Главная / Выделения / Информация о круговороте воды в природе. Каково значение круговорота воды в природе? Как объяснить данное понятие детям

Информация о круговороте воды в природе. Каково значение круговорота воды в природе? Как объяснить данное понятие детям

Круговорот воды - это очень важный природный процесс, благодаря которому возможна жизнь на нашей планете. Окружающую среду невозможно представить без воды, поскольку только при ее участии происходят многие физические, химические и биологические процессы. Чтобы не чувствовалось недостатка чистых водных ресурсов на Земле, постоянно происходит превращение и круговорот воды в природе.

Значение и свойства воды

Земля на 70% покрыта водной оболочкой, которая составляет важнейшую часть биосферы - гидросферу. В нее входят все существующие на планете океаны, моря, реки, озера, болота, подземные воды, искусственные водные бассейны, а также водяные пары и ледники.

Рис. 1. Ледники

Как известно, вода может пребывать в трех различных состояниях:

газообразном (облака, тучи);
жидком (реки, океаны и пр.);
твердом (ледники).

Гидросфера состоит из воды, которая находится на земном шаре во всех трех своих состояниях. Вода - это уникальный и единственный компонент в природе, который может иметь три различные формы. Больше ни одно вещество на планете на такое не способно.

Процесс круговорота

Водообмен - это постоянный процесс, в ходе которого влага «путешествует» через Мировой океан, твердую земную оболочку и атмосферу. Кратко это выглядит так:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

Поначалу влага испаряется с поверхности водных бассейнов и в виде пара попадает в воздушные массы, где начинает активно участвовать в различных реакциях.
Далее происходит формирование облаков и туч, благодаря которым на землю выпадают осадки в виде тумана, града, снега или дождя.
Достигнув земли, атмосферные осадки восполняют недостаток влаги в водных бассейнах. Также дожди увлажняют землю, которая питает все растения. В результате все живые существа на планете насыщаются кислородом.
Затем опять происходит испарение влаги в атмосферу, и процесс начинается по новому кругу.

Рис. 2. Схема круговорота воды в природе

Следует помнить, что основной двигатель водного обмена - это энергия Солнца.

Больше всего влаги испаряет Мировой океан. Как известно, вода в нем соленая, однако та влага, что испаряется с поверхности, является пресной. Таким образом, океанические воды являются самой настоящей фабрикой по производству пресной воды, без которой жизнь на земном шаре была бы невозможной.

Ученые установили, что на планете ежесекундно выпадает порядка 16 млн. тонн различных осадков, и в тот же миг такое же количество воды возвращается обратно в воздух. Масштабы водного обмена на Земле просто поражают!

Для детей можно провести интересный опыт, чтобы наглядно продемонстрировать испарение влаги под воздействием солнечных лучей. Необходимо взять стакан, наполнить его водой, плотно укрыть полиэтиленовым пакетом и поставить на подоконник в солнечную погоду. В результате получится простейшая имитация Мирового океана и атмосферы. Спустя некоторое время на стенке пакета появятся капельки - так происходит испарение влаги под воздействием солнечного тепла.

Виды круговорота воды

Различают большой и малый круговорот воды.

Большой круговорот. Испарения Мирового океана поднимаются в воздух, а затем ветрами переносятся на континент и выпадают в виде различных атмосферных осадков. Далее это же количество влаги обратно попадает в океанические воды вместе с реками и грунтовыми водами.

Рис. 3. Воды Мирового океана

Малый круговорот. Пар, образующийся над океаном, попадает обратно в его же воды в виде осадков.

Выделяют также континентальный круговорот влаги , который происходит на территории материка. Вода с местных водоемов и земной поверхности выветривается, а затем, спустя какое-то время, вновь возвращается из атмосферы в виде снега, тумана или дождя.

В результате многолетних исследований ученые пришли к выводу, что круговорот влаги в последнее время стал значительно ускоряться. Это негативно сказывается на климате во всем мире. Жаркие районы станут еще жарче и суше, а в дождливых местностях будет выпадать еще больше осадков.

Что мы узнали?

Одной из важных тем окружающего мира за 3 класс является круговорот воды. Мы узнали, что из себя представляет этот процесс, как происходит круговорот воды в природе, от чего он зависит и какую роль играет на планете. Благодаря полученной информации, школьники без труда смогут написать доклад или составить сообщение к уроку.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 292.

Нагревание земной поверхности солнечным теплом вызывает постоянный круговорот влаги в природе. Под влиянием нагревания – испарение влаги с поверхности океанов, морей, рек, а также суши и растительного покрова. В дальнейшем влага конденсируется в атмосфере и выпадает в виде атмосферных осадков. Выпавшие на сушу осадки частью испаряются с ее поверхности, и частично стекают в реки, моря, океаны и испаряются с их поверхности.

Речные воды, впадая в моря и океаны, несут различные растворенные химические элементы и соединения, которые они извлекают из пород по пути движения. В результате длительного переноса извлечения этих веществ морская вода приобретает солевой состав, который сравнительно однороден в пределах крупных океанических бассейнов и несколько изменяющихся в морских водоемах, глубоко вдающихся в сушу.

