Ūdens cikls dabā. Ūdens loma dabā. Ūdens cikls: eksperiments bērniem The Water Cycle National Geographic Society
Ūdens ir visizplatītākā viela biosfērā. Ūdens cikls dabā ir nepārtraukts slēgts ūdens kustības process starp hidrosfēru, atmosfēru un litosfēru uz Zemes. Tas kļūst iespējams, pateicoties ūdens spējai mainīt savu stāvokli. Uz mūsu planētas ūdens pastāv trīs agregācijas stāvokļos - cietā, šķidrā un gāzveida.
Galvenās ūdens rezerves ir jūru un okeānu sāļie ūdeņi (97%). Tikai 3% ūdens no kopējā hidrosfēras tilpuma ir svaigs. Turklāt ledājos 70% saldūdens atrodas cietā stāvoklī (2,24%). Gruntsūdeņi veido 0,61% no saldūdens, bet ezeru, upju ūdeņi un atmosfēras mitrums attiecīgi veido 0,016%, 0,0001% un 0,001%. Sakarā ar nepārtrauktu ūdens cirkulāciju globuss tā kopsumma paliek nemainīga.
Ūdens cikls tiek veikts iztvaikošanas, ūdens tvaiku kustības atmosfērā, kondensācijas, nokrišņu un noteces dēļ. Cikls sākas ar ūdens iztvaikošanu no rezervuāru apakšējās virsmas. Gaisa straumes pārvieto ūdens tvaikus no vienas zonas uz otru. Lielākā daļaūdens iztvaiko no pasaules okeāna virsmas un, kondensējoties, atgriežas kā nokrišņi. Mazāku daļu iztvaicētā ūdens gaisa straumes nogādā uz zemi. Ūdens daudzums, kas iztvaiko virs zemes un tiek nogādāts ar gaisa straumēm uz okeānu, ir niecīgs. Tādējādi iztvaikošanas laikā jūras un okeāni zaudē daudz vairāk ūdens, nekā saņem mitrumu nokrišņu laikā, uz sauszemes - gluži pretēji. Bet upju ūdens plūsma pastāvīgi ieplūst jūrās un okeānos no kontinentiem. Tas nodrošina ūdens tilpuma noturību uz planētas.
Saistībā ar mitruma kondensācijas procesiem rodas nokrišņi. Mitruma daļa nokrišņi iztvaiko, daļa veido pagaidu vai pastāvīgas notekas un rezervuārus. Noteikta masas daļa no nokrišņu mitruma iesūcas augsnē, veidojot gruntsūdeņus.
Dabā izšķir vairākus ūdens ciklu veidus atkarībā no vietas, kur mitrums iztvaikojis un kur nokrita nokrišņi. Ir lieli (pasaules) un mazi (okeāna un kontinentālie) ūdens cikli. Ar lielu cirkulāciju virs jūrām un okeāniem izveidojušies ūdens tvaiki ar gaisa straumēm tiek nogādāti kontinentos, tur kondensējas ar nokrišņiem, un mitrums atkal nokļūst okeānā noteces veidā. Šāda veida ciklu pavada ūdens kvalitātes izmaiņas, jo iztvaikošanas laikā sālsūdens kļūst svaigs un netīrs ūdens notīrīta.
Mazā okeāna cikla procesā virs okeāna veidojas ūdens tvaiki, kas kondensējas un atgriežas okeānā nokrišņu veidā. Neliela intrakontinentālā cirkulācija ir iztvaicētā ūdens kondensācija virs zemes virsmas un sekojoši nokrišņi virs kontinentiem. Mazās kontinentālās cirkulācijas pēdējais posms ir arī Pasaules okeāns.
Ūdens transportēšanas ātrums dažādos stāvokļos ir atšķirīgs, tāpat atšķiras ūdens patēriņa laika intervāli un tā atjaunošanas laiks. Vislielākais ūdens apmaiņas ātrums ir dzīvos organismos (vairākas stundas). Polāro apgabalu ledājos ūdens cikls notiek jau tūkstošiem gadu. Pasaules okeāna ūdeņi tiek pilnībā atjaunoti 2,7 tūkstošu gadu laikā.
Izglītības un zinātnes ministrijas federālā valsts izglītības iestāde
Vidējā profesionālā izglītība
"Černušinska Politehniskā koledža"
Specialitāte: 130503 "Naftas un gāzes atradņu attīstība un ekspluatācija"
abstrakts
Ūdens cikls dabā
To veic students
Grupas Nr.15
Samievs Vlass
Pārbaudīja: Skolotājs
Gorbunova L.M.
Ievads 4
1. Ūdens stāvokļi 5
Ūdens cikls dabā 6
3. Citu vielu aprite 10
17. secinājums
Atsauces 18
Ievads
Ir zināms, ka cilvēka organismā gandrīz 65% ir ūdens. Ūdens ir daļa no audiem, bez tā nav iespējama normāla organisma darbība, vielmaiņas procesa īstenošana, siltuma bilances uzturēšana, vielmaiņas produktu izvadīšana utt.
Liela daudzuma ūdens zudums organismā ir bīstams cilvēka dzīvībai. Karstos apvidos bez ūdens cilvēks var nomirt 5-7 dienu laikā, un bez ēdiena, ūdens klātbūtnē, cilvēks var dzīvot. ilgu laiku. Pat aukstajās zonās, lai uzturētu normālu sniegumu, cilvēkam dienā nepieciešami aptuveni 1,5-2,5 litri ūdens.
Ja ūdens daudzums, ko cilvēks zaudē, sasniedz 10% no ķermeņa svara dienā, notiek ievērojams darba spēju samazinājums, un, ja tas palielinās līdz 25%, tad tas parasti noved pie nāves. Taču arī ar lielu ūdens zudumu visi traucētie procesi organismā ātri atjaunojas, ja organisms tiek papildināts ar ūdeni līdz normai.
Izmantot mājās. Pārtika un dzērieni: ūdens, ko izmanto dzeršanai, ēdiena gatavošanai, ledus pagatavošanai, dzērieniem, konserviem un daudziem citiem pārtikas produktiem, ir tikai neliela daļa no tā plašā pielietojuma klāsta. Tomēr tas prasa atbilstību dzeramā ūdens kvalitātes standartam.
Rūpnieciskais pielietojums. Ūdens izmantošana rūpniecībā ir atkarīga no nozares rakstura un apjoma konkrētajā reģionā. Tās var būt dzesēšanas un apkures sistēmas, pārtikas ražošana, ražošanas atkritumu pārstrāde utt.
Mitruma trūkums kalpo kā ierobežojošs faktors, kas nosaka dzīvības robežas un tās zonālo sadalījumu. Ar ūdens trūkumu dzīvnieki un augi izstrādā pielāgojumus tā iegūšanai un saglabāšanai.
1. Ūdens stāvokļi
Ūdeni dabā var atrast trīs stāvokļos: cietā, šķidrā un gāzveida. Ūdens spēj pārvietoties no viena stāvokļa citā - no cieta uz šķidrumu (kausēt), no šķidruma uz cietu (sasalst), no šķidruma uz gāzveida (iztvaikot), no gāzveida uz šķidrumu, pārvēršoties ūdens pilienos.
1. attēls. Ūdens stāvokļi: ciets, šķidrs, gāzveida.
