วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ บทบาทของน้ำในธรรมชาติ วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ: การทดลองสำหรับเด็ก วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ National Geographic Society
น้ำเป็นสารที่มีมากที่สุดในชีวมณฑล วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติเป็นกระบวนการปิดอย่างต่อเนื่องในการเคลื่อนย้ายน้ำระหว่างไฮโดรสเฟียร์ บรรยากาศ และเปลือกโลกบนโลก สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากความสามารถของน้ำในการเปลี่ยนสถานะ บนโลกของเรา น้ำมีอยู่สามสถานะ - ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ
น้ำสำรองหลักคือน้ำเค็มของทะเลและมหาสมุทร (97%) เพียง 3% ของน้ำทั้งหมดในไฮโดรสเฟียร์เท่านั้นที่เป็นน้ำจืด นอกจากนี้ 70% ของน้ำจืดยังอยู่ในสถานะของแข็งในธารน้ำแข็ง (2.24%) น้ำบาดาลคิดเป็น 0.61% ของน้ำจืด และน้ำในทะเลสาบ แม่น้ำ และความชื้นในบรรยากาศ ตามลำดับ คิดเป็น 0.016%, 0.0001% และ 0.001% ตามลำดับ เนื่องจากการหมุนเวียนของน้ำอย่างต่อเนื่อง โลกปริมาณรวมของมันยังคงที่
วัฏจักรของน้ำเกิดขึ้นเนื่องจากการระเหย การเคลื่อนที่ของไอน้ำในบรรยากาศ การควบแน่น การตกตะกอน และการมีอยู่ของน้ำเสีย วัฏจักรเริ่มต้นด้วยการระเหยของน้ำจากพื้นผิวด้านล่างของอ่างเก็บน้ำ ด้วยกระแสอากาศ ไอน้ำจะเคลื่อนจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง ที่สุดน้ำระเหยจากพื้นผิวมหาสมุทรและกลับมาในระหว่างการควบแน่นในรูปของการตกตะกอน น้ำระเหยในสัดส่วนที่น้อยกว่าจะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นดินโดยกระแสลม ปริมาณน้ำที่ระเหยไปตามพื้นดินและถูกกระแสลมพัดพาลงสู่มหาสมุทรนั้นไม่มีนัยสำคัญ ดังนั้น ในระหว่างการระเหย ทะเลและมหาสมุทรจะสูญเสียน้ำมากกว่าที่ได้รับจากการตกตะกอนอย่างมาก บนบก จึงเป็นอีกทางหนึ่ง แต่น้ำในแม่น้ำไหลลงสู่ทะเลและมหาสมุทรจากทวีปอย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าปริมาณน้ำบนโลกจะคงที่
เนื่องจากกระบวนการควบแน่นของความชื้นจึงเกิดการตกตะกอน ส่วนหนึ่งของความชุ่มชื้น การตกตะกอนของชั้นบรรยากาศระเหยออกไป บางส่วนก่อให้เกิดท่อระบายน้ำและบ่อน้ำชั่วคราวหรือถาวร ความชื้นบางส่วนจากการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศจะซึมเข้าสู่ดินทำให้เกิดน้ำใต้ดิน
