Вода главная ценность на земле: роль воды в природе и жизни человека

роль воды в природе и жизни человека

Главная / Вода — роль воды в природе и жизни человека Вода в природе

Четыре элемента природы, четыре стихии родили на Земле жизнь — это огонь, воздух, земля и вода. Причем вода появилась на нашей планете на несколько миллионов лет, чем та же почва или воздух.

Казалось бы, вода уже изучена человеком, но ученые до сих пор находят самые удивительные факты об этом природном элементе.

Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных, геологических процессов.

В.И. Вернадс

Вода — это самое распространенное неорганическое соединение на земле. И первое исключительное свойство воды в том, что она состоит из соединений атомов водорода и кислорода. Казалось бы, такое соединение, согласно химическим законам, должно быть газообразным. А вода — жидкая!

Так, например, всем известно, что вода существует в природе в трех состояниях: твердом, жидком и в виде пара.

Но уже сейчас выделяют более 20 состояний воды, из которых только 14 — это вода в замерзшем состоянии.

Удивительно, но вода — единственное вещество на Земле, плотность которого в твердом состоянии меньше, чем в жидком. Именно поэтому лед не тонет, а водоемы не промерзают до самого дна. Разве что при экстремально холодных температурах.

Еще один факт: вода — универсальный растворитель. По количеству и качеству растворенных в воде элементов и минералов ученые выделяют приблизительно 1330 видов воды: минеральная и талая, дождевая и роса, ледниковая и артезианская…

Вода в природе

В природе вода играет важнейшую роль. При этом она оказывается задействованной в самых разных механизмах и жизненных циклах на земле. Вот лишь несколько фактов, которые наглядно демонстрируют ее значимость для нашей планеты:

• начение круговорота воды в природе просто огромно. Именно этот процесс позволяет животным и растениям получать столь необходимую для их жизни и существования влагу.
• Моря и океаны, реки и озера — все водоемы играют важнейшую роль в создании климата той или иной местности. А высокая теплоемкость воды обеспечивает комфортный температурный режим на нашей планете.
• Вода играет одну из ключевых ролей в процессе фотосинтеза. Не будь воды, растения не могли бы перерабатывать углекислый газ в кислород, а значит — воздух был бы непригоден для дыхания

Вода в жизни человека

Главный потребитель воды на Земле — это человек. Не случайно все мировые цивилизации формировались и развивались исключительно вблизи водоемов. Значение же воды в жизни человека просто огромное.

• Тело человека тоже состоит из воды. В теле новорожденного — до 75% воды, в теле пожилого человека — более 50%. При этом известно, что без воды человек не выживет. Так, когда у нас исчезает хотя бы 2% воды из организма, начинается мучительная жажда. При потере более 12% воды человеку ужу не восстановится без помощи врачей. А потеряв 20% воды из организма, человек умирает.
• Вода является для человека исключительно важным источником питания. По статистике человек за месяц в норме потребляет 60 литров воды (2 литра в день).
• Именно вода доставляет к каждой клеточке нашего организма кислород и питательные вещества.
• Благодаря наличию воды наш организм может регулировать температуру тела.
• Вода также позволяет перерабатывать пищу в энергию, помогает клеткам усваивать питательные вещества. А еще вода выводит шлаки и отходы из нашего тела.
• Человек повсеместно использует воду для своих нужд: для питания, в сельском хозяйстве, для различного производства, для выработки электроэнергии. Неудивительно, что борьба за водные ресурсы идет нешуточная. Вот всего лишь несколько фактов:

Более 70% нашей планеты покрыто водой. Но при этом всего 3% всей воды можно отнести к питьевой. И доступ к этому ресурсу с каждым годом становится все труднее. Так, по данным РИА-новости за последние 50 лет на нашей планете произошло более 500 конфликтов, связанных с борьбой за водные ресурсы. Из них более 20 конфликтов переросли в вооруженные столкновения. Это всего лишь одна из цифр, ярко демонстрирующих то, насколько важна роль воды в жизни человека.

Роль воды в жизни человека

Общеизвестно, что вода — источник жизни.

Для жизни человека, вода, наряду с воздухом, занимает одно из важнейших мест в поддержании жизни и здоровья. Человек (как и любой живой организм) состоящий из воды более, чем на 70%,  прожить без неё может очень короткое время. Вода нужна всему живому- животным, птицам, растениям и даже микроорганизмам. Не будет воды- не будет жизни на Земле; в том числе и по причине отсутствия продуктов питания, т.к. растения без воды не вырастут и не выживут, сельскохозяйственным животным, птице вода также жизненно необходима, не говоря уже о том, что рыба живет только в воде. Таким образом,  человеку вода нужна не только сама по себе, но ещё и как средства для производства продуктов питания.

На поверхности нашей Земли, как и в атмосфере, содержится огромное количество воды; и  большую часть занимает не суша, а вода. Но, к сожалению, пригодной для питьевых целей воды не так уж и много (вода в океанах и морях содержит большое количество соли и без опреснения её пить практически невозможно, а опреснение  очень затратно),  да и распределена она на земном шаре неравномерно. К счастью, территория Российской Федерации имеет достаточные запасы пресной  воды (пригодной для питья) воды.

Вода необходима для нормального функционирования организма, так как доставляет к клеткам  кислород и питательные вещества; позволяет перерабатывать пищу в энергию, выводит шлаки и отходы из нашего организма;  участвует в регулировании температуры тела.

Вода способствует тому, чтобы пища, которую мы едим, быстро переваривалась и усваивалась организмом. Вода служит в качестве смазки для наших суставов, а также регулирует и поддерживает температуру нашего тела.

Несмотря на то, что вода не имеет энергетической ценности (в ней отсутствуют белки, жиры и углеводы), она необходима для растворения витаминов, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека, в том числе:

C-  участвует в окислительно-восстановительных реакциях, функционировании иммунной системы, способствует усвоению железа. Дефицит приводит к рыхлости и кровоточивости десен, носовым кровотечениям вследствие повышенной проницаемости и ломкости кровеносных капилляров.

B1 (тиамин)- в форме образующегося из него тиаминдифосфата входит в состав важнейших ферментов углеводного и энергетического обмена, обеспечивающих организм энергией и пластическими веществами, а также метаболизма разветвленных аминокислот. Недостаток этого витамина ведет к серьезным нарушениям со стороны нервной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем.

Витамин B2 (рибофлавин)- в форме коферментов участвует в окислительно-восстановительных реакциях, способствует повышению восприимчивости цвета зрительным анализатором и темновой адаптации. Недостаточное потребление витамина B2 сопровождается нарушением состояния кожных покровов, слизистых оболочек, нарушением светового и сумеречного зрения.

Витамин B6 (пиридоксин)- в форме своих коферментов участвует в превращениях аминокислот, метаболизме триптофана, липидов и нуклеиновых кислот, участвует в поддержании иммунного ответа, участвует в процессах торможения и возбуждения в центральной нервной системе, способствует нормальному формированию эритроцитов, поддержанию нормального уровня гомоцистеина в крови. Недостаточное потребление витамина B6 сопровождается снижением аппетита, нарушением состояния кожных покровов, развитием гомоцистеинемии, анемии.

Ниацин в качестве кофермента участвует в окислительно-восстановительных реакциях энергетического метаболизма. Недостаточное потребление витамина сопровождается нарушением нормального состояния кожных покровов, желудочно-кишечного тракта и нервной системы.

B12 играет важную роль в метаболизме и превращениях аминокислот.

Фолат и витамин B12 являются взаимосвязанными витаминами, участвуют в кроветворении. Недостаток витамина B12 приводит к развитию частичной или вторичной недостаточности фолатов, а также анемии, лейкопении, тромбоцитопении.

Фолаты- в качестве кофермента участвуют в метаболизме нуклеиновых и аминокислот. Дефицит фолатов ведет к нарушению синтеза нуклеиновых кислот и белка, следствием чего является торможение роста и деления клеток, особенно в быстро пролифелирующих тканях: костный мозг, эпителий кишечника и др. Недостаточное потребление фолата во время беременности является одной из причин недоношенности, гипотрофии, врожденных уродств и нарушений развития ребенка. Показана выраженная связь между уровнем фолата, гомоцистеина и риском возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.

Пантотеновая кислота- участвует в белковом, жировом, углеводном обмене, обмене холестерина, синтезе ряда гормонов, гемоглобина, способствует всасыванию аминокислот и сахаров в кишечнике, поддерживает функцию коры надпочечников.

Недостаток пантотеновой кислоты может вести к поражению кожи и слизистых.

Биотин- участвует в синтезе жиров, гликогена, метаболизме аминокислот. Недостаточное потребление этого витамина может вести к нарушению нормального состояния кожных покровов.

Ежедневно из нашего организма выводится около 2 литров жидкости. Влага выделяется через кожу, мочевыделительную систему,  кишечник и лёгкие; поэтому запасы воды необходимо своевременно пополнять, в том числе и чтобы не наступило обезвоживание (проявляется усталостью, мышечными и головными болями, жаждой, в тяжелых случаях потерей сознания).

Воду необходимо пить  равномерно в течение дня. Не стоит компенсировать потерю воды чаем или кофе, т.к. они обладают мочегонными свойствами. Пить необходимо не дожидаясь сухости во рту, жажды (в это время уже произошло обезвоживание), не стоит пить «залпом» сразу стакан или кружку воды- лучше через равные промежутки времени(в т.ч.во время перерывов в работе) выпивать по нескольку глотков.

Во время тяжелой физической нагрузки, в жарком климате и др. условиях может появиться необходимость в повышенном употреблении питьевой воды, поэтому если нет свободного доступа к питьевой воде,  то во время занятий спортом, в условиях походов, при пребывании в условиях повышенной температуры воздуха и др. необходимо иметь с собой достаточное количество питьевой воды (не использовать в этих целях сладкие газированные напитки, снабжающие организм ненужным дополнительным количеством  сахара и способствующие обезвоживанию организма).

В природе вода играет важнейшую роль. Вода океанов, морей, озёр, рек и других (в том числе искусственно созданных водоемов) играет  очень важную роль в создании мирового климата, а также климата той или иной местности.  Вода играет одну из ключевых ролей в процессе фотосинтеза. Не будь воды, растения не могли бы перерабатывать углекислый газ в кислород, а значит — воздух был бы непригоден для дыхания.

Необходима вода  для обеспечения человека продуктами питания (выращивания сельскохозяйственных культур и животных, птиц), для бытовых нужд, для соблюдения личной гигиены, для производства электрической энергии, для теплоснабжения (центрального отопления) жилых, общественных зданий и промышленных предприятий, для борьбы с вредителями с/х культур, возбудителями инфекционных заболеваний (для дезинфекции), вредными насекомыми (дезинсекции), для повышения плодородия почвы при внесения минеральных удобрений и др.

Доступ к водным ресурсам  является важным фактором жизнеобеспечения любого государства, и иногда приводит к  конфликтам (племенным, межгосударственным — особенно в условиях  пустынь).

