Bagaimanakah kitaran air berfungsi di alam semula jadi? Kitaran air dalam alam semula jadi: fakta menarik

Air adalah asas kepada semua kehidupan di Bumi. Jumlah cecair di planet ini tidak berubah sepanjang kewujudan dunia, tetapi kitaran air di alam semula jadi berlaku secara berterusan. Tanpa proses ini, kehidupan tidak akan wujud di Bumi.

Kitaran air menimbulkan banyak keadaan yang ingin tahu. Berikut adalah yang paling banyak fakta menarik:

1. Pierre Perrault, yang membina sistem bekalan air Louvre, mula bercakap tentang peredaran hidro pada abad ke-17. Ia mengambil masa dua abad sebelum saintis membuktikan bahawa kitaran air berfungsi seperti ini:

• air tersejat daripada lautan, takungan dan permukaan bumi;
• wap naik ke atmosfera dan bergerak dengan arus udara ke bahagian yang berlainan di planet ini;
• Di kawasan sejuk, pemeluwapan berlaku dan kelembapan turun dalam bentuk pemendakan atau embun.

2. Hasil daripada kitaran, air disucikan, mengubah komposisi dan penampilannya (masin menjadi segar, ais berubah menjadi cecair, jatuh hilang atau dipenuhi dengan unsur mikro). Semasa air beredar, ia membawa komponen yang bermanfaat, tetapi mikrob dan virus bergerak bersama-sama dengan kelembapan. 85% penyakit yang diketahui boleh dijangkiti melalui air.

3. Air diperbaharui sepenuhnya di atmosfera dalam seminggu setengah, dan di lautan dalam 3.5 ribu tahun. Titisan hujan yang anda lihat berada di lautan kira-kira 2 bulan yang lalu.

4. Air di alam bergerak disebabkan oleh Matahari dan graviti. Selain atmosfera, air dibawa oleh sungai, arus bawah tanah dan organisma hidup.

5. Kira-kira 306 bilion liter air sehari dituangkan ke bumi dari atmosfera. Kerpasan paling banyak berlaku di pulau Hawaii Kauai (jumlah purata ialah 11,684 mm setahun, dan ini hanyalah salah satu daripada rekod). Dan di padang pasir hujan menyejat tanpa pernah sampai ke pasir.

6. Penggunaan air manusia tidak mengurangkan jumlahnya dalam alam semula jadi. Sumber yang digunakan oleh orang ramai mengambil bahagian dalam peredaran dan akhirnya kembali ke badan air dan tanah. Pencemaran adalah berbahaya kerana bahan kimia dan logam berat yang kita "mengecas" air dibawa ke seluruh atmosfera, laut dan lautan. Hujan asid- akibat kecuaian manusia.

Tetapi secara semula jadi tidak ada air yang benar-benar tulen (suling). Hanya seorang yang boleh membuatnya seperti ini.

7. Air di lautan bukan sahaja masin, tetapi juga berkhasiat berkat plankton. Para saintis mendakwa bahawa dari segi nilai pemakanan sahaja Lautan Atlantik Dianggarkan 20 ribu tanaman, yang dituai sepanjang tahun di seluruh tanah.

8. Kitaran air menyumbang kepada termoregulasi sfera bumi dan menjejaskan iklim. Kesan rumah hijau mengganggu peredaran air. Sesetengah saintis berpendapat bahawa glasier mencair, kerpasan meningkat, dan akibatnya planet ini akan melimpah dengan air. Yang lain percaya bahawa peningkatan suhu meningkatkan penyejatan, jadi Bumi menghadapi risiko kemarau.

9. Tubuh manusia adalah 70% air. Setelah kehilangan 1%, kita berasa dahaga. Dan kekurangan 20% cecair adalah maut.

10. Kitaran air bukan sahaja mengenai pergerakan di permukaan planet. Aliran bawah tanah ialah takungan besar bendalir yang bergerak dan berinteraksi dengannya persekitaran luaran(diisi semula oleh hujan melalui tanah, percikan keluar melalui geyser, mata air, sungai di lembah dan lurah).

Kitaran air adalah fenomena semula jadi, kunci kepada kewujudan kita. Sikap mengambil berat akses manusia kepada sumber air akan membantu alam semula jadi mengekalkan keupayaan uniknya untuk memberi dan menyokong kehidupan di planet ini.