ในธรรมชาติ วัฏจักรของน้ำมีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับบริเวณที่ความชื้นระเหยและบริเวณที่ฝนตก มีวัฏจักรของน้ำขนาดใหญ่ (ทั่วโลก) และขนาดเล็ก (มหาสมุทรและทวีป) ด้วยวัฏจักรขนาดใหญ่ ไอน้ำที่เกิดขึ้นเหนือทะเลและมหาสมุทรจะถูกกระแสลมพัดพาไปยังทวีปต่างๆ และควบแน่นที่นั่นพร้อมกับการตกตะกอน และความชื้นก็กลับเข้าสู่มหาสมุทรอีกครั้งในรูปของน้ำที่ไหลบ่า วงจรประเภทนี้จะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำเนื่องจากการระเหย น้ำเกลือจะกลายเป็นน้ำจืด และ น้ำสกปรกเคลียร์แล้ว
ในกระบวนการของวัฏจักรมหาสมุทรขนาดเล็ก ไอน้ำที่เกิดขึ้นเหนือมหาสมุทรจะถูกควบแน่นและกลับคืนสู่มหาสมุทรในรูปของการตกตะกอน วงแหวนภายในทวีปขนาดเล็กคือการควบแน่นของน้ำที่ระเหยไปเหนือพื้นผิวโลก และการตกตะกอนที่ตามมาทั่วทวีปต่างๆ ขั้นตอนสุดท้ายของวงแหวนทวีปขนาดเล็กก็คือมหาสมุทรโลกเช่นกัน
ความเร็วของการขนส่งทางน้ำในรัฐต่างๆ นั้นแตกต่างกัน เช่นเดียวกับช่วงเวลาการใช้น้ำและเวลาในการต่ออายุที่แตกต่างกัน อัตราการแลกเปลี่ยนน้ำสูงสุดอยู่ที่สิ่งมีชีวิต (หลายชั่วโมง) ในธารน้ำแข็งบริเวณขั้วโลก วัฏจักรของน้ำจะดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายพันปี น่านน้ำของมหาสมุทรโลกได้รับการต่ออายุใหม่ทั้งหมดภายใน 2.7 พันปี
กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ สถาบันการศึกษาของรัฐบาลกลาง
อาชีวศึกษาระดับมัธยมศึกษา
"วิทยาลัยสารพัดช่างเชอร์นูชินสกี้"
ความชำนาญพิเศษ: 130503 “การพัฒนาและการดำเนินงานแหล่งน้ำมันและก๊าซ”
เชิงนามธรรม
วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ
เสร็จสิ้นโดย: นักศึกษา
กลุ่มหมายเลข 15
ซามีฟ วลาส
ตรวจสอบโดย: อาจารย์
กอร์บูโนวา แอล.เอ็ม.
บทนำ 4
1. สภาพน้ำ 5
วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ 6
3. วัฏจักรของสารอื่นๆ 10
บทสรุปที่ 17
อ้างอิง 18
การแนะนำ
เป็นที่ทราบกันว่าร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยน้ำเกือบ 65% น้ำเป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อ หากไม่มีน้ำ การทำงานปกติของร่างกาย กระบวนการเผาผลาญ การรักษาสมดุลความร้อน การกำจัดผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญ ฯลฯ ก็เป็นไปไม่ได้
ร่างกายสูญเสียน้ำปริมาณมากเป็นอันตรายต่อชีวิตมนุษย์ ในพื้นที่ร้อนที่ไม่มีน้ำ บุคคลสามารถเสียชีวิตได้ภายใน 5-7 วัน แต่หากไม่มีอาหาร บุคคลสามารถมีชีวิตอยู่ได้หากมีน้ำ เวลานาน- แม้ในเขตหนาว ผู้คนก็ต้องการน้ำประมาณ 1.5-2.5 ลิตรต่อวันเพื่อรักษาประสิทธิภาพการทำงานตามปกติ