Человечеству важно не только иметь доступ к питьевой воде, водам мирового океана, но и сохранять это бесценное богатство!

ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Воронежской области». 2019г.

По материалам сайта: korotoyak.ru

Значение воды в природе и жизни человека

Природа и человек взаимосвязаны. Вода — это основа жизни, что природы, что человека. Человек на 80% состоит из воды, причем чем меньше мы пьем, тем хуже для организма. Это сразу заметно: кожа на лице менее эластична, отечность появляется, волосы сухие, начинает накапливаться лишний вес. Посмотрим на природу через призму воды. Все живое погибает, сохнет, одним словом, жизнь заканчивается тогда, когда вода становится дефицитом в природе, отсюда болезни, и всевозможные нежелательные метаморфозы.

Вода — оксид водорода, прозрачная жидкость, самое распространенное вещество на нашей планете.Роль воды в природе:Вода имеет важное значение для жизни всего живого.Именно в воде появились первые признаки жизни, и первые организмы.Также без воды не может существовать вся экосистема (животные, растения, птицы, бактерии).Вода в атмосфере стабилизирует климат и погоду Земли.Участвует в геологических процессах (почва, горы, холмы)Вода является драгоценным сырьем для сохранения жизни на планете.Роль воды в жизни человека:Все мы знаем, что организм человек из 75% состоит из воды.Человек не сможет существовать без воды. Вода для человека — необходимая и незаменимая потребность для жизни.Вода в организме человека обеспечивает передвижение крови по сосудам.Вода — главный источник энергии для обеспечения существования человека.Без еды человек сможет прожить около 40 дней, а без воды умрёт уже через пять дней.

Вода в жизни природы и человека

Вода в жизни природы и человека

Вода, у тебя нет цвета, нет вкуса, нет запаха,
тебя невозможно описать, люди тобою наслаждаются,
при этом не ведая, что ты есть такое..
Нельзя сказать, что ты необходима для жизни —
ты есть сама жизнь.
(Антуан де Сент-Экзюпери)

Все ли мы знаем о таком привычном для нас веществе, которое всегда и в природе, и в быту сопровождает нас?

Вода — самое распространенное на Земле вещество, она занимает более 70% площади поверхности земли, и только около 30% приходится на долю суши.  Вода придает Земле тот неповторимый вид, который отличает ее от других планет Солнечной системы.

С древности люди поклонялись воде и обожествляли, об этом можно посмотреть  в фильме «Великая тайна воды». Видео 22.

В философии древних греков отражалось глубокое понимание значения воды во всех явлениях природы и в жизни человека.  Так, Фалес Милетский, великий древнегреческий философ и математик, живший в 6-7 в.в. до н.э., высказал гениальную догадку, что вода — первооснова всего на Земле. Современная наука, в том числе экология, полностью подтвердила это. Вода — непременная составная часть всего живого, она играет первостепенную роль в жизни всех живых существ, в том числе человека.Как утверждают ученые, жизнь на Земле впервые появилась в воде, а лишь потом распространилась на сушу/ Свою зависимость от воды наземные организмы сохранили в ходе эволюции в течение многих миллионов лет.

Как Вы думаете, сколько времени может прожить человек без пищи, а сколько — без воды?

Вода обеспечивает доставку питательных веществ и кислорода ко всем клеткам тела, защиту и буферизацию жизненно важных органов, регуляцию температуры тела, помогает в преобразовании пищи в энергию, усвоении питательных веществ органами, вывод шлаков и отходов в процессе жизнедеятельности и выполнение целого ряда других функций.  Видео 23.

Попробуйте подышать на холодное стекло. Что Вы увидите? Пары воды, которую Вы выдохнули, сконденсировались на холодном стекле, превратились в жидкую воду. Откуда эта вода взялась в нашем организме?

Не будем забывать, что вода — среда обитания огромного числа живых организмов, отличающихся друг от друга и определяющих  различные свойства вод океанов, морей, озер, рек и болот.

Благодаря воде в природе происходитперенос веществ из почвы в растения, с суши в реки, озера и океаны, из атмосферы на сушу, питание живых организмов  этих систем и вынос отходов их жизнедеятельности. Значение воды в природе иногда сравнивают с той ролью, какую выполняет кровь в живом организме.

Почему воду справедливо называют чудом природы?
Что знает о воде современная наука?

Несмотря на широкую распространенность и доступность вода все еще остается непознанным до конца веществом. Ежегодно публикуются новые работы по исследованию свойств воды, и она не перестает удивлять ученых. Без преувеличения можно сказать, что среди необозримого множества природных веществ вода является одним из самых необыкновенных. Она обладает целым рядом физических и химических свойств, которые называют уникальными или аномальными. Эти свойства воды обеспечивают протекание многих природных процессов и существование жизни на Земле в целом. Видео 24.

Необычными свойства воды кажутся по сравнению с жидкостями. Но ученые установили, что жидкая вода имеет структуру, так как ее молекулы способны сцепляться, образовывая межмолекулярные связи, которые очень легко разрываются. То есть можно сказать, что жидкая вода является полимером! Связями между молекулами воды объясняются многие ее необычные свойства. Например, для кипячения воды необходимо затратить много энергии, которая тратится на разрыв этих связей.«Аномальные» температуры кипения, а также замерзания воды обусловливают способность воды находиться в природе в трех агрегатных состояниях (жидком, твердом и газообразном). На планете нет другого вещества, которое находились бы в трех агрегатных состояниях.

Приходилось ли Вам видеть воду в природе одновременно в двух или даже в трех агрегатных состояниях? Где?

Это приводит к тому, что водная оболочка Земли (гидросфера) и, соответственно, жизнь на планете практически не прерывается на поверхности планеты, все ее компоненты объединяются в единое целое благодаря воде. Если представить, что вода обладала бы «нормальной» температурой кипения, то она бы закипала при температуре минут 70 градусов.

В каком состоянии она находилась бы в условиях существующего на Земле температурного режима? И где бы в таком фантастическом мире могли бы возникать водоемы?

Для жизни на Земле также чрезвычайно важным является такое свойство воды, как ее  высокая теплоемкость, Теплоемкость - количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус.    она определяет стабильность температурного режима на планете. Для того чтобы нагреть какую-то массу воды на 1 градус, требуется гораздо больше тепла, чем для того, чтобы произвести нагревание на 1 градус такой же массы любого другого вещества. Благодаря исключительно высокой термической инертности воды Мировой океан, а также многочисленные водоемы суши как нельзя лучше выполняют роль гигантского планетарного терморегулятора, сглаживающего суточные и сезонные перепады температуры. В дневное время, а также летом, водные массы медленно нагреваются, поглощая при этом много тепла, что не позволяет воздуху разогреваться очень сильно. По ночам и в зимние периоды, наоборот, водные массы медленно остывают, выделяя накопленное ранее тепло, что не позволяет воздуху чрезмерно остывать.

Как Вы думаете, какой был бы климат на Земле, если бы вода не обладала такой высокой теплоемкостью?

Еще одним замечательным свойством воды является ее исключительно высокая растворяющая способность, она — универсальный растворитель огромного количества химических веществ, среда, в которой протекают все процессы жизнедеятельности.

Существуют и другие важные для природы «аномальные» свойства воды, такие какочень большая способность к  капиллярному движению, Под капиллярным движением воды в грунтах понимается их способность поднимать воду по капиллярным порам снизу вверх или в стороны вследствие воздействия капиллярных сил, которые возникают на границах раздела различных компонент грунта. В их основе лежат силы взаимодействия воды и воздуха с твердыми частицами грунта, проявляющиеся в смачивании последних и в других явлениях.    высокое  поверхностное натяжение См.: http://theoryandpractice.ru/posts/1012-chto-takoe-poverkhnostnoe-natyazhenie-i-pochemu-vodomerki-ne-tonut   .

Поверхностная пленка воды является для многих водных организмов опорой для движения

А какое колоссальное значение имеет«необычное» увеличение плотности воды при нагревании в диапазоне температур от 0 до 4 градусов! Плотность практически всех веществ уменьшается при нагревании во всем диапазоне температур. Однако плотность воды при нагревании от 0 градусов до 4 градусов возрастает. Это связано с тем, что, как мы уж говорили, вода является структурированной жидкостью, и в этом интервале  имеющиеся в структуре льда полости заполняются молекулами воды. Далее от 4 градусов до 100 градусов вода ведет себя «нормально» — т.е. ее плотность при нагревании уменьшается. Видео 25.

Как Вы думаете, как это свойство воды сказывается на жизни водоемов в холодное время года? Почему в них возможна жизнь зимой?

Если бы любое из названных свойств воды каким-то невероятным способом стало «нормальным», то это имело бы самые серьезные последствия для всего происходящего на поверхности планеты. О жизни капли воды со времени ее образования на Земле и до наших дней можно написать самую удивительную и увлекательную повесть. Вместе с миллионами других капель эта капля точила и растворяла горы, в виде кристаллов льда она тысячи лет хранилась в высокогорных ледниках, совершила не одно кругосветное путешествие вместе с морскими течениями, затопляла села и города во время наводнений, плавала в облаках над океанами и морями, разбивала корабли о прибрежные скалы, насыщала влагой травы, кусты и деревья; каплей росы она сверкала в душистых лепестках розы, взращивала посевы, излечивала больного человека и несла жизнь в пустыне утомленному путнику. Посмотрите фильм «Приключения капельки воды», из него Вы узнаете много увлекательных фактов про воду. Какими путями движется вода на Земле? Как осуществляется ее круговорот?

Земля представляет собой шар, окутанный водяными парами и хотя неравномерно, но щедро смоченный и пропитанный водой. Энергия Солнца поднимает воду в виде водяных паров вверх, охлаждается, конденсируется, затем сила тяжести увлекает ее вниз. Благодаря этим двум силам вода на Земле находится в непрерывном движении. Остановить движение воды — это значит превратить Землю в безжизненное космическое тело. Видео 26.

Полная смена воды в атмосфере происходит очень быстро, приблизительно через каждые 9 дней, речная вода меняется в среднем 20 раз в году, а для полной смены подземных вод  требуется по меньшей мере 8 тыс. лет.

  

За последнее время в естественный круговорот воды на Земле вторгся человек. Использование человеком воды достигло таких размеров, что стало оказывать заметное влияние на скорость круговорота и количество воды в его отдельных звеньях. То есть безответственная деятельность человека на планете оказывает влияние даже на такой глобальный природный процесс, как круговорот воды на планете.

Сделаем вывод. Вода благодаря своим поистине уникальным свойствам является одним из важнейших факторов жизнеобеспечения на Планете. Наша жизнь полностью зависит от воды.

Сколько нужно воды человеку и насколько важна ее экономия? Об этом мы поговорим в следующей теме.

Вода — источник жизни!

