Водные ресурсы Земли

Кажется, что о воде мы знаем все и, что она никогда не закончится. Чтобы увидеть, как течет вода надо только открыть кран. И все же это далеко от правды. Вода самое удивительное вещество на Земле.

Вода – единственное вещество на Земле, которое существует в природе во всех трёх состояниях – жидком, твёрдом и газообразном. Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. Земная вода и поглощает, и возвращает много тепла, и тем самым “выравнивает” климат. А от космического холода предохраняют Землю те капельки воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде пара.

Общее количество воды на Земле не меняется. С поверхностей морей и океанов, рек и озер вода испаряется, а затем возвращается на Землю в виде дождя или снега. Но чистой воды на земле становится все меньше. Недостаток ее уже ощущается во многих странах. Над водой нависла угроза загрязнения. Заводы, фабрики, электростанции потребляют большое количество воды и одновременно загрязняют ее различными продуктами отходов

Со сточными водами предприятий в реки и озера попадают различные ядовитые вещества. Многие виды человеческой деятельности загрязняют воду. Плотины на реках пагубно сказываются на течении рек, скважины в земле иссушают ее, исчезают родники, которые пополняют водой реки.

Все это в настоящее время является одной из серьезных экологических проблем. Воду надо беречь – это значит беречь жизнь, здоровье, красоту окружающей природы. Изучая свойства воды, мы сможем ее защитить от экологических катастроф.

Эта работа и посвящена одному из важных свойств воды – ее солености. Например, возникает вопрос: «Почему в море плавать легче, чем в пруду или пресном озере, или плавательном бассейне?». Для того, чтобы на него ответить, опишем, почему в море, океане вода соленая и что представляет собой эта морская соль.

Из космоса наша Земля кажется голубой планетой, потому что большую часть ее поверхности образуют океаны и моря. Общая их площадь превышает территорию суши в 2,5 раза. Почти три четвертых поверхности Земли занято океанами и морями. Моря и океаны соединяются проливами и вместе образуют Мировой океан. Ученые разделили Мировой океан на четыре океана:

Тихий (или Великий) океан – самый большой. Он занимает почти половину всей поверхности Мирового океана. Этот океан и самый глубокий. Если бы в самое глубокое место Тихого океана, в Марианскую впадину, можно было опуститься в кабине обыкновенного лифта, пришлось бы без остановка ехать подряд 5 часов. С 10-го этажа дома – всего 30 секунд, а тут – 5 часов! Вот такая глубина – 11 022 м! Атлантический океан – поменьше и глубина его не так велика, но он сильно влияет на климат и погоду в Европе. Индийский океан еще меньше. Северный ледовитый океан самый маленький и самый мелкий. Средняя его глубина – 1 205 м.

Тихий, Индийский и Атлантический океаны с юга соединены антарктическим водным кольцом, которое иногда называют Антарктическим или Южным океаном.

Прибрежные или окраинные части океана обычно называют морями. Некоторые из них глубоко вдаются в сушу, например Черное и Азовское. А всего на Земле насчитывается более 30 морей. Среди них Северное, Балтийское, Белое, Лигурийское, Тирренское, Адриатическое, Ионическое, Мраморное, Эгейское, Азовское, Черное, Красное, Японское, Желтое, Андаманское, Яванское, Сулавеси, Банда, Тиморское, Арафурское, Норвежское и другие. Но моря, если разобраться, все тот, же Мировой океан. Потому что из любого из них можно по водным путям попасть в океан, а из океана – в какое хочешь море. Жизнь всех людей на Земле тесно связана с морями и океанами.

Вода в морях и океанах особая морская, океанская. Ученые предлагают выделить эту воду в отдельную земную оболочку – океаносферу. Ведь воды морей и океанов сильно отличаются от вод рек и озер своими свойствами. Главное их свойство – высокое содержание растворенных солей.

Горько-соленая вода не годится для питья, хотя ее запасы в Мировом океане пополняются реками, несущими вполне пресную воду. Но это не совсем так. Именно реки, протекающие сквозь горные породы, сбрасывают в Мировой океан очень много всевозможных солей. По мере испарения воды с поверхностей океанов и морей концентрация этих солей постепенно увеличивается.

У ученых есть и другое мнение: вся вода Мирового океана за сотни миллиардов лет поднялась из недр Земли с лавой вулканических извержений, содержащей очень много солей, которые и растворились в воде. Скорее всего, вода в океанах и морях соленая по этим двум причинам.

Соли в Мировом океане столько, что если ее всю извлечь и равномерно распределить на суше, то это будет слой толщиной около 150 м, а на каждый квадратный метр придется по 330 т соли .