Semua orang telah mengetahui kitaran air di alam semula jadi sejak zaman sekolah lagi. Dalam pelajaran biologi, guru bercakap tentang proses ini - air yang jatuh dalam bentuk hujan meresap ke dalam tanah, kemudian keluar dari tanah dalam bentuk mata air dan mengalir ke sungai, di mana, sebahagiannya menguap di sepanjang jalan, ia mencapai lautan. Ia juga menyejat dari lautan dan turun bersama hujan. Semasa dia bercakap, dia menunjuk kepada gambar rajah:

Betapa mudah dan mudahnya proses ini digambarkan dalam rajah. Tanpa keterlaluan, pelajar yang tidak cemerlang biologi pun memahaminya di dalam kelas. Berapakah bilangan murid yang memahami intipati kitaran air akan berkurangan jika guru menerangkan tanpa gambar rajah? Saya berpendapat bahawa satu pertiga yang baik daripada pelajar tidak akan memahami bahan pada kali pertama. Contoh ini menunjukkan betapa pentingnya visualisasinya untuk memahami sebarang proses, sejauh mana ia mempercepatkan persepsi terhadap maklumat yang diberikan.

Kepelbagaian skim ini sangat bagus. Melakukan carian mudah untuk "rajah kitaran air" di Google, kami menjumpai pelbagai jenis:

Tetapi ini semua adalah skim untuk kanak-kanak dan pelajar sekolah. Apa yang berlaku jika kita menukar sedikit pertanyaan dan mencari "gambarajah kitaran hidrologi" supaya semuanya serius dan saintifik? Kita lihat rajah ini:

Seperti yang dapat kita lihat, pencipta skim ini, hampir sama dengan skema yang diajar kepada pelajar sekolah, adalah seorang saintis yang sangat terkemuka, Kevin E. Trenberth, yang mengetuai Bahagian Analisis Perubahan Iklim Pusat Kebangsaan Penyelidikan Atmosfera. Beliau ialah pengarang utama pada Penilaian Saintifik IPCC 2001 dan 2007 mengenai Perubahan Iklim (lihat Laporan Penilaian Keempat IPCC) dan berkhidmat dalam program Kumpulan Pemandu Sains untuk Kebolehubahan dan Kebolehramalan Iklim (CLIVAR). Beliau juga berkhidmat dalam Jawatankuasa Saintifik Bersama Program Penyelidikan Iklim Dunia. Beliau telah dilantik sebagai felo kehormat Persatuan Diraja New Zealand pada tahun 2000, menerima anugerah daripada Persatuan Meteorologi Amerika pada bulan Julai dan Anugerah Pencapaian Cemerlang NCAR pada tahun 2003.

Skim yang digambarkan dengan cara ini juga digunakan oleh saintis yang agak terkenal, mengiktiraf mereka sebagai sangat penting untuk aktiviti mereka, memahami proses yang berlaku, dan menyampaikan pemahaman tentang intipati mereka kepada orang ramai.

Air adalah salah satu asas kepada kemunculan kehidupan organik di Alam Semesta. Ini adalah salah satu daripada elemen penting di planet kita. Air banyak bermain peranan penting dalam pembangunan manusia, menjadi asas kehidupannya. Di sekolah, semasa pelajaran sains, kami diberitahu tentang kitaran air di planet ini.

Gambar rajah proses ini sangat mudah (Rajah 1). Air menyejat dari permukaan lautan dan darat, molekul wap naik ke atas, di mana air terkondensasi dalam bentuk awan dan turun sebagai pemendakan di atas tanah. Di pergunungan, salji cair dan aliran terbentuk, yang, bergabung bersama, mencipta sungai... Pernahkah anda berfikir tentang berapa banyak salji mesti sentiasa cair di pergunungan, tetapi di sana salji terletak sepanjang tahun dan tidak mencair untuk mengekalkan aliran walaupun satu sungai?

nasi. 1. Gambar rajah kitaran air di alam semula jadi

Rajah di atas memberi penerangan yang betul hanya beberapa fenomena alam dan jauh daripada proses sebenar yang berlaku dengan air di planet ini. Rajah ini tidak menjelaskan mengapa awan terbentuk pada musim sejuk pada 30 darjah di bawah sifar, air tidak boleh sejat. Kita diberitahu bahawa angin membawa awan ke tengah benua dari laut dan lautan, tetapi dalam cuaca tenang awan juga terbentuk di atas daratan. Skim ini tidak dapat menjelaskan perbezaan antara jumlah kerpasan dan jumlah air yang tersejat. Misteri yang lebih besar ialah jumlah air yang dibawa oleh sungai.

Para saintis telah mengira jumlah air di planet ini - 1,386,000 bilion liter. Walau bagaimanapun, angka yang begitu besar hanya mengelirukan, kerana penilaian pemendakan, wap di atmosfera, dan aliran air tahunan dijalankan dalam unit pengukuran yang berbeza. Oleh itu, ramai yang tidak dapat menghubungkan perkara yang jelas menjadi satu keseluruhan. Kami akan cuba menganalisis nombor dalam unit biasa ukuran cecair - liter.

Jika kita mengambil kira seluruh planet, maka purata kerpasan kira-kira 1000 milimeter turun setiap tahun. Dalam meteorologi, satu milimeter kerpasan bersamaan dengan satu liter air bagi setiap meter persegi.