 

Значение воды для человека трудно переоценить, поскольку каждый из нас знает, что организм взрослого человека на 70% состоит из воды, присутствующей во всех его тканях. Эта  цифра варьируется в зависимости от возраста человека. Если это новорожденный младенец – то 80%, но с годами показатель опускается до 75%. И к концу жизни объем составляет 65-60%.  Еще с древних времен люди ценили воду, за ее полезные, уникальные, лечебные способности, применяя бани, обтирания, минеральные ванны, поклонялись ей, придавая ей особый таинственный, магический смысл. Кроме того, человек без воды, при обычной температуре (16-23 градуса) не сможет прожить и 10 дней.

Это вторая после кислорода составляющая, необходимая для выживания всего живого.

 Какая  роль воды в организме человека

Регулярное употребление жидкости благотворно влияет на общее состояние здоровья и имеет очень важную роль для нормального функционирования всех систем организма:

• улучшается пищеварение, усваивание пищи
• регулируется температура тела и кровообращение
• нормализуется поступление питательных веществ и кислорода в клетки
• выводятся токсины

К тому же  улучшает подвижность суставов и помогает защитить ткани и органы в организме.

Какие полезные функции в организме выполняет вода

• Нормализует пищеварительный процесс

Употребление воды играет важную функцию при переваривании твёрдой пищи.

Пищеварительная система зависит от достаточного количества жидкости, необходимой для переработки пищи. Кислоты и ферменты в желудке требуют баланса воды для превращения поступающей еды в однородную жидкость. Недостаток жидкости может привести к таким частым симптомам, как изжога и запоры. Питьё предотвращает появление этих признаков и нормализует пищеварительный процесс.

• Улучшает кровообращение

Обильное питьё позволяет поддерживать нормальное количество жидкости и способствует хорошему кровообращению. К тому же, вода позволяет переносить различные питательные вещества и кислород в клетки и выводить токсины.

Более того, она влияет на процесс терморегуляции и позволяет удерживать тепло. Для нормальной жизнедеятельности все системы должны правильно функционировать.

• Защищает суставы и органы от разрушения

Употребление воды улучшает подвижность суставов и обеспечивает защиту других органов и тканей. Между суставами расположена хрящевая ткань. Она играет роль подушки между костями, обеспечивая нормальное движение.

• Предохраняет от обезвоживания

Обильное питьё позволяет поддерживать нормальное количество жидкости в организме. Обезвоживание приводит к разрушительному эффекту. Недостаток жидкости в организме (обезвоживание) может вызвать следующие побочные эффекты:

• боли в суставах
• проблемы с желудком, язву
• боли в спине
• головокружение
• ощущение дезориентации и спутанность сознания

При недостаточном употреблении воды, организм начинает расходовать её. Если не поддерживать постоянный водный баланс, многие физиологические функции оказываются под угрозой. Обезвоживание не всегда легко распознать и большую часть времени оно может не проявляться. Многие люди вспоминают об этом лишь в состоянии жажды. Однако это не точный показатель потребности в воде. Очень важно пить больше, чем требуется для утоления жажды.

Сколько нужно человеку пить воды в день?

Норма для среднестатистического человека составляет, 2-3 литра в день, если учитывать, что на 15 кг массы тела должно приходиться 0.5 л. Поэтому, чем больше человек весит, тем ему больше надо пить H₂O, для нормальной работы всех систем организма. Например, человек, вес которого составляет 75 кг должен выпивать минимум 2.5 л, а человек массой 90 кг уже не меньше 3 л.

 

Таким образом, норма потребления воды человека, будет зависеть от:

1. Веса тела (все просто, чем больше вес человека, тем больше надо воды пить)
2. Затрат энергии (активное население планеты, которое регулярно занимается спортивными, физическими нагрузками, а также рабочий класс населения, выполняющий тяжелую работу в суровых, жарких условиях, нуждается в гораздо большем потреблении воды)
3. Климатических условий (в странах с жарким климатом, а также в условиях повышенных температур на улице, человек через пот, теряет значительное количество жидкости, чтобы избежать нарушения в работе организма, необходимо увеличить суточную норму воды)
4. Состояния организма (когда человек болен, ему зачастую рекомендуют врачи пить больше жидкости, для того, чтобы вода выводила как можно больше токсинов, продуктов обмена веществ естественным путем и через пот из организма)

Важно научиться прислушиваться к своему организму, он сам вам подскажет, сколько и в каком количестве нужно употреблять жидкость. Обычно организм нуждается в воде даже тогда, когда нет жажды.

Что касается температуры воды, то предпочтение лучше отдавать тёплой, так как она усваивается намного лучше, чем холодная. Ещё один способ определения нормы потребляемой воды – проверить цвет мочи. Чем светлее оттенок, тем лучше.

Питье воды является ключевым моментом здорового образа жизни. Иначе организм начнёт разрушаться. Она нужна для различных функций организма, поэтому отслеживать норму – чрезвычайно важно.

Обильное питьё на регулярной основе поможет улучшить здоровье и позволит вам чувствовать себя гораздо лучше.

Когда лучше пить воду?

 Хироми Шинья в своей книге  «Книга о вреде здорового питания, или Как жить до 100 лет, не болея», рассказывает как следует пить воду.

Если пить воду ДО ЕДЫ — снижается аппетит, поскольку желудок наполняется жидкостью.

 Но если пить воду ВО ВРЕМЯ ЕДЫ — затрудняется процесс усвоения пищи, так как пищевые энзимы в желудке оказываются разбавленными водой.

Если вы не хотите, чтобы жидкость поднималась вверх по вашему пищеводу, не пейте ПЕРЕД СНОМ. Попадая в желудок, вода смешивается с желудочным соком. Когда человек принимает горизонтальное положение, эта смесь поднимается по пищеводу, проникает в трахею и вдыхается вместе с воздухом. Так возникает риск получить воспаление легких.

Воду лучше всего пить УТРОМ, сразу после пробуждения, а также за 1 час до каждого приема пищи — это самый лучший способ удовлетворить потребность организма в жидкости.

Вода необходима организму. В пустыне ничего не растет именно потому, что там нет воды — каждому растению нужны и солнечный свет, и земля, и вода. Питательные вещества самой плодородной почвы могут быть усвоены растениями только вместе с водой.

Выработайте у себя привычку утолять жажду не пивом, чаем, кока-колой или кофе, а ХОРОШЕЙ ЧИСТОЙ ВОДОЙ и живите долго и без болезней.

 

Подготовила Галина Михальченко

по материалам интернет-сайтов

 

 

Вода – основа жизни на земле

Вода – вещество привычное и необычное. Оно сопровождает каждое мгновение нашей жизни. Нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого вещества, в свойствах которого было бы столько странностей (аномалий), сколько в ее свойствах.

Разная бывает вода: жидкая, твердая и газообразная; пресная и соленая; свободная и связанная.

Вода — источник жизни на Земле. Без воды невозможно существование всего живого. Почти ¾ поверхности нашей планеты занято океанами и морями. Твердой водой – снегом и льдом – покрыто 20% суши. От воды зависит климат планеты. Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода.

Но не только по этому мы считаем воду жизненно важным веществом. Дело в том, что тело человека состоит почти на 2/3 из воды.

Вставая утром рано, включая кран с водой, мы не задумываемся, как к нам в дом попадает вода и откуда она берется. Почему она никогда не заканчивается в реке? И как в облака и тучи попадает вода, которая потом падает на нас дождем или снегом?

Меня заинтересовал вопрос о роли воды в жизни человека и всего живого на земле и в данной работе я постаралась ответить на эти и многие другие интересные вопросы.

Проект выполнен с целью доказать значимость воды в жизни человека и окружающего его мира.

Вода – основа жизни на земле.

Очень часто мы слышим фразу «Вода — это жизнь!».

Мы используем воду для умывания, приготовления чая и пищи, стираем, моем руки и принимаем душ, моем полы, убираем жилища. В течение дня мы много раз слышим это слово. А что мы знаем о ней?

Вода — основа и источник жизни на Земле. Вода самое распространённое вещество в природе: гидросфера занимает 71% поверхности Земли.

Воде принадлежит важнейшая роль в геологической истории планеты.

Без воды невозможно существование практически всех живых организмов.    

Она является обязательным компонентом всех технологических процессов. Вода особой чистоты используется при производстве продуктов питания и лекарств, полупроводников и люминофоров, в медицине, в химическом анализе.

Человек на 60-70% состоит из воды. Вода доставляет в клетки органов и тканей питательные вещества, выводит из них продукты распада. Вода участвует в процессах терморегуляции и дыхания.

2. 1. Круговорот воды в природе.

Вода в природе находится в постоянном круговороте. Вода испаряется с поверхности растений, почвы, водоемов, накапливается в атмосфере, концентрируется и ,перейдя определенный предел, выпадает в виде осадков, пополняя водные запасы океанов, рек, озер и т. п.

  Таким образом, количество воды на планете Земля не изменяется.

Вода меняет свою форму жидкая – газообразная – твердая — жидкая – это и есть круговорот воды в природе.

 Все осадки, которые выпадают, на 80% попадают в океан. Наибольший интерес представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше.

Проще говоря, у воды, выпавшей на суше, есть два пути.

Либо она, собираясь в ручьи и реки, попадает в результате в озера и водохранилища — так называемые открытые (или поверхностные) источники водозабора.

Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод.

Поверхностные и грунтовые воды и составляют два основных источника водоснабжения. Оба этих водных ресурса взаимосвязаны и имеют как свои преимущества, так и недостатки в качестве источника питьевой воды.

Состояния воды.

Известно, что вода может находиться в трех различных состояниях, таких как твердое, жидкое или газообразное. Облака, снег и дождь представляют собой различные состояния воды.

Снежинка — это совокупность мельчайших кристалликов льда,а дождь — это всего лишь жидкая вода. Облако состоит из множества капелек воды и кристалликов льда

Газообразная вода — это водяной пар в атмосфере, который мы видим с земли в виде облаков. Облака образуются на разных высотах, и поэтому имеют разный вид и форму. В зависимости от этого облака делят на слоистые, перистые, кучевые и т. д.

Вода, находящаяся в газообразном состоянии, называется водяным паром.

Вода способна переходить из одного состояния в другое: из твердого в жидкое (таять), из жидкого в твёрдое (замерзать), из жидкого в газообразное (испаряться), из газообразного в жидкое, превращаясь в капельки воды.

Жидкая вода на поверхности планеты бывает двух видов: соленая и пресная.

Соленая вода находится в морях и океанах, пресная — в реках, озерах, ручьях, водохранилищах, болотах.

Подземные воды могут быть как пресными, так и солеными.

Соленые подземные воды называются минеральными водами.

Площадь морей и океанов на Земле во много раз превосходит площадь всех рек, озер, болот и водохранилищ вместе взятых. Поэтому, соленой воды на нашей планете во много раз больше, чем пресной.

Вода в твёрдом состоянии  может быть представлена в виде снега и льда. Лед на Земле находится в ледниках, ледники могут быть горными и покровными.

Горные ледники находятся на наиболее высоких горных вершинах, где из-за низких температур в течение всего года выпавший снег не успевает таять. Наиболее крупные ледники находятся в горах Кавказа, Гималаев, Тянь-Шаня, Памира.

