dans le cycle de l'eau dans la nature avec récemment l’activité économique humaine a commencé à jouer un rôle. La création d'industries, le labour de vastes territoires, le drainage des terres, la création de barrages géants, l'utilisation de l'eau pour divers besoins économiques - tout cela a considérablement modifié les processus hydrologiques sur Terre. Et bien que l'activité économique ait eu peu d'effet sur le volume total de l'hydrosphère, elle affecte de manière significative ses différentes parties. Le débit de certaines rivières a diminué, d'autres ont augmenté et la répartition intra-annuelle du débit a changé. En raison du retrait de l'eau des eaux terrestres, l'évaporation a augmenté dans de nombreuses régions du monde, car c'est pour l'évaporation qu'une partie importante de l'eau extraite des sources par l'homme va à l'évaporation. Une partie de l’eau qu’une personne consomme et qui fait partie des produits qu’elle produit tombe longtemps hors de la circulation générale, c’est pourquoi on l’appelle « irrémédiablement retirée ». Ce terme, bien entendu, est assez conditionnel, puisque cette eau n'est pas totalement exclue, mais son retour peut se produire avec un retard important dans le temps et dans une zone complètement différente. De nombreuses industries utilisent irrévocablement relativement peu d’eau – pas plus de 10 %. Le reste de l’eau est rejeté dans les plans d’eau sous forme d’eaux usées après utilisation. Ils sont contaminés et rendent inutilisables des volumes d’eau propre plusieurs fois supérieurs. C'est la menace de la pollution

L'eau pendant le cycle peut être dans trois états : solide, liquide et gazeux. Il transporte une énorme quantité de substances nécessaires à la vie sur Terre.

Au cours du cycle de l'eau dans la nature, il y a un changement progressif renouvellement de l'eau dans toutes les parties :

mis à jour sur des centaines, des milliers et des millions d'années,
- depuis plusieurs milliers d'années (en - depuis des dizaines de millions d'années),
- pendant 2,5 à 3 mille ans,
fermé lacs fermés- depuis 200-300 ans,
lacs qui coule- dans quelques années,
- dans 12-15 jours,
eau vapeur atmosphérique- dans 8 jours,
l'eau dans les organismes- derrière .

L’eau revenant de la terre peut s’évaporer à nouveau et finir sur la terre. C'est ainsi que se déroule son cycle : océan - atmosphère - terre - océan. Ce processus continu s’appelle le cycle de l’eau dans la nature.

Substantiel rôle dans le cycle l'eau dans la nature a récemment commencé à jouer activité humaine . La destruction des forêts et l'irrigation des terres, la création de réservoirs et de barrages, l'utilisation de l'eau pour les besoins économiques - tout cela a considérablement modifié les processus hydrologiques sur Terre. Et bien que l'activité économique ait eu peu d'effet sur le volume total de l'hydrosphère, elle a un effet notable sur ses différentes parties : le débit de certaines rivières a diminué, d'autres ont augmenté et l'évaporation a augmenté. Une partie de l’eau qu’une personne consomme pour fabriquer un produit peut durer longtemps sortir du cycle de l'eau , c'est pourquoi on l'appelle « irrémédiablement retiré » : même si son retour peut avoir lieu, ce sera avec un grand retard dans le temps et sur un tout autre territoire. Un autre problème est pollution un grand volume d'eau en conséquence activité économique personne. C’est la menace de pollution qui constitue désormais le principal danger, bien plus grand que la menace de pénurie physique d’eau. L'eau polluée pénétrant dans l'océan mondial au cours du cycle de l'eau entraîne la mort d'organismes vivants et une perturbation de l'équilibre biologique.

Le principal liquide de la planète

L'eau est l'élément le plus important de la vie de chacun organisme biologique par terre. Il est donc important d’étudier, d’observer et de surveiller la quantité, la qualité et l’état. ressource d'eau planètes. Les principales réserves de cette humidité vitale sont concentrées dans les océans. Et déjà en s'évaporant, l'humidité nourrit la Terre, grâce à un processus appelé cycle de l'eau dans la nature. L'eau est une substance très mobile et passe facilement d'un état à un autre. Et grâce à cela, il peut facilement atteindre les coins les plus éloignés de la source. Comment se déroule ce processus ?

Comment et pourquoi l’eau circule-t-elle ?