Uz planētas virsmas ir divu veidu šķidrs ūdens: sāļš un svaigs. Sālsūdens ir atrodams jūrās un okeānos, saldūdens - upēs, ezeros, strautos, ūdenskrātuvēs, purvos. Gruntsūdeņi var būt gan svaigi, gan sāļi. Šajā gadījumā pēdējos sauc par minerālūdeņiem.
Jūru un okeānu platība uz Zemes ir daudzkārt lielāka nekā visu upju, ezeru, purvu un ūdenskrātuvju platība kopā. Tāpēc uz mūsu planētas ir daudzkārt vairāk sālsūdens nekā saldūdens.
Cietu ūdeni var attēlot kā sniegu un ledu. Ledus uz Zemes ir sastopams ledājos.Ledāji var būt kalni un segumi. Kalnu ledāji atrodas augstākajās kalnu virsotnēs, kur visa gada garumā zemās temperatūras dēļ uzsnigušajam sniegam nav laika nokust. Lielākie ledāji atrodas kalnos Kaukāzā, Himalajos, Tjenšaņā, Pamirā 1 .
Gāzveida ūdens ir ūdens tvaiki atmosfērā, ko mēs redzam no zemes mākoņu veidā. Mākoņi veidojas dažādos augstumos, tāpēc tiem ir dažādas formas un formas. Atkarībā no tā mākoņus iedala slāņu, cirrus, gubu u.c.
Ūdens cikls dabā
Ūdens cikls dabā.
Ūdens ir pastāvīgā kustībā. Iztvaikojot no rezervuāru virsmas, augsnes, augiem, ūdens uzkrājas atmosfērā un agri vai vēlu izkrīt nokrišņu veidā, papildinot rezerves okeānos, upēs, ezeros utt. Tādējādi ūdens daudzums uz Zemes nemainās, tas maina tikai formas – tāds ir ūdens cikls dabā. No visiem nokrišņiem, kas nokrīt, 80% nokrīt tieši okeānā. Mums visvairāk interesē atlikušie 20%, kas nokrīt uz sauszemes, jo lielākā daļa cilvēku izmantoto ūdens avotu tiek papildināti tieši šāda veida nokrišņu dēļ. Vienkārši sakot, ūdenim, kas nokritis uz zemes, ir divi ceļi. Vai nu tas, pulcējoties strautos, strautos un upēs, nonāk ezeros un ūdenskrātuvēs - tā sauktajos atklātajos (vai virszemes) ūdens ņemšanas avotos. Vai arī ūdens, sūcot cauri augsnes un zemes dzīļu slāņiem, papildina gruntsūdens rezerves. Virszemes un gruntsūdeņi ir divi galvenie ūdens apgādes avoti. Abi šie ūdens resursi ir savstarpēji saistīti, un tiem ir gan priekšrocības, gan trūkumi kā dzeramā ūdens avotam.
Ūdens cikls ir viens no grandiozākajiem procesiem uz zemeslodes virsmas. Viņš spēlē vadošā lomaģeoloģisko un biotisko ciklu savienošanā. Biosfērā ūdens, nepārtraukti pārejot no viena stāvokļa uz otru, veic mazus un lielus ciklus. Ūdens iztvaikošana no okeāna virsmas, ūdens tvaiku kondensācija atmosfērā un nokrišņi uz okeāna virsmas veido nelielu ciklu. Ja ūdens tvaikus gaisa straumes nogādā uz zemi, cikls kļūst daudz sarežģītāks.
Šajā gadījumā daļa nokrišņu iztvaiko un nonāk atpakaļ atmosfērā, otra daļa baro upes un ūdenskrātuves, bet galu galā atkal atgriežas okeānā ar upju un pazemes noteci, tādējādi pabeidzot lielu ciklu. Svarīga ūdens cikla īpašība ir tāda, ka, mijiedarbojoties ar litosfēru, atmosfēru un dzīvo vielu, tas saista kopā visas hidrosfēras daļas: okeānu, upes, augsnes mitrumu, gruntsūdeņus un atmosfēras mitrumu. Ūdens ir būtiska visu dzīvo būtņu sastāvdaļa. Gruntsūdeņi, transpirācijas procesā iekļūstot caur auga audiem, nes minerālsāļus, kas nepieciešami pašu augu dzīvībai 2 .
Lēnākā ūdens cikla daļa ir polāro ledāju darbība, kas atspoguļo ledus masu lēno kustību un straujo kušanu. Upju ūdeņi ir visaktīvākā apmaiņa pēc atmosfēras mitruma, kas tiek nomainīti vidēji ik pēc 11 dienām. Lielo saldūdens avotu ārkārtīgi straujā atjaunošana un ūdens atsāļošana cikla laikā atspoguļo globālo ūdens dinamikas procesu uz zemeslodes.
Ūdens cikls uz Zemes virsmas sastāv no 520 tūkstošiem km krītoša ūdens un tādas pašas masas iztvaikojoša ūdens. Tajā pašā laikā kontinentos gadā nokrīt 109 000 km, un 72 000 km iztvaiko. 37 000 km starpība ir kopējās upes plūsmas digitālā vērtība. No okeānu virsmas iztvaiko vairāk ūdens (448 000 km) nekā nokrišņu (441 000 km). Atšķirību sedz upju ūdeņu notece.
Organisko vielu radīšanas procesu pavada milzīgs ūdens cikls. Augu izdalītais skābeklis veidojas fotosintēzes reakcijas laikā, sadaloties ūdenim. Tomēr fotosintēze patērē tikai aptuveni 1% ūdens, kas no augsnes caur augiem nonāk atmosfērā. Lai izaudzētu 1 kviešu kviešu, augiem jāizlaiž cauri vismaz 10 000 kg ūdens. Pēc aprēķiniem, visu šobrīd esošo dzīvo organismu planetārās biomasas veidošanās laikā fotosintēzes rezultātā sašķēlās tāds ūdens daudzums, kas ir 3,5 reizes lielāks nekā visās pasaules upēs.
Laiku, kas nepieciešams, lai viss mūsu planētas ūdens izietu cauri bioloģiskā cikla sistēmai, var noteikt šādi. Kopējā ūdens masa Zemes ārējos apvalkos - zemes garozā, hidrosfērā un atmosfērā ir 160 000 000 miljardi tonnu. Ūdens masa, ko uztver fotosintētisko organismu ikgadējā produkcija, ir aptuveni 800 miljardi tonnu / gadā. Visa ūdens pilnīgas aprites periods dzīvās vielas veidošanās procesā ir aptuveni 2 miljoni gadu. Tādējādi visa milzīgā Zemes hidrosfēras masa 2 miljonu gadu laikā iziet cauri augu organismiem, kuru masa salīdzinājumā ar ūdens čaulu ir niecīga.
Ūdens apļveida kustības neaprobežojas tikai ar Zemes virsmu. Ievērojams ūdens daudzums iežos atrodas plēves un poru ūdens veidā, un vēl vairāk tas ir iekļauts hiperģenēzes zonā izveidoto minerālu sastāvā. Visi mālu minerāli, dzelzs oksīdi un citi bieži sastopami savienojumi šajā zonā satur ūdeni. Tiek lēsts, ka 16 km slānī zemes garoza satur aptuveni 200 miljonus km ūdens. Ieejot dziļajās zemes garozas zonās, saistītās ūdens formas pakāpeniski atbrīvojas un iekļaujas metamorfiskajos, magmatiskajos un hidrotermiskajos procesos. Ar vulkāniskām gāzēm un karstajiem avotiem virspusē nonāk dziļi ūdeņi.