Перемещение влаги в атмосфере и на поверхности земли происходит довольно быстро, а в земной коре оно замедляется по мере погружения на глубину. В почвенном слое происходит сложный процесс просачивания влаги от поверхности земли до уровня подземных вод. Подземные воды движутся более медленно по пористым горным породам от области питания к области стока, выходя на поверхность земли в виде различных источников. Кроме того, в земной коре происходит еще более длительный геологический процесс миграции подземных вод. Он обусловлен тем, что часть воды морских бассейнов уходит в иловые донные осадки, видоизменяется в процессе диагенеза, эпигенеза и катагенеза и может долго сохраняться в горных породах, пока эти осадки снова не выйдут на дневную поверхность и не подвергнутся воздействию атмосферных осадков и поверхностных вод.

Много влаги временно исключается из гидрологического круговорота, переходя в твердое или связанное состояние в минералы горных пород (элементы геологического круговорота).

Несколько схематизируя процесс перемещения влаги в природе, рассмотрим годовой круговорот воды.

Образующиеся при испарении водяные пары устремляются в атмосферу, где они попадают в другие термодинамические условия (давление, t). При наличии в атмосфере частиц, обладающих гигроскопическими свойствами (пары конденсируются и вновь выпадают на поверхность земли в виде атмосферных осадков - дождь, снег, град и др.).

Необходимо отметить, что в истории Земли числовое значения элементов круговорота воды неоднократно изменялось.

1.2.2. Малый и большой круговороты воды

Различают малый и большой круговорот воды в природе:

При малом круговороте испарившаяся с поверхности морей и океанов влага выпадает здесь же, на водной поверхности и не переносится на сушу;

При большом круговороте часть водных паров переносится на сушу и выпадает на поверхности земли в виде осадков, вновь стекающих в моря и океаны.

Таким образом, ежегодная убыль воды в океанах и морях вследствие испарения покрывается прибылью воды из рек и подземного стока.

Выделяют еще внутренний или внутриматериковый круговорот воды, т.е. когда основная масса атмосферных осадков образуется из водяных паров местного (континентального) происхождения.

Малому круговороту воды в природе в годовом разрезе по многолетним данным отвечает уравнение: Им=Ом

Большой круговорот можно выразить уравнением: Ис = Ос-С

Для Мирового океана: Им=Ом+С

Сложив сушу и море, получим: Им=Ом+С, т.е. сумма испарения воды с поверхностей океанов и суши равна сумме осадков, выпадающих на эти поверхности.

Для бессточных областей: Иб.о.=Об.о.

Теперь можно получить уравнение круговорота всего земного шара:

Им+Ис+Иб.о. = Ом+Ос+Об.о.

Таблица 2.

Числовые значения элементов круговорота воды земного шара по М.И. Львовичу

	Площадь млн.км 2	Элементы круговорота	Годовой объем тыс.км 3
Мировой океан		Осадки Ом Приток речных вод С Испарение Им	411,6+36,38 = 447,98
Суша со стоком		Испарение Ис Речной сток С Осадки Ос
Бессточные области		Испарение И б.о . Осадки О б.о .
Весь земной шар		Испарение Им+Ис+Иб.о. Осадки Ом+Ос+Об.о

Что нам говорят и чему учат, и как это соотносится с действительностью...

Вода – одна из основ появления органической жизни во Вселенной. Это один из важных элементов на нашей планете. Вода играет немаловажную роль в жизни и развитии человека, являясь основной жизнедеятельности нашего организма. В школе на уроках естествознания нам рассказывали о круговороте воды на планете.

Схема этого процесса очень проста. Вода испаряется с поверхности океанов, морей, рек и озёр, молекулы пара поднимаются вверх, там вода конденсируется в виде облаков и выпадает в виде осадков (дождь, снег, роса) на землю. В горах снег тает и образуются ручейки, которые сливаясь вместе создают реки… Задумывались ли вы над тем сколько должно постоянно таять снега в горах, а ведь там снег лежит круглогодично и не очень-то тает, чтобы поддерживать течение даже одной реки?

Схема круговорота воды в природе

Приведённая выше схема даёт только часть правильного объяснение этим природным явлениям и далека от объяснения действительно реальных процессов, происходящих с водой на планете. Эта схема не объясняет почему образуются облака зимой, так как при 30 градусном морозе вода испаряться не может. Да и летом на той самой высоте образования облаков отнюдь не жарко . Нам говорят, что на середину континента облака приносит с морей и океанов ветер, но в безветренную погоду облака так же образуются над сушей. Эта схема не может объяснить разницу между суммарным количеством осадков и количеством испаряющейся воды. Ещё большей загадкой служит количество воды, переносимой реками.

Учёные подсчитали количество воды на планете – 1 386 000 млрд. литров. Однако такая огромная цифра только путает, ведь оценка осадков, водяного пара в атмосфере, годовых стоков вод производится в разных единицах измерения. Поэтому многие не могут связать очевидные вещи в единое целое. Мы попробуем провести анализ цифр в привычных всем единицах измерения жидкости – литрах.

Если брать во внимание всю планету, то за год выпадает в среднем примерно 1000 миллиметров осадков . В метеорологии один миллиметр осадков эквивалентен одному литру воды на квадратный метр.

