Kedy bol v prírode objavený kolobeh vody? Význam kolobehu vody v prírode

Voda je základom života na planéte, pokrýva dve tretiny jej povrchu a ovplyvňuje všetky planetárne procesy.

čo je voda?

Odkiaľ sa na zemi vzala?

Aký to má vplyv na všetko živé?

Čo znamená cyklus? Ako od toho závisí klíma na planéte?

Tieto a ďalšie otázky vzrušujú predstavivosť už od staroveku a stále vzrušujú predstavivosť. Obyčajní ľudia, sú predmetom vedeckého výskumu.

čo je voda?

Najprv si spomeňme, čo je voda? Je to naozaj len chemický prvok?H2O?

(H2O)

V referenčných knihách čítame, že ide o binárnu (dvojitú) zlúčeninu v jednej molekule dvoch atómov vodíka a jedného kyslíka.

A moderní vedci - chemici, fyzici, biológovia, astronómovia, fyziológovia sa nikdy neunavia žasnúť nad jeho tajomnými vlastnosťami:

Ako jediný existuje vo všetkých troch skupenstvách agregácie – kvapalný, pevný, plynný.
Molekula vody má disymetriu: kyslíková časť molekuly má záporný náboj a vodíková časť má kladný náboj.
Toto je najsilnejšie prírodné rozpúšťadlo a vykazuje vlastnosti kyseliny aj zásady.
Má pamäť a je nositeľom informácie.

Zistili to moderní vedci ľahostajný(ľahostajný, žiadny) spočiatku je voda schopná okamžite prijať informačný náboj, ktorý jej komunikuje pozorovateľ. Japonský vedec Emoto Masaru dokázal, že voda prijíma, uchováva a dokonca prenáša informácie. Všetky starodávne sprisahania a modlitby za vodu sú založené práve na tejto jej vlastnosti ( pozri knihu Masaru Emota, Správy z vody. Tajné kódy ľadových kryštálov").

Ruskí vedci, ktorí študujú jeho štruktúru, uznávajú, že Epiphany a svätá voda nesú silný pozitívny, liečivý náboj, aj keď ešte dostatočne neštudovali mechanizmus jeho účinku.

Voda je najdôležitejšou zložkou všetkých živých vecí

Ľudské telo tvorí 70 - 80 % vody, podobne ako uhorka. Niektorí chytráci žartujú, že Zem je vo všeobecnosti exotická planéta, už len preto, že človek pozostáva z vody a z nejakého dôvodu sa nerozlieva.

Najdôležitejším globálnym procesom na Zemi je Vodný cyklus.

Vplyvom slnečnej energie sa voda z povrchu nádrží vyparuje a s oblakmi sa prenáša na veľké vzdialenosti. V iných oblastiach spadne vo forme zrážok (dážď, sneh, hmla) a tak vyživuje všetko živé.

(Cyklus vody v diagrame prírody)

Počas svojej cesty vodný živel:

podporuje ničenie hornín, sprístupňuje minerály rastlinám a mikroorganizmom;
eroduje vrchnú vrstvu pôdy a oplodňuje korene rastlín anorganickými a organickými časticami;
obohacuje biotopy všetkých živých vecí o kyslík, pretože časť vody v rastlinných bunkách sa počas fotosyntézy rozkladá a kyslík vstupuje do atmosféry.

Zvieratá a ľudia konzumujú vodu na udržanie osmotického a soľného metabolizmu a vylučujú ju do vonkajšie prostredie spolu s metabolickými produktmi.

(osmóza- Ide o difúziu, prenikanie vody cez polopriepustné membrány molekuly. Inými slovami, voda stúpa cez cievy a stonky a vyživuje všetky časti živého organizmu)

Rozvod vody

(Rozdelenie vody v cykle)

Približne 80% všetkých zrážok padá do oceánu a zvyšných 20% (nazývajú sa povrchové a podzemné vody) buď dopĺňajú potoky, rieky, jazerá, alebo idú do zeme a napájajú podzemné pramene.

Voda sa neustále presúva z jedného stavu do druhého a robí malé a veľké cykly. A toto je jeho hlavný význam. V interakcii s litosférou (pevná zem), atmosférou (vzduch) a živou hmotou tento cyklus spája všetky časti hydrosféry: oceán, rieky, pôdu a atmosférickú vlhkosť a podzemnú vodu.

(A ďalší obrázok, len krajší)

Kolobeh vody v prírode je teda neustálou výmenou medzi hydrosférou, atmosférou a litosférou ( zemského povrchu) v procese vyparovania, pohybu vodnej pary vo vzduchu, zrážok a odtoku, to znamená návratu do oceánov.