3. Citu vielu aprite
Oglekļa cikls
Ogleklis biosfērā bieži tiek attēlots ar mobilāko formu - oglekļa dioksīdu. Galvenais oglekļa dioksīda avots biosfērā ir vulkāniskā darbība, kas saistīta ar mantijas un zemes garozas apakšējo horizontu sekulāru degazēšanu.
Oglekļa dioksīda migrācija Zemes biosfērā notiek divos veidos. Pirmais veids ir to absorbēt fotosintēzes procesā ar organisko vielu veidošanos un to sekojošu apglabāšanu litosfērā kūdras, akmeņogļu, akmeņslānekļa, izkliedētu organisko vielu, nogulumiežu veidā.
Tā tālajos ģeoloģiskajos laikmetos, pirms simtiem miljonu gadu, ievērojamu daļu no fotosintēzētajām organiskajām vielām neizmantoja ne patērētāji, ne sadalītāji, bet gan uzkrājās un pamazām aprakti zem dažādiem minerālu nogulumiem. Atrodoties akmeņos miljoniem gadu, šis detrīts augstas temperatūras un spiediena ietekmē (metamorfizācijas process) pārvērtās eļļā, dabasgāze un ogles, kas tieši - bija atkarīgs no izejmateriāla, uzturēšanās ilguma un apstākļiem klintīs. Mēs tagad iegūstam šo fosilo kurināmo milzīgos daudzumos, lai apmierinātu savas enerģijas vajadzības, un, to sadedzinot, mēs savā ziņā pabeidzam oglekļa ciklu. Ja nebūtu šī procesa planētas vēsturē, cilvēcei, iespējams, tagad būtu pavisam citi enerģijas avoti un, iespējams, pavisam cits civilizācijas attīstības virziens 3 .
Otrajā veidā tiek veikta oglekļa migrācija, veidojot karbonātu sistēmu dažādās ūdenstilpēs, kur CO2 pāriet H3CO3, HCO31-, CO32-. Pēc tam ar ūdenī izšķīdināta kalcija (retāk magnija) palīdzību CaCO3 karbonāti tiek nogulsnēti pa biogēniem un abiogēniem ceļiem. Parādās biezi kaļķakmeņu slāņi. Līdztekus šim lielajam oglekļa ciklam uz zemes virsmas un okeānā notiek vairāki mazāki cikli.
Zemē, kur ir veģetācija, oglekļa dioksīds no atmosfēras tiek uzņemts fotosintēzes laikā dienas laikā. Naktīs daļu no tā augi izdala ārējā vidē. Līdz ar augu un dzīvnieku nāvi uz virsmas organiskās vielas oksidējas, veidojot CO2. Īpašu vietu mūsdienu vielu apritē ieņem organisko vielu masveida sadedzināšana un pakāpeniska oglekļa dioksīda satura palielināšanās atmosfērā, kas saistīta ar rūpnieciskās ražošanas un transporta pieaugumu.
3. att. Oglekļa cikls.
Skābekļa cikls
Skābeklis ir visaktīvākā gāze. Biosfēras ietvaros notiek strauja skābekļa apmaiņa vidē ar dzīviem organismiem vai to atliekām pēc nāves.
Skābeklis Zemes atmosfērā ieņem otro vietu aiz slāpekļa. Dominējošā skābekļa forma atmosfērā ir O2 molekula. Skābekļa cikls biosfērā ir ļoti sarežģīts, jo tas nonāk daudzos minerālās un organiskās pasaules ķīmiskajos savienojumos.
Brīvais skābeklis mūsdienu zemes atmosfērā ir zaļo augu fotosintēzes procesa blakusprodukts un tā kopējais daudzums atspoguļo līdzsvaru starp skābekļa veidošanos un dažādu vielu oksidēšanās un pūšanas procesiem. Zemes biosfēras vēsturē pienāca laiks, kad brīvā skābekļa daudzums sasniedza noteiktu līmeni un izrādījās līdzsvarots tā, ka izdalītā skābekļa daudzums kļuva vienāds ar absorbētā skābekļa daudzumu 4 .
slāpekļa cikls
Organisko vielu sabrukšanas laikā ievērojama daļa tajos esošā slāpekļa pārvēršas amonjakā, kas augsnē dzīvojošo trifējošo baktēriju ietekmē pēc tam oksidējas slāpekļskābē. Pēdējais, reaģējot ar karbonātiem augsnē, piemēram, kalcija karbonātu CaCO3, veido nitrātus:
2HN03 + CaCO3 = Ca(NO3)2 + COC + H0H
Daļa slāpekļa sabrukšanas laikā vienmēr tiek izlaista atmosfērā brīvā veidā. Brīvais slāpeklis izdalās arī organisko vielu sadegšanas laikā, malkas, ogļu, kūdras degšanas laikā. Turklāt ir baktērijas, kas ar nepietiekamu gaisa piekļuvi var uzņemt skābekli no nitrātiem, iznīcinot tos ar brīvā slāpekļa izdalīšanos. Šo denitrificējošo baktēriju darbība noved pie tā, ka daļa slāpekļa no zaļajiem augiem pieejamās formas (nitrāti) pāriet nepieejamā formā (brīvais slāpeklis). Tādējādi ne viss slāpeklis, kas bija daļa no mirušajiem augiem, atgriežas augsnē; daļa no tā pakāpeniski tiek atbrīvota brīvā formā.
Nepārtrauktam minerālo slāpekļa savienojumu zudumam jau sen vajadzēja novest pie pilnīgas dzīvības pārtraukšanas uz Zemes, ja dabā nenotiktu procesi, kas kompensētu slāpekļa zudumu. Šie procesi, pirmkārt, ietver atmosfērā notiekošās elektriskās izlādes, kuru laikā vienmēr veidojas noteikts daudzums slāpekļa oksīdu; pēdējie ar ūdeni dod slāpekļskābi, kas augsnē pārvēršas par nitrātiem. Vēl viens slāpekļa savienojumu papildināšanas avots augsnē ir tā saukto azotobaktēriju dzīvībai svarīga darbība, kas spēj asimilēt atmosfēras slāpekli. Daļa no šīm baktērijām nosēžas uz pākšaugu dzimtas augu saknēm, izraisot raksturīgu uztūkumu - "mezglu" veidošanos, tāpēc tās sauc par mezglu baktērijām. Absorbējot atmosfēras slāpekli, mezgliņu baktērijas to pārvērš slāpekļa savienojumos, savukārt augi to pārvērš olbaltumvielās un citās kompleksās vielās.
Tādējādi dabā notiek nepārtraukts slāpekļa cikls. Taču katru gadu līdz ar ražu no laukiem tiek izņemtas olbaltumvielām bagātākās augu daļas, piemēram, graudi. Tāpēc augsnē ir jāievieto mēslojums, kompensējot svarīgāko augu barības vielu zudumu tajā.
4. att. Slāpekļa cikls.