Площадь поверхности Земли примерно 510 072 000 квадратных километров. Значит осадков выпадает примерно 510 072 млрд. литров над всей площадью. Это составляет треть от всех водных запасов планеты.

Исходя из основ круговорота воды в природе должно испаряться воды столько же сколько выпадает осадков. Однако, испарения с поверхности океанов составляют по разным данным примерно 355 млрд. литров в год. Выпадает осадков на несколько порядков больше нежели испаряется с водной поверхности. Парадокс!?

При таком круговороте планету должно затопить уже давно. Возникает и другой вопрос – откуда берётся лишняя вода и куда девается? Изучив справочные материалы, можно найти ответ – вода содержится в огромном количестве в атмосфере. Это 12 700 000 млрд. кг водяного пара .

Литр воды при испарении даёт килограмм пара, то есть в парообразном виде 12 700 000 млрд. литров распределено в атмосфере. Казалось бы, найдено недостающее звено, но снова имеем противоречие. Наличие воды в атмосфере величина приблизительно постоянная и если бы вода безвозвратно проливалась на землю в таком количестве из атмосферы, то за несколько лет на планете жизнь стала бы невозможной.

Подсчёт расхода воды в реках так же даёт противоречивые данные. Например, по данным Википедии со ссылкой на официальные источники объём падающей воды только одного Ниагарского водопада составляет 5700 кубических метров в секунду. В пересчёте на литры это составит 179 755 млрд. литров в год.

Но отвлечёмся от расчётов, чтобы полюбоваться красотами Венесуэлы. Как видно вершина горы представляет собой плоское плато, где нет снега, ледников или озёр для достаточного поддержания водопадов. Тем не менее у подножия этой горы берут свои начала реки бассейнов Амазонки, Ориноко и Эссекибо.

И объяснить наличие истока водопадов на горе Рорайма согласно школьной схеме круговорота воды в природе невозможно.

Фото водопада Кукенана, Гора Рорайма, парк Канаима, Венесуэла, Бразилия и Гайана.

Из истории науки известно, что ещё В.И. Вернадский предполагал наличие газового обмена между Землёй и космосом. Вернадский предполагал, что в земной коре происходит распад одних и синтез других веществ. В 1911 году он выступил с докладом "О газовом обмене земной коры" в Петербурге на Втором Менделеевском съезде. Сейчас это считается научным фактом.

Намного позже ирландские, канадские и китайские геофизики смоделировали условия, которые характерны для недр Земли и показали, что вода возникла в результате её синтеза в недрах планеты. Материалы исследований были опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters .

Привычную нам росу можно встретить только утром на траве, но земледельцам хорошо известно, что существует подземная роса, а также дневная, осаждающаяся внутри пашни. Так Овсинский И.Е. в своей книге «Новая система земледелия» рассказывает об этих явлениях. Подтверждением синтеза воды в природе стали случаи «ледяного цунами», снятые на видео в 2013 году в штате Миннесота США и в Канаде. Снег синтезировался весной в мае, и такие случаи не единичны.

Фото ледяного цунами 2013 год, штат Миннесота, США.

Stunning Ice Spectacle On Minnesota Lake 2013 HQ

Учёными установлен факт, что при своём движении в космосе Земля теряет часть вещества атмосферы. Тем не менее атмосфера у планеты остаётся стабильной, а это означает, что потерянное вещество восстанавливается. Это верно и для других веществ образующих нашу планету.

Такими фактами синтеза веществ, стало восстановление нефти в выработанных скважинах. Оказалось, что в давно открытых месторождениях добыто 150% нефти от ранее подсчитанных запасов. И таких мест оказалось очень много: граница Грузии и Азербайджана (два месторождения, дающие нефть более 100 лет), Карпаты, Южная Америка и др. Месторождение «Белый тигр» во Вьетнаме выдаёт нефть из толщи фундаментальных пород, где нефти быть не должно в принципе.

В России Ромашкинское нефтяное месторождение, открытое более 70 лет назад, входит в десятку супергигантских по международной классификации. Оно считалось выработанным на 80%, но каждый год запасы в нём пополняются на 1,5–2 млн. тонн. По новым расчётам, нефть можно будет добывать до 2200 года и это не предел.

На Старых промыслах Грозного первая скважина была пробурена в конце 19 века, а к середине прошлого выкачано 100 млн. тонн нефти. Позднее месторождение сочли истощённым, а спустя 50 лет запасы стали восстанавливаться .

Исходя из этих фактов можно сделать вывод, что синтез элементов на планете не является чудом или аномалией – это закономерное явление. Вода синтезируется при определённых условиях и в определённых областях неоднородности нашей планеты. Круговорот воды в природе несомненно существует, но это больше процесс преобразования материи, который связан с процессом возникновения нашей планеты Земля. В науке пытаются в очередной раз подходить к объяснению этих феноменов с позиции теории эфира, долгое время запрещённой и шельмуемой "авторитетами" ортодоксальной науки. Но теория эфира - это всего лишь упрощённый частный случай всеобъемлющей теории, разработанной русским учёным Николаем Левашовым. Теорию эфира можно сравнить с лучем света лампы или Солнца. Подчиняется определённым оптическим законам, но стоит его пропустить через призьму (поляризовать) и мы видим уже более сложную картину - уже не белый луч, а семь цветов радуги. И у каждого цветного луча свои индивидуальные качественные показатели.

