4. Состав и слои гидросферы.

Гидросфера – водная оболочка Земли. Сравнительно маломощна и не покрывает всей Земли. Из 510 млн. км² общей площади земной поверхности 361 млн. км² приходится на Мировой океан. Из 1,5 млрд. км² общего объема гидросферы примерно 95% приходится на океан или океаносферу.

Гидросфера включает всю воду, расположенную на поверхности и в толще земной коры в жидком, твердом и газообразном состоянии (кроме химически связанной воды). Это – океаны, моря, реки, озера, болота, подземные воды, льды многолетнемерзлых грунтов, снежный покров, ледники. Свыше 96% объема гидросферы составляют моря и океаны, около 2% – подземные воды, около 2% – льды и снега (в Антарктиде и Гренландии), около 0, 02% – поверхностные воды суши (реки, озера, болота).

Мировой океан – непрерывная водная оболочка земного шара, над которой выступают элементы суши – материки и острова и которая обладает единством, т.е. взаимосвязью частей и общностью солевого состава (А.Д. Добровольский и др., 1992). В Северном полушарии океан занимает 50,7%, а материки – 39,3% площади Земли; в Южном океан – 80,9%, а суша только 19,1%. К основным частям Мирового океана, каждая из которых рассматривается как определенный географический объект, относятся следующие: океан, море, залив, пролив. Наиболее крупные из этих частей – океаны: Атлантический, Тихий, Индийский, Северный Ледовитый и Южный Ледовитый, Причем выделение последнего вполне обосновано и более точно отражает особенности природы Мирового океана и его основных частей (по Б.С. Залогину, К.С. Кузьминской, 2001). Свободная поверхность Мирового океана называется уровенной поверхностью, которая представляет собой поверхность, которая перпендикулярна в каждой точке направлению равнодействующей всех сил, действующих на нее в данном месте. По современным данным, уровенная поверхность океана представляет собой своеобразный неровный рельеф, который изменяется во времени и в пространстве. Океанические аналоги природных ландшафтов суши – водные массы. По географическим показателям (по Б.С. Залогину, К.С. Кузьминской, 2001) разделяются на экваториальные, тропические, субтропические, умеренных широт, субполярные и полярные, имеющие в каждом океане свои специфические особенности и поэтому дифференцирующиеся (например, экваториальная атлантическая, тропическая южно-тихоокеанская и др.).

В океане в вертикальном направлении выделяют 4 структурные зоны – 4 слоя с различными свойствами воды.

Поверхностная зона (до 200 м). Ее свойства: подвижность, сезонные колебания температуры, ветровые волнения. Общий объем этой зоны от всей океаносферы составляет 5,1%.

Промежуточная зона (до 2000 м). Здесь происходят циркуляция и перенос вещества и энергии в более глубокую зону. Объем – 31%.

Глубинная зона (до 4000 м). происходит меридианальный перенос масс и энергии, идет обмен вод между океанами. Объем – 50,7%.

Придонная зона (глубже 4000 м). Наименее изученная часть океана. Объем – 13,2%.

Воды Мирового океана находятся в постоянном движении, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Горизонтальное поступательное перемещение вод в океанах и морях обобщенно называют морскими течениями, основные характеристики которых скорость и направление. Течения бывают постоянные и эпизодические случайные; теплые, холодные и нейтральные; прямолинейные и круговые; поверхностные, глубинные и придонные. Они создаются под воздействием различных природных факторов. Поверхностные морские течения вызываются, главным образом, ветром (ветровые течения). Циркуляция глубинных вод определяется, в основном, температурой и соленостью воды. Формируются эти воды в приполярных районах и очень медленно, (десятки лет) по глубоким районам распространяются по океанам. Вертикальное восходящее движение воды называют апвеллингом, которое возникает в результате особой динамики вод. Это явление играет очень большую роль в процессе обмена поверхностных и глубинных вод океана. Большее значение имеют апвеллинги прибрежные. Апвеллинги открытого моря очень слабо изучены. Совокупность волн – волнение объединяет несколько процессов: ветровое волнение, волны цунами, внутренние волны. Ветровое волнение вызывается ветром, и зависит от его скорости, продолжительности действия, расстояния, которое он пробегает над водой по одному направлению. Волны цунами возникают вследствие подводных землетрясений, которые деформируют дно и приводят в движение толщу воды на некоторой ограниченной территории. При этом на поверхности океана зарождается длинная волна небольшой высоты, но при подходе к берегу, она достигает 35 м, производя катастрофические разрушения в прибрежной зоне. Внутренние волны представляют собой колебательное волновое движение в толще воды океанов и морей на поверхности раздела ее слоев различной плотности. Высота их – от десятков до сотен метров, но на поверхности воды они почти незаметны. Ученые предполагают, что причиной гибели американской подводной лодки «Трешер» на глубине 2800 м в апреле 1963 года стали внутренние волны, которые могли затянуть подводный корабль на глубину ниже предельной, на которую был рассчитан его прочный корпус. Периодические колебания (повышение и понижение) уровня океанов и морей, сопровождаемые горизонтальным движением вод – приливными течениями, называют приливами (приливными явлениями). Они обусловлены приливообразующими силами – равнодействующие сил притяжения Луной и Солнцем частиц воды и центробежных сил, воздействующих на эти частицы. Приливы бывают суточные (один подъем и одно понижение уровня в сутки) – наиболее распространены, полусуточные (дважды в сутки наблюдается подъем и понижение уровня) и смешанные. Величина приливов во многом зависит от местных физико-географических условий (конфигурации берегов, рельефа дна и т.п.).

Воды суши подразделяются на наземные (реки, озера, болота, ледники) и подземные (почвенные, грунтовые, межпластовые) воды. Река – естественный водный постоянный или временный поток, текущий в выработанном им русле – углублении, занятом водой, и имеющая свой режим – характер поведения во времени. Озеро – водоем, образовавшийся в природном углублении на поверхности суши – озерной котловине, имеющей разное происхождение. Болота – это избыточно увлажненные участки суши с влаголюбивой растительностью, в результате отмирания и неполного разложения которой образуется торф, и подразделяющиеся в зависимости от источника питания на верховые и низинные. Ледники – подвижные скопления льда на поверхности суши, подразделяющиеся на покровные и горные и образующиеся там, где в течение года выпадает больше снега, чем успевает растаять. Почвенные воды заключены в почвах. Грунтовые – воды, образующие водоносный горизонт (заполненный водой водопроницаемый слой, лежащий над водоупорным слоем) на первом от поверхности Земли водоупорном (водонепроницаемом) слое, глубина залегания которых зависит от климата и рельефа. Межпластовые воды – водоносные горизонты, лежащие ниже грунтовых и заключенные между двумя водоупорными слоями. Если они полностью заполняют пласт и находятся под давлением, то называются напорными, а если при вскрытии пласта изливаются на поверхность – артезианскими. Естественные выходы подземных вод на поверхность называются источниками или родниками. К ним относятся и гейзеры.