Покровные ледники покрывают территорию острова или материка практически полностью. Самые крупные покровные ледники находятся в Антарктиде и Гренландии.

Вода в жизни человека.

Вода, несмотря на простую структуру – два атома водорода и один кислорода, является основой жизни на планете Земля. Именно поэтому ученые при исследовании других планет ищут следы воды, как источник форм жизни.

            Человек в процессе жизнедеятельности постоянно контактирует с водой.

Воду можно разделить на две основных группы.

Ни один из живых организмов нашей планеты не может существовать без воды.

Растения на 90% состоят из воды. Из воды состоят все живые растительные и животные существа: рыбы – на 75%; медузы – на 99%; картофель — на 76%; яблоки — на 85%; помидоры — на 90%; огурцы — на 95%; арбузы — на 96%.

Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она непременная составляющая часть всего живого.

В целом организм человека состоит по весу на 50 — 86% из воды (86% у новорожденного и до 50% у пожилых людей). Взрослый человек состоит на 60 — 65% из воды. Содержание воды в различных частях тела составляет: кости – 20-30%; печень — до 69%; мышцы – до 70%; мозг – до 75%; почки — до 82%;  кровь – до 85%.

На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет дело с водой. Он использует ее для питья и пищи, для умывания, летом – для отдыха, зимой – для отопления. Для человека вода является более ценным природным богатством, чем уголь, нефть, газ, железо, потому что она незаменима.

Вода доставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, минеральные соли) и уносит отходы жизнедеятельности (шлаки).

Кроме того, вода участвует в процессе терморегуляции (потоотделение) и в процессе дыхания (человек может дышать абсолютно сухим воздухом, но не долго).

Вода – универсальный растворитель химических веществ – это основная роль воды в жизни живых существ. В водной среде протекают все жизненно важные процессы.

Для существования живого организма необходимо постоянное содержание воды в определенном количестве. Изменение количества потребляемой воды и ее состава может привести к нарушениям в процессах пищеварения, усвоения пищи, кровотечения. Без пищи человек может прожить около 50-ти дней, если во время голодовки он будет пить пресную воду, без воды он не проживет и неделю — смерть наступит через 5 дней.

Потеря организмом большого количества воды опасна для жизни человека. В жарких районах без воды человек может погибнуть через 5-7 суток, а без пищи при наличии воды человек может жить длительное время. Даже в холодных поясах для сохранения нормальной работоспособности человеку нужно около 1,5-2,5 литров воды в сутки. Вода регулирует теплообмен организма с окружающей средой, поддерживает температуру тела.

По данным медицинских экспериментов при потере влаги в размере 6-8% от веса тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 10% — начинаются галлюцинации, при 12% — человек не может восстановиться без специальной медицинской помощи, при потере 20% — наступает неизбежная смерть.

Потребление воды в избыточных количествах также опасно, т. к. происходит перегрузка сердечно-сосудистой системы, происходит обильное потоотделение, которое приводит к обессоливанию и ослаблению организма.

Суточное потребление воды человеком колеблется от 2-4 литров в сутки, потребление зависит от климата, интенсивности работы, культурных традиций.

Регулярное потребление воды улучшает мышление и координационные действия мозга. Головной мозг и весь организм будут достаточно заряжены нужными веществами, если вода, которую мы пьем, будет высокого качества, то есть, будет богата минеральными веществами.

Здоровый человек не должен ограничивать себя в питье, но гораздо полезнее пить часто и понемногу.

Очень важно, какое качество воды, которую мы потребляем. На качество воды влияет минеральный состав, загрязненность, структура.

Для постоянного употребления и приготовления пищи необходима вода с общей минерализацией до 0,5-1 г/литр. Правда в лечебных целях полезно в ограниченных количествах пить минеральную воду с повышенным солесодержанием.

Вредно выпивать сразу много жидкости, так как вся жидкость всасывается в кровь, и, пока ее излишек не будет выведен из организма почками, сердце получает излишнюю нагрузку.

По некоторым оценкам за 60 лет жизни человек выпивает около 50т воды – целую цистерну! Участвуя в обмене веществ, вода позволяет снизить вес.

Если организм получает достаточное количество воды, то человек становится более энергичным и выносливым.

Воду считают самым трудным из всех веществ, изучаемых физиками и химиками. Химический состав вод может быть одинаковым, а их воздействие на организм разным, потому что каждая вода формировалась в конкретных условиях. И если жизнь – это одушевленная вода, то, также как и жизнь, вода многолика и характеристики ее бесконечны.

Вода является обязательным компонентом всех технологических процессов. Вода особой чистоты используется при производстве продуктов питания и лекарств, полупроводников и люминофоров, в медицине, в химическом анализе.

Как ни удивительно, но вода до сих пор остается наиболее малоизученным веществом Природы.

Очевидно, это произошло потому, что ее очень много, она вездесуща, она вокруг нас, над нами, под нами, в нас.

А в заключение, я бы хотела рассказать одну древнюю легенду:

Царь Дхатусена, правивший на острове Шри-Ланка в V веке нашей эры, в ответ на требования мятежников показать тайники, где спрятаны несметные царские сокровища, привел их к искусственному озеру Каловена, имевшему 80 км в окружности. Озеро спасало жителей острова во время засухи. Царь зачерпнул пригоршню воды и сказал:

«Это и есть все мое богатство!»

Вода – источник жизни,

Огромнейшая сила в нем заключена,

Три четверти поверхности планеты

Себе во власть взяла она,

Взяла себе и тело человека,

И разум человеческий взяла,

И даже человеческий зародыш

На 95% заняла.

Мы без воды и дня прожить не сможем,

Умрем от жажды без воды,

И охранять нам воду нужно

Для поддержания среды!

Беречь воду – это означает беречь жизнь, здоровье, красоту окружающего мира!

3. Выводы.

Изучив материалы по данной теме, я убедилась в том, что вода чудо, данное нам природой.

Важная роль воды заключается в том, что она является основным элементом в поддержании жизни человека, т. е. – непременная составляющая часть всего живого. Только там, где есть вода, есть жизнь! Нет живого, если нет воды!

Гипотеза моего исследования подтвердилась.

Действительно, вода — универсальное вещество, без которого невозможна жизнь.

Вода – одно из самых важных веществ на Земле. Животные, люди и растения не могут жить без воды. Без неё не обойтись никому и никогда, и заменить её нечем!

Вода – бесценное богатство, которое дарит нам природа. Всему живому нужна чистая вода, а значит, воду нужно использовать бережно, не загрязнять и не тратить её напрасно.

4. Заключение.

Работать над этой темой мне было немного трудно, но очень интересно.

Трудно потому, что пришлось очень много прочитать, но зато я узнала много нового и интересного. Я училась работать с различной литературой и отбирать необходимый материал.

Но разве можно всё рассказать о воде? Ведь с каждым днём мы узнаём о воде всё больше и больше.

Я убедилась, что вода нужна всем и всегда.

В мире нет ничего более драгоценного, чем самая обыкновенная и привычная вода!

Жажда мира: как скоро на нашей планете кончится пресная вода?

Вода на Земле

Общеизвестно, что ни один живой организм на нашей планете не может прожить без воды. В одном из своих физических состояний вода присутствует практически в каждом уголке Земли. Огромное влияние она оказала и на историю планеты − только благодаря ей Земля приняла сегодняшний внешний вид с океанами, растениями, живыми существами.

Общий запас воды на планете сегодня составляет около 1,4 млрд м³. На каждого человека таким образом приходится порядка 200 млн м³. На первый взгляд, это огромное количество. Однако нужно учесть тот факт, что 96,5% запасов − соленые воды Мирового океана, которые непригодны для употребления, а еще 1% − подземные воды. Таким образом, запасы пресной воды − всего лишь 2,5% от общего количества воды на Земле. При этом практически вся вода, которую сегодня потребляет человечество, берется из озер, рек и подземных источников, тогда как основные запасы находятся в ледниках и глубоких водоносных горизонтах. 

Катастрофическая статистика

ООН каждые три года публикует доклад, который представляет самое точное описание текущего состояния мировых пресноводных ресурсов. Последнее исследование было обнародовано в 2012-м − и результаты его неутешительны.
12 марта в Марселе эксперты Организации Объединенных Наций объявили, что планета находится сегодня на грани водной катастрофы. Острый дефицит питьевой воды на Земле испытывает каждый 10-й − а это около 780 млн человек. Из них 40% − жители Африки: стран, расположенных южнее Сахары. И, согласно прогнозам, ежегодно этот показатель будет только ухудшаться.

Еще более удручающие данные приводит французское благотворительное общество Solidarites International: в настоящее время из 7 млрд жителей Земли более 1,9 млрд человек нуждаются в доступе к чистой воде.

Нужно учитывать и тот факт, что по мере роста населения планеты будет увеличиваться не только потребность в питьевой воде, но и в продуктах питания, производство которых невозможно без пресной воды. Согласно прогнозу ООН, к 2050-му году человечеству понадобится на 70% больше воды и на 20% больше пищи.

Громадная нагрузка ляжет на грунтовые воды: по расчетам экспертов, в течение 50 лет расход подземных вод увеличится в 3 раза. Ученые ООН прогнозируют, что к 2050 население планеты достигнет 9 млрд человек. Сегодня каждый человек выпивает от 2 до 4 литров воды в день, однако основная часть запасов тратится на производство продуктов питания. Например, чтобы получить 1 кг говядины или 1 кг пшеницы, необходимо 15 тысяч литров.
По словам представителей организации, проблема недостатка водных ресурсов сегодня стала настолько актуальной, что требует немедленного переосмысления подходов к ее решению. Вода имеет огромное значение для сохранения природной среды и уменьшения масштабов нищеты и голода. Без нее невозможно будет говорить о здоровье и благосостоянии населения Земли.

Главные риски

Существенно осложняют проблему нехватки пресной воды такие факторы, как высокие темпы увеличения численности человечества, климатические изменения, в том числе глобальное потепление, загрязнение водных ресурсов. Многие государства сегодня находятся на пределе использования водных ресурсов.

Истощение и ухудшение качества воды обусловлено стремительным ростом населения, нерациональным использованием ресурсов. Во многих странах наблюдается серьезное социальное напряжение, вызванное нехваткой водных ресурсов, между крестьянами, горожанами и промышленностью. Это вынуждает говорить экспертов ООН о переходе проблемы из экологической сферы в политическую.

В развивающихся странах неравный доступ к услугам, которые требуют использования воды, до сих пор остается обычным явлением. Государства не обеспечены чистой водой для потребления и производства пищи. Если ничего не будет предпринято, то к 2030 году почти 5 млрд человек, т.е. 67% человечества, не будут обеспечены чистой водой. Согласно представленному отчету, если в 2000 году дефицит воды оценивался в 230 млрд м³ в год, то к 2025 он увеличится до 2 трлн м³ в год.