หากปริมาณน้ำที่บุคคลสูญเสียถึง 10% ของน้ำหนักตัวต่อวัน ประสิทธิภาพจะลดลงอย่างมาก และหากเพิ่มขึ้นเป็น 25% ก็มักจะนำไปสู่ความตาย อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีการสูญเสียน้ำไปมาก แต่กระบวนการที่หยุดชะงักทั้งหมดในร่างกายก็จะได้รับการฟื้นฟูอย่างรวดเร็วหากร่างกายได้รับการเติมน้ำให้อยู่ในระดับปกติ
ใช้ในชีวิตประจำวัน. อาหารและเครื่องดื่ม: น้ำที่ใช้ดื่ม ปรุงอาหาร น้ำแข็ง เครื่องดื่ม อาหารกระป๋อง และผลิตภัณฑ์อาหารอื่นๆ เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของการใช้งานที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม จะต้องปฏิบัติตามมาตรฐานคุณภาพน้ำดื่ม
การใช้งานทางอุตสาหกรรม การใช้น้ำในอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับลักษณะและปริมาณของอุตสาหกรรมในภูมิภาคนั้นๆ นี่อาจเป็นระบบทำความเย็นและทำความร้อน การผลิตอาหาร การรีไซเคิลขยะอุตสาหกรรม ฯลฯ
การขาดความชุ่มชื้นทำหน้าที่เป็นปัจจัยจำกัดที่กำหนดขอบเขตของชีวิตและการกระจายโซน เมื่อขาดน้ำ สัตว์และพืชจะปรับตัวเพื่อรับและอนุรักษ์น้ำ
1. สภาพน้ำ
น้ำในธรรมชาติสามารถพบได้ในสามสถานะ: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ น้ำสามารถเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง - จากของแข็งเป็นของเหลว (ละลาย) จากของเหลวเป็นของแข็ง (แช่แข็ง) จากของเหลวเป็นก๊าซ (ระเหย) จากก๊าซเป็นของเหลวกลายเป็นหยดน้ำ
รูปที่ 1 สถานะของน้ำ: ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ
มีน้ำของเหลวอยู่สองประเภทบนพื้นผิวโลก: น้ำเค็มและน้ำสด น้ำเค็มพบได้ในทะเลและมหาสมุทร น้ำจืดพบได้ในแม่น้ำ ทะเลสาบ ลำธาร อ่างเก็บน้ำ และหนองน้ำ น้ำใต้ดินสามารถเป็นได้ทั้งสดหรือเค็ม ในกรณีนี้เรียกว่าน้ำแร่
พื้นที่ทะเลและมหาสมุทรบนโลกนั้นมากกว่าพื้นที่ของแม่น้ำ ทะเลสาบ หนองน้ำ และอ่างเก็บน้ำรวมกันหลายเท่า ดังนั้นจึงมีน้ำเค็มบนโลกของเรามากกว่าน้ำจืดหลายเท่า
น้ำแข็งสามารถพบได้ในรูปของหิมะและน้ำแข็ง น้ำแข็งบนโลกพบได้ในธารน้ำแข็ง ธารน้ำแข็งบนภูเขาตั้งอยู่บนยอดเขาที่สูงที่สุด ซึ่งเนื่องจากมีอุณหภูมิต่ำตลอดทั้งปี หิมะที่ตกลงมาจึงไม่มีเวลาละลาย ธารน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดตั้งอยู่ในเทือกเขาคอเคซัส หิมาลัย เทียนชาน และปามีร์ 1
ก๊าซน้ำคือไอน้ำในบรรยากาศที่เราเห็นจากพื้นดินเหมือนเมฆ เมฆก่อตัวที่ระดับความสูงต่างกัน จึงมีรูปลักษณ์และรูปร่างที่แตกต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ เมฆจึงถูกแบ่งออกเป็นชั้นสตราตัส เซอร์รัส คิวมูลัส ฯลฯ
วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ
วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ
น้ำมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง การระเหยออกจากพื้นผิวของอ่างเก็บน้ำ ดิน พืช น้ำสะสมอยู่ในบรรยากาศและไม่ช้าก็เร็วก็ตกอยู่ในรูปแบบของการตกตะกอน การเติมเต็มปริมาณสำรองในมหาสมุทร แม่น้ำ ทะเลสาบ ฯลฯ ดังนั้นปริมาณน้ำบนโลกจึงไม่เปลี่ยนแปลง แต่เพียงเปลี่ยนรูปแบบเท่านั้น - นี่คือวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ จากการตกตะกอนทั้งหมด 80% ตกลงสู่มหาสมุทรโดยตรง สำหรับเราส่วนที่เหลืออีก 20% ที่ตกลงบนบกเป็นที่สนใจมากที่สุดเนื่องจากแหล่งน้ำส่วนใหญ่ที่มนุษย์ใช้นั้นถูกเติมเต็มอย่างแม่นยำจากการตกตะกอนประเภทนี้ พูดง่ายๆ ว่าน้ำที่ตกลงบนบกมีสองทาง หรือรวมตัวกันในลำธาร แม่น้ำ และแม่น้ำ แล้วไปจบลงที่ทะเลสาบและอ่างเก็บน้ำ ซึ่งเรียกว่าแหล่งน้ำเปิด (หรือผิวน้ำ) หรือน้ำที่ไหลซึมผ่านชั้นดินและชั้นใต้ดินมาเติมน้ำสำรองใต้ดิน น้ำผิวดินและน้ำใต้ดินถือเป็นแหล่งน้ำหลักสองแหล่ง แหล่งน้ำทั้งสองนี้เชื่อมโยงถึงกันและมีทั้งข้อดีและข้อเสียในการเป็นแหล่งน้ำดื่ม
วัฏจักรของน้ำเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ยิ่งใหญ่ที่สุดบนพื้นผิวโลก เขากำลังเล่นอยู่ บทบาทหลักในการเชื่อมโยงวัฏจักรทางธรณีวิทยาและวัฏจักรชีวภาพ ในชีวมณฑล น้ำที่เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง ทำให้เกิดวงจรขนาดเล็กและขนาดใหญ่ การระเหยของน้ำจากพื้นผิวมหาสมุทร การควบแน่นของไอน้ำในบรรยากาศ และการตกตะกอนบนพื้นผิวมหาสมุทร ก่อให้เกิดวัฏจักรเล็กๆ หากไอน้ำถูกกระแสลมพัดพาไปสู่พื้นดิน วัฏจักรก็จะซับซ้อนมากขึ้น
ในกรณีนี้ ส่วนหนึ่งของการตกตะกอนจะระเหยและกลับไปสู่ชั้นบรรยากาศ ส่วนอีกส่วนหนึ่งจะหล่อเลี้ยงแม่น้ำและอ่างเก็บน้ำ แต่ท้ายที่สุดกลับคืนสู่มหาสมุทรอีกครั้งโดยแม่น้ำและน้ำที่ไหลบ่าใต้ดิน จึงเป็นเหตุให้วัฏจักรขนาดใหญ่เสร็จสิ้น คุณสมบัติที่สำคัญของวัฏจักรของน้ำก็คือ เมื่อทำปฏิกิริยากับเปลือกโลก บรรยากาศ และสิ่งมีชีวิต จะเชื่อมโยงทุกส่วนของไฮโดรสเฟียร์เข้าด้วยกัน ได้แก่ มหาสมุทร แม่น้ำ ความชื้นในดิน น้ำใต้ดิน และความชื้นในบรรยากาศ น้ำเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด น้ำบาดาลแทรกซึมผ่านเนื้อเยื่อพืชในระหว่างกระบวนการคายน้ำ แนะนำเกลือแร่ที่จำเป็นสำหรับชีวิตของพืช 2 .
