Come funziona il ciclo dell'acqua in natura? Il ciclo dell'acqua in natura: fatti interessanti

L’acqua è la base di tutta la vita sulla Terra. La quantità di liquido sul pianeta non cambia durante l'esistenza del mondo, ma il ciclo dell'acqua in natura avviene continuamente. Senza questo processo la vita non esisterebbe sulla Terra.

Il ciclo dell'acqua dà origine a molte circostanze curiose. Ecco i più fatti interessanti:

1. Pierre Perrault, che costruì il sistema di approvvigionamento idrico del Louvre, iniziò a parlare di idrocircolazione già nel XVII secolo. Ci sono voluti due secoli prima che gli scienziati dimostrassero che il ciclo dell’acqua funziona in questo modo:

• l'acqua evapora dagli oceani, dai bacini idrici e superficie terrestre;
• il vapore sale nell'atmosfera e si sposta con le correnti d'aria in diverse parti del pianeta;
• Nelle zone fredde si forma la condensa e l'umidità cade sotto forma di precipitazione o rugiada.

2. Come risultato del ciclo, l'acqua si purifica, cambia composizione e aspetto (il sale diventa fresco, il ghiaccio si trasforma in liquido, le gocce perdono o si riempiono di microelementi). Mentre l’acqua circola, trasporta componenti benefici, ma microbi e virus viaggiano insieme all’umidità. L'85% delle malattie conosciute si contraggono attraverso l'acqua.

3. L'acqua si rinnova completamente nell'atmosfera in una settimana e mezza e nell'oceano in 3,5 mila anni. Le gocce di pioggia che vedi erano nell'oceano circa 2 mesi fa.

4. L'acqua in natura si muove a causa del sole e della gravità. Oltre all'atmosfera, l'acqua viene trasportata dai fiumi, dalle correnti sotterranee e dagli organismi viventi.

5. Circa 306 miliardi di litri di acqua al giorno vengono riversati sulla terra dall'atmosfera. La maggior parte delle precipitazioni cade sull'isola hawaiana di Kauai (la quantità media è di 11.684 mm all'anno, e questo è solo uno dei record). E nel deserto la pioggia evapora senza mai raggiungere la sabbia.

6. L'uso umano dell'acqua non riduce la sua quantità in natura. Le risorse utilizzate dalle persone partecipano alla circolazione e finiscono nei corpi idrici e nel suolo. L’inquinamento è dannoso perché le sostanze chimiche e i metalli pesanti con cui “carichiamo” l’acqua vengono trasportati nell’atmosfera, nei mari e negli oceani. Piogge acide- il risultato della negligenza umana.

Ma in natura non esiste acqua assolutamente pura (distillata). Solo una persona può farlo in questo modo.

7. L'acqua dell'oceano non è solo salata, ma anche nutriente grazie al plancton. Gli scienziati lo affermano solo in termini di valore nutrizionale Oceano Atlantico Si stima che siano 20mila i raccolti, raccolti durante tutto l'anno in tutto il territorio.

8. Il ciclo dell'acqua contribuisce alla termoregolazione delle sfere terrestri e influenza il clima. Effetto serra interrompe la circolazione dell'acqua. Alcuni scienziati sostengono che i ghiacciai si stanno sciogliendo, le precipitazioni stanno aumentando e di conseguenza il pianeta traboccherà d'acqua. Altri credono che l’aumento delle temperature aumenti l’evaporazione, quindi la Terra è a rischio di siccità.

9. Il corpo umano è composto per il 70% da acqua. Avendo perso l’1%, abbiamo sete. E una mancanza di liquidi del 20% è fatale.

10. Il ciclo dell'acqua non riguarda solo il movimento sulla superficie del pianeta. I flussi sotterranei sono un enorme serbatoio di fluido che si muove e con cui interagisce ambiente esterno(rifornito dalle piogge attraverso il terreno, schizza attraverso geyser, sorgenti, ruscelli nelle valli e nei burroni).

Il ciclo dell’acqua è un fenomeno naturale, la chiave della nostra esistenza. Atteggiamento premuroso L’accesso umano alle risorse idriche aiuterà la natura a preservare la sua capacità unica di dare e sostenere la vita sul pianeta.

