ГИДРОСФЕ́РА

ГИДРОСФЕ́РА (от гид­ро... и сфе­ра), не­пре­рыв­ная вод­ная обо­лоч­ка Зем­ли, со­дер­жа­щая во­ду во всех её аг­ре­гат­ных со­стоя­ни­ях (жид­ком, твёр­дом и га­зо­об­раз­ном), с по­сто­ян­ным во­до­об­ме­ном ме­ж­ду все­ми гео­сфе­ра­ми и кос­мич. про­стран­ст­вом и с пре­вра­ще­ни­ем её из од­но­го состоя­ния в дру­гое в хо­де кру­го­во­ро­та во­ды в при­ро­де.

Г. – од­на из древ­ней­ших обо­ло­чек Зем­ли, су­ще­ст­во­вав­шая прак­ти­че­ски во все гео­ло­гич. эпо­хи (опи­са­ны гор­ные по­ро­ды с воз­рас­том ок. 4 млрд. лет, об­ра­зо­вав­шие­ся в вод­ной сре­де). Осн. мас­са Г. сфор­ми­ро­ва­лась в ре­зуль­та­те вы­плав­ле­ния и де­га­за­ции ве­ще­ст­ва ман­тии Зем­ли, по-ви­ди­мо­му, в те­че­ние пер­вых со­тен – ты­сяч млн. лет ис­то­рии Зем­ли, ко­гда де­га­за­ция мог­ла про­ис­хо­дить бо­лее ин­тен­сив­но. Воз­ник­но­ве­ние Г. оп­ре­де­ля­лось глу­бин­ны­ми гео­фи­зич. про­цес­са­ми, ре­зуль­та­том ко­то­рых яви­лось так­же об­ра­зо­ва­ние со­пря­жён­ных с ней обо­ло­чек – ли­то­сфе­ры и ат­мо­сфе­ры. Про­цесс об­ра­зо­ва­ния зем­ной ко­ры при­во­дил к свя­зы­ва­нию зна­чит. масс во­ды в гор­ных по­ро­дах (св. 20%). На­ря­ду с по­сту­п­ле­ни­ем юве­ниль­ных вод на зем­ную по­верх­ность часть во­ды в про­цес­се дис­си­па­ции во­до­ро­да в верх­них сло­ях ат­мо­сфе­ры ухо­ди­ла в кос­мич. про­стран­ст­во. Воз­ник­но­ве­ние био­сфе­ры при­ве­ло к транс­фор­ма­ции га­зо­во­го со­ста­ва ат­мо­сфе­ры, об­ра­зо­ва­нию эк­ра­на из ион­но­го слоя, пре­пят­ст­вую­ще­го диф­фу­зии вла­ги и за­мед­ляю­ще­го её вы­нос в кос­мос с од­но­вре­мен­ным уси­ле­ни­ем на­ко­п­ле­ния вод на по­верх­но­сти Зем­ли.

Г. Зем­ли прак­ти­че­ски про­ни­зы­ва­ет все гео­сфе­ры пла­не­ты. Зем­ная ко­ра до её ниж­ней гра­ни­цы со­дер­жит под­зем­ные во­ды. Верх­няя гра­ни­ца Г. прак­ти­че­ски сов­па­да­ет с верх­ней гра­ни­цей ат­мо­сфе­ры. Осн. мас­са во­дя­но­го па­ра со­сре­до­то­че­на в тро­по­сфе­ре, но че­рез тро­по­пау­зу про­ис­хо­дит по­сто­ян­ный об­мен вла­ги со стра­то­сфе­рой, где, не­смот­ря на не­зна­чи­тель­ное ко­ли­че­ст­во во­дя­ных па­ров, воз­мож­на их кон­ден­са­ция, в ре­зуль­та­те ко­то­рой фор­ми­ру­ют­ся пер­ла­мут­ро­вые об­ла­ка.