К 2030 году 47% населения планеты будет жить под угрозой водного дефицита. В Африке уже к 2020 году из-за изменений климата в подобной ситуации окажутся до 250 млн человек. Ожидается, что нехватка воды станет причиной активной миграции, которая коснется до 700 млн человек, проживающих в пустынных и полупустынных регионах.
По данным Организации Объединенных Наций, практически 80% заболеваний, распространенных в развивающихся странах, которые ежегодно уносят жизни 3 млн человек, вызваны плохим качеством воды. Ежедневно от диареи умирают 5 тысяч детей. Улучшив водоснабжение и методы очистки воды, можно избежать 10% всех заболеваний в мире.

Согласно информации Института мировых ресурсов, самыми неблагополучными странами мира по обеспеченности водой являются 13 государств, из которых 4 входили в СССР — Туркмения, Узбекистан, Азербайджан, Молдавия.

По данным экспертов ООН, к 2025 году Россия, страны Скандинавии, Южная Америка и Канада окажутся регионами, которые лучше всего обеспечены пресной водой — более 20 м³ в год на каждого жителя. По объему пресной воды Россия занимает ведущие место в Европе.

Новый рычаг влияния для России

В скором времени вода может превратиться в стратегический ресурс. Ученые всерьез говорят о возможности водных войн и вооруженных конфликтов. Всего на Земле около 215 крупных рек и более 300 бассейнов подземных вод, которые контролируют сразу несколько стран.
За последний год свыше 20 млн человек были вынуждены покинуть дом из-за нехватки воды. Острый ее дефицит испытывают страны — южные соседки России. Если не будут предприняты меры, через полвека человечество столкнется с нелегким выбором: что важнее — пища или вода. Утешает лишь тот факт, что основные запасы пресной воды на Земле расположены в России и Бразилии.

По мнению российских специалистов, наша страна имеет хорошие шансы получить новую сферу влияния. Подумать только: при нынешних ценах на воду экономический потенциал, которым обладают гидроресурсы страны, оценивается в сумму более 800 млрд долларов в год.
«В постнефтяной период именно водоемкие технологии могут стать основой экономики России. Гидроресурсы страны превышают 97 тыс. м³ — что в денежном эквиваленте составляет 800 млрд долларов в год, — рассказывает директор Института водных проблем В. Данилов-Данильян. — У России есть отличный шанс перескочить из «нефтяного» периода в «водный», значительно укрепив свои экономические позиции», — отмечает эксперт.
В докладах ученых говорится, что в ближайшее время особую ценность на мировом рынке будет представлять не сама вода, а водоемкая продукция. «Повышение цен на водоемкие товары неизбежен по мере увеличения нехватки водных ресурсов. Выиграть войну за воду очень сложно — поэтому весьма вероятно, что конкуренция перейдет в область производства зерновых», — рассказывает академик Российской экологической академии и ведущий научный сотрудник Института системного анализа РАН Р. Перелет. Он также отмечает, что страны, которые одержат победу в этом соревновании, будут сильны скорее в финансовом, чем в военном отношении.

Ежегодный объем «виртуальной» воды — т.е. той, что вложена в товары, — составляет около 1,6 тысяч м³. Около 80% от этого объема приходится на товары сельского хозяйства, оставшиеся 20% — на промышленные.

«С/х остается самым большим потребителем воды в мире. Около 70% всей воды из поверхностных источников и грунтовых вод тратится на ирригацию сельскохозяйственных земель. Еще 20% идет на нужды промышленности и лишь 10% тратится на бытовые цели», — отмечает основатель объединения «Экокластер» А. Коновалов. По его мнению, если Россия будет рационально развивать органическое сельское хозяйство, которое не будет засорять почву и грунтовые воды химикатами, а также внедрять природоохранные технологии, то страна может в скором времени стать крупнейшим экспортером водоемкой продукции.

Ринат Перелет говорит и о том, что сегодня торговля водоносными сельскохозяйственными землями стала развиваться стремительными темпами. Эксперт указывает, что покупают для продовольственных нужд не столько земли, сколько связанную с ними воду. С 2006 года более 15 млн гектар с/х земель в развивающихся странах были «на прицеле» у зарубежных инвесторов. Суммы сделок астрономические — речь идет о 30 млрд долларов.

Хотя Россия определенно является одним из лидеров по запасам водных ресурсов, в стране существует множество проблем, связанных с водообеспечением. Одной из трудностей является тот факт, что ресурсы распределены по территории страны неравномерно. Большая часть населения и промышленных предприятий расположены в европейской части России, тогда как реки преимущественно находятся в Сибири. В итоге активно используются только 3 тысячи рек из 3 миллионов. Это создает огромную нагрузку на реки, расположенные в европейской части страны.

В ближайшие 10 лет Россию обойдут стороной водные кризисы, которые обещают эксперты ООН мировому сообществу. Однако это не должно быть поводом для радости. Нужно немедленно предпринимать меры, чтобы повсеместно внедрить технологии, предотвращающие загрязнение водных ресурсов и делающие возможным их возобновление.

Ценность воды | ЗЕМЛЯ 111: Вода: наука и общество

Ценность воды

Имеет ли вода ценность?

Вода необходима для жизни — и как основная потребность человека для выживания, и как «ингредиент» почти во всем, что мы делаем, от производства продуктов питания до производства и производства электроэнергии. Как мы рассмотрим более подробно в Модуле 2 на следующей неделе, осадки и испарение — и, следовательно, доступность воды — неравномерно распределены по земному шару (Рисунок 1).Это также меняется в зависимости от сезона. На рисунке 1 показано среднее глобальное распределение осадков за январь; чтобы увидеть анимацию в течение года, посмотрите это:

Анимация, показывающая, как ежемесячно меняется распределение осадков. Синий цвет означает сильные осадки, а зеленый цвет — небольшие осадки.

Предоставлено: Анимация 1. MeanMonthlyP »от PZmaps — собственная работа автора, источники: CRU CL 2.0 (New, M., Lister, D., Hulme, M. и Makin, I., 2002: набор данных с высоким разрешением приземный климат на земных территориях мира.Climate Research 21: 1–25) и Файл: карта мира индикатрисы Tissot Mollweide proj.svg Эрика Габа. Под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 через Wikimedia Commons

Очевидно, что некоторые районы мира более влажные, чем другие, и эти закономерности сохраняются в течение всего года (например, пустыни юго-запада Америки, Северной Африки и Западной Австралии постоянно засушливы; тогда как экваториальная центральная Америка, Африка и Индонезия влажная). Это неравномерное распределение водных ресурсов лежит в основе многих тем, которые мы рассмотрим в этом курсе, потому что это основная движущая сила человеческой деятельности, начиная от динамики населения и заканчивая типами и местоположением конкретных отраслей, производством электроэнергии и политикой.Например, взгляните на карты на рисунках 1 и 2. Есть ли в мире районы, которые постоянно более влажные или более сухие, чем другие?

Рисунок 1. Карта среднемировых осадков в январе

г.

Предоставлено: [«MeanMonthlyP» PZmaps (источники данных: M., Lister, D., Hulme, M. и Makin, I., 2002: набор данных с высоким разрешением о приземном климате над земельными участками земного шара. Исследования климата 21 : 1–25; Файл: карта мира Tissot indicatrix Mollweide proj.svg, автор: Эрик Габа ..) Лицензия Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 через Wikimedia Commons

Рисунок 2. Доступность пресной воды (по состоянию на 2000 г.) на основе совокупного стока рек и ресурсов подземных вод.

Щелкните здесь, чтобы увидеть текстовую альтернативу изображения доступности пресной воды

Страны с наименьшими ресурсами пресной воды — это Египет (26 квадратных метров на душу населения в год) и Объединенные Арабские Эмираты (61 квадратный метр на душу населения в год). Страны с наибольшими ресурсами пресной воды — Суринам (479 000 квадратных метров на душу населения в год) и Исландия (605 000 квадратных метров на душу населения в год).В Северной Африке и на Ближнем Востоке ресурсы пресной воды, как правило, невелики.

Источник: Филипп Рекачевич, ЮНЕП / ГРИД-Арендал, Мировые ресурсы 2000-2001 гг., «Люди и экосистемы: истощающаяся паутина жизни», Институт мировых ресурсов (ИМР), Вашингтон, округ Колумбия, 2000 г.

Активизируйте свое обучение

1. Укажите 3 области / области, которые постоянно сохнут, на основе анимированной карты, показанной выше.

Нажмите, чтобы ответить.

ОТВЕТ: Ответы могут отличаться. Некоторые сухие участки (белые на карте) включают N.Африка (пустыня Сахара), Ближний Восток, Юго-Запад США, Северный Китай, Северная Индия, Южная Австралия и Западная Южная Америка.

2. Перечислите 3 области / области, которые постоянно влажные.

Нажмите, чтобы ответить.

ОТВЕТ: Ответы будут разными, но некоторые влажные районы (синие на карте) включают: Центральную Африку, Восточно-Центральную и Южную Америку, Индонезию, Тихоокеанский Северо-Запад США, Западную Европу.

3. Изучите карту наличия пресной воды, показанную на Рисунке 2.Приведите 2 примера зон нехватки воды, которые «сопоставляются» с зонами с низким уровнем осадков.

Нажмите, чтобы ответить.

ОТВЕТ: Северная Африка, Ближний Восток и Индия являются примерами этого.

4. Определите 2 района, которые характеризуются малым количеством осадков, но, очевидно, не сталкиваются с серьезной нехваткой воды. Выскажите свою гипотезу, почему вы так думаете.

Нажмите, чтобы ответить.

ОТВЕТ: Ответы могут быть разными, но некоторые примеры включают Западную часть США, Китай, Австралию и Южную Америку.Одно из возможных объяснений состоит в том, что вода импортируется в эти районы из соседних регионов или реками, которые текут из верховьев, где выпадают обильные дожди, через засушливые районы.

Как мы увидим в Модуле 2, вода переносится вокруг Земли в рамках гидрологического цикла, в котором солнечная энергия вызывает испарение воды с океанов и поверхности суши. Эта вода конденсируется в атмосфере с образованием облаков и, в конечном итоге, выпадает в виде осадков. Большая часть этих осадков выпадает в виде поверхностных вод в реки и ручьи.Некоторые из них также проникают или просачиваются в почву и камни и становятся грунтовыми водами. Поверхностные воды являются основным источником воды для деятельности человека — они относительно чисты, их легко достать и перемещать, и они постоянно пополняются (за исключением продолжительных засушливых периодов; как мы обсудим в Модулях 4 и 8-9). Подземные воды представляют собой еще один важный источник воды для деятельности человека. Хотя общий объем подземных вод, содержащихся в трещинах и поровых пространствах под поверхностью, велик, он пополняется и течет в естественных условиях намного медленнее, чем поверхностные воды.Для извлечения грунтовых вод требуется дополнительная энергия, потому что они должны закачиваться из недр, в некоторых случаях на сотни футов и более. По этим причинам грунтовые воды обычно являются вторичным источником воды в тех случаях, когда поверхностные воды недоступны или не могут полностью удовлетворить спрос.