Для понимания почему происходит синтез веществ на планете, необходимо знать, как сформировалась наша планета. Ответ на эти вопросы мы находим в книгах русского учёного Николая Викторовича Левашова .

Наша вселенная образована семью первичными материями находящимися в пространстве, обладающими конкретными свойствами и качествами. Сливаясь друг с другом первичные материи образуют гибридные формы материй. Из них образуются вещества нашей планеты. При этом образуется замкнутая система пространства-материи(й). Причём, в этой системе, как пространство влияет на материи, так и материи влияют на пространство, т.е. как и любая замкнутая система, она стремится в каждой своей точке к балансному равновесию.

Слияние первичных материй возможно только при определённых условиях. Таким условием является изменение мерности пространства, его возмущение (изменение качественного состояния).

Мерность пространства – это его качественное состояние, неоднородность - квантование (разделение) пространства наполненного определёнными первичными материями или их гибридами в соответствии со свойствами и качествами этих первичных материй. Изменение мерности достаточное для образования гибридных форм (вещества в больших объёмах) возникает при взрыве сверхновой звезды. При этом от эпицентра взрыва распространяются концентрические волны возмущения мерности пространства, которые создают зоны неоднородности пространства, в которых формируются планеты. Подробнее об образовании планетарных систем можно прочитать в главе 2.5 "Неоднородная Вселенная" .

Когда в эти зоны попадают первичные материи, они начинают сливаться и образовывать гибридные формы материи, в том числе и физически плотное вещество. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока вся зона неоднородности не заполнится и не установится баланс между пространством и материей. В результате процесса синтеза вещества происходит постепенное восстановление (компенсация) мерности в зоне неоднородности до уровня, который был до взрыва сверхновой звезды.

В результате процесса синтеза физически плотного вещества из комбинации первичных материй (гибридов), в зоне неоднородности мерности образуются шесть материальных сфер, которые вложены друг в друга. Эти сферы созданы из гибридных форм первичных материй, различаются количеством первичных материй, входящих в состав каждой из этих шести сфер. Именно такую структуру имеет наша планета Земля. При этом все эти сферы вполне материальны, но только физически-плотная материя доступна нашим органам чувств. Но эти сферы из различных гибридов перврчных материй как бы "прозрачны" друг для друга и практически не взаимодействуют. Это примерно как световые волны, звуковые и радиоволны, которые могут быть в одно и тоже время в одной точке простраства, но при этом при нормальных условиях не взаимодействуют друг с другом и проходят друг через друга без помех.

Физически плотная сфера (1) Земли, предстовляет собой гибрид из 7 первичных материй, физически-плотное вещество этой сферы имеет четыре агрегатных состояния - твёрдое, жидкое, газообразное и плазменное. Разные агрегатные состояния возникают, как результат колебания мерности на небольшую величину.

Каждое вещество имеет свой уровень (диапазон) мерности, в котором данное вещество устойчиво и распределяется согласно перепаду мерности от центра образования планеты. Тяжёлые элементы имеют максимальную, а лёгкие элементы – минимальную мерность внутри зоны неоднородности.

Вода образована синтезом лёгких элементов – кислорода и водорода и представляет собой жидкий кристалл. Атмосфера на 20% состоит из кислорода. Водород самый лёгкий среди газов, однако в атмосфере его количество незначительное – 0,000055% . Тем не менее на нашей планете идут дожди – молекулы воды из газообразного состояния (пар в атмосфере) переходят в жидкое.

Если колебания мерности произошли на уровне границы твёрдого вещества и атмосферы, выпадает роса, если в атмосфере на уровне облачности, процесс каплеобразования приобретает цепной характер, идёт дождь. Атмосфера теряет своё вещество. Неоднородность пространства остаётся некомпенсированной. После завершения формирования планеты, создавшие её формы материи продолжают своё движение через нашу планетарную неоднородность уже не сливаясь друг с другом. Но при возникновении соответствующих условий первичные материи вновь образуют вещество. Вода в виде пара в атмосфере восстанавливается.

Многие учёные склоняются к теории о том, что водород и другие газы в большей мере поступают в атмосферу из недр Земли . Это предположил ещё в 1902 г. Э. Зюсс. Он считал, что вода связана с магматическими очагами, откуда она в составе газообразных продуктов выделяется в верхние участки земной коры .

Условия, достаточные для синтеза сложных молекул возникают в недрах планеты, так как первичные материи, проходя через планетарную неоднородность, увлекают за собой лёгкие элементы и синтезируют новые, синтез которых возможен в пределах диапазона всей неоднородности. В состав магмы действительно входит вода в виде пара, а ещё магма содержит в себе практически все элементы таблицы Менделеева.

Стремясь занять свой уровень мерности, молекулы водорода и кислорода попадают в зоны неоднородности, где возможен синтез воды. Пар, поднимаясь из недр, достигает границ твёрдой поверхности, где из-за незначительных перепадов мерности молекулы воды из газообразного состояния переходят в жидкое. Так образуются реки. Вот ещё пример: на Севере Африки под пустыней Сахарой расположен один из грандиознейших подземных резервуаров пресной воды , при этом говорить о дождевых и иных осадках в этом районе планеты не представляется возможным. Откуда вода?!