Fosfora un sēra cikls
Fosfors ir daļa no gēniem un molekulām, kas pārnes enerģiju šūnās. Fosfors ir atrodams dažādos minerālos neorganiskā fosfationa (PO43-) veidā. Fosfāti šķīst ūdenī, bet nav gaistoši.
Augi absorbē PO43- no ūdens šķīduma un iekļauj fosforu dažādos organiskos savienojumos, kur tas parādās tā sauktā organiskā fosfāta veidā. Pārtikas ķēdē fosfors no augiem pāriet uz visiem citiem organismiem ekosistēmā.
Ar katru pāreju pastāv liela varbūtība, ka fosforu saturošais savienojums tiks oksidēts šūnu elpošanas laikā, lai nodrošinātu organismam enerģiju. Ja tas notiek, fosfāts urīnā vai tā ekvivalents tiek izlaists atpakaļ vidē, pēc tam augi to var absorbēt un sākt jaunu ciklu.
Atšķirībā no, piemēram, oglekļa dioksīda, kas visur, kur tas tiek izlaists atmosfērā, ar gaisa straumēm tajā brīvi tiek transportēts, līdz to atkal absorbē augi, fosforam nav gāzes fāzes un līdz ar to nav "brīvās" atgriezties" atmosfērā. Nokļūstot ūdenstilpēs, fosfors piesātina un dažkārt pārsātina ekosistēmas.
Patiesībā atpakaļceļa nav. Kaut kas var atgriezties zemē ar zivēdāju putnu palīdzību, taču tā ir ļoti maza daļa no kopējā apjoma, kas gadās arī piekrastes tuvumā. Ģeoloģisko procesu rezultātā okeāna fosfātu nogulsnes laika gaitā paceļas virs ūdens virsmas, taču tas notiek miljoniem gadu.
Līdz ar to fosfāti un citi minerālaugsnes biogēni ekosistēmā cirkulē tikai tad, ja tos saturošie dzīvībai svarīgās darbības "atkritumi" tiek nogulsnēti šī elementa uzsūkšanās vietās. Dabiskajās ekosistēmās tas pamatā notiek. Cilvēks, traucējot to funkcionēšanai, izjauc dabisko ciklu, nogādājot, piemēram, ražu kopā ar no augsnes uzkrātajiem biogēniem lielos attālumos līdz patērētājiem.
5. attēls. Fosfora cikls.
Sērs dabā sastopams gan brīvā stāvoklī (vietējais sērs), gan dažādos savienojumos. Sēra savienojumi ar dažādiem metāliem ir ļoti izplatīti. No sēra savienojumiem dabā bieži sastopami arī sulfāti, galvenokārt kalcijs un magnijs. Visbeidzot, sēra savienojumi ir atrodami augos un dzīvniekos.
Sērs tiek plaši izmantots valsts ekonomikā. Sēra krāsas veidā sēru izmanto, lai iznīcinātu noteiktus augu kaitēkļus. To izmanto arī sērkociņu, ultramarīna ( zila krāsa), oglekļa disulfīds un vairākas citas vielas.
Sēra cikls notiek atmosfērā un litosfērā. Sērs atmosfērā nonāk sulfātu, sērskābes anhidrīda un sēra veidā no litosfēras vulkānu izvirdumu laikā, sērūdeņraža veidā pirīta (FeS2) un organisko savienojumu sabrukšanas rezultātā. Antropogēnie sēra avoti, kas nonāk atmosfērā, ir termoelektrostacijas un citas iekārtas, kurās sadedzina ogles, naftu un citus ogļūdeņražus, un sērs nokļūst litosfērā, jo īpaši augsnē, ar mēslojumu un organiskiem savienojumiem 5 .
Sēra savienojumu pārnesi atmosfērā veic gaisa straumes, un nokrišņi uz zemes virsmas ir vai nu putekļu veidā, vai ar nokrišņiem lietus (skābā lietus) un sniega veidā.
Uz Zemes virsmas augsnē un ūdenstilpēs sulfātu un sulfītu sēra savienojumus saista kalcijs, veidojot ģipsi (CaSO4). Turklāt sērs tiek aprakts nogulumiežu iežos ar augu un dzīvnieku izcelsmes organiskām atliekām, no kurām pēc tam veidojas ogles un nafta.
Augsnē sēra savienojumu izmaiņas notiek, piedaloties sulfobaktērijām, izmantojot sulfātu savienojumus un atbrīvojot sērūdeņradi, kas nonāk atmosfērā un atkal oksidējas sulfātos. Turklāt sērūdeņradi augsnē var reducēt līdz sēram, ko denitrificējošās baktērijas oksidē līdz sulfātiem.
Secinājums
Viens no ievērojamākajiem ģeoķīmijas atklājumiem ir fakta konstatēšana, ka daudzu ķīmisko elementu kustība notiek apļveida procesu – ciklu veidā. Tieši šie elementi veido mūsu planētas zemes garozu, šķidruma un gāzes apvalkus. Viņu cikli var notikt ierobežotā telpā un īsos laika periodos, vai arī tie var aptvert visu planētas ārējo daļu un milzīgus periodus. Tajā pašā laikā mazi cikli pāriet lielākos, kas kopumā veido kolosālus bioģeoķīmiskos ciklus. Tie ir cieši saistīti ar vidi.
Biosfērā, tāpat kā katrā ekosistēmā, nepārtraukti tiek veikts oglekļa, slāpekļa, skābekļa, fosfora, sēra un citu ķīmisko elementu cikls. Enerģija nonāk ekosistēmās fotosintēzes laikā, bet izkliedējas galvenokārt siltuma veidā, kad organismi to izmanto savām dzīves aktivitātēm. Sakarā ar nepārtrauktu enerģijas zudumu ir nepieciešams, lai tā arī nepārtraukti nonāktu ekosistēmās saules gaismas enerģijas veidā. Turpretim ūdens un baterijas veido nepārtrauktu ciklu.
Manis aplūkotais temats ir ļoti aktuāls, ņemot vērā pašreizējo vides situāciju. Ūdens ir dzīvības avots uz zemes. Bet, kā izrādās, nav bezgalīgi. Lieta tāda, ka zemes ūdens resursu piesārņojumam šobrīd ir globāls raksturs.
Ir ļoti svarīgi nodrošināt "dabai" normālu tā pamata vielmaiņas ciklu darbību.
Bibliogrāfija
Aprite vielas iekšā dabu (2)
Abstrakts >> EkoloģijaAprite ūdens iekšā dabu. Aprite ūdens iekšā dabu(hidroloģiskais cikls) - cikliskās kustības process ūdens Zemes biosfērā. Sastāv no ... nokrišņiem un noteces, ieguva nosaukumu apgrozībā ūdens iekšā dabu. Nokrišņi daļēji iztvaiko, daļēji...
Aprite ūdens (2)
Abstract >> ĢeogrāfijaSaite Litogēna saite apgrozībā ūdens, citiem vārdiem sakot, pagrīdes līdzdalība ūdeņi iekšā apgrozībā ūdens, ļoti daudzveidīgs. ... iekšā apgrozībā ūdensļoti vāji izteikts. Dziļi pazemē ūdens, salīdzinot ar apgrozībā ūdens- fenomens dabuļoti...
Aprite ūdens (1)
Pārskats >> EkoloģijaNeizpētītā "dīvainuma" beigas ūdens un dzīvības pastāvēšana ir iespējama. Aprite ūdens iekšā dabu Aprite ūdens iekšā dabu(hidroloģiskais cikls) - process ...