Luas permukaan Bumi adalah kira-kira 510,072,000 kilometer persegi. Ini bermakna kira-kira 510,072 bilion liter hujan turun di seluruh kawasan. Ini menyumbang satu pertiga daripada jumlah rizab air planet ini.

Berdasarkan asas kitaran air di alam semula jadi, jumlah air yang sama harus tersejat apabila hujan turun. Bagaimanapun, penyejatan dari permukaan lautan, menurut pelbagai sumber, kira-kira 355 bilion liter setahun. Kerpasan turun beberapa urutan magnitud lebih daripada sejatan dari permukaan air. Paradoks!

Dengan kitaran sedemikian, planet ini sepatutnya telah dibanjiri sejak dahulu lagi. Satu lagi persoalan timbul: dari mana datangnya lebihan air? Setelah belajar bahan rujukan, anda boleh mencari jawapannya - air terkandung dalam kuantiti yang banyak di atmosfera. Ini adalah 12,700,000 bilion kg wap air.

Satu liter air, apabila disejat, memberikan satu kilogram wap, iaitu, dalam bentuk wap, 12,700,000 bilion liter diedarkan di atmosfera. Nampaknya pautan yang hilang telah ditemui, tetapi sekali lagi kita mempunyai percanggahan. Kehadiran air di atmosfera adalah kira-kira malar, dan jika air tidak boleh ditarik balik tumpah ke bumi dalam kuantiti sedemikian dari atmosfera, maka dalam beberapa tahun kehidupan di planet ini akan menjadi mustahil.

Mengira aliran air di sungai juga memberikan data yang bercanggah. Sebagai contoh, menurut Wikipedia dengan merujuk kepada sumber rasmi Isipadu air yang jatuh di Air Terjun Niagara sahaja ialah 5,700 meter padu sesaat. Dari segi liter, ini akan berjumlah 179,755 bilion liter setahun.

Tetapi mari kita berehat dari pengiraan untuk mengagumi keindahan Venezuela. Seperti yang dapat dilihat dalam (Rajah 2), puncak gunung adalah dataran rata tanpa salji atau tasik untuk menyokong air terjun yang mencukupi. Namun begitu, sungai-sungai lembangan Amazon, Orinoco dan Essequibo berasal dari kaki gunung ini.

Dan adalah mustahil untuk menjelaskan kehadiran sumber air terjun di Gunung Roraima mengikut rajah sekolah kitaran air di alam semula jadi.

nasi. 2. Foto Air Terjun Kukenana, Gunung Roraima, Taman Canaima, Venezuela, Brazil dan Guyana.

Dari sejarah sains diketahui bahawa V.I. Vernadsky mengandaikan kewujudan pertukaran gas antara Bumi dan angkasa. Vernadsky mengandaikan bahawa dalam kerak bumi pereputan beberapa bahan dan sintesis bahan lain berlaku. Pada tahun 1911, beliau menyampaikan laporan "Mengenai pertukaran gas kerak bumi"di St. Petersburg pada Kongres Mendeleev Kedua. Sekarang ini dianggap fakta saintifik.

Tidak lama kemudian, ahli geofizik Ireland, Kanada dan China memodelkan keadaan yang menjadi ciri dalaman Bumi dan menunjukkan bahawa air timbul akibat sintesisnya di pedalaman planet. Bahan penyelidikan telah diterbitkan dalam jurnal Earth and Planetary Science Letters.

Embun yang biasa kita jumpai hanya terdapat pada waktu pagi di atas rumput, tetapi petani sedia maklum bahawa terdapat embun bawah tanah, begitu juga embun siang yang mendap di dalam tanah pertanian. Jadi Ovsinsky I.E. dalam bukunya" Sistem baru pertanian" bercakap tentang fenomena ini. Sintesis air dalam alam semula jadi telah disahkan oleh kes-kes "tsunami ais" (Rajah 3), yang dirakam dalam video pada tahun 2013 di negeri Minnesota dan di Kanada. Salji telah disintesis pada musim bunga pada bulan Mei, dan kes sedemikian tidak diasingkan.

nasi. 3 Foto tsunami ais 2013, Minnesota, Amerika Syarikat. Sumber: www.wptv.com

Para saintis telah membuktikan fakta bahawa semasa pergerakannya di angkasa, Bumi kehilangan sebahagian daripada bahan atmosfera. Walau bagaimanapun, atmosfera planet kekal, yang bermaksud bahawa bahan yang hilang sedang dipulihkan. Ini benar untuk bahan lain yang membentuk planet kita.