ส่วนที่ช้าที่สุดของวัฏจักรของน้ำคือกิจกรรมของธารน้ำแข็งขั้วโลก ซึ่งสะท้อนถึงการเคลื่อนที่ที่ช้าและการละลายอย่างรวดเร็วของมวลน้ำแข็ง หลังจากความชื้นในชั้นบรรยากาศ น้ำในแม่น้ำจะมีกิจกรรมการแลกเปลี่ยนที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ซึ่งเปลี่ยนแปลงโดยเฉลี่ยทุกๆ 11 วัน ความสามารถในการหมุนเวียนจากแหล่งน้ำจืดหลักอย่างรวดเร็วและการแยกเกลือออกจากน้ำในกระบวนการของวัฏจักรเป็นการสะท้อนถึงกระบวนการไดนามิกของน้ำทั่วโลกบนโลก
วัฏจักรของน้ำบนพื้นผิวโลกประกอบด้วยการตกลงมา 520,000 กม. และมีมวลน้ำระเหยเท่ากัน ในเวลาเดียวกัน 109,000 กม. ตกลงบนทวีปต่อปี และ 72,000 กม. ระเหยไป ส่วนต่าง 37,000 กม. คือมูลค่าดิจิทัลของการไหลของแม่น้ำทั้งหมด น้ำระเหยออกจากพื้นผิวมหาสมุทรโลก (448,000 กม.) มากกว่าปริมาณน้ำฝน (441,000 กม.) ความแตกต่างถูกปกคลุมไปด้วยน้ำไหลบ่าของแม่น้ำ
วัฏจักรของน้ำขนาดใหญ่มาพร้อมกับกระบวนการสร้างอินทรียวัตถุ ออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจากพืชจะเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงเนื่องจากการแตกตัวของน้ำ อย่างไรก็ตาม น้ำเพียงประมาณ 1% ที่ไหลจากดินผ่านพืชสู่ชั้นบรรยากาศถูกใช้เพื่อการสังเคราะห์ด้วยแสง หากต้องการปลูกข้าวสาลี 1 ควินตา พืชจะต้องผ่านน้ำอย่างน้อย 10,000 กิโลกรัม ตามการคำนวณ ในระหว่างการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ของดาวเคราะห์ของสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ในปัจจุบันทั้งหมด จากการสังเคราะห์ด้วยแสง ปริมาณน้ำจะถูกแยกออกซึ่งมากกว่าปริมาณที่พบในแม่น้ำทุกสายของโลก 3.5 เท่า
เวลาที่ต้องใช้เพื่อให้น้ำทั้งหมดบนโลกของเราผ่านระบบวัฏจักรทางชีวภาพสามารถกำหนดได้ดังนี้ มวลน้ำทั้งหมดในเปลือกโลกชั้นนอก ได้แก่ เปลือกโลก ไฮโดรสเฟียร์ และชั้นบรรยากาศ อยู่ที่ 160,000,000 พันล้านตัน มวลของน้ำที่จับได้จากการผลิตสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงต่อปีคือประมาณ 800 พันล้านตันต่อปี ระยะเวลาการไหลเวียนของน้ำทั้งหมดในกระบวนการสร้างสิ่งมีชีวิตอยู่ที่ประมาณ 2 ล้านปี ดังนั้นมวลมหาศาลทั้งหมดของอุทกภาคของโลกในช่วง 2 ล้านปีจึงเคลื่อนผ่านสิ่งมีชีวิตของพืช ซึ่งมวลนี้ถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับเปลือกน้ำ
การเคลื่อนที่ของน้ำเป็นวงกลมไม่ได้จำกัดอยู่เพียงพื้นผิวโลกเท่านั้น มีน้ำจำนวนมากอยู่ในหินในรูปของฟิล์มและน้ำในรูพรุน และยังมีน้ำอีกมากมายรวมอยู่ในองค์ประกอบของแร่ธาตุที่เกิดขึ้นในเขตไฮเปอร์เจเนซิส แร่ธาตุจากดินเหนียว เหล็กออกไซด์ และสารประกอบอื่นๆ ที่พบได้ทั่วไปในบริเวณนี้มีน้ำอยู่ คาดว่าอยู่ในชั้น 16 กิโลเมตร เปลือกโลกมีน้ำประมาณ 200 ล้านกิโลเมตร เมื่อเข้าสู่บริเวณลึกของเปลือกโลก น้ำที่เกาะตัวกันจะถูกค่อยๆ ปล่อยออกมา และรวมอยู่ในกระบวนการแปรสภาพ แม็กมาติก และไฮโดรเทอร์มอล ด้วยก๊าซภูเขาไฟและน้ำพุร้อน น้ำลึกจึงมาถึงผิวน้ำ