V prírode, tiež známy ako hydrologický cyklus, opisuje nepretržitý pohyb vody na, nad a pod zemským povrchom. Hoci rovnováha vody na Zemi zostáva v priebehu času v podstate rovnaká, jednotlivé molekuly vody sa môžu pohybovať dovnútra a von z atmosféry. Voda sa pohybuje napríklad z rieky do oceánu alebo z oceánu do atmosféry prostredníctvom fyzikálnych procesov, ako je vyparovanie, kondenzácia, zrážky, infiltrácia, odtok a tiež podzemnými prúdmi. V tomto prípade voda prechádza rôznymi fázami: kvapalnou, tuhou (ľad) a plynnou (para).

Kolobeh vody v prírode zahŕňa výmenu tepla, ktorá vedie k zmenám teploty. Napríklad, keď sa voda vyparuje, odoberá teplo zo svojho okolia a ochladzuje ho. Keď kondenzuje, vydáva teplo a zahrieva sa životné prostredie. Táto výmena tepla ovplyvňuje klímu. Kolobeh vody v prírode súvisí aj s geologickými procesmi na Zemi (erózia a sedimentácia). A napokon sa vďaka nej na Zemi udržiava život.

Popis

Kolobeh vody v prírode sa začína deťom opisovať už od r Základná škola, takže každý vie, že slnko, vďaka ktorému sa vyskytuje, ohrieva vodu v oceánoch a moriach. Voda sa vyparuje a vstupuje do vzduchu ako para. Ľad a sneh môžu sublimovať priamo do vodnej pary a obchádzať kvapalnú fázu. Voda sa vyparuje aj z rastlín a pôdy.

Vzduch vynáša paru do atmosféry, kde nízke teploty spôsobujú jej kondenzáciu do oblakov. Vzduchové prúdy sa šíria po celom svete, oblaky sa zrážajú, rastú a voda padá z horných vrstiev atmosféry do ovzdušia.Časť z toho sa môže hromadiť vo forme ľadových čiapok a ľadovcov, ktoré zadržiavajú zamrznutú vodu po tisíce rokov. Väčšina vody sa vracia do oceánov alebo pevniny ako dážď a vytvára odtok. Časť odtoku končí v riekach a odtiaľ do morí a oceánov. Prívalová voda a podzemnej vodyčiastočne zhromaždené v sladkovodných jazerách. Avšak väčšina vsakuje do zeme a infiltruje: preniká hlboko do zeme a doplňuje vodonosné vrstvy, ktoré sú rezervoármi Takéto vodonosné vrstvy sa môžu nachádzať blízko povrchu a voda môže presakovať späť – tak vznikajú pramene. Po čase sa však voda vracia do oceánu, kde to všetko začalo.

Procesy, ktorými v prírode prebieha kolobeh vody:

Zrážky

Väčšina zrážok spadne ako dážď. Iné druhy: sneh, krúpy, hmla, pelety a dážď so snehom. Ročne spadne asi 505 000 km³ vody vo forme zrážok.

Zachytenie sedimentu

Zrážky, ktoré sú zachytené listami rastlín, sa vyparujú späť do atmosféry a nie padnú na zem.

Roztopte vodu

Odtok z topiaceho sa snehu.

skladom

Rôzne spôsoby, ktorými sa voda pohybuje po zemi. Môže ísť o povrchový alebo podzemný odtok. Voda môže presakovať do zeme, vyparovať sa do ovzdušia, uchovávať sa v jazerách a nádržiach alebo sa môže využívať na poľnohospodárske a iné účely.

Infiltrácia

Presakovanie vody z povrchu do zeme.

Podzemné toky

Prúdenie vody pod zemou, vo vadóznej zóne a vodonosných vrstvách. Podzemná voda sa môže vrátiť na povrch alebo nakoniec preniknúť do oceánu. Podzemná voda má tendenciu sa pohybovať pomaly a pomaly sa dopĺňať, takže môže zostať vo vodonosných vrstvách po tisíce rokov.

Odparovanie

Premena vody z kvapaliny na plynné skupenstvo, pri ktorej sa presúva z povrchu zeme alebo vodných plôch do atmosféry. Zdrojom energie na vyparovanie je predovšetkým slnečné žiarenie. Celkové množstvo vyparovania je asi 505 000 km³ vody za rok.

Sublimácia

Prechod priamo z pevnej fázy (snehu alebo ľadu) na vodnú paru.

Depozícia

Ide o premenu vodnej pary priamo na ľad.

Advekcia

Pohyb vody - v pevnej, kvapalnej alebo plynnej forme - cez atmosféru.