Границы диапазонов устойчивости вещества являются уровнями разделения между атмосферой, океанами и твёрдой поверхностью планеты. Граница устойчивости кристаллической структуры планеты повторяет форму неоднородности, поэтому поверхность твёрдой коры имеет впадины и выступы.

Распределение веществ на планете. (

Со времени образования Земли на планете происходят процессы перехода химических соединений и элементов из одного состояния в другое. Это круговорот веществ в природе. Как он происходит и для чего нужен разберём в этой статье.

Быстрая навигация по статье

Они такие разные

Круговорот веществ на самом деле, по сути, является бесконечно повторяющимися циклами. Причём благодаря взаимодействию химических элементов и разнообразию химических соединений они никогда не повторяются в точности. Рассмотрим разные виды циклов, а также то, как замкнутый круговорот веществ влияет на развитие и существование нашей планеты.

Биогеохимический круговорот веществ

Какова роль энергии в круговороте? Первичный источник энергии для круговорота веществ в большинстве случаев — Солнце. Эта энергия вовлекается из космоса.

Круговорот веществ и энергии

Энергия, вырабатываемая организмами, преобразуется в тепло и утрачивается для экосистемы. В отличие от неё движение веществ происходит с помощью саморегулирующихся процессов с участием всех составляющих различных экосистем. Из более 95 элементов, встречающихся в природе, для жизни живых организмов нужны всего 40. В их числе самые важные и необходимые в огромных количествах четыре основных элемента:

кислород;
водород;
углерод;
азот.

Откуда же они берутся в необходимом размере? Например, азот забирается из атмосферы с помощью действующих азотфиксирующих бактерий, затем возвращается другими бактериями. Кислород, используемый различными организмами для дыхания, приходит в атмосферу благодаря фотосинтезу. Растения усваивают углекислый газ, вовлекая его в круговорот веществ. В важных процессах также участвуют углерод и водород.

В природе ничего не происходит просто так. Посмотрим на вулканы. Во время их извержения в атмосферу поступают различные газы, в том числе и азот. Это круговорот газообразных веществ.

В деятельности эволюции в биосфере с каждым циклом увеличивается число биологических компонентов. В последнее время немаловажную роль в этих процессах играет человек. Своей деятельностью он усиливает сложившийся тысячелетиями круговорот веществ и поток энергии в экосистеме. Это действует разрушающим образом на биосферу, сложившуюся на настоящий момент.

Раньше, когда на Земле только зарождалась жизнь, в атмосфере было больше углерода, кислорода же почти не было. Поэтому первые живые организмы были анаэробными. С течением длительного промежутка времени накапливался кислород, уменьшался процент углерода. Сейчас количество углекислого газа увеличивается. Этому способствует использование горючих ископаемых и уменьшение «лёгких планеты» — джунглей, лесов. Антропогенный круговорот веществ утрачивает свою замкнутость.

Исследуя, в каких поясах Земли наиболее активны круговороты веществ и энергии, учёные пришли к выводу, что более консервативны в этом плане тропические экосистемы. Изучая влияние человека на эти процессы, нужно говорить не о том, что люди своей деятельностью меняют то, что не должно меняться, а о том, что эта деятельность влияет на скорость изменений.

В описании круговорота веществ иногда выделяют восходящую часть и нисходящую. В процессе круговорота веществ содержащаяся в органических веществах энергия, переходя из одного состояние в другое, постепенно теряется. Это нисходящая часть. Когда вещества уже не могут служить источником энергии, они становятся материалом для новых клеток. Это восходящая часть кругооборота.

Большой и маленький

Есть два основных кругооборота. Большой геологический круговорот веществ начался с момента образования планеты. Цикл в нём может длится тысячи лет. Под воздействием внешних факторов разрушаются горные породы, их мельчайшие частицы остаются на суше, некоторая их доля с водой попадает в Мировой океан, где, в свою очередь, образуются новые напластования. Благодаря геотектоническим процессам, движению и изменению рельефа дна эти напластования опять оказываются на суше и всё начинается сначала. Геологический круговорот веществ обусловлен взаимодействием двух энергий: Земли и Солнца. Он возможен только при присутствии всех составляющих.

Геологический круговорот веществ

Малый круговорот веществ в природе — это всегда часть большого. Он называется биогеохимический круговорот веществ и проявляется только в границах биосферы, присутствуя во всех экосистемах. Во время него питательные вещества, углерод и вода накапливаются в растениях, затем расходуются на рост не только самих растений, но и на жизнедеятельность других организмов. Как правило, это животные, которые съедают растения — консументы. Продукты жизнедеятельности и распада этих животных под действием микроорганизмов опять разлагаются на минеральные компоненты и с помощью растений снова вовлекаются в оборот. В таких циклах участвуют все химические элементы, в первую очередь нужные для построения живых клеток.

Самый подвижный

Вода никогда не стоит на месте. Испаряясь с разных поверхностей, она накапливается в атмосфере для того, что бы выпасть на землю в виде осадков. При этом она постоянно меняет свою форму. Поэтому количество воды не меняется — идёт её постоянное обновление. Это кругооборот воды в природе. Он связывает между собой геологический и биотический круговорот веществ.