Г. Зем­ли под­раз­де­ля­ет­ся на три осн. час­ти (табл. 1). Ат­мо­сфер­ная вла­га име­ет наи­мень­ший объ­ём и про­сти­ра­ет­ся от по­верх­но­сти Зем­ли до выс. 300 км (пре­им. в ви­де па­ра, ка­пель жид­кой вла­ги и кри­стал­лов льда). Во­ды Ми­ро­во­го ок. и по­верх­но­ст­ные во­ды су­ши за­нима­ют про­стран­ст­во от Ма­ри­ан­ско­го жёло­ба (глу­би­на 11022 м) до вы­со­ко­гор­ных сне­гов Джо­мо­лун­гмы (выс. 8848 м). Во­да здесь на­хо­дит­ся гл. обр. в жид­ком (океа­ны, мо­ря, ре­ки, озё­ра, во­до­хра­ни­ли­ща и др.), а так­же в твёр­дом (лед­ни­ки, ле­до­вый и снеж­ный по­кро­вы и др.) и био­ло­гич. (рас­ти­тель­ный и жи­вот­ный мир) со­стоя­ни­ях. Под­зем­ные во­ды мо­гут на­хо­дить­ся в па­ро­об­раз­ном, жид­ком, твёр­дом и хи­ми­че­ски свя­зан­ном со­стоя­ни­ях. Это поч­вен­ная вла­га, гра­ви­та­ци­он­ные во­ды верх­них сло­ёв зем­ной ко­ры, глу­бин­ные на­пор­ные во­ды, во­ды в свя­зан­ном со­стоя­нии в разл. гор­ных по­ро­дах и от­ло­же­ни­ях, а так­же во­ды, вхо­дя­щие в со­став ми­не­ра­лов, юве­ниль­ные во­ды (табл. 2). В зем­ной ко­ре мощ­но­стью 20–25 км объ­ём вод мо­жет дос­ти­гать 1,3·10⁹ км³, до глу­би­ны 5 км – 60·10⁶ км³, до 200 м – 23,4·10⁶ км³, в поч­вен­ном го­ри­зон­те до 2 м – ок. 16,5·10⁶ км³ вод. Часть под­зем­ных вод (200–500·10³ км³) со­дер­жит­ся в под­земных льдах зо­ны мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род. Под­зем­ные во­ды, наи­бо­лее ак­тив­но уча­ст­вую­щие в совр. гло­баль­ном во­до­об­ме­не, со­став­ля­ют все­го ок. 0,7% об­щих за­па­сов во­ды на Зем­ле.

По хи­мич. со­ста­ву во­ды Г. пред­став­ля­ют со­бой слож­ный рас­твор разл. ве­ществ, от­ли­ча­ют­ся по хи­мич. эле­мен­там, кон­цен­тра­ции рас­тво­рён­ных ве­ществ, по ко­ли­че­ст­вен­но­му со­от­но­ше­нию ме­ж­ду ком­по­нен­та­ми со­ста­ва, фор­ме их со­еди­не­ний. В со­став во­ды вхо­дят га­зы, со­ли, ор­га­нич. ве­ще­ст­ва. Хи­мич. со­ста­вом Г. оп­ре­де­ля­ют­ся разл. про­цес­сы, про­те­каю­щие в вод­ной сре­де (табл. 3).

Г. иг­ра­ла и иг­ра­ет ос­но­во­по­ла­гаю­щую роль в гео­ло­гич. ис­то­рии Зем­ли, в ней за­ро­ди­лась жизнь на пла­не­те, эво­лю­ция ор­га­низ­мов про­дол­жа­лась в мор. сре­де в те­че­ние все­го до­кем­брия, и лишь в на­ча­ле па­лео­зоя на­ча­лось за­се­ле­ние су­ши разл. ор­га­низ­ма­ми. По­верх­но­ст­ные во­ды су­ши, за­ни­мая срав­ни­тель­но ма­лую до­лю в об­щей мас­се Г., иг­ра­ют важ­ней­шую роль в жиз­ни на­шей пла­не­ты, яв­ля­ясь ос­нов­ным ис­точ­ни­ком во­до­снаб­же­ния, оро­ше­ния и об­вод­не­ния. Взаи­мо­дей­ст­вие разл. ви­дов вод и вза­им­ные пе­рехо­ды из од­них в дру­гие со­став­ля­ют слож­ный кру­го­во­рот во­ды на зем­ном ша­ре. Во­ды Г. ока­зы­ва­ют ме­ха­нич. и хи­мич. воз­дей­ст­вие на гор­ные по­ро­ды – за­мер­зая и рас­ши­ря­ясь в тре­щи­нах гор­ных по­род или рас­тво­ряя их, во­да про­из­во­дит раз­ру­ши­тель­ную ра­бо­ту. Во­ды рек раз­ра­ба­ты­ва­ют ши­ро­кие до­ли­ны, пе­ре­но­ся об­ло­моч­ный ма­те­ри­ал в бо­лее низ­кие рай­оны, а в ко­неч­ном ито­ге в Ми­ро­вой ок. Оса­ж­да­ясь на дно озёр, мо­рей, океа­нов, твёр­дый ма­те­ри­ал об­ра­зу­ет оса­доч­ные по­роды. Ог­ром­ное ко­ли­че­ст­во при­род­но­го ма­те­риа­ла пе­ре­но­сит­ся ре­ка­ми в рас­тво­рён­ном со­стоя­нии. В ре­зуль­та­те вы­па­де­ния из вод гид­росфе­ры разл. со­лей об­ра­зу­ют­ся по­ро­ды и ми­не­ра­лы хи­мич. про­ис­хо­ж­де­ния (гипс, до­ло­ми­ты и т. д.). Жи­ву­щие в во­де ор­га­низ­мы об­ла­да­ют спо­соб­но­стью по­гло­щать из неё разл. со­еди­не­ния (кар­бо­нат каль­ция, крем­не­зём и т. д.); ска­п­ли­ва­ясь на дне во­до­ёмов, их ске­ле­ты об­ра­зу­ют мощ­ные слои из­вест­ня­ков и разл. крем­ни­стых оса­доч­ных по­род. Т. о., по­дав­ляю­щая часть оса­доч­ных гор­ных по­род и та­кие по­лез­ные ис­ко­пае­мые, как нефть, уголь, бок­си­ты, мар­ган­це­вые и же­лез­ные оса­доч­ные ру­ды, об­ра­зо­ва­лись в про­шлые гео­ло­гич. эпо­хи под воз­дей­ст­ви­ем Г. и про­ис­хо­дя­щих в ней про­цес­сов.