Kondenzácia

Premena vodnej pary na kvapalné kvapôčky vody vo vzduchu, tvorba mrakov a hmly.

Odparovanie

Uvoľňovanie vodnej pary z rastlín a pôdy do ovzdušia.

Presakovanie

Prietok vody vodorovne cez pôdu a horninu pod vplyvom gravitácie.

Kolobeh vody v prírode nastáva v dôsledku solárna energia. 86 % globálneho vyparovania sa vyskytuje z povrchu oceánu.

Kolobeh vody v biosfére je biogeochemický cyklus, pretože... odtok je zodpovedný za takmer celý pohyb erodovaných sedimentov a fosforu z pôdy do vodných plôch.

Význam vodného cyklu je veľký, pretože nielen spája časti hydrosféry, ale spája aj všetko navzájom: hydrosféru atď. Počas cyklu môže byť voda v troch skupenstvách: kvapalné, pevné, plynné. Ona vydrží veľké množstvo látky potrebné pre život na Zemi.

Vplyvom slnečného žiarenia sa pozemok aj prehrieva. V dôsledku toho sa voda mení z tekutej na (paru) a stúpa. Oceán dodáva 86 % vlhkosti v atmosfére a len 14 % parnej vlhkosti vzniká vyparovaním z pevniny. Voda, ktorá sa vyparuje z povrchu oceánu, je čerstvá. Oceán teda možno považovať za kolosálnu továreň na sladkú vodu, bez ktorej nemôže existovať život na Zemi. Je známe, že teplota v atmosfére klesá s výškou. Vodná para, ktorá sa stretáva so stále chladnejšími vrstvami vzduchu, sa začína ochladzovať a tvoriť. Na súši dochádza k odparovaniu vody nielen z hladiny potokov a jazier. Vodná para vstupuje do atmosféry a v dôsledku toho sa vyparuje povrchom rastlín.

Voda, ktorá sa z oceánu vyparila, sa doň často vracia vo forme zrážok, ktoré padajú z oblakov nachádzajúcich sa nad morami a oceánmi. Ďalšia časť oblakov sa pod vplyvom prenáša na pevninu. Tam sa môžu vyzrážať aj v kvapalnej alebo tuhej forme. Niektoré končia v riekach. Kľukatia sa a tečú jeden do druhého a v konečnom dôsledku odvádzajú vodu do morí alebo do uzavretých vodných plôch, ako je alebo dopĺňajú straty spôsobené vyparovaním. Ďalšia časť vody, ktorá spadla na zem vo forme atmosférické zrážky, presakuje z povrchu zeme a tečie späť do Svetového oceánu alebo riek. Toto je veľmi dôležitá fáza vodného cyklu, pretože sa v priebehu času reguluje. Ak by tam nebolo, voda by bola v riekach len počas krátkych období zrážok alebo topiaceho sa snehu. Tretina vody, ktorá padne na zem vo forme zrážok, môže preniknúť do rastliny a odtiaľ stúpať cez korene do hornej časti rastliny a odparovať sa cez listy. Táto fáza cyklu je pre rastliny veľmi dôležitá, pretože rozpustené látky potrebné pre život rastlín sú zásobované vodou z pôdy cez korene. Rastliny nemôžu jesť suché jedlo.

Nie všetka voda sa vracia z pevniny do oceánu v rovnakom čase. Najdlhšie (stovky a tisíce rokov) sa zdržuje v hlboko položených oblastiach.

Voda vracajúca sa z pevniny sa môže opäť vypariť a spadnúť späť na pevninu. Takto prebieha jeho kolobeh: oceán – atmosféra – zem – oceán. Tento nepretržitý proces pohybu vody z oceánu na pevninu cez atmosféru a z pevniny do oceánu sa nazýva globálny vodný cyklus v prírode.