3. วัฏจักรของสารอื่นๆ
วัฏจักรคาร์บอน
คาร์บอนในชีวมณฑลมักถูกแสดงในรูปแบบที่เคลื่อนที่ได้มากที่สุด - คาร์บอนไดออกไซด์ แหล่งที่มาของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ปฐมภูมิในชีวมณฑลคือกิจกรรมของภูเขาไฟที่เกี่ยวข้องกับการสลายก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเนื้อโลกและขอบฟ้าด้านล่างของเปลือกโลก
การอพยพของคาร์บอนไดออกไซด์ในชีวมณฑลของโลกเกิดขึ้นได้สองวิธี วิธีแรกคือการดูดซับมันในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงด้วยการก่อตัวของสารอินทรีย์และการฝังศพในภายหลังในเปลือกโลกในรูปแบบของพีท, ถ่านหิน, หินภูเขา, สารอินทรีย์ที่กระจัดกระจายและหินตะกอน
ดังนั้นในยุคธรณีวิทยาที่ห่างไกลหลายร้อยล้านปีก่อน ส่วนสำคัญของอินทรียวัตถุที่สังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้ถูกใช้โดยผู้บริโภคหรือผู้ย่อยสลาย แต่จะสะสมและค่อยๆ ถูกฝังอยู่ใต้ตะกอนแร่ต่างๆ เมื่ออยู่ในหินเป็นเวลาหลายล้านปี เศษซากนี้ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิและความดันสูง (กระบวนการเปลี่ยนรูป) กลายเป็นน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบ ระยะเวลา และสภาพการอยู่ในหิน ขณะนี้เราสกัดเชื้อเพลิงฟอสซิลเหล่านี้ในปริมาณมหาศาลเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานของเรา และในทางหนึ่งแล้วการเผาไหม้เชื้อเพลิงดังกล่าวก็ช่วยทำให้วัฏจักรคาร์บอนเสร็จสมบูรณ์ หากไม่ใช่เพราะกระบวนการนี้ในประวัติศาสตร์ของโลก มนุษยชาติอาจมีแหล่งพลังงานที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และบางทีอาจมีทิศทางที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในการพัฒนาอารยธรรม 3
วิธีที่สอง การอพยพของคาร์บอนทำได้โดยการสร้างระบบคาร์บอเนตในแหล่งกักเก็บต่างๆ โดยที่ CO2 จะกลายเป็น H3CO3, HCO31-, CO32- จากนั้น ด้วยความช่วยเหลือของแคลเซียม (แมกนีเซียมน้อยกว่าปกติ) ที่ละลายในน้ำ คาร์บอเนต CaCO3 จะถูกตกตะกอนผ่านวิถีทางชีวภาพและอะบิเจนิก ชั้นหินปูนหนาปรากฏขึ้น นอกจากวัฏจักรคาร์บอนขนาดใหญ่นี้แล้ว ยังมีวัฏจักรคาร์บอนขนาดเล็กอีกจำนวนหนึ่งบนพื้นผิวบกและในมหาสมุทร
บนพื้นดินที่มีพืชพรรณ คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศจะถูกดูดซับในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงในเวลากลางวัน ในเวลากลางคืนส่วนหนึ่งของพืชจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก เมื่อพืชและสัตว์ตายบนพื้นผิว สารอินทรีย์จะถูกออกซิไดซ์จนเกิดเป็น CO2 สถานที่พิเศษในวัฏจักรสมัยใหม่ของสารถูกครอบครองโดยการเผาไหม้สารอินทรีย์จำนวนมากและการเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศที่เกี่ยวข้องกับการเติบโตของการผลิตทางอุตสาหกรรมและการขนส่ง