Fakta sintesis bahan sedemikian menjadi pemulihan minyak dalam telaga yang habis. Ternyata 150% daripada rizab minyak yang dianggarkan sebelum ini dihasilkan di ladang yang telah lama ditemui. Dan terdapat banyak tempat seperti itu: sempadan Georgia dan Azerbaijan (dua ladang yang telah menghasilkan minyak selama lebih dari 100 tahun), Carpathians, Amerika Selatan dsb. Deposit " Harimau Putih“Di Vietnam, ia menghasilkan minyak daripada ketebalan batuan asas, di mana tidak sepatutnya ada minyak.

Di Rusia Romashkinskoye medan minyak, ditemui lebih daripada 70 tahun yang lalu, adalah salah satu daripada sepuluh gergasi super klasifikasi antarabangsa. Ia dianggap 80% habis, tetapi setiap tahun rizabnya diisi semula sebanyak 1.5-2 juta tan. Mengikut pengiraan baru, minyak boleh dihasilkan sehingga 2200 dan ini bukan hadnya.

Di ladang Lama Grozny, telaga pertama digerudi pada akhir abad ke-19, dan pada pertengahan abad yang lalu, 100 juta tan minyak telah dipam keluar. Kemudian, deposit itu dianggap habis, dan selepas 50 tahun, rizab mula pulih.

Berdasarkan fakta ini, kita boleh membuat kesimpulan bahawa sintesis unsur-unsur di planet ini bukanlah satu keajaiban atau anomali - ia adalah fenomena semula jadi. Air disintesis dalam keadaan tertentu dan di kawasan heterogen tertentu di planet kita. Kitaran air sudah pasti wujud dalam alam semula jadi, tetapi ia adalah proses transformasi jirim, yang dikaitkan dengan proses kemunculan planet Bumi kita.

Untuk memahami mengapa sintesis bahan berlaku di planet ini, adalah perlu untuk mengetahui bagaimana planet kita terbentuk. Kami mencari jawapan kepada soalan-soalan ini dalam buku-buku saintis Rusia.

Alam semesta kita dibentuk oleh tujuh perkara utama yang mempunyai sifat dan kualiti tertentu. Dengan bergabung antara satu sama lain, jirim primer membentuk bentuk jirim hibrid. Bahan-bahan planet kita terbentuk daripada mereka.

Percantuman perkara utama hanya boleh dilakukan dalam keadaan tertentu. Keadaan ini adalah perubahan dalam dimensi ruang.

Dimensi ialah kuantisasi (pembahagian) ruang sesuai dengan sifat dan kualiti perkara primer. Perubahan dalam dimensi yang mencukupi untuk pembentukan bentuk hibrid (jirim) berlaku semasa letupan supernova. Pada masa yang sama, gelombang sepusat gangguan dimensi ruang merambat dari pusat letupan, yang mewujudkan zon heterogeniti spatial di mana planet terbentuk. Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai pembentukan sistem planet di.

Apabila jirim primer memasuki zon ini, mereka mula bergabung dan membentuk bentuk jirim hibrid, termasuk jirim tumpat secara fizikal. Proses ini akan berterusan sehingga keseluruhan zon heterogeniti diisi. Hasil daripada proses sintesis jirim, dimensi dalam zon ketidakhomogenan dipulihkan secara beransur-ansur ke tahap sebelum letupan supernova.

Hasil daripada proses sintesis jirim padat fizikal dan bentuk hibrid lain daripada jirim primer, enam sfera bahan terbentuk dalam zon heterogeniti dimensi, yang bersarang di antara satu sama lain. Sfera ini dicipta daripada bentuk hibrid perkara utama dan berbeza dalam bilangan perkara utama yang termasuk dalam setiap enam sfera ini. Ini betul-betul struktur planet Bumi kita (Rajah 4.)

Sfera padat fizikal ( 1 ) Bumi, terdiri daripada 7 perkara utama, bahan sfera ini mempunyai empat keadaan pengagregatan - pepejal, cecair, gas dan plasma. Keadaan pengagregatan yang berbeza timbul akibat turun naik dalam dimensi dengan jumlah yang kecil.

nasi. 4. Planet Bumi dalam zon heterogenitas ruang. (Sumber: Levashov N.V. Essence and Reason. Jilid 1. 1999. Gava 1. Struktur kualitatif planet Bumi. Rajah 6.)

Setiap bahan mempunyai tahap dimensi sendiri, di mana bahan ini mampan dan diagihkan mengikut perbezaan dimensi dari pusat pembentukan planet. Unsur berat mempunyai maksimum, dan unsur ringan mempunyai dimensi minimum dalam zon heterogen.

Air terbentuk melalui sintesis unsur cahaya - oksigen dan hidrogen dan merupakan kristal cecair. Atmosfera adalah 20% oksigen. Hidrogen adalah yang paling ringan di antara gas, tetapi jumlahnya di atmosfera adalah tidak ketara - 0.000055%. Namun begitu, hujan turun di planet kita - molekul air berubah daripada keadaan gas (wap di atmosfera) kepada cecair (Rajah 5).