Tutti conoscono il ciclo dell'acqua in natura fin dagli anni scolastici. Nelle lezioni di biologia, l'insegnante ha parlato di questo processo: l'acqua che cade sotto forma di pioggia filtra attraverso il terreno, poi esce dal terreno sotto forma di sorgenti e scorre nei fiumi, dove, evaporando parzialmente lungo il percorso, raggiunge gli oceani. Evapora anche dagli oceani e cade con la pioggia. Mentre parlava, indicò il diagramma:

Quanto è semplice e accessibile questo processo viene visualizzato nel diagramma. Senza esagerare, anche lo studente che non eccelleva in biologia lo capiva in classe. Di quanto diminuirebbe il numero di studenti che comprendono l'essenza del ciclo dell'acqua se l'insegnante spiegasse senza diagramma? Penso che un buon terzo degli studenti non avrebbe capito il materiale la prima volta. Questo esempio mostra quanto sia importante la sua visualizzazione per comprendere qualsiasi processo, quanto accelera la percezione delle informazioni fornite.

La varietà di questi schemi è eccezionale. Facendo una semplice ricerca su Google per “diagramma del ciclo dell’acqua” ne troviamo una grande varietà:

Ma questi sono tutti programmi per bambini e scolari. Cosa succede se cambiamo un po’ la query e cerchiamo “diagramma del ciclo idrologico” in modo che tutto sia serio e scientifico? Vediamo questo diagramma:

Come possiamo vedere, l'ideatore di questo schema, molto simile a quelli che vengono insegnati agli scolari, è uno scienziato di grande spicco, Kevin E. Trenberth, che dirige la Divisione di Analisi dei Cambiamenti Climatici del Centro Nazionale per la Ricerca Atmosferica. È stato autore principale delle valutazioni scientifiche dell'IPCC sui cambiamenti climatici del 2001 e del 2007 (vedi Quarto rapporto di valutazione dell'IPCC) e fa parte del programma CLIVAR (Science Steering Group for the Climate Variability and Predictability). Fa anche parte del comitato scientifico congiunto del Programma mondiale di ricerca sul clima. È stato nominato membro onorario della Royal Society of New Zealand nel 2000, ha ricevuto un premio dall'American Meteorological Society a luglio e un NCAR Distinguished Achievement Award nel 2003.

Gli schemi visualizzati in questo modo vengono utilizzati anche da scienziati abbastanza noti, riconoscendoli come molto importanti per le loro attività, comprendendo i processi in atto e trasmettendo alle persone la comprensione della loro essenza.

L'acqua è uno dei fondamenti per l'emergere della vita organica nell'Universo. Questo è uno dei elementi importanti sul nostro pianeta. L'acqua gioca molto ruolo importante nello sviluppo umano, essendo la base della sua vita. A scuola, durante le lezioni di scienze, ci veniva raccontato il ciclo dell'acqua sul pianeta.

Lo schema di questo processo è molto semplice (Fig. 1). L'acqua evapora dalla superficie degli oceani e della terra, le molecole di vapore salgono verso l'alto, dove l'acqua si condensa sotto forma di nuvole e cade come precipitazione sul suolo. In montagna la neve si scioglie e si formano ruscelli che, fondendosi insieme, creano un fiume... Hai mai pensato a quanta neve deve sciogliersi costantemente in montagna, ma lì la neve giace tutto l'anno e non si scioglie mantenere il corso anche di un solo fiume?

Riso. 1. Schema del ciclo dell'acqua in natura

Il diagramma sopra dà spiegazione corretta solo alcuni fenomeni naturali ed è lontano dai processi reali che si verificano con l'acqua sul pianeta. Questo diagramma non spiega perché in inverno si formano le nuvole; a 30 gradi sotto zero l'acqua non può evaporare. Ci viene detto che il vento porta le nuvole dai mari e dagli oceani al centro del continente, ma con tempo calmo le nuvole si formano anche sulla terra. Questo schema non può spiegare la differenza tra le precipitazioni totali e la quantità di acqua evaporata. Un mistero ancora più grande è la quantità di acqua trasportata dai fiumi.

Gli scienziati hanno calcolato la quantità di acqua sul pianeta: 1.386.000 miliardi di litri. Tuttavia, una cifra così grande non fa altro che confondere, perché la valutazione delle precipitazioni, del vapore nell'atmosfera e dei flussi d'acqua annuali viene effettuata in diverse unità di misura. Pertanto, molti non riescono a collegare cose ovvie in un unico insieme. Cercheremo di analizzare i numeri nelle solite unità di misura dei liquidi: litri.

Se prendiamo in considerazione l'intero pianeta, cadono in media circa 1000 millimetri di precipitazione all'anno. In meteorologia, un millimetro di precipitazione equivale a un litro d'acqua per metro quadrato.

La superficie della Terra è di circa 510.072.000 chilometri quadrati. Ciò significa che su tutta la zona cadono circa 510.072 miliardi di litri di precipitazioni. Ciò rappresenta un terzo delle riserve idriche totali del pianeta.