Sous l'influence de la chaleur émise par le Soleil, l'eau s'évapore constamment de la surface de l'océan, se transformant en un état gazeux. Avec les flux air chaud la vapeur s'élève pour former des nuages. Ils sont facilement emportés par le vent depuis le lieu d'évaporation d'origine. Capturant progressivement de plus en plus de nouvelles vapeurs sur leur passage, les nuages se refroidissent en montant. À un moment donné, ça vient étape suivante- la condensation. Cela est possible lorsque l’air devient saturé (100 % d’humidité) de vapeur d’eau. Cela se produit généralement lorsque le refroidissement est suffisant. Il est connu que quantité maximale La vapeur qui peut être retenue dans l'air est proportionnelle à sa température, donc à un certain moment de refroidissement, le nuage devient saturé de vapeur, ce qui conduit à la transition de l'eau vers l'état suivant - liquide ou cristallin. Et si le nuage est encore au-dessus de l’océan à ce moment-là, alors l’humidité retourne d’où elle vient. C'est ainsi que s'est terminé un petit cycle de l'eau dans la nature. Ce processus ne s'arrête pas une minute. L'eau au-dessus des océans du monde circule constamment.

Comment l'eau circule sur terre

Toute l’humidité ne retombe pas dans l’océan. Une grande quantité de vapeur, accompagnée des alizés et des moussons, pénètre profondément dans les continents et tombe sous forme de précipitations sur la Terre à mesure qu'elle se déplace. Une partie de cette humidité est retenue dans les couches supérieures du sol, nourrissant les plantes, l'autre partie s'écoule vers les ruisseaux et les rivières de sorte qu'en atteignant les mers et les océans, elle s'évapore à nouveau et entre dans le prochain cycle de l'eau dans la nature. Une très faible proportion des précipitations s'infiltrera en profondeur dans le sol et, ayant atteint la couche imperméable (argile, roche), s'écoulera sur cette pente. Partie eaux souterraines remontera à la surface, formant des sources aux eaux cristallines, pour ensuite se jeter dans les rivières et s'évaporer à nouveau pour le cycle suivant. Et l’autre partie continuera à s’infiltrer à travers les fissures et les crevasses dans les entrailles de la Terre jusqu’à atteindre des couches avec haute température, où elle se transformera à nouveau en vapeur, afin de tourner à nouveau dans un cycle souterrain ou de remonter à la surface dans une source thermale.

Routes fluviales dans la nature

Environ quatre cent mille kilomètres cubes d'eau s'évaporent dans l'air chaque année, et seulement un cinquième tombe sur terre, dont la superficie est trois fois plus petite que la surface des océans du monde. L'eau s'évapore de la surface de la terre non seulement du sol, mais aussi de la végétation : chaque feuille d'un arbre et chaque brin d'herbe sur Terre. Il est extrêmement difficile de suivre tous les mouvements possibles de l’eau. Mais il est tout à fait possible de simuler une version très simplifiée démontrant le cycle de l’eau dans la nature pour les enfants, même dans votre appartement.

Expérience démontrant l'évaporation et la condensation de l'humidité

Pour démontrer la première étape du cycle - l'évaporation de l'eau de la surface des réservoirs sous l'influence de la lumière du soleil - il suffira de prendre un verre à moitié rempli d'eau, de le placer dans un sac en plastique hermétiquement fermé et de le fixer avec du ruban adhésif. à la vitre par une journée ensoleillée. Après un certain temps (en fonction de la température de la pièce et de l'intensité lumière du soleil) vous verrez que les parois du sac sont embuées, et au bout d'un moment, des gouttelettes d'eau se forment dessus.

Modèle de démonstration du cycle complet de l’eau

Un modèle plus complexe peut être assemblé à l'aide d'un récipient partiellement rempli d'eau teintée de colorant bleu (imitation de l'océan mondial), d'un sac transparent éventuellement perforé rempli de sable dans quantité suffisante de sorte qu'il s'élève de plus de la moitié au-dessus de l'eau (terre). Couvrez toute la structure aussi étroitement que possible avec une pellicule plastique et fixez-la. Placez un petit récipient avec de la glace sur la « terre » (la glace créera le froid nécessaire à l'expérience dans les couches supérieures de « l'atmosphère »), au-dessus de « l'océan », placez une lampe de table (Soleil), qui émettra de la chaleur. Après l'avoir allumé, au bout d'un moment, nous aurons de la condensation d'humidité sur le film, au-dessus de la terre, dans un endroit froid, qui tombera un peu plus tard en gouttes sur la terre. Et si le sac est perforé, vous pouvez alors voir comment l'humidité s'infiltre à travers le sable et s'écoule de plus en plus bas vers l'océan.

Que pouvons-nous faire?

Le cycle de l'eau dans la biosphère est très processus important pour la planète entière. La perturbation ou la perte d’un seul lien entraînera des conséquences mondiales et très probablement irréparables pour tout le monde. Des scientifiques australiens et américains, sur la base de leurs observations météorologiques étalées sur 50 ans, ont conclu que le cycle de l'eau dans la nature a commencé à s'accélérer en raison du réchauffement climatique. Et cela, à son tour, conduira au fait que les zones arides deviendront encore plus sèches et que là où le climat est actuellement pluvieux, encore plus de précipitations tomberont. Tout cela prouve une chose : l’humanité devrait prendre plus au sérieux ses activités, qui sont inextricablement liées à la nature.