Jika turun naik dalam dimensi berlaku pada tahap sempadan antara bahan pepejal dan atmosfera, embun akan turun jika pada tahap kekeruhan, proses pembentukan titisan menjadi seperti rantai, dan hujan. Atmosfera kehilangan zatnya. Keheterogenan ruang kekal tidak diberi pampasan. Selepas selesai pembentukan planet, bentuk jirim yang menciptanya meneruskan pergerakan mereka melalui heterogeniti planet kita tanpa bergabung antara satu sama lain. Tetapi apabila keadaan yang sesuai timbul, perkara utama sekali lagi membentuk jirim. Air dipulihkan dalam bentuk wap di atmosfera.

Ramai saintis cenderung kepada teori bahawa hidrogen dan gas lain berasal dari perut Bumi. Ini telah dicadangkan pada tahun 1902 oleh E. Suess. Dia percaya bahawa air dikaitkan dengan ruang magma, dari mana ia dilepaskan ke bahagian atas kerak bumi sebagai sebahagian daripada produk gas.

Keadaan yang mencukupi untuk sintesis molekul kompleks timbul di dalam perut planet, kerana bahan utama, melalui heterogenitas planet, membawa bersamanya unsur-unsur cahaya, yang sintesisnya mungkin dalam keseluruhan heterogenitas. Magma sebenarnya mengandungi air dalam bentuk wap, dan magma juga mengandungi hampir semua unsur jadual berkala.

Dalam usaha untuk menduduki tahap dimensi mereka, molekul hidrogen dan oksigen memasuki zon heterogen di mana sintesis air adalah mungkin. Stim, naik dari kedalaman, mencapai sempadan permukaan pepejal, di mana, disebabkan perubahan kecil dalam dimensi, molekul air berpindah dari keadaan gas ke keadaan cair. Ini adalah bagaimana sungai terbentuk.

Sempadan julat kestabilan jirim ialah tahap pemisahan antara atmosfera, lautan dan permukaan pepejal planet ini. Sempadan kestabilan struktur hablur planet mengikut bentuk heterogen, jadi permukaan kerak pepejal mempunyai lekukan dan tonjolan.

nasi. 5. Pengagihan bahan di planet ini.

Peranan air dalam proses yang berlaku di biosfera adalah sangat besar. Tanpa air, metabolisme dalam organisma hidup adalah mustahil. Dengan kemunculan kehidupan di Bumi, kitaran air menjadi agak kompleks, kerana kepada fenomena mudah penyejatan fisiologi lebih proses yang kompleks penyejatan biologi (transpirasi), dikaitkan dengan kehidupan tumbuhan dan haiwan.

Secara ringkasnya, kitaran air di alam semula jadi boleh diterangkan seperti berikut. Air sampai ke permukaan bumi dalam bentuk kerpasan, yang terbentuk terutamanya daripada wap air yang memasuki atmosfera hasil daripada penyejatan fizikal dan penyejatan air oleh tumbuhan. Satu bahagian air ini menyejat terus dari permukaan badan air atau secara tidak langsung melalui tumbuh-tumbuhan dan haiwan, manakala satu lagi memberi makan air bawah tanah.

Sifat penyejatan bergantung kepada banyak faktor. Oleh itu, lebih banyak air yang tersejat dari kawasan unit di kawasan hutan berbanding dari permukaan badan air. Dengan penurunan litupan tumbuh-tumbuhan, transpirasi juga berkurangan, dan, akibatnya, jumlah kerpasan.

Aliran air dalam kitaran hidrologi ditentukan oleh penyejatan, bukan pemendakan. Keupayaan atmosfera untuk menahan wap air adalah terhad. Peningkatan kadar sejatan membawa kepada peningkatan yang sepadan dalam kerpasan. Air yang terkandung dalam udara dalam bentuk wap pada bila-bila masa sepadan dengan lapisan purata setebal 2.5 cm, teragih sama rata di atas permukaan Bumi. Jumlah kerpasan yang turun setiap tahun purata 65 cm Akibatnya, wap air dari bahagian hadapan atmosfera beredar kira-kira 25 kali setahun (sekali setiap dua minggu).

Kandungan air dalam badan air dan tanah ratusan kali lebih banyak daripada di atmosfera, tetapi ia mengalir melalui dua dana pertama pada kelajuan yang sama. Purata masa pengangkutan air dalam fasa cairnya merentasi permukaan bumi adalah kira-kira 3650 tahun, 10,000 kali lebih lama daripada masa pengangkutannya di atmosfera. Manusia dalam proses aktiviti ekonomi mempunyai kesan yang kuat berdasarkan kitaran hidrologi - penyejatan air.

Pencemaran badan air dan, pertama sekali, laut dan lautan dengan produk petroleum secara mendadak memburukkan proses penyejatan fizikal, dan penurunan kawasan hutan - transpirasi. Ini tidak boleh tidak menjejaskan sifat kitaran air di alam semula jadi.