Secondo le basi del ciclo dell’acqua in natura, la stessa quantità di acqua dovrebbe evaporare man mano che cadono le precipitazioni. Tuttavia, secondo varie fonti, l'evaporazione dalla superficie degli oceani ammonta a circa 355 miliardi di litri all'anno. Le precipitazioni cadono di diversi ordini di grandezza in più di quanto evaporano dalla superficie dell'acqua. Paradosso!

Con un ciclo del genere, il pianeta avrebbe dovuto essere allagato molto tempo fa. Sorge un’altra domanda: da dove viene l’acqua in eccesso? Avendo studiato materiali di riferimento, puoi trovare la risposta: l'acqua è contenuta in enormi quantità nell'atmosfera. Si tratta di 12.700.000 miliardi di kg di vapore acqueo.

Un litro d'acqua, quando evapora, dà un chilogrammo di vapore, cioè sotto forma di vapore si distribuiscono nell'atmosfera 12.700.000 miliardi di litri. Sembrerebbe che l'anello mancante sia stato trovato, ma ancora una volta siamo in contraddizione. La presenza di acqua nell'atmosfera è approssimativamente costante e se l'acqua si riversasse irrevocabilmente sulla terra in quantità tali dall'atmosfera, entro pochi anni la vita sul pianeta diventerebbe impossibile.

Anche il calcolo del flusso d'acqua nei fiumi fornisce dati contrastanti. Ad esempio, secondo Wikipedia con riferimento a fonti ufficiali Il volume dell'acqua che cade solo alle Cascate del Niagara è di 5.700 metri cubi al secondo. In termini di litri, ciò ammonterà a 179.755 miliardi di litri all'anno.

Ma prendiamoci una pausa dai calcoli per ammirare la bellezza del Venezuela. Come si può vedere nella (Fig. 2), la cima della montagna è un altopiano pianeggiante senza neve o laghi per sostenere sufficientemente le cascate. Tuttavia, ai piedi di questa montagna nascono i fiumi del bacino dell'Amazzonia, dell'Orinoco e dell'Essequibo.

Ed è impossibile spiegare la presenza della sorgente delle cascate sul Monte Roraima secondo lo schema scolastico del ciclo dell'acqua in natura.

Riso. 2. Foto delle cascate Kukenana, del Monte Roraima, del Parco Canaima, del Venezuela, del Brasile e della Guyana.

Dalla storia della scienza è noto che V.I. Vernadsky presupponeva l'esistenza di scambi di gas tra la Terra e lo spazio. Vernadsky presupponeva che nella crosta terrestre si verificasse il decadimento di alcune sostanze e la sintesi di altre sostanze. Nel 1911 consegnò un rapporto “Sullo scambio di gas crosta terrestre"a San Pietroburgo al Secondo Congresso Mendeleev. Ora questo è considerato un fatto scientifico.

Molto più tardi, i geofisici irlandesi, canadesi e cinesi modellarono le condizioni caratteristiche dell'interno della Terra e dimostrarono che l'acqua si forma come risultato della sua sintesi all'interno del pianeta. I materiali della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Earth and Planetary Science Letters.

La rugiada a cui siamo abituati la possiamo trovare solo al mattino sull'erba, ma gli agricoltori sanno bene che c'è rugiada sotterranea, così come quella diurna che si deposita all'interno del terreno coltivabile. Quindi Ovsinsky I.E. nel suo libro" Nuovo sistema agricoltura" parla di questi fenomeni. La sintesi dell'acqua in natura è stata confermata dai casi dello “tsunami di ghiaccio” (Fig. 3), ripreso in video nel 2013 in Minnesota, USA e Canada. La neve è stata sintetizzata nella primavera di maggio e tali casi non sono isolati.

Riso. 3 Foto dello tsunami di ghiaccio del 2013, Minnesota, USA. Fonte: www.wptv.com

Gli scienziati hanno stabilito il fatto che durante il suo movimento nello spazio, la Terra perde parte della sostanza atmosferica. Tuttavia, l'atmosfera del pianeta rimane, il che significa che la materia perduta viene ripristinata. Questo vale anche per le altre sostanze che compongono il nostro pianeta.

Tali fatti della sintesi di sostanze divennero il recupero del petrolio nei pozzi esauriti. Si è scoperto che il 150% delle riserve petrolifere precedentemente stimate erano prodotte in giacimenti scoperti da tempo. E di posti simili ce n'erano molti: il confine tra Georgia e Azerbaigian (due giacimenti che producono petrolio da più di 100 anni), i Carpazi, Sud America ecc. Deposito " Tigre Bianca“In Vietnam si produce petrolio dallo spessore delle rocce fondamentali, dove non dovrebbe esserci petrolio.