Круговорот воды в природе

В биосфере вода, меняя своё состояние, проходит малый и большой кругообороты. Испарение с поверхности океана, конденсация в атмосфере и выпадение в виде осадков обратно в океан — это малый оборот. Когда часть водяного пара воздушными потоками переносится с океана на сушу, то эта вода участвует в большом кругообороте. Какая-то её часть испаряется и остаётся в атмосфере, остальная с ручьями, речками и грунтовыми водами попадает обратно в океан. На этом большой цикл завершается и начинается с начала.

Самый активный

В границах биосферы непрерывно происходит мгновенный обмен кислорода из воздуха с живыми организмами, что служит главным источником жизни. Он очень сложный, вступающий в различные комбинации минеральных и органических веществ. В настоящий момент развития биосферы наступил период, когда количество выделяемого кислорода практически равно поглощаемому количеству. Углерод в круговорот веществ включается благодаря, в том числе, и фотосинтезу. Синтез и его составляющие — основа обновления воздуха в биосфере.

Круговорот кислорода в природе

Необходимый азот

Во время загнивания органических веществ часть находящегося в них азота преобразуется в аммониак, перерабатываемый обитающими в почве растениями обратно в азотную кислоту. Она вступает в микрореакцию с заключающимися в земле организмами и преобразуется в нитраты. Это — доступная для растений форма. Так образуется малый кругооборот азота.

Круговорот азота

Однако некоторое количество азота при гниении выделяется в атмосферу и образует свободный азот. Кроме этого такая форма появляется вследствие горения органических веществ, сжигания угля, дров.

Не дают нарушиться природному балансу азотобактерии. Некоторые из них живут на корнях растений семейства бобовых, образуя небольшие клубни. Выделяя из воздуха атмосферный азот, они преобразуют его в азотные соединения, которые переходят в растения. Позже растения трансформируют их в белки, жиры, углеводы и другие вещества. Так происходит кругооборот азота.

Используя растения, не давая им пройти стадию гниения, люди создают дефицит азота. Чтобы избежать этого человек научился вносить в почву азотные удобрения, тем самым возмещая природе утраченный баланс.

Незаменимая сера

Её значение в круговороте неоценимо. Сера служит источником энергии для серобактерий, без которых невозможна очистка вод. В природе эти бактерии широко распространены. Это важный компонент строительства многих видов белков. Круговорот веществ в земной коре также не обходится без серы. Вкладом серы в большой круговорот веществ являются питающиеся ею микроорганизмы, преобразующие аминокислоты. Основными антропогенными поставщиками серы в большой круговорот веществ выступают разлагающиеся растения и животные организмы. Они выделяют серный газ. Тем самым совершается кругооборот серы.

Кругооборот серы

Биосфера

Все представители живой природы, в том числе и человек, образуют биомассу. Она постоянно меняется, участвуя в процессах, происходящих в окружающей среде.

Растения называют продуцентами, животных — консументами. Простейшие и другие микроорганизмы, разлагающие органику в неорганику, называются редуценты. Их ещё называют разрушителями.

Процесс разлагания — это деструкция органического вещества.

Разберём, какую роль играют в круговороте веществ представители разных групп и какова роль продуцентов:

сине-зелёные бактерии и растения преобразуют солнечный свет в энергию химических связей. Таким образом происходит рождение органического вещества из неорганических элементов;
всеядные существа, способные питаться растениями. К ним относится и человек. Они потребляют растения (органику), перерабатывая внутри себя, на выходе давая неорганику;
плотоядные животные поедают растительноядных, органика также попадает в них, но не растениями, а в другой форме;
высшие хищники, способные питаться плотоядными животными. Это последнее перемещение органики внутри живых организмов;
простейшие, грибки и микроорганизмы, разлагающие останки живых существ. В ходе этого процесса они перерабатывают органику в неорганический вид — соли, воду, минералы и углекислый газ;
все эти элементы снова используются растениями.

В круговороте веществ наибольшую роль играют микроорганизмы, разрушителей считают начальным звеном явления.

Как видно из этой схемы, консументы в процессе круговорота веществ в биосфере используют пищевые связи, важный компонент цепочки. Однако всё начинается с растений и заканчивается ими же.

Разнообразие растений в природе

Помимо замкнутого существует и и незамкнутый круговорот веществ.

Экосистемы

Кратко, экосистемы — это природные комплексы, образованные средой обитания и совокупностью организмов (биоценозов), живущих в ней. Они являются компонентом, обеспечивающим круговорот веществ в биосфере . Их изучением занимается наука, получившая название экология.

В этой сфере работают люди разных профессий. В настоящее время глобальный круговорот веществ нарушается действиями человека, за счёт разрушающей деятельности антропогенного воздействия.

Экосистемы в процессе своего развития проходят множество биохимических циклов. Причём, если цикл не замкнутый, то одна экосистема со временем может преобразоваться в другую. На эту ситуацию влияет кругооборот веществ в биоценозе.

Рассмотрим, как основан круговорот веществ и превращение энергии в экосистемах различного вида.