Kitaran global nutrien yang sangat penting terpecah dalam biosfera kepada banyak kitaran kecil terhad kepada habitat tempatan pelbagai komuniti biologi. Mereka boleh menjadi lebih atau kurang kompleks dan masuk darjah yang berbeza-beza sensitif kepada pelbagai jenis pengaruh luar. Tetapi alam semula jadi telah menetapkan bahawa dalam keadaan semula jadi kitaran biokimia ini adalah "teknologi bebas sisa yang boleh dicontohi." Kitaran meliputi 98-99% nutrien dan hanya 1-2% tidak membazir, tetapi ke rizab geologi.

Berbeza dengan pemindahan mudah - pergerakan unsur mineral dalam kitaran besar - dalam kitaran kecil paling banyak perkara penting adalah sintesis dan pemusnahan sebatian organik. Kedua-dua proses yang mendasari kehidupan ini berada dalam hubungan tertentu, yang merupakan salah satu ciri utamanya.

Sifat unik bahan hidup dan fungsi biogeokimianya, yang ditunjukkan dalam keupayaan untuk mengubah gas dan menumpukan unsur kimia, menerangkan keupayaannya untuk melakukan kerja geokimia di planet yang besar dalam skala dan akibatnya.

Seperti yang dinyatakan di atas, asas untuk berfungsi sistem semula jadi (NS) adalah tenaga dan sambungan bahan. Bahan dalam PS bergerak dalam lingkaran ganas, membentuk kitaran biogeokimia .

Dalam perjalanan dari autotrof kepada heterotrof, nutrien boleh memasuki apa yang dipanggil dana rizab, jenis tangki mengendap. Bahan di sini tidak aktif dan hanya mengalami transformasi mineral yang tidak dikaitkan dengan bahan hidup. Dana rizab tersebut adalah, sebagai contoh, deposit arang batu dan deposit batu karbonat di dasar laut. Dana rizab juga boleh dianggap sebagai rizab kayu dalam ekosistem hutan, endapan gambut, sampah hutan, humus, rizab karbon dalam bentuk karbon dioksida di atmosfera, hidrosfera, tanah, unsur kimia yang terlarut dalam perairan, dan perairan itu sendiri.

Dari segi kelajuan pergerakan jirim dan kestabilan, dana rizab adalah heterogen. Di dalam sempadan dana rizab, seseorang boleh mengenal pasti jisim jirim yang mudah diakses oleh organisma hidup. Perkara sedemikian, sebagai peraturan, tertumpu dalam geosfera yang sangat mudah alih, di mana aliran jirim bergerak dengan lebih bertenaga daripada dana rizab yang lain. Bahan ini mempunyai peluang yang lebih tinggi untuk terlibat dalam rantai makanan biologi. Jisim bahan ini dipanggil dana pertukaran.

Dana rizab atmosfera, hidrosfera dan biosfera biasanya mudah diakses, bahan mudah diekstrak daripadanya dan sama mudahnya dikembalikan kepada mereka, oleh itu proses yang berlaku di sini adalah agak stabil. Adalah lebih sukar untuk mengekstrak bahan daripada dana kitaran sedimen (dari litosfera). Oleh itu, proses yang berlaku dengan penyertaan dana ini adalah kurang aktif dan tidak stabil. Di sini, kemasukan ke dalam rizab berlangsung pada kadar yang lebih pantas daripada pengekstrakan daripadanya. Proses mengekstrak dan mengembalikan bahan kepada dana simpanan adalah sebahagian daripada kitaran biogeokimia.

Dalam proses evolusi, kitaran biogeokimia memperoleh watak bulat yang hampir tertutup. Terima kasih kepada ini, kestabilan tertentu, keseimbangan dinamik komposisi, kuantiti dan kepekatan bahan yang terlibat dalam kitaran dikekalkan. Pada masa yang sama, disebabkan penutupan kitaran biologi yang tidak lengkap, nitrogen dan oksigen terkumpul di atmosfera, sebatian karbon (minyak, arang batu, gas) terkumpul di kerak bumi, dan pelbagai garam terkumpul di lautan.

Oleh kerana pergerakan atmosfera yang tinggi dan kehadiran dana pertukaran yang besar di dalamnya, beberapa kitaran (oksigen, karbon, nitrogen) mempunyai keupayaan untuk mengawal diri dengan cepat. Sebagai contoh, kepekatan tempatan karbon dioksida yang terhasil dengan cepat hilang dan lebih cepat diserap oleh tumbuh-tumbuhan.

Kitaran yang berlaku dalam mod kitaran sedimen (perputaran sulfur, fosforus, besi) adalah kurang aktif dan sedikit dikawal. Sebahagian besar bahan ini tertumpu di litosfera yang tidak aktif.