In Russia Romashkinskoye giacimento petrolifero, scoperta più di 70 anni fa, è una delle dieci supergiganti classificazione internazionale. Era considerato esaurito all'80%, ma ogni anno le sue riserve vengono reintegrate di 1,5-2 milioni di tonnellate. Secondo nuovi calcoli, il petrolio potrà essere prodotto fino al 2200 e questo non è il limite.

Nei vecchi campi di Grozny, il primo pozzo fu perforato alla fine del XIX secolo e verso la metà del secolo scorso furono pompate 100 milioni di tonnellate di petrolio. Successivamente, il deposito fu considerato esaurito e dopo 50 anni le riserve iniziarono a riprendersi.

Sulla base di questi fatti, possiamo concludere che la sintesi degli elementi sul pianeta non è un miracolo o un'anomalia: è un fenomeno naturale. L'acqua viene sintetizzata in determinate condizioni e in determinate aree di eterogeneità del nostro pianeta. Il ciclo dell'acqua esiste senza dubbio in natura, ma è un processo di trasformazione della materia, associato al processo di comparsa del nostro pianeta Terra.

Per capire perché sul pianeta avviene la sintesi delle sostanze, è necessario sapere come si è formato il nostro pianeta. Troviamo la risposta a queste domande nei libri dello scienziato russo.

Il nostro universo è formato da sette materie primarie che hanno proprietà e qualità specifiche. Fondendosi tra loro, le materie primarie formano forme ibride di materia. Da loro si formano le sostanze del nostro pianeta.

La fusione delle materie primarie è possibile solo a determinate condizioni. Questa condizione è un cambiamento nella dimensione dello spazio.

La dimensione è la quantizzazione (divisione) dello spazio secondo le proprietà e le qualità delle materie primarie. Un cambiamento di dimensionalità sufficiente per la formazione di forme ibride (materia) avviene durante l'esplosione di una supernova. Allo stesso tempo, dall'epicentro dell'esplosione si propagano onde concentriche di disturbo della dimensionalità dello spazio, che creano zone di eterogeneità spaziale in cui si formano i pianeti. Puoi leggere di più sulla formazione dei sistemi planetari in.

Quando la materia primaria entra in queste zone, inizia a fondersi e a formare forme ibride di materia, inclusa la materia fisicamente densa. Questo processo continuerà fino a riempire l'intera zona di eterogeneità. Come risultato del processo di sintesi della materia, la dimensionalità nella zona di disomogeneità viene gradualmente ripristinata al livello precedente all'esplosione della supernova.

Come risultato del processo di sintesi della materia fisicamente densa e di altre forme ibride dalla materia primaria, nella zona di eterogeneità della dimensionalità si formano sei sfere materiali, che sono annidate l'una nell'altra. Queste sfere sono create da forme ibride di materie primarie e differiscono nel numero di materie primarie incluse in ciascuna di queste sei sfere. Questa è esattamente la struttura che ha il nostro pianeta Terra (Fig. 4.)

Sfera fisicamente densa ( 1 ) della Terra, è composta da 7 materie primarie, la sostanza di questa sfera ha quattro stati di aggregazione: solido, liquido, gassoso e plasma. Diversi stati di aggregazione sorgono come risultato di fluttuazioni nella dimensionalità di piccola entità.

Riso. 4. Pianeta Terra nella zona di eterogeneità dello spazio. (Fonte: Levashov N.V. Essence and Reason. Volume 1. 1999. Gava 1. Struttura qualitativa del pianeta Terra. Fig. 6.)

Ogni sostanza ha il proprio livello di dimensionalità, in cui questa sostanza sostenibile ed è distribuito secondo la differenza di dimensionalità dal centro di formazione del pianeta. Gli elementi pesanti hanno una dimensionalità massima e gli elementi leggeri hanno una dimensionalità minima all'interno della zona di eterogeneità.

L'acqua è formata dalla sintesi di elementi leggeri - ossigeno e idrogeno ed è un cristallo liquido. L'atmosfera è composta per il 20% da ossigeno. L'idrogeno è il più leggero tra i gas, ma la sua quantità nell'atmosfera è insignificante: 0,000055%. Tuttavia, sul nostro pianeta piove: le molecole d'acqua passano dallo stato gassoso (vapore nell'atmosfera) a quello liquido (Fig. 5).