Луг

Различная растительность: трава, цветы, растения небольшого размера являются продуцентами. Летающие и ползающие насекомые питаются травой, пыльцой. Этими насекомыми питаются птицы. После их смерти останками занимаются редуценты, и продукты деятельности последних становятся составляющими элементами новых продуцентов, растений. Получается, консументы в экосистеме луга участвуют в круговороте веществ и превращениях органики в неорганическое вещество.

Озеро

Каждое озеро имеет свою экосистему. Продуцентом тут выступает планктон и ряска, которые помимо функции переработки органики наполняют воду кислородом. Консументов или потребителей очень много. Это рыбы, питающиеся растениями, ракообразные, головастики и личинки. За ними идут хищные рыбы и водоплавающие птицы. Рано или поздно часть из них оказываются на дне в виде останков и тут за них берутся мелкие беспозвоночные и бактерии, редуценты. Так как консументов в озерах значительно больше редуцентов, они не могут переработать все останки, оказывающиеся на дне. Получается незамкнутый круговорот веществ и поток энергии в экосистеме. Если кругооборот замкнут не полностью, то условия в экосистеме постепенно меняются. Именно поэтому небольшие озёра со временем превращаются в болота.

Круговорот веществ в экосистеме озера

Круговорот веществ в аквариуме характерен такой же схемой.

Болото

Когда озеро начинает зарастать, у берегов появляется мох — сфагнум. С его появлением начинается круговорот веществ в болоте. Так как сфагнум плавает на поверхности, под ним образуется очень холодный слой воды без кислорода, в котором не могут существовать микроорганизмы. Веточки мха, отмирая, опускаются на дно, образуя торф. Толщина торфяной подушки достигает 5 метров – именно на ней живут обитатели болот. Так как круговорот веществ в болоте также не является замкнутым, через много-много лет болото превращается в лес, чем и объясняется постоянное образование, а затем зарастание болотин. Но пока этого не произошло, болото поддерживает уровень грунтовых вод и является необходимым компонентом в кругообороте веществ в биосфере.

Техногенный круговорот веществ

Отличие техногенного круговорота от биотического в том, что он всегда незамкнутый. Это, скорее, ресурсный цикл. На уровне жизни различных организмов в пределах биосферы это сказывается не лучшим образом. Например, скорость уменьшения объёма воды в таком цикле намного больше, чем в биотическом. То же можно сказать и о других расходуемых в процессе элементах. Эти данные зависят от уровня организации.

Заключение

Солнце — источник энергии, обеспечивающий круговорот веществ. Оно снабжает планету возобновляемой энергией, которая, в свою очередь, постоянно преобразуется. Есть множество циклов, которые изучаются учёными впервые. Даже зная принципы циклов кругооборотов, специалисты приходят к всё новым выводам и открытиям. Складывается впечатление что человек, не знает и десятой доли тех тайн природы, которые скрыты от его взгляда. От того, насколько быстро мы сможем эти тайны разгадать, зависит качество жизни будущих поколений. Главный вывод один: круговорот веществ и превращение энергии в экосистеме является залогом жизни на планете. Жизнь на Земле невозможна без круговорота.

Без круговорота, жизнь на земле невозможна

Из статьи видно, какую роль выполняют круговороты веществ и энергии в географической оболочке и в биосфере. Поэтому, думаем, понятно, что организации живой природы нуждаются в защите человека.

Кругооборот воды в природе – это сложный процесс, при котором происходит видоизменение физического состояния воды и ее циркулирование между различными экосистемами. Каждый год с поверхности Земли испаряется вода в количестве, равная кубу, каждая грань которого составляет 80 км. Затем в виде снега и дождя она возвращается на поверхность планеты. Благодаря этому развивается жизнь на Земле.

Большая часть всех запасов воды Земли находится в океанах, поэтому 97,5% водных запасов нашей планеты – это соленая жидкость. Оставшаяся часть – это пресная вода, и распределена она следующим образом:

Ледники и постоянные снежные покровы – 68,9%.
Грунтовые воды (влага почвы, болото, вечная мерзлота) – 30,8%.
Озера и реки – 0,3%

Круговорот воды в природе являет собой процесс, при котором между океаном, сушей, литосферой и атмосферой происходит постоянный водообмен. В ходе этого обмена вода пребывает то в жидком, то в твердом, то в парообразном виде. Она не только движется, но и несет с собой огромное количество полезных элементов, без которых жизни на Земле попросту б не было.

Вода постоянно перемещается по планете, при этом количество жидкости за миллионы лет не изменилось, хотя и трансформировалось. В прежние времена вода в виде жидкости была в значительно меньшем количестве, чем сейчас, поскольку основные её запасы сосредоточивались в ледниках. Поэтому 20 тыс. лет назад можно было без труда попасть по суше из Аляски в Азию или из Франции в Великобританию.

Как происходит кругооборот

Оборот воды проходит очень активно. В течение суток на нашу планету выпадает 306 млрд. литров жидкости, и такое же количество возвращается в атмосферу.