Ūdens brīnums dabu
Apmācība >> EkoloģijaĀrpusskolas nodarbības mācību kopsavilkums " Ūdens brīnums daba" Pabeidza: 3. kursa students... un statuss? Kā tas notiek apgrozībā ūdens iekšā dabu? Kādas ir tās rezerves uz ... brīnišķīgiem īpašumiem ūdens un saka: " Ūdens tiešām ir brīnums dabu: bez viņas...
Zaharovs E.I., Kačurins N.M., Panferova I.V. Vispārējās ekoloģijas pamati: Proc. pabalstu. - Tula: TulGTU, 2002.
Mirasovs O.B. Fizika mums apkārt. - M., 2006. gads.
Nebels B. Zinātne par vide: Kā darbojas pasaule: 2 sējumos - M .: Mir, 2006.
Odum Yu. Ekoloģija: 2 sējumos - M .: Mir, 2003.
Reimers N.F. Dabas un cilvēka vides aizsardzība. - M., 2004. gads.
Semenovs V.P. Kašina O.M. Fizikālie procesi dabā. - M., 2006. gads.
Stadņitskis G.V., Rodionovs A.I. Ekoloģija. - M.: Augstāk. skola, 2006.
Fazilovs N.R. Dabas fizika. - M., 2000. gads.
Ūdens atrodas pastāvīgā kustībā. Iztvaicēšana ar...Ūdens ir viens no organiskās dzīves rašanās pamatiem Visumā. Tas ir viens no svarīgākajiem elementiem uz mūsu planētas. Ūdenim ir svarīga loma cilvēka attīstībā, jo tas ir viņa dzīves pamats. Skolā dabaszinību stundās mums stāstīja par ūdens ciklu uz planētas.
Šī procesa shēma ir ļoti vienkārša (1. att.). Ūdens iztvaiko no okeānu un sauszemes virsmas, tvaiku molekulas paceļas augšā, kur ūdens kondensējas mākoņu veidā un nokrišņu veidā nokrīt uz zemi. Kalnos kūst sniegs un veidojas strautiņi, kas saplūst kopā, veidojot upi... Vai esi kādreiz domājis par to, cik daudz sniega kalnos nepārtraukti nokūst, bet tur sniegs guļ visu gadu un nekūst, lai atbalstītu pat vienas upes tecējums?
Rīsi. 1. Ūdens cikla shēma dabā
Iepriekš redzamā diagramma sniedz pareizu skaidrojumu tikai dažiem dabas parādības un ir tālu no reālajiem procesiem, kas notiek ar ūdeni uz planētas. Šī shēma nepaskaidro, kāpēc mākoņi veidojas ziemā, pie 30 grādiem zem nulles ūdens nevar iztvaikot. Mums stāsta, ka vējš uz kontinenta vidieni nes mākoņus no jūrām un okeāniem, bet mierīgā laikā mākoņi veidojas arī virs sauszemes. Šī diagramma nevar izskaidrot atšķirību starp kopējo nokrišņu daudzumu un iztvaikojošā ūdens daudzumu. Vēl lielāks noslēpums ir ūdens daudzums, ko nes upes.
Zinātnieki ir aprēķinājuši ūdens daudzumu uz planētas – 1 386 000 miljardu litru. Taču tik milzīgs skaitlis tikai mulsina, jo nokrišņu, tvaiku atmosfērā, gada ūdens plūsmu novērtējums tiek veikts dažādās mērvienībās. Tāpēc daudzi nevar savienot acīmredzamas lietas vienotā veselumā. Mēģināsim analizēt skaitļus parastajās šķidruma mērvienībās - litros.
Ja ņem vērā visu planētu, tad vidēji gadā nokrīt aptuveni 1000 milimetru nokrišņu. Meteoroloģijā viens nokrišņu milimetrs ir līdzvērtīgs vienam litram ūdens uz kvadrātmetru.
Zemes virsmas laukums ir aptuveni 510 072 000 kvadrātkilometru. Tas nozīmē, ka visā teritorijā nokrīt aptuveni 510 072 miljardi litru nokrišņu. Tā ir viena trešdaļa no visām planētas ūdens rezervēm.
Pamatojoties uz ūdens aprites pamatiem dabā, tik daudz ūdens vajadzētu iztvaikot, kamēr nokrīt nokrišņi. Tomēr iztvaikošana no okeānu virsmas, saskaņā ar dažādiem avotiem, ir aptuveni 355 miljardi litru gadā. Nokrišņu nokrīt par vairākām kārtām vairāk nekā iztvaiko no ūdens virsmas. Paradokss!
Ar šādu ciklu planētu jau sen vajadzētu appludināt. Rodas vēl viens jautājums – no kurienes rodas liekais ūdens? Izpētot izziņas materiālus, jūs varat atrast atbildi - ūdens atmosfērā atrodas lielos daudzumos. Tie ir 12 700 000 miljardi kg ūdens tvaiku.
Litrs ūdens iztvaikošanas laikā dod kilogramu tvaika, tas ir, tvaiku veidā atmosfērā tiek izplatīti 12 700 000 miljardi litru. Šķiet, ka trūkstošais posms ir atrasts, bet atkal mums ir pretruna. Ūdens klātbūtne atmosfērā ir aptuveni nemainīga, un, ja ūdens neatgriezeniski no atmosfēras tiktu izlijis uz zemes tādā daudzumā, tad pēc dažiem gadiem dzīvība uz planētas kļūtu neiespējama.
Arī ūdens plūsmas aprēķins upēs sniedz pretrunīgus datus. Piemēram, saskaņā ar Vikipēdiju, atsaucoties uz oficiālajiem avotiem, tikai viena Niagāras ūdenskrituma krītošā ūdens tilpums ir 5700 kubikmetri sekundē. Litru izteiksmē tas sastādīs 179 755 miljardus litru gadā.
Bet atkāpsimies no aprēķiniem, lai apbrīnotu Venecuēlas skaistumu. Kā redzams (2. att.), kalna virsotne ir līdzena plakankalne, kurā nav sniega vai ezeru, kas pietiekami atbalstītu ūdenskritumus. Neskatoties uz to, šī kalna pakājē rodas Amazones, Orinoko un Essequibo baseinu upes.
Un nav iespējams izskaidrot ūdenskritumu avota klātbūtni Roraimas kalnā pēc ūdens cikla shēmas dabā.
Rīsi. 2. Kukenanas ūdenskrituma fotoattēls, Roraimas kalns, Kanaimas parks, Venecuēla, Brazīlija un Gajāna.
No zinātnes vēstures zināms, ka pat V.I. Vernadskis pieņēma, ka starp Zemi un kosmosu pastāv gāzes apmaiņa. Vernadskis pieļāva, ka dažu vielu sabrukšana un citu vielu sintēze notiek zemes garozā. 1911. gadā Sanktpēterburgā Otrajā Mendeļejeva kongresā viņš uzstājās ar referātu "Par zemes garozas gāzes apmaiņu". Tagad tas tiek uzskatīts par zinātnisku faktu.