Se le fluttuazioni dimensionali si verificano a livello del confine tra materia solida e atmosfera, cade la rugiada, se a livello di nuvolosità il processo di formazione delle gocce diventa di natura a catena e piove; L'atmosfera perde la sua sostanza. L’eterogeneità dello spazio rimane non compensata. Dopo il completamento della formazione del pianeta, le forme della materia che lo hanno creato continuano il loro movimento attraverso la nostra eterogeneità planetaria senza fondersi tra loro. Ma quando si presentano le condizioni adatte, le materie prime formano nuovamente la materia. L'acqua viene ripristinata sotto forma di vapore nell'atmosfera.

Molti scienziati sono propensi alla teoria secondo cui l'idrogeno e altri gas provengono dalle viscere della Terra. Ciò fu suggerito nel 1902 da E. Suess. Credeva che l'acqua fosse associata alle camere magmatiche, da dove viene rilasciata nelle parti superiori della crosta terrestre come parte dei prodotti gassosi.

Nelle viscere del pianeta sorgono condizioni sufficienti per la sintesi di molecole complesse, poiché la materia primaria, passando attraverso l'eterogeneità planetaria, porta con sé elementi leggeri, la cui sintesi è possibile all'interno dell'intera eterogeneità. Il magma in realtà contiene acqua sotto forma di vapore e contiene anche quasi tutti gli elementi della tavola periodica.

Nel tentativo di occupare il loro livello di dimensionalità, le molecole di idrogeno e ossigeno entrano in zone di eterogeneità dove è possibile la sintesi dell'acqua. Il vapore, risalendo dalle profondità, raggiunge i confini della superficie solida, dove, a causa di piccoli cambiamenti dimensionali, le molecole d'acqua passano dallo stato gassoso allo stato liquido. Ecco come si formano i fiumi.

I confini degli intervalli di stabilità della materia sono i livelli di separazione tra l’atmosfera, gli oceani e la superficie solida del pianeta. Il confine di stabilità della struttura cristallina del pianeta segue la forma dell'eterogeneità, quindi la superficie della crosta solida presenta depressioni e sporgenze.

Riso. 5. Distribuzione delle sostanze sul pianeta.

Il ruolo dell'acqua nei processi che si verificano nella biosfera è enorme. Senza acqua, il metabolismo negli organismi viventi è impossibile. Con l'avvento della vita sulla Terra, il ciclo dell'acqua è diventato relativamente complesso, superando il semplice fenomeno dell'evaporazione fisiologica processo complesso evaporazione biologica (traspirazione), associata alla vita di piante e animali.

In breve, il ciclo dell’acqua in natura può essere descritto come segue. L'acqua raggiunge la superficie terrestre sotto forma di precipitazione, che è formata principalmente dal vapore acqueo che entra nell'atmosfera a seguito dell'evaporazione fisica e dell'evaporazione dell'acqua da parte delle piante. Una parte di quest'acqua evapora direttamente dalla superficie dei corpi idrici o indirettamente attraverso piante e animali, mentre l'altra alimenta le falde acquifere.

La natura dell'evaporazione dipende da molti fattori. Pertanto, da un’unità di superficie di un’area forestale evapora molta più acqua che dalla superficie di un corpo idrico. Con la diminuzione della copertura vegetale diminuisce anche la traspirazione e, di conseguenza, la quantità di precipitazioni.

Il flusso dell'acqua nel ciclo idrologico è determinato dall'evaporazione, non dalle precipitazioni. La capacità dell'atmosfera di trattenere il vapore acqueo è limitata. Un aumento dei tassi di evaporazione porta ad un corrispondente aumento delle precipitazioni. L'acqua contenuta nell'aria sotto forma di vapore corrisponde in ogni istante ad uno strato medio di 2,5 cm di spessore, uniformemente distribuito sulla superficie terrestre. La quantità di precipitazioni che cade in un anno è in media di 65 cm. Di conseguenza, il vapore acqueo proveniente dal fronte atmosferico circola circa 25 volte all'anno (una volta ogni due settimane).

Contenuto di acqua dentro corpi idrici e nel suolo centinaia di volte in più che nell'atmosfera, ma scorre attraverso i primi due fondi alla stessa velocità. Il tempo medio di trasporto dell'acqua nella sua fase liquida attraverso la superficie terrestre è di circa 3650 anni, 10.000 volte più lungo del tempo del suo trasporto nell'atmosfera. Gli esseri umani nel processo di attività economica hanno un forte impatto sulla base del ciclo idrologico: l'evaporazione dell'acqua.

L'inquinamento dei corpi idrici e, prima di tutto, dei mari e degli oceani con prodotti petroliferi peggiora drasticamente il processo di evaporazione fisica e la diminuzione dell'area forestale - la traspirazione. Ciò non può che influenzare la natura del ciclo dell'acqua in natura.