А что представляет собой морская соль? Мы обнаружили, что у воды есть свойство легко растворять в себе многие вещества. В своей опытной работе мы растворяли в воде поваренную соль. Но оказывается, вода может растворять различные соли, находящиеся в земных слоях, и многие другие твердые тела и даже газы. В морской воде больше всего обыкновенной поваренной соли. Во всем Мировом океане ее – более 40 000 триллионов тонн. На втором месте – магний – его в воде Мирового океана 1 800 триллионов тонн. Чуть меньше кальция, калия, но их тоже триллионы тонн.

Вот металлов в воде меньше. По приблизительным подсчетам: урана – 20 миллиардов тонн, меди – 15 миллиардов тонн, серебра – 0,5 миллиардов тонн и золота – 8 -10 миллиардов тонн

Эти величины соизмеримы с запасами полезных ископаемых на суше, и когда-нибудь встанет вопрос о добычи их из морской воды. Уже разработаны технологии такой добычи, но в ее применении нет необходимости, пока не исчерпаны месторождения полезных ископаемых на суше, хотя поваренную соль из морской воды уже добывают. Она даже мягче, вкуснее и полезнее поваренной соли, которую делают из каменной соли.

Таким образом, вода, покрывающая Землю, в основном соленая, и только одна пятая часть всей воды – пресная, в озерах и реках. Хотя совсем чистой воды в природе нет. Ее можно получить только в лабораторных условиях. К тому же такая вода тоже невкусная, в ней нет солей необходимых организму человека. Большая часть пресной воды на Земле находится в таком состоянии, которое делает её труднодоступной для человека: в ледниковых  покровах полярных стран и в горных ледниках, в водоносных слоях под землёй.

Люди потребляют громадное количество пресной воды. Мы не только пьем ее, но и используем для мытья, орошаем посевы и сады. Поток воды стал первым источником энергии, приводящей в движение машины. Современные заводы до сих пор используют воду в производстве. В ряде стран важным источником электроэнергии являются гидроэлектростанции. Из-за нашей высокой потребности в пресной воде найти ее в достаточных количествах становится все труднее. А в морской воде слишком много разных солей, поэтому она не пригодна для питья.

В связи с этим встает вопрос: «Можно ли из морской воды получить пресную?» Мы узнали, что делается это очень просто – в специальных опреснительных установках вода выпаривается, а пар, охлаждаясь, становится водой, но уже без соли. Все, что было растворено в морской воде, остается в виде твердых осадков. Такие установки потребляют очень много энергии и оправдывают себя только в тех местах, где совсем нет пресной воды. Кроме твердых веществ, в воде океанов и морей растворены газы – все те, что есть в атмосфере и в земной коре. Они попадают в океан из воздуха или из недр земли при подводных вулканических извержениях.

Особенно важно, что в морской воде есть кислород, необходимый для живых организмов. Океаны и моря дают немало кислорода, которым мы дышим. В морской воде кислорода даже вдвое больше, чем в атмосфере, причем в холодной воде кислород растворяется намного лучше, чем в теплой. Поэтому и рыбы больше не в южных широтах, а в более северных

Изучая материал о соленой и пресной воде, мы обнаружили, что соленая вода встречается на Земле не только в морях и океанах, но и в некоторых озерах. Озера со всех сторон отгорожены от океана сушей. Оказалось, что Каспийское море и Аральское море вовсе и не моря, а озера с соленой водой. Они ведь никак не связаны с океаном. А морями их называют потому, что они соленые и достаточно большие.

По признаку солености мы сравним два удивительных озера, которые тоже называют морями из-за их больших размеров. Это удивительное соленое озеро – Мертвое море и озеро Байкал, которое местные жители тоже называют морем.

На Ближнем Востоке есть удивительный водоем, вытянутый в длину на 75 км, шириной от 5 до 18 км, разделяющий две страны Ближнего Востока – Иорданию и Израиль.

Это озеро, расположенное во впадине земной коры (его глубина 335 м), притом не имеющее стока, из него не выходит ни одна река. Называется оно Мертвым морем. Впервые это имя дали ему еще древние греки. Жители Иудеи называли его «соленым», а арабы – «зловонным» морем. Все три названия справедливы.

Мертвым водоем назван потому, что в нем нет жизни. И даже если по падает в его воду рыба из впадающей в море реки Иордан, она быстро погибает. Причина – исключительно высокая соленость воды. Из всех морей на Земле. Мертвое море является самым соленым. Солей в нем в 6 раз больше, чем их содержит вода Мирового океана.

Воду Мертвого моря трудно назвать водой. Это "крепкий раствор соли". Высокое содержание соли в воде Мертвого моря создает эффект "невесомости": сильносоленая вода сама удерживает человека на поверхности. Мертвое море служит огромным источником ценной соли, которые накапливаются благодаря очень сильному испарению воды. В нем добывают различные соли для производства удобрений.