Со­вре­мен­ный вод­ный ба­ланс на Зем­ле оп­ре­де­ля­ет­ся сло­жив­ши­ми­ся кли­ма­тич. ус­ло­вия­ми и под­дер­жи­ва­ет­ся гло­баль­ным во­до­об­ме­ном, в ко­то­ром уча­ст­ву­ет св. 1 млн. км³ во­ды.

В ис­то­рии Зем­ли не­од­но­крат­но про­ис­хо­ди­ли ги­гант­ские из­ме­не­ния гло­баль­но­го вод­но­го ба­лан­са, свя­зан­ные с из­ме­не­ния­ми ра­ди­ац. ба­лан­са на по­верх­но­сти пла­не­ты. При по­хо­ло­да­нии и рос­те лед­ни­ков во­да на­ка­п­ли­ва­ет­ся на су­ше, со­кра­ща­ет­ся объ­ём Ми­ро­во­го ок., а при по­те­п­ле­нии про­ис­хо­дит об­рат­ный про­цесс. В пе­рио­ды раз­ви­тия мощ­ных по­хо­ло­да­ний уро­вень Ми­ро­во­го ок. мог по­ни­жать­ся на 110–130 м, про­ис­хо­ди­ла кон­сер­ва­ция зна­чит. мас­сы во­ды в лед­ни­ках, 40–50 млн. км³ во­ды пе­ре­ме­ща­лось из океа­на на тер­ри­то­рию су­ши. Из­ме­не­ния в вод­ном ба­лан­се при­во­ди­ли к зна­чит. гео­фи­зич. по­след­ст­ви­ям, та­ким как из­ме­не­ние ско­ро­сти вра­ще­ния Зем­ли, сме­ще­ние по­лю­сов и др. Совр. кли­ма­тич. ус­ло­вия, ус­та­но­вив­шие­ся при­бли­зи­тель­но 10 тыс. лет на­зад, яв­ля­ют­ся дос­та­точ­но ус­той­чи­вы­ми, ко­ле­ба­ния гло­баль­ной темп-ры про­ис­хо­дят в пре­де­лах 1–2 °C, обес­пе­чи­вая ста­би­ли­за­цию вод­но­го ба­лан­са Зем­ли. Об этом сви­де­тель­ст­ву­ет ход уров­ня Ми­ро­во­го ок. в го­ло­це­не и в ис­то­рич. вре­мя.

Во­ды Г. иг­ра­ют важ­ней­шую роль в жиз­ни че­ло­ве­ка. Они ис­поль­зу­ют­ся в це­лях гид­ро­энер­ге­ти­ки, для во­до­снаб­же­ния, су­до­ход­ст­ва, ры­бо­лов­ст­ва, рек­реа­ции, до­бы­чи цен­но­го хи­мич. сы­рья (рас­со­лы) и т. д. Ми­не­раль­ные во­ды об­ла­да­ют це­леб­ны­ми свой­ст­ва­ми.