Наиболее заманчивыми и загадочными кажутся для нас огромные хранилища соленой воды – океаны и моря. Они еще недостаточно хорошо изучены и представляют для человека много неразгаданных захватывающих секретов, вопросов с ненайденными ответами. Миллионы путешественников бороздили на своих кораблях морские просторы с заветным желанием приподнять завесу таинственности, покрывшую море.
Воды океана содержат в своем составе всевозможные питательные соли, необходимые для развития растительных микроорганизмов, являющихся кормом морских животных. Эта производительная способность океана помогает с обеспечением продуктами питания человеку. Все мы имеем возможности оценить прелести вкуса и питательные свойства морских даров. Кстати говоря, Россия вместе с Японией делят первое место по добыче рыбы из океанских вод. В странах Дальнего Востока в пищу употребляются также некоторые разновидности водорослей, например «комбру». Многие водоросли используют в качестве удобрений, из них добывают йод, альгин, а также высококачественный желатин.
Наша страна очень богата запасами пресной воды. Например, озеро Байкал содержит в себе приблизительно 20 % мировых запасов пресной воды. По России протекает много крупных рек (Волга, Енисей, Лена, Ока, Ангара и др.).
Реки – самый распространенный вид водотоков, образуемый благодаря подземным водам, а также дождевой и талой влагой. Реки являются основной питательной силой в водоснабжении городов, при орошении сельскохозяйственных угодий, а также имеют определенную значимость как неплохой транспортный путь. При крупных реках функционируют гидрологические службы, занятые изучением водотоков. Путь реки всегда заканчивается впадением в море. Часто случается, что в местах впадания рек образуются дельты, представляющие собой разбитое на отдельные истоки русло с многочисленными островами и мелями. Примером может служить та же Волга, а еще Нева и многие другие естественные водотоки.
Заговорив о реках, нельзя не вспомнить про водопады. Это место, где благодаря подходящему рельефу вниз падает вода. Влага обладает размывающим действием, поэтому все водопады со временем обречены на гибель.
Самый известный водопад в мире – Ниагарский. Его название переводится на русский язык как «высота грозного шума». Шириной 914 м, он падает с высоты 50 м. Как видно, вернее, слышно из названия, это природное явление обладает страшной силы шумом, на получение которого расходуется 1 % затрачиваемой энергии.
В Европе несколько тысяч водопадов, 250 из них находятся в Альпах.
Есть реки, вода в которых имеет очень сильную степень минерализации. Как правило, они небольшие по размерам и на свете их существует предельно малое количество.
Вода находится в постоянном движении. Круговорот воды в природе – процесс постоянный и нескончаемый.
Начало круговорота положено еще в период образования океанов.
Помните тысячелетние дожди? Это было завершение первого круговорота в истории нашей планеты. Началом, как вы знаете, можно считать испарения вулканической лавы.
Солнце и сила тяжести служат для круговорота основным двигателем. Под действием солнца вода нагревается и испаряется, приобретая газообразное состояние. С увеличением удаления от земли температура пара падает.
Он собирается в облака, превращается в воду или снег и выпадает в виде осадков. Процесс в среднем длится 8–9 дней.
Основным потребителем солнечной энергии является океан. За один день с поверхности Мирового океана испаряется примерно столько же воды, сколько находится во всех реках планеты. Расход тепла океаном делится на нагревание атмосферы, это около 7 %, 42 % – на собственное излучение, и 51 % уходит на испарение. Из этих вычислений можно сделать вывод, что между получением и расходом солнечной энергии наблюдается равенство.
Основная масса испарившейся воды возвращается в океан. Это называется малым круговоротом. Интересно, что иногда заполненная растительностью суша может выделять даже больше влаги, чем море. Дело здесь в способностях некоторых деревьев. Эвкалипт, к примеру, испаряет до 150 л в сутки.