Пища для размышлений

Перечислите не менее 2 проблем или вопросов (они могут быть политическими, экономическими, связанными со здоровьем и т. Д.), Которые могут возникнуть из-за неравномерного географического распределения водных ресурсов.

Нажмите, чтобы ответить.

ОТВЕТ: Возможны разные ответы. Некоторые проблемы, которые могут возникнуть из-за неравномерного распределения водных ресурсов, — это политическая напряженность из-за водных ресурсов через границы, градиенты уровня жизни и занятости между районами, где обилие воды позволяет промышленности и экономическому развитию, и тем, где этого нет, или способность увеличивать запасы продовольствия. по сравнению с необходимостью ввозить еду.

Какой процент Земли состоит из воды?

Земля — ​​Западное полушарие.Предоставлено: НАСА / MODIS / USGS.

Землю часто сравнивают с величественным голубым мрамором, особенно те немногие избранные, кто смотрел на нее с орбиты. Это связано с преобладанием воды на поверхности планеты. Хотя сама вода не голубая, при отражении она излучает синий свет.

Для тех из нас, кто живет на поверхности, хорошо известен тот факт, что наш мир в основном покрыт водой.Но какая именно часть нашей планеты состоит из воды? Как и большинство фактов, относящихся к нашему миру, ответ немного сложнее, чем вы думаете, и учитывает ряд различных квалификаций.

Проще говоря, вода составляет около 71% поверхности Земли, а остальные 29% состоят из континентов и островов.

Чтобы разбить цифры, 96,5% всей воды Земли содержится в океанах в виде соленой воды, а оставшиеся 3,5% — это пресноводные озера и замороженная вода, заключенная в ледниках и полярных ледяных шапках.Из этой пресной воды почти вся она имеет форму льда: если быть точным, 69%. Если бы вы могли растопить весь этот лед и поверхность Земли была бы идеально гладкой, уровень моря поднялся бы до высоты 2,7 км.

Помимо воды, которая существует в форме льда, существует еще ошеломляющее количество воды, существующей под поверхностью Земли. Если бы вы собрали всю пресную воду Земли вместе в единую массу (как показано на изображении выше), ее объем оценивается примерно в 1 386 миллионов кубических километров ( ³ км).

Иллюстрация, показывающая всю воду Земли, жидкую пресную воду и воду в озерах и реках. Фото: Говард Перлман, Геологическая служба США / иллюстрация Джека Кука, WHOI

Между тем, количество воды, существующей в виде подземных вод, рек, озер и ручьев, составит чуть более 10,6 млн км3, что составляет немногим более 0,7%. В этом контексте становится действительно очевидным ограниченный и ценный характер пресной воды.

Но сколько на Земле воды — сколько воды дает реальную массу планеты? Это касается не только поверхности Земли, но и ее внутренней части.Ученые подсчитали, что общая масса океанов на Земле составляет 1,35 x 10 ¹⁸ метрических тонн, что составляет 1/4400 общей массы Земли. Другими словами, хотя океаны покрывают 71% поверхности Земли, они составляют всего 0,02% от общей массы нашей планеты.

Происхождение воды на поверхности Земли, а также тот факт, что на ней больше воды, чем на любой другой каменистой планете Солнечной системы, являются двумя давними загадками, касающимися нашей планеты.

Не так давно считалось, что наша планета образовалась сухими примерно 4 раза.6 миллиардов лет назад при столкновении с высокой энергией образовалась расплавленная поверхность на младенческой Земле. Согласно этой теории, вода попала в Мировой океан благодаря ледяным кометам, транснептуновым объектам или богатым водой метеороидам (протопланетам) из внешних пределов главного пояса астероидов, столкнувшихся с Землей.

Многие теории о происхождении воды на Земле связывают ее со столкновениями с кометами и астероидами. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения / Калтех.

Однако недавнее исследование, проведенное Океанографическим институтом Вудс-Холла (WHOI) в Вудс-Холе, штат Массачусетс, еще больше отодвинуло дату этого происхождения.Согласно этому новому исследованию, мировым океанам также 4,6 миллиарда лет, когда все миры внутренней Солнечной системы еще формировались.

Этот вывод был сделан при изучении метеоритов, которые предположительно образовались в разное время в истории Солнечной системы. Углеродистые хондриты, самые старые метеориты, которые были датированы самыми ранними днями существования Солнечной системы, обладают тем же химическим составом, что и метеориты, происходящие с протопланет, таких как Веста. Это включает значительное присутствие воды.

Эти метеориты относятся к той же эпохе, когда, как полагали, на Земле образовалась вода, — примерно через 11 миллионов лет после образования Солнечной системы. Короче говоря, теперь выясняется, что метеориты осаждали воду на Земле в первые дни ее существования.

Не исключая возможности того, что часть воды, покрывающей 71 процент Земли сегодня, могла прибыть позже, эти находки предполагают, что здесь уже было достаточно воды, чтобы жизнь зародилась раньше, чем предполагалось.

---

Новое исследование показало, что океаны прибыли на Землю рано

---

Дополнительная информация: water.usgs.gov/edu/earthhowmuch.html

Ссылка : Какой процент Земли состоит из воды? (2014, 2 декабря) получено 4 августа 2021 г. с https: // физ.org / news / 2014-12-percent-earth.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Почему вода так необходима для жизни?

Вода.Он встречается повсюду на Земле, от полярных ледяных шапок до горячих гейзеров. И где бы на этой планете ни текла вода, вы обязательно найдете жизнь.

«Когда мы находим воду здесь, на Земле — будь то покрытые льдом озера, будь то глубоководные гидротермальные источники, будь то засушливые пустыни — если есть вода, мы обнаружили микробы, которые нашли способ зарабатывайте там на жизнь », — сказал Брайан Глейзер, океанолог из Гавайского университета в Маноа, изучавший астробиологию.

Вот почему девиз НАСА в охоте за внеземной жизнью был «следуй за водой».»

Вчера (28 сентября) ученые НАСА объявили, что нашли его на Марсе: темные полосы, которые ученые наблюдали на изображениях Красной планеты в течение более десяти лет, свидетельствуют о текущей воде, как показывают новые исследования. морские потоки могут быть слишком полны солей на основе хлора, чтобы поддерживать жизнь, они действительно повышают вероятность того, что Марс может иметь жизнь прямо сейчас, говорят исследователи. [На фотографиях: На Марсе течет вода?]

Но почему именно вода — такая важная молекула для жизни? И могут ли быть другие ингредиенты, которые также обеспечивают идеальный рецепт для жизни на других планетах?

Оказывается, несколько химических свойств воды делают ее незаменимой для живых существ.Вода не только может растворять почти все, но и является одним из немногих материалов, которые могут существовать в твердом, жидком и газообразном состоянии в относительно узком диапазоне температур.

Текущая жизнь

В глубине души все живое на Земле использует мембрану, которая отделяет организм от окружающей его среды. Чтобы остаться в живых, организм потребляет важные материалы для производства энергии, выделяя при этом токсичные вещества, такие как продукты жизнедеятельности.

В этом отношении вода необходима просто потому, что она является жидкостью при земных температурах.Поскольку она течет, вода обеспечивает эффективный способ переноса веществ из клетки в окружающую среду клетки. Напротив, получение энергии из твердого вещества — гораздо более сложная задача (хотя есть микробы, которые питаются камнями), сказал Глейзер.

Но другая часть уравнения — вода может переносить предметы в клетку и из нее — связана с уникальной химической конфигурацией воды.

Простая молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с атомом кислорода.

«То, как они связаны друг с другом, делает воду прекрасным универсальным растворителем», что означает, что почти все вещества могут растворяться в воде, — сказал Глейзер Live Science.

Это потому, что молекула имеет полярность, а это означает, что атомы водорода имеют тенденцию группироваться на одной стороне молекулы, создавая положительную область, в то время как конец кислорода имеет отрицательный заряд. Положительный конец водорода имеет тенденцию притягивать отрицательные ионы (или атомы с дополнительным электроном во внешней оболочке), в то время как отрицательная область привлекает положительные ионы (у которых один из электронов оторван).

Вода, обладающая удивительными растворяющими свойствами, является идеальной средой для переноса веществ, таких как фосфаты или ионы кальция, внутрь и из клетки.

Фазы воды

Другая особенность воды заключается в том, что она может действовать как твердое тело, жидкость и газ в диапазоне температур, наблюдаемых на Земле. По словам Глейзера, другие молекулы, которые были идентифицированы как хорошие кандидаты для поддержания жизни, имеют тенденцию быть жидкими при температурах или давлениях, которые были бы неблагоприятными для большинства известных форм жизни. [5 мифов и заблуждений о Марсе]

«Вода действительно находится в этом сладком месте», — сказал Глейзер.

Тот факт, что вода может находиться во всех трех фазах в относительно узком диапазоне давлений, создает много возможностей для процветания жизни, добавил он.

«Все три [состояния воды], доступные на нашей планете, создают это действительно прекрасное разнообразие сред обитания и микроклимата», — сказал Глейзер.

Например, замерзший лед можно найти в ледниках, которые прорезают горы, тогда как водяной пар помогает согреть атмосферу, сказал Глейзер.

Водяная колыбель жизни

Вода может быть чем-то большим, чем просто жидкостью, чтобы способствовать основным жизненным процессам — она ​​также могла быть защитной колыбелью, которая несла строительные блоки жизни на Землю, сказал Ральф Кайзер, физик-экспериментатор. из Гавайского университета в Маноа, имеющий опыт исследований в области астрохимии.

Одна из теорий возникновения жизни на Земле, называемая панспермией, утверждает, что ледяные кометы врезались в Землю, неся крошечные органические молекулы, которые сформировали предшественников жизни. Но путешествие в космосе — это тяжелое путешествие с изнуряющими уровнями радиации, которые обычно разрушают эти хрупкие молекулы, сказал Кайзер.

Однако в твердой форме вода могла защитить эти молекулы от радиации, предположил Касье.

«Одна из возможностей состоит в том, что, поскольку строительные блоки заморожены в воде, вокруг нее есть защитная мантия, которую можно доставить», — сказал Кайзер Live Science.

Принять некоторые заменители

Конечно, хотя вода имеет решающее значение для жизни на нашей родной планете, могут существовать формы жизни, которые не соответствуют правилам землян.

Ученые также изучают другие жидкости, которые могут играть аналогичную роль универсального растворителя и транспортной среды. По словам Криса Маккея, астробиолога из Исследовательского центра НАСА Эймса в Моффет-Филд, Калифорния, одними из главных претендентов являются аммиак и метан. По словам Маккей, аммиак, как и вода, представляет собой полярную молекулу, которой относительно много во Вселенной, но ученые не обнаружили никаких крупных масс аммиака где-либо в Солнечной системе.

Метан не полярен, но он может растворять многие другие вещества. Однако, в отличие от воды, метан становится жидким только при очень низких температурах — при температуре минус 296 градусов по Фаренгейту (минус 182 градуса по Цельсию).