I cicli globali di nutrienti di vitale importanza si suddividono nella biosfera in tanti piccoli cicli confinati negli habitat locali di varie comunità biologiche. Possono essere più o meno complessi e in vari gradi sensibile a vari tipi di influenze esterne. Ma la natura ha decretato che in condizioni naturali questi cicli biochimici sono “tecnologie esemplari senza rifiuti”. La ciclicità copre il 98-99% dei nutrienti e solo l'1-2% non va nemmeno ai rifiuti, ma alla riserva geologica.

A differenza del semplice trasferimento - il movimento degli elementi minerali nel ciclo grande - nel ciclo piccolo soprattutto punti importanti sono la sintesi e la distruzione di composti organici. Questi due processi alla base della vita sono in una certa relazione, che costituisce una delle sue caratteristiche principali.

Le proprietà uniche della materia vivente e le sue funzioni biogeochimiche, manifestate nella capacità di trasformare i gas e concentrare gli elementi chimici, spiegano la sua capacità di svolgere un lavoro geochimico sul pianeta che è grandioso per dimensioni e conseguenze.

Come notato sopra, la base per il funzionamento del sistema naturale (NS) sono le connessioni energetiche e materiali. La sostanza nel PS si muove in un circolo vizioso, formando un ciclo biogeochimico .

Nel percorso dagli autotrofi agli eterotrofi, i nutrienti possono entrare nei cosiddetti fondi di riserva, sorta di vasche di decantazione. Le sostanze qui sono inattive e subiscono solo trasformazioni minerali che non sono associate alla materia vivente. Tali fondi di riserva sono, ad esempio, depositi di carbone e depositi di rocce carbonatiche sul fondo del mare. I fondi di riserva possono essere considerati anche riserve di legno negli ecosistemi forestali, depositi di torba, rifiuti forestali, humus, riserve di carbonio sotto forma di anidride carbonica nell'atmosfera, idrosfera, suolo, elementi chimici disciolti nelle acque e le acque stesse.

In termini di velocità di movimento della materia e stabilità, i fondi di riserva sono eterogenei. All'interno dei confini del fondo di riserva si può identificare una massa di materia facilmente accessibile agli organismi viventi. Tale materia, di regola, è concentrata in geosfere altamente mobili, in cui i flussi di materia si muovono molto più energicamente che nel resto dei fondi di riserva. Questa sostanza ha una probabilità molto più elevata di essere coinvolta nelle catene alimentari biologiche. Questa massa di sostanza si chiama fondo di scambio.

I fondi di riserva dell'atmosfera, dell'idrosfera e della biosfera sono generalmente facilmente accessibili, la materia viene facilmente estratta da essi e altrettanto facilmente restituita ad essi, quindi i processi che si verificano qui sono relativamente stabili. È molto più difficile estrarre la materia dal fondo del ciclo sedimentario (dalla litosfera). Pertanto, i processi che si svolgono con la partecipazione di questo fondo sono meno attivi e instabili. Qui l'ingresso nella riserva procede a un ritmo più rapido rispetto all'estrazione dalla stessa. Il processo di estrazione e restituzione di una sostanza ai fondi di riserva fa parte dei cicli biogeochimici.

Nel processo di evoluzione, i cicli biogeochimici hanno acquisito un carattere circolare quasi chiuso. Grazie a ciò viene mantenuta una certa costanza, equilibrio dinamico della composizione, quantità e concentrazione delle sostanze coinvolte nel ciclo. Allo stesso tempo, a causa della chiusura incompleta del ciclo biologico, azoto e ossigeno si accumulano nell'atmosfera, i composti del carbonio (petrolio, carbone, gas) si accumulano nella crosta terrestre e vari sali si accumulano nell'oceano.

A causa dell'elevata mobilità dell'atmosfera e della presenza in essa di un ampio fondo di scambio, alcuni cicli (ossigeno, carbonio, azoto) hanno la capacità di autoregolarsi rapidamente. Ad esempio, le risultanti concentrazioni locali di anidride carbonica si dissipano rapidamente e vengono assorbite più rapidamente dalla vegetazione.

I cicli che si verificano nella modalità dei cicli sedimentari (avvicendamenti di zolfo, fosforo, ferro) sono meno attivi e poco regolati. La maggior parte di queste sostanze è concentrata nella litosfera sedentaria.