Kedua-dua kitaran geologi dan biologi dicirikan oleh ketakterbalikan. Unsur-unsur baru, keadaan baru, irama yang berbeza dan pautan kitaran semestinya diperkenalkan ke dalamnya. Sentiasa terkumpul, perbezaan ini dengan setiap kitaran baharu membawa kepada perubahan ketara walaupun dalam sistem biologi. Sesetengah unsur secara berkala terkeluar dari kitaran dan berlarutan untuk satu masa atau yang lain di jalan buntu, yang membawa kepada pembangunan biosfera.

Soalan keselamatan

Kitaran air di alam semula jadi adalah proses yang kompleks di mana pengubahsuaian berlaku keadaan fizikal air dan peredarannya antara ekosistem yang berbeza. Setiap tahun, air menyejat dari permukaan Bumi dalam jumlah yang sama dengan kubus, setiap sisinya adalah 80 km. Kemudian ia kembali ke permukaan planet dalam bentuk salji dan hujan. Terima kasih kepada ini, kehidupan berkembang di Bumi.

Kebanyakan rizab air Bumi terdapat di lautan, jadi 97.5% daripada rizab air planet kita adalah cecair masin. Bahagian selebihnya adalah air tawar, dan ia diedarkan seperti berikut:

• Glasier dan penutup salji kekal – 68.9%.
• Air bawah tanah (kelembapan tanah, paya, permafrost) – 30,8%.
• Tasik dan sungai – 0.3%

Kitaran air di alam semula jadi adalah proses di mana pertukaran air berterusan berlaku antara lautan, darat, litosfera dan atmosfera. Semasa pertukaran ini, air adalah sama ada cecair, pepejal, atau wap. Ia bukan sahaja bergerak, tetapi juga membawa bersamanya sejumlah besar elemen berguna, tanpanya tidak akan ada kehidupan di Bumi.

Air sentiasa bergerak mengelilingi planet ini, manakala jumlah cecair tidak berubah selama berjuta-juta tahun, walaupun ia telah berubah. Pada zaman dahulu, air dalam bentuk cecair berada dalam kuantiti yang jauh lebih kecil daripada sekarang, kerana rizab utamanya tertumpu di glasier. Oleh itu, 20 ribu tahun yang lalu adalah mungkin untuk melakukan perjalanan darat dengan mudah dari Alaska ke Asia atau dari Perancis ke Great Britain.

Bagaimanakah kitaran berlaku?

Perolehan air sangat aktif. Pada siang hari, 306 bilion liter cecair jatuh di planet kita, dan jumlah yang sama kembali ke atmosfera.

Titik utama litar adalah seperti berikut:

• Dari permukaan badan air (laut, lautan, tasik dan sungai), air tersejat, terkondensasi, terkumpul dalam awan dan jatuh dalam bentuk kerpasan.
• Apabila air menyejat daripada tumbuhan, ia melalui peringkat yang sama - penyejatan (transpirasi), pemeluwapan, dan pemendakan ke tanah.
• Proses penyejatan dari glasier dipanggil sublimasi (peralihan daripada pepejal kepada keadaan gas, memintas peringkat cecair).
• Kerpasan yang turun di pergunungan, serta pencairan salji dan ais, membawa kepada pembentukan aliran gunung yang mengalir ke permukaan, menepu pelbagai takungan dan mendarat dengan air.
• Air bawah tanah boleh membekalkan air kepada semua sumber air dan tumbuhan berasaskan darat. Air bawah tanah diisi semula melalui proses penyusupan (penembusan ke dalam tanah) dan peresapan (aliran cecair melalui permukaan berliang) air.

Daya penggerak di sebalik kitaran adalah tenaga Matahari, yang memanaskan lautan dan permukaan air lain. Ini menyebabkan air tersejat, yang bertukar menjadi bentuk gas dan melarikan diri ke atmosfera sebagai wap.

Selepas beberapa lama, wap di atmosfera terkondensasi menjadi awan dan kemudian kembali ke bumi dalam bentuk kerpasan - hujan, salji atau hujan batu. Apabila kerpasan mencapai permukaan Bumi, ia boleh kembali kepada bentuk wap, bergerak dalam bentuk arus air merentasi permukaan planet, atau diserap oleh bumi (percolation).

Dalam ekosistem daratan, titisan hujan mula-mula melanda daun pokok, pokok renek atau rumput sebelum sampai ke tanah. Sebahagian daripada air segera menyejat dari permukaan tumbuhan sebelum sampai ke tanah. Selebihnya cecair diserap oleh tanah, dan kebanyakannya pergi ke bawah tanah.