«Мы знаем, что на Титане есть большие озера жидкого метана и этана», — сказал Маккей Live Science в электронном письме на одном из спутников Сатурна. «Таким образом, существует большой интерес к вопросу о том, может ли жизнь использовать жидкий метан / этан».

Подписывайтесь на Тиа Гхош на Twitter и Google+ . Подписаться на Live Science @livescience , Facebook & Google+ . Оригинальная статья на Live Science .

Сколько воды на Земле?

Если бы Земля была размером с баскетбольный мяч, вся ее вода поместилась бы в мяч для пинг-понга.

Сколько это воды? Согласно недавнему исследованию США, это примерно 326 миллионов кубических миль (1,332 миллиарда кубических километров).С. Геологическая служба. Около 72 процентов Земли покрыто водой, но 97 процентов из них — соленая океанская вода, непригодная для питья.

«На Земле совсем немного воды», — сказал Дэвид Галло, океанограф из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) в Массачусетсе.

Океаны создают водный слой, охватывающий 15 000 миль (24 000 километров) по всей планете на средней глубине более 2 миль (3,2 км). Если бы вы вылили всю мировую воду на Соединенные Штаты и смогли бы сдержать ее, вы бы создали озеро глубиной 90 миль (145 км).

Это кажется большим количеством воды, сказал Галло «Маленькие загадки жизни», но внешность может быть обманчива.

Если бы Земля была яблоком, сказал Галло, слой воды был бы тоньше кожуры плода. Пресная вода на Земле еще реже.

«Чтобы человечество процветало или даже существовало, нам нужно разбрызгивать этот крошечный кусочек пресной воды в нужных местах, в нужное время и в нужных количествах», — сказал Галло.

Вот как пресная вода Земли распространяется по всему миру:

• 70 процентов пресной воды заблокировано в ледяных шапках

• Менее 1 процента пресной воды в мире легко доступны

• 6 стран (Бразилия, Россия, Канада, Индонезия, Китай и Колумбия) обладают 50 процентами мировых запасов пресной воды

• Одна треть населения мира живет в странах, испытывающих нехватку воды, что определяется как отношение потребления воды в стране к наличию воды.Страны, отмеченные как страны с умеренным и высоким уровнем стресса, потребляют на 20 процентов больше воды, чем их имеющееся снабжение.

Согласно данным Геологической службы США, в земле хранится гораздо больше пресной воды, чем в жидкой форме на поверхности.

Эта статья была предоставлена ​​ Life’s Little Mysteries , сайтом-партнером OurAmazingPlanet .

Обзор водного цикла обсерватории Земли

Если смотреть из космоса, одной из самых ярких особенностей нашей родной планеты является вода, как в жидкой, так и в замороженной форме, которая покрывает примерно 75% поверхности Земли.Геологические данные свидетельствуют о том, что большие объемы воды, вероятно, текли на Земле за последние 3,8 миллиарда лет — большую часть ее существования. Считается, что изначально вода попала на поверхность через выбросы древних вулканов, вода является жизненно важным веществом, которое отличает Землю от остальных планет в нашей солнечной системе. В частности, вода кажется необходимым ингредиентом для развития и питания жизни.

Земля — ​​водная планета: три четверти поверхности покрыто водой, а насыщенные водой облака заполняют небо.(НАСА.)

Вода, вода повсюду

Вода есть практически везде на Земле. Более того, это единственное известное вещество, которое может естественным образом существовать в виде газа, жидкости и твердого тела в относительно небольшом диапазоне температур и давлений воздуха на поверхности Земли.

Вода — единственное обычное вещество, которое может существовать естественным образом в виде газа, жидкости или твердого тела в относительно небольшом диапазоне температур и давлений на поверхности Земли. Иногда все три штата даже присутствуют в одном месте и в одно и то же время, например, это зимнее извержение гейзера в Йеллоустонском национальном парке.(Фотография © 2008 haglundc.)

В целом, содержание воды на Земле составляет около 1,39 миллиарда кубических километров (331 миллион кубических миль), большая часть из которых, около 96,5%, находится в мировом океане. Что касается остального, примерно 1,7% хранится в полярных ледяных покровах, ледниках и вечном снеге, а еще 1,7% хранится в подземных водах , озерах, реках, ручьях и почве. Только тысячная часть 1% воды на Земле существует в виде водяного пара в атмосфере .

Несмотря на небольшое количество, этот водяной пар имеет огромное влияние на планету. Водяной пар является мощным парниковым газом, и он является основным фактором, влияющим на климат Земли и климат , когда он путешествует по земному шару, унося с собой скрытого тепла . Скрытое тепло — это тепло, получаемое молекулами воды при переходе из жидкости или твердого тела в пар; тепло выделяется, когда молекулы конденсируются из пара обратно в жидкую или твердую форму, создавая облачные капли и различные формы осадков .

Водяной пар, а вместе с ним и энергия, переносятся погодными системами по всему миру. На этом снимке со спутника показано распределение водяного пара над Африкой и Атлантическим океаном. Белые области имеют высокую концентрацию водяного пара, а темные области относительно сухие. Самые яркие белые области — это возвышающиеся грозовые тучи. Изображение было получено утром 2 сентября 2010 г. системой SEVIRI с борта METEOSAT-9. [Посмотрите эту анимацию (23 МБ QuickTime) с похожими данными, чтобы увидеть движение водяного пара во времени.] (Изображение © 2010 ЕВМЕТСАТ.)

Оценка глобального распределения водных ресурсов	Объем (1000 км 3 )	Процент общего количества воды	Процент пресной воды
Океаны, моря и заливы	1,338,000	96,5	—
Ледяные шапки, ледники и вечный снег	24 064	1.74	68,7
Подземные воды	23 400 90 303	1,7	—
Свежий	(10 530) 90 303	(0,76)	30,1
Физиологический раствор	(12 870)	(0,94)	—
Влажность почвы	16,5	0,001	0,05
Подземный лед и вечная мерзлота	300	0.022	0,86
Озера	176,4	0,013	—
Свежий	(91,0)	(0,007)	.26
Физиологический раствор	(85,4)	(0,006)	—
Атмосфера	12,9	0,001	0,04
Болотная вода	11.47	0,0008	0,03
Реки	2,12	0,0002	0,006
Биологическая вода	1,12	0,0001	0,003
Всего	1,385,984	100,0	100,0
Источник: Глейк, П.Х., 1996: Водные ресурсы. В Энциклопедия климата и погоды, изд. С. Х. Шнайдер, Oxford University Press, Нью-Йорк, т. 2. С. 817-823.

Для нужд человека количество пресной воды на Земле — для питья и сельского хозяйства — особенно важно. Пресная вода существует в озерах, реках, грунтовых водах и заморожена в виде снега и льда. Оценки грунтовых вод сделать особенно сложно, и они сильно различаются. (Значение в приведенной выше таблице близко к верхнему пределу диапазона.)

Подземные воды могут составлять примерно от 22 до 30% пресной воды, при этом на лед (включая ледяные шапки, ледники, вечный снег, грунтовый лед и вечную мерзлоту) приходится большая часть оставшихся 78-70%.

Как вода попала на Землю?

Около 70% поверхности нашей планеты Земля покрыто водой. Мы расположились в нашей солнечной системе как раз на нужном расстоянии от Солнца для существования этой жидкой воды. Пройдет дальше, и эта вода замерзнет во льду.Если приблизиться, температура станет слишком высокой, и мы столкнемся с риском неконтролируемого парникового эффекта, подобного тому, что происходит на раскаленной поверхности Венеры. Наша не слишком холодная, не слишком горячая позиция в так называемой «зоне Златовласки» — это очень хорошо, потому что, конечно, вода необходима для жизни.

Но как эта вода попала сюда? Вода является определяющей характеристикой нашей планеты и играет такую ​​важную роль в нашей повседневной жизни. Понимание того, как вода попала на Землю, является ключевой частью понимания того, как и когда здесь развивалась жизнь.Но мы даже не знаем, откуда это взялось. Ученые до сих пор активно исследуют, почему наша планета вообще стала такой влажной.

Ранняя Земля

Наша текущая картина формирования планет начинается с протопланетного диска — большого диска из газа и пыли, вращающегося вокруг нашего недавно сформированного Солнца. По мере того как частицы пыли и льда в диске взаимодействуют друг с другом, эти зерна начинают образовывать все большие и большие сгустки. В конце концов эти сгустки образуют то, что мы называем планетезималиями, строительными блоками скалистых планет и планет-гигантов.

Но в ранний период формирования нашей Солнечной системы этот диск был намного горячее в том месте, где сейчас находится наша Земля. Таким образом, хотя, скорее всего, в беспорядке из обломков, из которых состоял диск, присутствовали молекулы воды, вода была слишком горячей, чтобы конденсироваться в жидкость, и вместо этого она испарялась. Более того, на ранней Земле еще не было атмосферы, облегчающей вылет капель жидкой воды в космос. Это оставляет нам небольшую загадку.Если Земля не могла образоваться из диска с уже нетронутыми океанами, как они сюда попали?

Кометы против астероидов

Если вода на Земле не образовалась вместе с Землей, то, как подозревают планетологи, она должна была быть доставлена ​​позже через внеземного посланника. И астероиды, и кометы посещают Землю и , как известно, покрытые льдом. (Не уверены в разнице между астероидом и кометой? Посмотрите мой предыдущий эпизод.) Фактически, модели составов астероидов и комет предполагают, что они даже содержат достаточно льда, чтобы доставить количество воды, равное океанам Земли.

Итак, проблема решена? Не совсем. Была ли это комета или астероид, принесший воду на Землю? Было это одно событие или много? А как давно это произошло?

Один из способов определить, астероид или комета принес нам наши океаны, — это посмотреть на химический состав этих космических объектов и сравнить его с Землей, чтобы увидеть, какие из них более похожи. Например, молекула воды всегда имеет 10 протонов (8 от молекулы кислорода и по одному от молекулы водорода) и обычно имеет 8 нейтронов (только от молекулы кислорода).Но у разных изотопов воды могут быть лишние нейтроны. Например, тяжелая вода — это то, что мы называем водой, состоящей из кислорода и дейтерия, который является изотопом водорода, или просто водородом с добавленным нейтроном.

В одном исследовании, опубликованном в журнале Science в 2014 году, рассматривалось относительное количество различных изотопов воды — молекул воды с различным количеством нейтронов — в метеоритах, которые, как считается, упали на Землю с древнего астероида Веста. Веста — второй по величине объект в Поясе астероидов, и его поверхность покрыта кратерами, что свидетельствует о жестоком прошлом, полном столкновений.

Образцы горных пород Весты имели такое же распределение изотопов , которое наблюдается на Земле. Это не означает, что Веста обязательно была источником нашей воды, но что объект или объекты, похожие на Весту по возрасту и составу, могут быть ответственны за это.