Významnú úlohu v kolobehu vody v prírode s nedávno ekonomická činnosť človeka začala hrať úlohu. Vytváranie priemyslu, orba rozsiahlych území, odvodňovanie pôdy, vytváranie obrovských priehrad, využívanie vody na rôzne ekonomické potreby - to všetko výrazne zmenilo hydrologické procesy na Zemi. A hoci ekonomická činnosť mala malý vplyv na celkový objem hydrosféry, výrazne ovplyvňuje jej jednotlivé časti. Prietok niektorých riek sa znížil, iné zvýšili a zmenilo sa medziročné rozloženie prietokov. V dôsledku odoberania vody z pevninských vôd sa vyparovanie zvýšilo v mnohých oblastiach sveta, pretože značná časť vody odoberanej človekom zo zdrojov ide na vyparovanie práve na vyparovanie. Časť vody, ktorú človek spotrebuje a ktorá je súčasťou produktov, ktoré vyrába, na dlhú dobu vypadáva zo všeobecného obehu, a preto sa nazýva „nenávratne stiahnutá“. Tento termín je, samozrejme, dosť podmienený, pretože táto voda nie je úplne vylúčená, ale jej návrat môže nastať s veľkým oneskorením a v úplne inej oblasti. Mnoho priemyselných odvetví používa nenávratne relatívne málo vody – nie viac ako 10 %. Zvyšok vody sa po použití vypúšťa do vodných útvarov ako odpadová voda. Sú kontaminované a robia mnohonásobne väčší objem čistej vody nepoužiteľným. Je to hrozba znečistenia

Voda počas cyklu môže byť v tri štáty : tuhé, kvapalné a plynné. Nesie obrovské množstvo látok potrebných pre život na Zemi.

V procese kolobehu vody v prírode dochádza k postupnému obnova vody vo všetkých častiach:

aktualizované v priebehu stoviek, tisícov a miliónov rokov,
- na niekoľko tisíc rokov (v - na desiatky miliónov rokov),
- na 2,5-3 tisíc rokov,
ZATVORENÉ uzavreté jazerá- 200-300 rokov,
tečúcich jazier- v niekoľkých rokoch,
- za 12-15 dní,
voda atmosférické pary- za 8 dní,
vody v organizmoch- za .

Voda vracajúca sa z pevniny sa môže opäť vypariť a skončiť späť na pevnine. Takto prebieha jeho kolobeh: oceán – atmosféra – zem – oceán. Tento nepretržitý proces sa v prírode nazýva kolobeh vody.

Podstatné úlohu v cykle voda v prírode sa nedávno začala hrať ľudská aktivita . Ničenie lesov a zavlažovanie pôdy, vytváranie nádrží a priehrad, využívanie vody pre hospodárske potreby - to všetko výrazne zmenilo hydrologické procesy na Zemi. A hoci ekonomická aktivita mala malý vplyv na celkový objem hydrosféry, má citeľný vplyv na jej jednotlivé časti: prietok niektorých riek klesol, iných vzrástol a zvýšil sa výpar. Časť vody, ktorú človek spotrebuje na výrobu akéhokoľvek produktu, môže vydržať dlho vypadnúť z kolobehu vody , a preto sa nazýva „nenávratne stiahnutý“: hoci k jeho návratu môže dôjsť, bude to s veľkým oneskorením a na úplne inom území. Ďalší problém je znečistenie v dôsledku toho veľké množstvo vody ekonomická aktivita osoba. Je to hrozba znečistenia, ktorá teraz predstavuje hlavné nebezpečenstvo, oveľa väčšie ako hrozba fyzického nedostatku vody. Znečistená voda vstupujúca do Svetového oceánu počas vodného cyklu vedie k smrti živých organizmov a narušeniu biologickej rovnováhy.

Hlavná kvapalina planéty

Voda je najdôležitejšou súčasťou života každého človeka biologický organizmus na zemi. Preto je dôležité študovať, pozorovať a sledovať množstvo, kvalitu a stav vodný zdroj planét. Hlavné zásoby tejto životodarnej vlhkosti sú sústredené v oceánoch. A vlhkosť, ktorá sa odtiaľ už vyparuje, vyživuje Zem vďaka procesu nazývanému kolobeh vody v prírode. Voda je veľmi pohyblivá látka a ľahko prechádza z jedného skupenstva do druhého. A vďaka tomu sa zo zdroja ľahko dostane aj do tých najodľahlejších kútov. Ako k tomuto procesu dochádza?

Ako a prečo voda cirkuluje?

Pod vplyvom tepla vyžarovaného Slnkom sa voda neustále vyparuje z povrchu oceánu a mení sa na plynné skupenstvo. Spolu s potokmi teplý vzduch para stúpa a vytvára oblaky. Z pôvodného miesta vyparovania ich ľahko odnesie vietor. Postupne zachytávajúc stále viac nových pár na svojej ceste, oblaky sa na ceste hore ochladzujú. V určitom okamihu to príde ďalšia etapa- kondenzácia. Je to možné, keď sa vzduch nasýti (100% vlhkosť) vodnou parou. To sa zvyčajne stáva, keď je dostatočné chladenie. To je známe maximálne množstvo Para, ktorá môže byť zadržaná vo vzduchu, je úmerná jeho teplote, preto sa oblak v určitom momente ochladzovania nasýti parou, čo vedie k prechodu vody do ďalšieho - kvapalného alebo kryštalického - skupenstva. A ak je oblak v tejto chvíli stále nad oceánom, potom sa vlhkosť vráti tam, odkiaľ prišla. Takto sa skončil jeden malý kolobeh vody v prírode. Tento proces sa nezastaví ani na minútu. Voda nad svetovými oceánmi neustále cirkuluje.