Daudz vēlāk Īrijas, Kanādas un Ķīnas ģeofiziķi modelēja apstākļus, kas raksturīgi Zemes zarnām, un parādīja, ka ūdens radās tā sintēzes rezultātā planētas zarnās. Pētījuma materiāli tika publicēti žurnālā Earth and Planetary Science Letters.
Pie mums ierasto rasu var atrast tikai no rīta uz zāles, bet zemnieki labi zina, ka aramzemes iekšienē nogulsnējas pazemes rasa, kā arī dienas rasa. Tātad Ovsinskis I.E. savā grāmatā" Jauna sistēma lauksaimniecība” stāsta par šīm parādībām. Apstiprinājums ūdens sintēzei dabā bija "ledus cunami" gadījumi (3. att.), kas filmēti 2013. gadā Minesotā, ASV un Kanādā. Sniegs sintezēts pavasarī maijā, un šādi gadījumi nav atsevišķi.
Rīsi. 3 Foto no 2013. gada ledus cunami, Minesota, ASV. Avots: www.wptv.com
Zinātnieki ir konstatējuši faktu, ka, pārvietojoties kosmosā, Zeme zaudē daļu atmosfēras vielas. Neskatoties uz to, planētas atmosfēra saglabājas, kas nozīmē, ka zaudētā matērija tiek atjaunota. Tas attiecas uz citām vielām, kas veido mūsu planētu.
Šāds vielu sintēzes fakts bija naftas atgūšana noplicinātās akās. Izrādījās, ka 150% naftas no iepriekš aprēķinātajām rezervēm tika iegūtas sen atklātajos laukos. Un tādu vietu bija daudz: Gruzijas un Azerbaidžānas robeža (divi lauki, kas ražo naftu vairāk nekā 100 gadus), Karpati, Dienvidamerika utt. lauks " baltais tīģeris» Vjetnamā ražo naftu no fundamentālo iežu slāņa, kur naftai nevajadzētu būt.
Krievijā pirms vairāk nekā 70 gadiem atklātais Romashkinskoje naftas lauks ir viens no desmit supergigantajiem laukiem. starptautiskā klasifikācija. Tika uzskatīts, ka tas ir izsmelts par 80%, bet katru gadu tā rezerves tiek papildinātas par 1,5-2 miljoniem tonnu. Pēc jauniem aprēķiniem naftu var ražot līdz 2200.gadam un tas nav ierobežojums.
Groznijas vecajos laukos pirmais urbums tika izurbts 19. gadsimta beigās, un līdz pagājušā gadsimta vidum tika izsūknēti 100 miljoni tonnu naftas. Vēlāk lauks tika uzskatīts par izsmeltu, un pēc 50 gadiem rezerves sāka atgūties.
Pamatojoties uz šiem faktiem, varam secināt, ka elementu sintēze uz planētas nav brīnums vai anomālija – tā ir dabas parādība. Ūdens tiek sintezēts, kad noteiktiem nosacījumiem un dažās mūsu planētas neviendabības jomās. Ūdens cikls dabā neapšaubāmi pastāv, taču tas ir matērijas transformācijas process, kas saistīts ar mūsu planētas Zeme rašanās procesu.
Lai saprastu, kāpēc uz planētas tiek sintezētas vielas, ir jāzina, kā veidojās mūsu planēta. Atbildi uz šiem jautājumiem atrodam krievu zinātnieka grāmatās.
Mūsu Visumu veido septiņas primārās vielas ar īpašām īpašībām un īpašībām. Saplūstot vienai ar otru, primārās matērijas veido matērijas hibrīdas formas. No tiem veidojas mūsu planētas vielas.
Primāro lietu apvienošana iespējama tikai ar noteiktiem nosacījumiem. Šāds nosacījums ir telpas dimensijas izmaiņas.
Dimensijas ir telpas kvantēšana (atdalīšana) saskaņā ar primāro matēriju īpašībām un īpašībām. Supernovas eksplozijas laikā notiek dimensiju maiņa, kas ir pietiekama hibrīdu formu (vielas) veidošanai. Tajā pašā laikā no sprādziena epicentra izplatās koncentriski telpas dimensijas traucējumu viļņi, kas rada telpas neviendabīguma zonas, kurās veidojas planētas. Jūs varat lasīt vairāk par planētu sistēmu veidošanos.
Kad primārās vielas nonāk šajās zonās, tās sāk saplūst un veido hibrīdas matērijas formas, tostarp fiziski blīvu vielu. Šis process turpināsies, līdz tiks aizpildīta visa neviendabības zona. Vielas sintēzes procesa rezultātā dimensiju neviendabīguma zonā pakāpeniski atjaunojas līdz līmenim, kāds bija pirms supernovas sprādziena.
Fizikāli blīvas matērijas un citu hibrīdu formu sintēzes procesa rezultātā no primārajām matērijām dimensiju neviendabīguma zonā veidojas sešas materiālās sfēras, kas ligzdotas viena otrā. Šīs sfēras ir izveidotas no primārās matērijas hibrīdformām, atšķiras ar primāro vielu skaitu, kas ietilpst katrā no šīm sešām sfērām. Tāda struktūra ir mūsu planētai Zeme (4. att.)
Fiziski blīva sfēra ( 1 ) no Zemes, sastāv no 7 primārajām vielām, šīs sfēras vielai ir četri agregācijas stāvokļi - ciets, šķidrs, gāzveida un plazmas. Nelielu izmēru svārstību rezultātā rodas dažādi agregācijas stāvokļi.
Rīsi. 4. Planēta Zeme telpas neviendabīguma zonā. (Avots: Ļevašovs N.V. Būtība un prāts. 1. sējums. 1999. Gava 1. Planētas Zeme kvalitatīvā uzbūve. 6. att.)
Katrai vielai ir savs dimensijas līmenis, kurā šī viela stabili un tiek sadalīts atbilstoši dimensiju atšķirībai no planētas veidošanās centra. Smagajiem elementiem ir maksimālais, bet vieglajiem elementiem ir minimālais izmērs neviendabīguma zonā.
Ūdens veidojas gaismas elementu – skābekļa un ūdeņraža – sintēzes rezultātā un ir šķidrais kristāls. Atmosfērā ir 20% skābekļa. Ūdeņradis ir vieglākais starp gāzēm, bet tā daudzums atmosfērā ir niecīgs - 0,000055%. Neskatoties uz to, uz mūsu planētas līst lietus – ūdens molekulas no gāzveida stāvokļa (tvaiki atmosfērā) pāriet šķidrā stāvoklī (5. att.).
Ja dimensiju svārstības notika cietās vielas un atmosfēras robežas līmenī, nokrīt rasa, ja mākoņu līmenī pilienu veidošanās process kļūst ķēdveidīgs, līst lietus. Atmosfēra zaudē savu būtību. Telpas neviendabīgums paliek nekompensēts. Pēc planētas veidošanās pabeigšanas matērijas formas, kas to radīja, turpina kustību caur mūsu planētu neviendabīgumu, nesaplūstot viena ar otru. Bet, kad rodas atbilstoši apstākļi, primārās lietas atkal veido matēriju. Ūdens atmosfērā tvaika veidā tiek atjaunots.
Daudzi zinātnieki sliecas uz teoriju, ka ūdeņradis un citas gāzes nāk no Zemes zarnām. To tālajā 1902. gadā ierosināja E. Suess. Viņš uzskatīja, ka ūdens ir saistīts ar magmas kamerām, no kurām gāzveida produktu sastāvā tas tiek izlaists zemes garozas augšējās daļās.