Sia i cicli geologici che quelli biologici sono caratterizzati da irreversibilità. In essi vengono necessariamente introdotti nuovi elementi, nuove condizioni, ritmi diversi e collegamenti di cicli. Accumulandosi costantemente, queste differenze con ogni nuovo ciclo portano a cambiamenti evidenti anche nei sistemi biologici. Alcuni elementi periodicamente cadono fuori dal ciclo e indugiano prima o poi in vicoli ciechi, il che porta allo sviluppo della biosfera.

Domande di sicurezza

Il ciclo dell'acqua in natura è un processo complesso in cui avviene la modifica condizione fisica l’acqua e la sua circolazione tra diversi ecosistemi. Ogni anno l'acqua evapora dalla superficie terrestre in una quantità pari a un cubo, ciascun lato del quale è di 80 km. Quindi ritorna sulla superficie del pianeta sotto forma di neve e pioggia. Grazie a questo, la vita si sviluppa sulla Terra.

La maggior parte delle riserve idriche della Terra si trovano negli oceani, quindi il 97,5% delle riserve idriche del nostro pianeta sono liquide salate. La restante parte è acqua dolce, ed è così distribuita:

• Ghiacciai e manti nevosi permanenti – 68,9%.
• Acque sotterranee (umidità del suolo, paludi, permafrost) – 30,8%.
• Laghi e fiumi – 0,3%

Il ciclo dell'acqua in natura è un processo in cui avviene un costante scambio d'acqua tra l'oceano, la terra, la litosfera e l'atmosfera. Durante questo scambio, l'acqua è liquida, solida o vapore. Non solo si muove, ma porta con sé anche un'enorme quantità di elementi utili, senza i quali semplicemente non ci sarebbe vita sulla Terra.

L'acqua si muove costantemente attorno al pianeta, mentre la quantità di liquido non è cambiata nel corso di milioni di anni, sebbene si sia trasformata. In passato l'acqua sotto forma liquida era presente in quantità molto minori rispetto ad oggi, poiché le sue riserve principali erano concentrate nei ghiacciai. Pertanto, 20mila anni fa era possibile viaggiare facilmente via terra dall'Alaska all'Asia o dalla Francia alla Gran Bretagna.

Come avviene il ciclo?

La circolazione dell'acqua è molto attiva. Durante il giorno cadono sul nostro pianeta 306 miliardi di litri di liquidi e la stessa quantità ritorna nell'atmosfera.

I punti principali del circuito sono i seguenti:

• Dalla superficie dei corpi idrici (mari, oceani, laghi e fiumi), l'acqua evapora, si condensa, si raccoglie in nuvole e cade sotto forma di precipitazioni.
• Quando l'acqua evapora dalle piante, attraversa le stesse fasi: evaporazione (traspirazione), condensazione e precipitazione sul terreno.
• Il processo di evaporazione dai ghiacciai è chiamato sublimazione (transizione dallo stato solido a quello gassoso, aggirando lo stadio liquido).
• Le precipitazioni che cadono in montagna, così come lo scioglimento di neve e ghiaccio, portano alla formazione di ruscelli di montagna che scorrono in superficie, saturando d'acqua vari bacini artificiali e il terreno.
• Le acque sotterranee possono fornire acqua a tutte le fonti idriche e alle piante terrestri. Le acque sotterranee vengono reintegrate attraverso il processo di infiltrazione (penetrazione nel terreno) e percolazione (flusso di liquido attraverso una superficie porosa) dell'acqua.

La forza trainante del ciclo è l’energia del Sole, che riscalda l’oceano e le altre superfici acquatiche. Ciò fa evaporare l'acqua, che si trasforma in forma gassosa e fuoriesce nell'atmosfera sotto forma di vapore.

Dopo qualche tempo, il vapore nell'atmosfera si condensa in nuvole e poi ritorna sulla terra sotto forma di precipitazioni: pioggia, neve o grandine. Quando le precipitazioni raggiungono la superficie terrestre, possono ritornare alla forma di vapore, spostarsi sotto forma di correnti d'acqua sulla superficie del pianeta o essere assorbite dalla terra (percolazione).

Negli ecosistemi terrestri, le gocce di pioggia colpiscono prima le foglie degli alberi, degli arbusti o dell'erba prima di raggiungere il suolo. Parte dell'acqua evapora immediatamente dalla superficie delle piante prima di raggiungere il terreno. Il resto del liquido viene assorbito dal terreno e la maggior parte va sottoterra.

Di norma, l'acqua inizia a muoversi lungo la superficie terrestre solo se il terreno è saturo d'acqua. Ciò accade quando le precipitazioni sono molto abbondanti o la superficie non è in grado di assorbire l'acqua. Tale superficie potrebbe essere costituita da pietre in un ecosistema naturale o da asfalto e cemento in un ambiente cittadino.