Sebagai peraturan, air mula bergerak di sepanjang permukaan bumi hanya jika tanah tepu dengan air. Ini berlaku apabila hujan sangat lebat atau permukaan tidak dapat menyerap air. Permukaan ini boleh menjadi batu dalam ekosistem semula jadi atau asfalt dan simen dalam persekitaran bandar atau bandar.

Berapa lama masa yang diambil untuk peredaran berlaku?

Pergerakan air di alam semula jadi berlaku dengan pada kelajuan yang berbeza. Permukaan yang bergerak sangat cepat, manakala di kedalaman lautan, di bawah tanah dan dalam bentuk ais, peredarannya sangat perlahan. Masa pergerakan air di takungan air utama planet ini adalah seperti berikut:

• Pertukaran air organisma hidup – 1 minggu.
• Suasana - 1.5 minggu.
• Sungai - 2 minggu.
• Kelembapan di dalam tanah - dari 2 minggu hingga 1 tahun.
• Air paya - dari 1 hingga 10 tahun.
• Tasik dan takungan - 10 tahun.
• Lautan dan lautan - 4 ribu tahun.
• Air bawah tanah - dari 2 minggu. sehingga 10 ribu tahun.
• Glasier dan permafrost - dari 1 ribu hingga 10 ribu tahun

Di lapisan atas tanah, akar sebahagiannya menyerap air untuk keperluan tumbuhan, yang menggunakan molekul air dalam proses metabolik. Air yang terdapat dalam tisu tumbuhan seterusnya boleh bergerak ke dalam badan haiwan yang memakannya. Walaupun begitu, kebanyakan air yang memasuki tumbuhan melalui sistem akar dikembalikan melalui proses transpirasi. Istilah biologi ini bermaksud aliran air dari tanah ke akar, pergerakan melalui sistem saluran tumbuhan yang terbentuk daripada sel-sel mati dan penyejatan melalui liang-liang dalam daun (stomas).

Jika air tidak memasuki tumbuhan melalui sistem akar, ia menembusi ke dalam lapisan organik dan mineral tanah, membentuk air bawah tanah, yang terletak di antara zarah pasir, kerikil, dan retakan dalam batu.

Ini sangat bahagian penting rizab cecair segar. Air bawah tanah bergerak perlahan melalui liang dan celah tanah dan biasanya berakhir di sungai, sungai atau tasik. Dalam kes ini, air bawah tanah menjadi air permukaan semula.

Sesetengah air bawah tanah mungkin kekal sangat dalam di dalam lapisan mineral tanah dan kekal di sana selama beribu tahun. Takungan air bawah tanah (akuifer, akuifer) adalah sumber air minuman, yang tersedia untuk orang ramai melalui telaga. Pada masa kini, air di dalam telaga sering digunakan lebih cepat daripada ia diisi semula dari akuifer.

Mengapa air diperlukan

Air telah memainkan peranan penting dalam kehidupan planet kita sejak hari pertama kemunculannya di Bumi. Pada mulanya, planet kita adalah bola panas. Tetapi secara beransur-ansur gas mula menembusi atmosferanya dari dalam Bumi, termasuk. dan wap air. Ini membawa kepada penyejukan kerak bumi dan menyumbang kepada perkembangan kehidupan, kerana air adalah bahan yang sangat penting untuk semua makhluk hidup. Sebagai contoh, badan manusia adalah lebih daripada separuh air, dan jika anda melihat sel-sel badan di bawah mikroskop, anda boleh melihat bahawa lebih daripada 70% daripadanya adalah air. Oleh itu, manusia adalah seperti orang lain organisma darat, memerlukan bekalan air tawar yang berterusan dan tidak terganggu untuk terus hidup.

Kekurangan air tawar boleh membawa akibat yang paling serius kepada pelbagai ekosistem di planet kita. Oleh itu, orang ramai sentiasa mencipta teknologi baharu yang bertujuan untuk meningkatkan kecekapan penggunaan. sumber air. Ini termasuk menggali telaga untuk menggunakan air bawah tanah, mengumpul hujan dalam pembetung, mengeluarkan garam dari air masin untuk mendapatkan air tawar dari lautan dan laut. Walaupun kemajuan ini, cecair yang bersih dan sihat tidak selalu tersedia di banyak bahagian dunia.

Kitaran air adalah penting dalam dirinya sendiri dan merupakan daya penggerak untuk jenis peredaran lain. Sebagai contoh, hujan dan aliran air permukaan memainkan peranan yang besar dalam kitaran pelbagai unsur. Ini termasuk karbon, nitrogen, fosforus dan sulfur. Aliran perairan permukaan membantu memindahkan unsur daripada ekosistem daratan (daratan) kepada ekosistem akuatik (akuatik). Kitaran air adalah komponen pelbagai kitaran biogeokimia. Ini adalah nama untuk proses di mana pelbagai penyertaan pelbagai unsur berlaku dalam proses yang berlaku dalam hidrosfera, atmosfera, litosfera dan biosfera.