Основные пункты кругооборота выглядят следующим образом:

С поверхности водоемов (морей, океанов, озер и рек) вода испаряется, конденсируется, собирается в облака и выпадает в форме осадков.
Испаряясь с растений, вода проходит те же стадии – испарения (транспирация), конденсацию, выпадение на землю.
Процесс испарения с ледников называется сублимацией (переход из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости).
Осадки, которые выпали в горах, а также таяние снега и льда, приводят к образованию горных потоков, которые стекают на поверхность, насыщая водой различные водоемы и землю.
Грунтовые воды могут насыщать водой все наземные источники воды и растения. Пополняются грунтовые воды в процессе инфильтрации (проникновение в почву) и перколяции (протекание жидкости через пористую поверхность) воды.

Движущей силой кругооборота является энергия Солнца, которая нагревает океан и другие водные поверхности. Это приводит к испарению воды, которая превращается в газообразную форму и уходит в атмосферу в виде пара.

Через некоторое время пар в атмосфере конденсируется в облака, а затем снова возвращается на землю в виде осадков – дождя, снега или града. Когда осадки достигают земной поверхности, они могут снова перейти в форму пара, перемещаться в форме водного течения по поверхности планеты или впитаться землей (перколяция).

В земных экосистемах капли дождя, прежде чем достигнут грунта, в первую очередь ударяются о листья деревьев, кустарников или травы. Какая-то часть воды сразу же испаряется с поверхности растений, не достигнув земли. Остальная часть жидкости впитывается грунтом, – и большая ее часть уходит под землю.

Как правило, вода начинает двигаться по поверхности земли только в том случае, если грунт насыщен водой. Это бывает, когда осадки дождя очень сильные или поверхность не в состоянии впитывать воду. Такой поверхностью могут быть камни в натуральной экосистеме или асфальт и цемент в среде города или населенного пункта.

За сколько времени происходит кругооборот

Движение воды в природе происходит с разной скоростью. Поверхностная движется очень быстро, тогда как в глубине океанов, под землей и в форме льда проходит кругооборот чрезвычайно медленно. Время движения воды в главных водных резервуарах планеты выглядит следующим образом:

Водообмен живых организмов – 1 неделя.
Атмосфера – 1,5 недели.
Реки – 2 недели.
Влага в грунте – от 2 недель до 1 года.
Болотная вода – от 1 до 10 лет.
Озера и водоемы – 10 лет.
Океаны и моря – 4 тыс. лет.
Подземные воды – от 2 нед. до 10 тыс. лет.
Ледники и вечная мерзлота – от 1 тыс. до 10 тыс. лет

В верхних слоях грунта корни частично всасывают воду для потребностей растений, которые используют молекулы воды в процессе обмена веществ. Вода, находящаяся в тканях растений, в дальнейшем может перемещаться в организм животных, которые их поедают. Несмотря на это, большая часть воды, поступающая в растения через корневую систему, возвращается в процессе транспирации. Этот термин биологии означает поступление воды из грунта в корни, перемещение по системе каналов растения, образованных из омертвевших клеток и испарение через поры в листьях (стомы).

Если вода не поступает в растения через корневую систему, она проникает в органические и минеральные слои почвы, образуя грунтовые воды, которые расположены между частицами песка, гравия, трещин в камнях.

Это очень важная часть запасов пресной жидкости. Грунтовые воды медленно передвигаются через поры земли и расщелины и в итоге обычно попадают в ручей, реку или озеро. При этом грунтовая вода снова становится поверхностной.

Некоторая часть грунтовых вод может оставаться очень глубоко в минеральных слоях почвы и пребывать там тысячелетия. Резервуары грунтовой воды (аквиферы, водоносный горизонт) – это источник питьевой воды, который поступает в распоряжение людей через колодцы. В наши дни вода в колодцах зачастую используется гораздо быстрее, чем происходит ее пополнение из аквиферов.

Почему вода необходима

Вода играет важную роль в жизни нашей планеты с первых дней своего появления на Земле. Поначалу наша планета являла собой раскаленный шар. Но постепенно в её атмосферу изнутри Земли стали проникать газы, в т.ч. и водяной пар. Это привело к охлаждению земной коры и способствовало развитию жизни, поскольку вода – исключительно важное вещество для всех живых существ. Например, тело человека больше чем наполовину состоит из воды, и если посмотреть на клетки организма под микроскопом, можно увидеть, что больше чем на 70% они состоят из воды. Поэтому люди, как и все наземные организмы, нуждаются в постоянном и бесперебойном снабжении пресной водой для выживания.

Недостаток пресной воды может иметь самые серьезные последствия для различных экосистем нашей планеты. Поэтому люди постоянно изобретают новые технологии, направленные на увеличение эффективности применения водных ресурсов. К ним относятся рытье колодцев для использования грунтовых вод, сбор дождя в коллекторах, удаление соли из соленой воды, чтобы получать пресную воду из океанов и морей. Несмотря на эти достижения, чистая, безопасная для здоровья жидкость далеко не всегда доступна во многих частях земного шара.

Кругооборот воды важен как сам по себе, так и является движущей силой для других видов кругооборота. Например, осадки и поверхностное течение воды играют огромную роль в цикле различных элементов. К ним относятся углерод, азот, фосфор и сера. Течение поверхностных вод помогает перемещению элементов из земных (террестриальных) экосистем в водные (акватические). Кругооборот воды является составляющей различных биогеохимических циклов. Так называют процессы, во время которых происходит многоразовое участие различных элементов в процессах, что происходят в гидросфере, атмосфере, литосфере и биосфере.