Quanto tempo occorre perché avvenga la circolazione?

Il movimento dell'acqua in natura avviene con a velocità diverse. Quella superficiale si muove molto velocemente, mentre nelle profondità degli oceani, sottoterra e sotto forma di ghiaccio, la circolazione è estremamente lenta. Il tempo di movimento dell'acqua nei principali serbatoi d'acqua del pianeta è il seguente:

• Scambio d'acqua degli organismi viventi – 1 settimana.
• Atmosfera – 1,5 settimane.
• Fiumi – 2 settimane.
• Umidità nel terreno - da 2 settimane a 1 anno.
• Acqua di palude – da 1 a 10 anni.
• Laghi e bacini artificiali – 10 anni.
• Oceani e mari – 4mila anni.
• Acque sotterranee – da 2 settimane. fino a 10mila anni.
• Ghiacciai e permafrost - da 1mila a 10mila anni

Negli strati superiori del terreno, le radici assorbono parzialmente l'acqua per il fabbisogno delle piante, che utilizzano le molecole d'acqua nel processo metabolico. L'acqua contenuta nei tessuti vegetali può successivamente spostarsi nel corpo degli animali che li mangiano. Nonostante ciò, la maggior parte dell’acqua che entra nelle piante attraverso l’apparato radicale viene restituita attraverso il processo di traspirazione. Con questo termine biologico si intende il flusso dell'acqua dal terreno alle radici, il movimento attraverso il sistema di canali della pianta formati da cellule morte e l'evaporazione attraverso i pori delle foglie (stomi).

Se l'acqua non entra nelle piante attraverso il sistema radicale, penetra negli strati organici e minerali del terreno, formando l'acqua sotterranea, che si trova tra particelle di sabbia, ghiaia e fessure nelle pietre.

Questo è molto parte importante riserve di liquidi freschi. Le acque sotterranee si muovono lentamente attraverso i pori e le fessure del terreno e solitamente finiscono in un ruscello, fiume o lago. In questo caso le acque sotterranee tornano ad essere acque superficiali.

Alcune acque sotterranee possono rimanere molto in profondità negli strati minerali del suolo e rimanervi per millenni. I serbatoi delle acque sotterranee (falde acquifere, falda acquifera) sono una fonte acqua potabile, che è a disposizione delle persone attraverso i pozzi. Al giorno d'oggi, l'acqua nei pozzi viene spesso utilizzata molto più velocemente di quanto non venga reintegrata dalle falde acquifere.

Perchè è necessaria l'acqua?

L'acqua ha svolto un ruolo importante nella vita del nostro pianeta sin dai primi giorni della sua comparsa sulla Terra. All'inizio, il nostro pianeta era una palla calda. Ma gradualmente i gas iniziarono a penetrare nella sua atmosfera dall'interno della Terra, incl. e vapore acqueo. Ciò ha portato al raffreddamento della crosta terrestre e ha contribuito allo sviluppo della vita, poiché l'acqua è una sostanza estremamente importante per tutti gli esseri viventi. Ad esempio, il corpo umano è composto per più della metà da acqua e se osservi le cellule del corpo al microscopio, puoi vedere che più del 70% di esse sono acqua. Pertanto, le persone sono come tutti gli altri organismi terrestri, hanno bisogno di una fornitura costante e ininterrotta di acqua dolce per sopravvivere.

La mancanza di acqua dolce può avere conseguenze molto gravi per vari ecosistemi del nostro pianeta. Pertanto, le persone inventano costantemente nuove tecnologie volte ad aumentare l'efficienza d'uso. risorse idriche. Questi includono lo scavo di pozzi per utilizzare le acque sotterranee, la raccolta della pioggia nelle fogne, la rimozione del sale dall’acqua salata per ottenere acqua dolce dagli oceani e dai mari. Nonostante questi progressi, in molte parti del mondo non sempre sono disponibili liquidi puliti e sani.

Il ciclo dell'acqua è importante sia di per sé che come forza trainante per altri tipi di circolazione. Ad esempio, le precipitazioni e il flusso delle acque superficiali svolgono un ruolo enorme nel ciclo di vari elementi. Questi includono carbonio, azoto, fosforo e zolfo. Fluire acque superficiali aiuta a spostare gli elementi dagli ecosistemi terrestri (terrestri) a quelli acquatici (acquatici). Il ciclo dell'acqua è un componente di vari cicli biogeochimici. Questo è il nome dei processi durante i quali si verifica la partecipazione multipla di vari elementi nei processi che si verificano nell'idrosfera, nell'atmosfera, nella litosfera e nella biosfera.