В Сибири есть не менее удивительное озеро с самой пресной водой на Земле. Это озеро Байкал, хотя местные жители называют Байкал морем за его достаточно большие размеры, за то, что он велик и могуч. Байкал это самое глубокое озеро на Земле. Его средняя глубина 700 м, а максимальная – 1741 м. – Средняя ширина – десятки километров. А в длину озеро Байкал 636 км

Вода в озере чистая и прозрачная, а в тихую и солнечную погоду с лодки можно увидеть дно, которое видно сквозь тридцатиметровый слой воды. Сотни рек и речек несут в Байкал свои воды, всего их 336, а вытекает из него только одна река Ангара, приток великой сибирской реки Енисея.

Озеро Байкал – уникальное создание природы. Оно вмещает пятую часть всей пресной воды планеты. Такой воды как в Байкале нет больше нигде на Земле. Байкал – это самая большая в мире чаша с пресной, самой чистой, самой вкусной водой.

Байкал славится тем, что растворенных солей в нем меньше, чем в любом другом пресноводном озере. Это связано с историей Байкала: несколько десятков тысячелетий назад в Байкал спустились ледники, которые растаяли и заполнили водой разлом земной коры, ее гигантскую впадину. Так образовалось озеро Байкал.

Как известно, в такой «ледяной воде» почти нет растворенных солей. Их всего 20 - 40 мг на литр воды. В литре обычной воды их до 100 мг. Столь малая соленость делает воду лечебной. Другой причиной уникальности воды в Байкале являются микроскопические растения, которые поглощают солнечный свет в мощном слое прозрачной воды. В среднем они выделяют в воду больше 10 миллионов тонн кислорода.

Особая роль принадлежит веслоногому рачку. Этот вид встречается еще только в одном месте на Земле – в глубоком Кроноцком озере на Камчатке. В каждом литре байкальской воды содержится от 30 до 50 тысяч этих уникальных рачков. По всему Байкалу их масса составляет более 4 миллионов тонн. Эти рачки – основной фильтр байкальской воды.

Возникает вопрос: «А нельзя ли с помощью этих удивительных рачков очистить воду в других пресных, но более загрязненных водоемах?». Но оказалось, что рачки могут очищать только такую уникальную воду, как байкальская, в грязной воде рачки задыхаются. Губителен для них и нагрев воды: чуть выше 12 градусов – и рачки погибают.

Вот почему так важно оберегать байкальскую воду от малейшего изменения ее свойств, осторожно поступать со всякого рода строительством на берегах Байкала, защищать его воду от проникновения всевозможных промышленных и бытовых стоков, несущих с собой, пусть едва заметные, но несомненно вредные загрязнения.

В Мертвом море нет жизни. «Байкал» – значит «богатое озеро»: в его водах много ценной и редкой рыбы. В его воде живут такие животные, которые больше нигде не водятся: байкальский тюлень, глубоководная рыбка голомянка и байкальский омуль.

Мы можем сделать вывод о том, что большое содержание соли в воде убивает жизнь. Но в умеренно соленой воде морей и океанов жизнь есть, а рыбы приспособились к такой воде и могут в ней жить. Это мы наблюдаем в Средиземном, Черном, Красном и других морях.

В своей опытной работе мы пронаблюдали, а как ведут себя предметы, помещенные в воду с разным содержанием соли, с разной соленостью.

Мы предположили, что чем больше соли растворено в литре воды, тем вода становится как бы плотнее и телу, помещенному в воду, «труднее» утонуть.

Это предположение мы высказали, узнав о том, что лежа на спине в Мертвом море, вода которого представляет собой крепкий раствор соли, можно даже читать газету .

Чтобы проверить наше предположение мы взяли три больших стакана. В первый стакан налили пресную воду, во второй – достаточно соленую. А в воду третьего стакана добавили очень много соли, даже подогрели воду, чтобы еще больше соли растворилось в горячей воде. После того, как вода в третьем стакане остыла, мы в каждый стакан опустили яйцо.

В пресной воде яйцо утонуло, легло на дно. В среднесоленой воде яйцо на дно не опустилось, как бы висело. В сильносоленой воде яйцо плавало на поверхности. Значит наше предположение о том, что чем соленость воды больше, тем она плотнее и тем сильнее вода выталкивает помещенный в нее предмет оказалось верным. Это свойство воды учитывается в кораблестроении при проектировании морских и речных судов.

Получается, что когда плывешь в соленом море, вода тебя поддерживает сильнее, чем тогда, когда вода пресная. Вот поэтому в море держаться на воде, плавать значительно легче.