Выпадают осадки также неравномерно. Наибольшее количество наблюдается в тропиках. Рекорд установлен в 1861 г. – 23 м воды за один год. Зато в центральных районах Антарктиды снег ложится за год в среднем по 5 см. Неравномерно выделение атмосферных осадков и в течение года, и по результатам нескольких лет. Здесь тоже все зависит от интенсивности солнечного света. Дождевая капля представляет из себя шарик воды, вытянутый силой поверхностного натяжения. Первое упоминание о дождемере встречается в древнегреческой книге «Артхашастра», написанной в конце IV в. до н. э. Каутильей. В этом древнем произведении предлагалось для измерения уровня осадков ставить возле дома сосуд определенных размеров. В тот период времени дождемеры были нужны грекам по двум причинам. Первая состояла в том, что по существовавшему закону на землю плата взималась в зависимости от выпадавших атмосферных осадков. А вторая причина заключалась в необходимости четкого представления об интенсивности дождей в связи с посевом сельскохозяйственных культур. После Каутильи измерять осадки временно прекратили. Следующие упоминания о дождемерах возникли лишь в I в. до н. э.
Самое засушливое место на Земле находится в Чили. Там осадки не выпадают годами.
Продолжая тему «Какая вода бывает?», хотелось бы рассказать вам о тех источниках живительной влаги, которые спрятаны от глаза человеческого многометровым земным слоем, т. е. о подземной воде. По степени удаления от поверхности их делят на три вида. Первая разновидность – почвенные воды. Глубина, на которой они располагаются, составляет не более 1 м. Подобная удаленность является недостаточной для приемлемой фильтрации, и поэтому они часто бывают загрязнены и для питья не подходят. А в жаркие летние дни могут вообще пересыхать и оставаться лишь в болотистой местности.
Второй вид – грунтовые воды. Глубина, на которой они находятся, достигает порой 200 м. Уровень содержания грунтовых вод выше в местах течения рек. Они обычно образуют линейные подземные потоки, часто взаимодействующие с поверхностными водами. В народном хозяйстве грунтовые воды используются достаточно давно и очень многосторонне. Достаточно вспомнить классический пример с колодцем, черпающим свои силы как раз из этого источника. Кроме того, при помощи ресурсов грунтовых вод орошается в сельскохозяйственных целях земля, происходит водоснабжение производства.
Межпластовые воды являются третьей разновидностью подземной влаги. Причем они в свою очередь делятся еще на несколько групп, различных по минеральному составу и удаленности от поверхности. Межпластовые воды формируют артезианские бассейны. На территории Российской Федерации крупнейшие бассейны находятся в Западной Сибири и центре России.
Огромное пресное подземное озеро расположено под самой крупной пустыней – Сахарой. Есть такое и в Западной Африке, причем размеры озера в три раза превышают территорию Бельгии. Большое подземное водохранилище есть в Туркменистане. Кроме того, в природе существуют и такие явления, когда под морем могут находиться обширные пресноводные пласты. Под Балтийским морем есть одно из таких озер с содержащейся в нем пресной влагой.
Артезианские воды заключены между двумя водонепроницаемыми слоями и поэтому находятся под сильным давлением. Когда скважина доходит до них, воды начинают бить ключом. Если с фонтанами получается не всегда, то по крайней мере влага поднимается до такого уровня, что ее с легкостью можно эксплуатировать.
Но подземные воды не являются неистощимыми. И когда из них забирают слишком много влаги, то во избежание возможных катастроф артезианские бассейны необходимо искусственно заполнять.
Подземные воды богаты по своему химическому составу. Верхние слои минерализованы не сильно. Зато в нижних можно обнаружить все элементы таблицы Менделеева. А, к примеру, радоновые воды, бывает, применяют и в медицине. Названы так эти воды в связи с высоким содержанием в них газа радона, образующегося при распаде радия. Наиболее распространенное использование – купания в такой воде.
Еще один вид воды, главным образом находящейся под землей, – минеральная. Основной характеризующей чертой ее является высокое содержание биологически активных минеральных, а иногда органических компонентов. Такая вода обладает специфическими физико-химическими свойствами. Благодаря этому она оказывает на человеческий организм лечебное воздействие.
На поверхность минеральная вода попадает в виде источников. Кроме того, ее могут выводить наружу искусственно, пробуривая специально в таких целях скважины, временами достигающие размеров в несколько километров. Для практического освоения и эксплуатации подземных месторождений предназначено специальное устройство под названием «каптаж». Происхождение минеральных вод связано с растворением в водоносных слоях известняка, каменной соли или гипса. Так получаются бикарбонатные, хлористые или сернистые минеральные воды. Есть также термальные воды, выходящие на поверхность с большой глубины. Они содержат углекислоту и растворенные минералы. Встретить их можно в вулканических районах. Это источники Центрального горного массива Франции, а также Исландские гейзеры.