Ako voda cirkuluje po zemi

Nie všetka vlhkosť padá späť do oceánu. Veľké množstvo pary spolu s pasátmi a monzúnmi putuje hlboko do kontinentov a ako zrážky padajú pri pohybe na Zem. Časť tejto vlhkosti sa zadržiava v horných vrstvách pôdy a živí rastliny, druhá časť steká do potokov a riek, aby sa po dosiahnutí morí a oceánov opäť vyparila a vstúpila do ďalšieho kolobehu vody v prírode. Veľmi malá časť zrážok prenikne hlboko cez pôdu a po dosiahnutí vodotesnej vrstvy (hlina, skala) steká po tomto svahu. Časť podzemnej vody si opäť nájde cestu na povrch a vytvorí pramene s krištáľovo čistou vodou, aby neskôr vtiekla do riek a opäť sa vyparila pre ďalší cyklus. A ich druhá časť bude naďalej presakovať cez trhliny a štrbiny do útrob Zeme, až kým nedosiahne vrstvy s vysoká teplota, kde sa opäť premení na paru, aby sa opäť roztočila v podzemnom cykle alebo vytryskla na povrch v termálnom prameni.

Vodné cesty v prírode

Ročne sa do ovzdušia vyparí asi štyristotisíc kubických kilometrov vody a len pätina z toho pripadá na pevninu, ktorej plocha je trikrát menšia ako hladina svetových oceánov. Voda sa vyparuje z povrchu zeme nielen z pôdy, ale aj z vegetácie: každý list na strome a každé steblo trávy na Zemi. Je mimoriadne ťažké sledovať všetky možné pohyby vody. Je však celkom možné simulovať veľmi zjednodušenú verziu, ktorá deťom demonštruje kolobeh vody v prírode, dokonca aj vo vašom byte.

Experiment demonštrujúci odparovanie a kondenzáciu vlhkosti

Na demonštráciu prvej fázy cyklu - odparovania vody z povrchu nádrží pod vplyvom slnečného žiarenia - bude stačiť vziať pohár do polovice naplnený vodou, vložiť ho do plastového hermeticky uzavretého vrecka a pripevniť páskou. na okenné sklo za slnečného dňa. Po určitom čase (v závislosti od teploty v miestnosti a intenzity slnečné svetlo) uvidíte, že steny vrecka sú zahmlené a po chvíli sa na nich tvoria kvapôčky vody.

Demonštračný model kompletného vodného cyklu

Zložitejší model je možné zostaviť pomocou nádoby čiastočne naplnenej vodou tónovanou modrým farbivom (imitácia svetového oceánu), priehľadného, prípadne perforovaného vrecka naplneného pieskom v dostatočné množstvo tak, že sa vynára viac ako do polovice nad vodu (pevninu). Zakryte celú konštrukciu čo najtesnejšie plastovým obalom a zaistite ho. Nad „pevninu“ položte malú nádobu s ľadom (ľad vytvorí chlad potrebný na experiment v horných vrstvách „atmosféry“), nad „oceán“ umiestnite stolnú lampu (Slnko), ktorá bude vyžarovať teplo. Po zapnutí sa nám po chvíli na fólii nad zemou na chladnom mieste skondenzuje vlhkosť, ktorá o niečo neskôr po kvapkách dopadne na zem. A ak je vrecko perforované, potom môžete vidieť, ako vlhkosť presakuje cez piesok a steká nižšie a nižšie k oceánu.

Čo môžeme urobiť?

Kolobeh vody v biosfére je veľmi dôležitý proces pre celú planétu. Prerušenie alebo strata čo i len jedného spojenia povedie ku globálnym a veľmi pravdepodobne nenapraviteľným následkom pre každého. Austrálski a americkí vedci na základe svojich pozorovaní počasia trvajúcich 50 rokov dospeli k záveru, že kolobeh vody v prírode sa začal zrýchľovať v dôsledku globálneho otepľovania. A to zase povedie k tomu, že suché oblasti budú ešte suchšie a tam, kde je teraz klíma daždivá, spadne ešte viac zrážok. To všetko svedčí o jednom: ľudstvo by malo brať svoje aktivity, ktoré sú nerozlučne späté s prírodou, vážnejšie.