Но спор еще далек от разрешения. Какое-то время исследования комет, казалось, подтверждали идею о том, что вода на Земле поступает из астероидов. Недавний космический аппарат Rosetta первым вышел на орбиту кометы, а затем первым отправил посадочный модуль (названный Philae) на поверхность кометы.Благодаря Розетте и Филэ ученые обнаружили, что соотношение тяжелой воды (воды, сделанной из дейтерия) к «обычной» воде (сделанной из обычного старого водорода) на кометах отличалось от соотношения на Земле, предполагая, что не более 10% Земляная вода могла образоваться на комете.

Однако в 2018 году близкое прохождение кометы 46P / Wirtanen позволило планетологам более подробно изучить ее изотопный состав с помощью SOFIA, гигантского реактивного самолета с телескопом на борту — очень круто. Они обнаружили, что в комете соотношение дейтерия и водорода такое же, как и на Земле.Итак, чем же эта комета отличается от той, которую исследовали Розетта и Филы?

Что ж, комета 46P / Виртанен происходит из класса так называемых «гиперактивных» комет, что означает, что они выделяют больше воды по мере приближения к Солнцу, чем обычная комета. Как они это делают? Когда обычная комета приближается к солнечному теплу, частицы льда из ее ядра сублимируются или переходят непосредственно из твердого льда в газ, который затем может конденсироваться позже в жидкую воду, если, скажем, прибыть на поверхность планеты.Но гиперактивная комета теряет не только лед из своего ядра, но и богатые льдом частицы в своей атмосфере, которые ранее были нагреты и высвобождены из ядра, но все еще остаются. Эти ледяные частицы могут быть причиной того, что гиперактивные кометы имеют соотношение изотопов более похожее на земное.

Таким образом, даже несмотря на то, что гиперактивные кометы встречаются реже, тот факт, что у них такой же изотопный баланс, как и у наблюдаемых на Земле, снова заставил их бороться за космических носителей воды Земли.

»Читать далее« Как вода попала на Землю? » на QuickAndDirtyTips.com

Гидросфера — обзор | Темы ScienceDirect

2.11.9 Резюме и соображения на будущее

Гидросфера, биосфера, литосфера и хемосфера неразрывно связаны в широком диапазоне пространственных и временных масштабов. Для всестороннего понимания биогеохимического круговорота необходимо понимание гидрологических процессов. В дополнение к огромному количеству информации, связывающей гидрологию и биогеохимию по различным аспектам гидрологического цикла, существует огромное количество информации о гидрологической изменчивости в русле реки и биогеохимической переработке в ручьях и реках.

В разделе 2.11.2 представлен обзор гидрологических процессов в верховьях в отношении формирования речного стока. Механизмы доставки воды со склонов холмов в русла ручьев были представлены и обсуждены с учетом относительного вклада старой воды, то есть воды, хранящейся в почвах и грунтовых водах бассейна, и новой воды, то есть связанной с осадками и таянием снега. Относительная важность биогеохимических процессов вдоль гидрологических путей была подчеркнута с особым акцентом на важности прибрежных (прибрежных) насыщенных зон в изменении химической сигнатуры воды, текущей в прибрежную зону.Прибрежная зона во многих бассейнах эффективно буферизует поступление питательных веществ вверх по склону, но может также изменять концентрации и потоки питательных веществ в результате процессов круговорота азота, таких как минерализация, денитрификация и поглощение прибрежной растительностью.

В разделе 2.11.3 обсуждались процессы, влияющие на компоненты водного баланса, снегообразование и процессы абляции, а также процессы в почве под снежным покровом в зимний период и во время таяния снега. Микробы остаются активными в почвах под снежным покровом, где вода не ограничена.Сочетание этих преобразований питательных веществ и потоков снега и талой воды может привести к доставке больших количеств питательных веществ, органических веществ и углерода из наземных экосистем. Кроме того, растворенные вещества в снежных покровах предпочтительно элюируются во время таяния, что, в свою очередь, может стимулировать биологическую активность в снежном покрове, например, снежных водорослей. Наличие и скорость движения воды в сочетании с составом органических веществ и температурой почвы во многом определяют характер биогеохимических реакций, например, аэробных или анаэробных.Растительность и солнечная радиация контролируют содержание влаги в почве за счет испарения и транспирации, а растительность частично зависит от типа и толщины почвы, внешнего вида и высоты. Корни деревьев могут перераспределять воду в почве, влияя на поглощение питательных веществ. Взаимоотношения растений и почвы неразрывно связаны с биогеохимическими циклами в ризосфере. Перемешивание в нижнем течении влияет на время прохождения воды и растворенных веществ, которые неразрывно связаны с гидрологическими путями через почвы и грунтовые воды, а также в ручьях с прибрежными и гипорейными зонами.Эти вклады, в свою очередь, зависят от величины и интенсивности осадков и таяния снегов.

Раздел 2.11.4 представил концепцию спиралевидного движения питательных веществ, включая концепцию продолжительности поглощения питательных веществ и важность изменчивости температуры и водотока для биогеохимии. Обсуждались также эффекты взаимодействия ручья и грунтовых вод через гипорейные и прибрежные зоны. Процессы гипорейной зоны имеют тенденцию иметь больший эффект на единицу площади водного столба в мелководных верховьях, но продолжающиеся потери через крупные речные сети могут иметь большие кумулятивные эффекты.. Полевые исследования с участием изотопов (включая соединения, меченные изотопами) пролили свет на внутриречные трансформации азотных видов, включая то, как на них влияют сезонность, сток рек, проникновение света, а также поступление наземных органических веществ и питательных веществ из прибрежных экосистем. Пространственные вариации внутриречных процессов также контролируются гидрологией, морфологией русла, землепользованием водосбора и прибрежной растительностью.

Раздел 2.11.5 сравнивает важные процессы в гидрологически изолированных водно-болотных угодьях с процессами, временно связанными с ручьями и реками.Обмен воды, отложений и питательных веществ в водно-болотных угодьях с прилегающими водосборными бассейнами, грунтовыми водами и ручьями оказывает большое влияние на биогеохимические процессы. Время пребывания является ключевым фактором биогеохимической динамики, варьирующейся от быстрой скорости оборота в прибрежных заболоченных территориях на дне долины с высоким расходом грунтовых вод до чрезвычайно низкой скорости оборота в тонком активном слое на поверхности верховых торфяных болот. Условия, близкие к насыщению водно-болотных угодий с обычно высоким содержанием органических веществ, контролируют окислительно-восстановительный потенциал, который управляет биогеохимическими процессами.Кислород обычно ограничивает скорость деградации водно-болотных угодий, а углерод является основным двигателем биогеохимии водно-болотных угодий. Кроме того, временная и пространственная изменчивость времени пребывания и связанные скорости оборота, таким образом, определяют биогеохимические процессы.

В разделе 2.11.6 обсуждается поступление питательных веществ в атмосферные, речные и подземные воды, стратификация и внутриозерные процессы, взаимодействие с отложениями и ограничение содержания питательных веществ. На биогенные вещества, связанные с сбросом грунтовых вод в озера, влияет состав отложений, который может меняться от окисленных до восстановленных.Различия в составе отложений контролируют окислительно-восстановительные условия и, как следствие, аэробные или анаэробные реакции, влияющие на трансформацию питательных веществ и биологические виды. Растения в прибрежных зонах, такие как надводные и погруженные в воду макрофиты и перифитон, также могут изменять состав питательных веществ в озере, улавливая частицы и за счет поглощения (роста) и высвобождения (разложения) питательных веществ. Фосфор обычно ограничивает продуктивность пресноводных экосистем, но при избытке фосфора ограничение может ограничиваться азотом; однако азот может быть дополнен цветением сине-зеленых водорослей, фиксирующих азот.Хотя недавние исследования показывают, что поверхностные воды были ограничены азотом до индустриализации, наука по-прежнему вызывает споры относительно относительной важности (или ограничений) азота и фосфора в контроле биологической продуктивности пресных вод. Стратификация озера контролирует смешение верхних и нижних вод, влияя, таким образом, на биогеохимические процессы. Состояние питательных веществ и продуктивность поверхностных вод определяет проникновение света и последующее поступление органических и питательных веществ в придонные воды.

В разделе 2.11.7 представлена ​​информация о типичных реакциях, контролируемых гидрологическими путями, литологией (минералогией) и биотой, важности времени пребывания в биогеохимической эволюции и связях между грунтовыми и поверхностными водами. Биогеохимия грунтовых вод в значительной степени связана с окислительно-восстановительными реакциями, опосредованными микробами, которые являются результатом физического переноса водных реагентов в контакт с подземными материалами, с которыми они не находятся в равновесии, где микробные сообщества развиваются, чтобы катализировать реакции в обмен на энергию.Окислительно-восстановительные условия в грунтовых водах различаются в зависимости от положения ландшафта, при этом окислительные условия преобладают в верховьях и под зоной ненасыщенности, а более восстановительные условия возникают в низинах, под ручьями и озерами. На окислительно-восстановительные условия также может влиять литология. Следовательно, сброс грунтовых вод может быть кислородным или сильно уменьшенным в зависимости от гидрогеологических условий. Биогеохимические процессы, влияющие на химию подземных вод, протекают в широком диапазоне временных масштабов (например, 8–10 порядков величины для восстановления кислорода и денитрификации).В речном потоке обычно преобладает расход грунтовых вод, даже во время паводков. Но поскольку грунтовые воды могут заметно различаться по возрасту и химическому составу, сбросная смесь грунтовых вод, вносимая различными гидрологическими путями, может привести к тому, что состав воды ручья и доставка питательных веществ в водные экосистемы также будут заметно варьироваться во времени и пространстве.

Примеры воздействия деятельности человека на гидрологические и биогеохимические связи приводятся в каждом из разделов и в отдельном разделе, посвященном кислым атмосферным осаждениям.

Несмотря на то, что было проведено много исследований для оценки взаимосвязей между гидрологией и биогеохимией, остается еще много проблем, особенно в отношении увязки наблюдений в широком диапазоне временных и пространственных масштабов. Растительность, почвы, гидрология и биогеохимия развиваются и реагируют вместе; тем не менее, наши усилия по изучению этих связей часто имеют узкую направленность, что приводит к высокому уровню знаний о конкретных объектах, но более медленному прогрессу в экстраполяции в более крупные пространственные масштабы и в разработке значимых обобщений.Необходимость более всеобъемлющих междисциплинарных исследований оправдана для связи наземной растительности и почв в верховьях через прибрежные зоны / поймы с ручьями. Эти междисциплинарные исследования будут включать процессы в русле реки, включая взаимодействие с гипорейной зоной, в масштабах и в гидроклиматических зонах. Понимание гидрологических и биогеохимических процессов также требует знания биологических компонентов и их функционирования в рамках этих исследований.

Достижения в области технологий продолжают обеспечивать меньшие и более надежные датчики, меньшие пакеты для сбора данных с инновационными возможностями передачи данных, а также улучшенное аналитическое оборудование для точного и точного измерения низких концентраций элементов и растворенных веществ в небольших образцах.Кроме того, новые инструменты развиваются в областях нанотехнологий, дистанционного зондирования и биосенсорных технологий, которые предоставляют новые и инновационные способы оценки процессов, связывающих гидрологию и биогеохимию.