Apstākļi, kas ir pietiekami sarežģītu molekulu sintēzei, rodas planētas zarnās, jo primārā matērija, ejot cauri planetārajai neviendabībai, piesaista gaismas elementus, kuru sintēze ir iespējama visā neviendabīgumā. Magmas sastāvā patiešām ir ūdens tvaika veidā, un magma satur arī gandrīz visus periodiskās tabulas elementus.
Cenšoties iegūt savu dimensiju līmeni, ūdeņraža un skābekļa molekulas nonāk neviendabīguma zonās, kur iespējama ūdens sintēze. Tvaiki, paceļoties no dzīlēm, sasniedz cietas virsmas robežas, kur nelielu izmēru atšķirību dēļ ūdens molekulas no gāzveida stāvokļa pāriet šķidrā. Tā veidojas upes.
Vielas stabilitātes diapazonu robežas ir atdalīšanas līmeņi starp atmosfēru, okeāniem un planētas cieto virsmu. Planētas kristāla struktūras stabilitātes robeža atkārto neviendabīguma formu, tāpēc cietās garozas virsmā ir ieplakas un izvirzījumi.
Rīsi. 5. Vielu izplatība uz planētas.
Ūdens cikls ir vissvarīgākais uz mūsu planētas notiekošais process, kas nodrošina dzīvību visām dzīvajām būtnēm, no maziem dzīvniekiem un augiem līdz cilvēkiem. Ūdens ir nepieciešams visu organismu pastāvēšanai bez izņēmuma. Tas piedalās daudzās ķīmiskās, fizikālās, bioloģiskie procesi. Ūdens klāj 70,8% no Zemes virsmas, un tas veido hidrosfēru - biosfēras daļu. Ūdens apvalks sastāv no jūrām un okeāniem, upēm un ezeriem, purviem un gruntsūdeņiem, mākslīgiem rezervuāriem, kā arī mūžīgā sasaluma un ledājiem, gāzēm un tvaikiem, tas ir, hidrosfēra ietver visas ūdenstilpes, kas atrodas visos trīs stāvokļos (gāzveida, šķidra). vai ciets).
Cikla nozīme
Ūdens cikla nozīme dabā ir ļoti liela, jo šī procesa rezultātā notiek atmosfēras, hidrosfēras, biosfēras un litosfēras savstarpējā saistība un pilnīga funkcionēšana. Ūdens ir dzīvības avots, dodot visām dzīvajām būtnēm iespēju pastāvēt. Viņa iztur būtiski elementi visā Zemē un nodrošina visu organismu pilnvērtīgu darbību.
AT siltais laiks gadiem un saules starojuma ietekmē ūdens sāk pārvērsties tvaikā, pārvēršoties otrā stāvoklī (gāzveida). Šķidrums, kas tvaiku veidā nonāk gaisā, ir svaigs, tāpēc okeānu ūdeņus sauc par "saldūdens rūpnīcu". Paceļoties augstāk, tvaiki sastopas ar aukstām gaisa straumēm, no kurām pārvēršas mākoņos. Diezgan bieži iztvaicētais šķidrums nokrišņu veidā atgriežas okeānā.
Zinātnieki ir ieviesuši jēdzienu "Lielais ūdens cikls dabā", daži šo procesu sauc par Pasauli. Apakšējā līnija ir šāda: šķidrums savāc virs okeāna ūdeņiem nokrišņu veidā, pēc tam daļa pārvietojas uz kontinentiem. Tur nokrišņi nokrīt zemē un ar notekūdeņu palīdzību tiek atgriezti okeānos. Tieši saskaņā ar šo shēmu ūdens tiek pārveidots no sāļa uz saldūdeni un otrādi. Sava veida ūdens "piegāde" var tikt veikta tādu procesu klātbūtnē kā iztvaikošana, kondensācija, nokrišņi, ūdens notece. Ļaujiet mums sīkāk apsvērt katru ūdens cikla posmu dabā:
- Iztvaikošana - Šis process sastāv no ūdens pārvēršanas no šķidra stāvokļa gāzveida stāvoklī. Tas notiek, kad šķidrums tiek uzkarsēts, pēc tam tas tvaiku veidā paceļas gaisā (iztvaiko). Šāds process notiek katru dienu: uz upju un okeānu, jūru un ezeru virsmām, cilvēku vai dzīvnieku svīšanas rezultātā. Ūdens pastāvīgi iztvaiko, bet to var redzēt tikai tad, kad tas ir silts.
- Kondensācija ir unikāls process, kura rezultātā tvaiki atkal pārvēršas šķidrumā. Saskaroties ar aukstā gaisa plūsmām, tvaiks rada siltumu, pēc kura tas pārvēršas šķidrumā. Procesa rezultāts ir redzams rasas, miglas un mākoņu veidā.
- Nokrišņi – savā starpā saduroties un notiekot kondensācijas procesiem, mākoņos esošie ūdens pilieni kļūst smagāki un nokrīt zemē vai ūdenī. Lielā ātruma dēļ tiem nav laika iztvaikot, tāpēc bieži redzam nokrišņus lietus, sniega vai krusas veidā.
- Ūdens notece - nokrītot uz zemes, daļa nokrišņu uzsūcas augsnē, citi nonāk jūrā, bet citi baro augus un kokus. Pārējais šķidrums uzkrājas un ar noteku palīdzību tiek nogādāts okeānu ūdeņos.
Iepriekš minētie posmi kopā veido ūdens ciklu dabā. Šķidruma stāvoklis pastāvīgi mainās, kamēr tas tiek atbrīvots un absorbēts siltumenerģija. Arī cilvēks un dzīvnieki piedalās tik sarežģītā procesā, uzņemot ūdeni. Negatīvā ietekme no cilvēces puses izraisa dažādu nozaru attīstība, dambju, ūdenskrātuvju izveide, kā arī mežu iznīcināšana, zemju nosusināšana un apūdeņošana.
Dabā ir arī nelieli ūdens cikli: kontinentālais un okeāniskais. Pēdējā procesa būtība ir iztvaikošana, kondensācija un nokrišņi tieši okeānā. Līdzīgs process var notikt uz zemes virsmas, ko parasti sauc par kontinentālo mazo ūdens ciklu. Tā vai citādi visi nokrišņi neatkarīgi no tā, kur tie nokrita, noteikti atgriezīsies okeāna ūdeņos.
Tā kā ūdens var būt šķidrs, ciets un gāzveida, kustības ātrums ir atkarīgs no tā agregācijas stāvokļa.
Ūdens cikla veidi
Ir trīs ūdens cikla veidi:
- Pasaules cirkulācija. Virs okeāniem veidojas liels tvaiks. Tas, paceļoties uz augšu, ar gaisa straumēm attiecas uz kontinentu, kur tas nokrīt lietus vai sniega veidā. Pēc tam upes un gruntsūdeņi atkal atgriežas okeānā
- Mazs. Šajā gadījumā tvaiki veidojas virs okeāna un pēc brīža nokrišņu veidā tajā iekrīt tieši.
- Kontinentālais. Šis cikls veidojas tieši cietzemes iekšienē. Ūdens no zemes un iekšzemes ūdenstilpnēm iztvaiko atmosfērā un pēc kāda laika atgriežas zemē lietus un sniega veidā.
Tādējādi ūdens cikls ir process, kura rezultātā ūdens maina savu stāvokli, tiek attīrīts, piesātināts ar jaunām vielām. Cikls ļauj funkcionēt visām dzīvības formām. Sakarā ar to, ka ūdens pastāvīgi atrodas kustībā, tas pārklāj visu planētas virsmu.
Ūdens cikla diagramma dabā
Informatīvs video par ūdens ciklu dabā
Ūdens cikls dabā bērniem – lāsīšu piedzīvojums
Galvenais planētas šķidrums
Ūdens ir vissvarīgākā jebkura bioloģiskā organisma dzīvības sastāvdaļa uz Zemes. Tāpēc ir svarīgi pētīt, novērot un uzraudzīt daudzumu, kvalitāti un stāvokli ūdens resurss planētas. Galvenās šī dzīvību sniedzošā mitruma rezerves ir koncentrētas okeānos. Un jau no turienes iztvaikojot, mitrums baro Zemi, pateicoties procesam, ko dabā sauc par ūdens ciklu. Ūdens ir ļoti kustīga viela un viegli mainās no viena stāvokļa uz otru. Un, pateicoties tam, tas var viegli sasniegt attālākos stūrus no avota. Kā šis process notiek?
Kā un kāpēc ūdens cirkulē?
Saules izstarotā siltuma ietekmē ūdens pastāvīgi iztvaiko no okeāna virsmas, pārvēršoties gāzveida stāvoklī. Kopā ar siltā gaisa straumēm tvaiki ceļas augšā, veidojot mākoņus. Vējš tos viegli aizpūš prom no sākotnējās iztvaikošanas vietas. Pamazām savā ceļā uztverot visus jaunos tvaikus, mākoņi atdziest, ejot augšup. Kādā brīdī sākas nākamais posms – kondensācija. Tas ir iespējams, kad gaiss nonāk piesātinājuma stāvoklī (100% mitrums) ar ūdens tvaikiem. Tas parasti notiek, ja ir pietiekama dzesēšana. Ir zināms, ka maksimālais tvaika daudzums, ko var noturēt gaisā, ir proporcionāls tā temperatūrai, tāpēc noteiktā atdzišanas brīdī mākonis piesātinās ar tvaiku, kas noved pie ūdens pārejas uz nākamo - šķidrumu. vai kristālisks - stāvoklis. Un, ja mākonis tajā brīdī vēl atrodas virs okeāna, tad mitrums atgriežas tur, no kurienes nācis. Tā beidzās viens neliels ūdens cikls dabā. Šis process nekad neapstājas. Ūdens virs pasaules okeāna pastāvīgi cirkulē.
Kā ūdens cirkulē virs zemes
Ne viss mitrums nokļūst atpakaļ okeānā. Liels skaits pāris kopā ar pasāta vējiem un musoniem dodas dziļi kontinentos, nokrītot, nokrišņu veidā virzoties uz Zemi. Daļa no šī mitruma tiek aizturēta augšējie slāņi augsne, barojot augus, otra daļa notek uz strautiem un upēm, lai, nonākusi jūrās un okeānos, atkal iztvaikotu un nonāktu nākamajā ūdens ciklā dabā. Ļoti neliela nokrišņu daļa iesūksies caur augsni dziļi iekšā un, sasniegusi ūdensnecaurlaidīgo slāni (māls, akmeņi), tecēs lejup pa šo nogāzi. Daļa gruntsūdeņu nonāks atpakaļ uz virsmu, veidojot kristāldzidru ūdens avotus, kas vēlāk ieplūst upēs un atkal iztvaiko nākamajam ciklam. Un to otra daļa caur plaisām un spraugām turpinās iesūkties Zemes zarnās, līdz sasniegs slāņus ar paaugstināta temperatūra, kur tas atkal pārvērtīsies tvaikā, lai pazemes ciklā atkal grieztos vai ar siltuma avotu izlauztos uz virsmu.
Ūdens maršruti dabā
Katru gadu gaisā iztvaiko aptuveni četrsimt tūkstoši kubikkilometru ūdens, un tikai piektā daļa no tiem nokrīt uz sauszemes, kuras platība ir trīs reizes mazāka par pasaules okeāna virsmu. Ūdeni no zemes virsmas iztvaiko ne tikai augsne, bet arī veģetācija: katra koka lapa un katrs zāles stiebrs uz Zemes. Ir ārkārtīgi grūti izsekot visiem iespējamajiem ūdens ceļojumiem. Bet simulēt ļoti vienkāršotu versiju, kas demonstrē ūdens ciklu dabā bērniem, ir diezgan reāli pat viņu pašu dzīvoklī.
Eksperiments, kas demonstrē mitruma iztvaikošanu un kondensāciju
Lai demonstrētu cikla pirmo posmu - ūdens iztvaikošanu no rezervuāru virsmas, iedarbojoties saules stari- pietiks paņemt līdz pusei ar ūdeni piepildītu glāzi, ievietot to plastmasas hermētiski noslēgtā maisiņā un saulainā dienā piestiprināt ar līmlenti pie loga stikla. Pēc kāda laika (atkarībā no temperatūras telpā un saules gaismas intensitātes) redzēsiet, ka somas sienas ir aizsvīdušas, un pēc kāda laika uz tām veidojas ūdens pilieni.
Pilna ūdens cikla cikla demonstrācijas modelis
Sarežģītāku modeli var salikt, izmantojot konteineru, kas daļēji piepildīts ar zili tonētu ūdeni (okeānu imitācija), caurspīdīgu, iespējams, perforētu maisu, kas piepildīts ar tik daudz smiltīm, lai paceltos vairāk nekā uz pusi virs ūdens (sauszemes). Aizveriet visu konstrukciju pēc iespējas ciešāk ar plastmasas apvalku un nostipriniet. Virs "zemes" novieto nelielu trauku ar ledu (ledus radīs eksperimentam nepieciešamo aukstumu "atmosfēras" augšējos slāņos), virs "okeāna" novieto galda lampu (Saule), kas izstaros. karstums. Ieslēdzot, pēc brīža tiekam uz plēves, virs zemes, aukstā vietā, mitruma kondensāts, kas nedaudz vēlāk pilēs nokritīs uz zemes. Un, ja maiss ir perforēts, tad var redzēt, kā mitrums, sūcot cauri smiltīm, plūst lejā līdz okeānam.
Kas mums atliek darīt
Ūdens cikls biosfērā ir ļoti svarīgs process visai planētai. Vismaz vienas saites pārkāpšana vai zaudēšana radīs globālas un, ļoti iespējams, neatgriezeniskas sekas ikvienam. Austrāliešu un amerikāņu zinātnieki, pamatojoties uz saviem laikapstākļu novērojumiem, kas aptver 50 gadus, nonāca pie secinājuma, ka ūdens cikls dabā globālās sasilšanas dēļ sāka paātrināties. Un tas savukārt novedīs pie tā, ka sausie reģioni kļūs vēl sausāki, un tur, kur tagad ir lietains klimats, nokrišņu būs vēl vairāk. Tas viss pierāda vienu: cilvēcei vajadzētu nopietnāk pievērsties savām darbībām, kas ir nesaraujami saistītas ar dabu.