รูปที่ 3 วัฏจักรคาร์บอน
วงจรออกซิเจน
ออกซิเจนเป็นก๊าซที่มีฤทธิ์มากที่สุด ภายในชีวมณฑล มีการแลกเปลี่ยนออกซิเจนในสิ่งแวดล้อมกับสิ่งมีชีวิตหรือซากศพหลังความตายอย่างรวดเร็ว
ในองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลก ออกซิเจนอยู่ในอันดับที่สองรองจากไนโตรเจน ออกซิเจนรูปแบบที่โดดเด่นในบรรยากาศคือโมเลกุล O2 วัฏจักรของออกซิเจนในชีวมณฑลมีความซับซ้อนมาก เนื่องจากเข้าสู่สารประกอบทางเคมีหลายชนิดของแร่ธาตุและโลกอินทรีย์
ออกซิเจนอิสระในชั้นบรรยากาศของโลกสมัยใหม่เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืชสีเขียว และปริมาณรวมของมันสะท้อนถึงความสมดุลระหว่างการผลิตออกซิเจนกับกระบวนการออกซิเดชันและการสลายตัวของสารต่างๆ มีเวลาในประวัติศาสตร์ของชีวมณฑลของโลกเมื่อปริมาณออกซิเจนอิสระถึงระดับหนึ่งและกลายเป็นสมดุลในลักษณะที่ปริมาณออกซิเจนที่ปล่อยออกมาเท่ากับปริมาณออกซิเจนที่ดูดซึม 4 .
วัฏจักรไนโตรเจน
เมื่ออินทรียวัตถุเน่าเปื่อย ส่วนสำคัญของไนโตรเจนที่มีอยู่ในนั้นจะถูกแปลงเป็นแอมโมเนียซึ่งภายใต้อิทธิพลของแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในดินจะถูกออกซิไดซ์เป็นกรดไนตริก หลังทำปฏิกิริยากับคาร์บอเนตในดินเช่นกับแคลเซียมคาร์บอเนต CaCO3 ทำให้เกิดไนเตรต:
2HN03 + CaCO3 = Ca(NO3)2 + COS + H0H
ไนโตรเจนบางส่วนจะถูกปล่อยออกมาเสมอในระหว่างการสลายตัวในรูปแบบอิสระออกสู่ชั้นบรรยากาศ ไนโตรเจนอิสระยังถูกปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้ของสารอินทรีย์ ในระหว่างการเผาไหม้ไม้ ถ่านหิน และพีท นอกจากนี้ยังมีแบคทีเรียที่หากเข้าถึงอากาศได้ไม่เพียงพอ ก็สามารถนำออกซิเจนออกจากไนเตรต ทำลายพวกมันและปล่อยไนโตรเจนอิสระออกมา กิจกรรมของแบคทีเรียที่ทำลายล้างเหล่านี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าส่วนหนึ่งของไนโตรเจนจากรูปแบบที่มีให้กับพืชสีเขียว (ไนเตรต) จะไม่สามารถเข้าถึงได้ (ไนโตรเจนอิสระ) ดังนั้น ไม่ใช่ว่าไนโตรเจนทั้งหมดที่เป็นส่วนหนึ่งของพืชที่ตายแล้วจะกลับคืนสู่ดิน ส่วนหนึ่งจะค่อยๆ ปล่อยออกมาในรูปแบบอิสระ
การสูญเสียสารประกอบไนโตรเจนแร่อย่างต่อเนื่องควรจะนำไปสู่การยุติชีวิตบนโลกโดยสมบูรณ์มานานแล้ว หากไม่มีกระบวนการในธรรมชาติเพื่อชดเชยการสูญเสียไนโตรเจน กระบวนการดังกล่าวรวมถึงประการแรกคือการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในบรรยากาศในระหว่างที่ไนโตรเจนออกไซด์จำนวนหนึ่งเกิดขึ้นอยู่เสมอ หลังผลิตกรดไนตริกด้วยน้ำซึ่งถูกเปลี่ยนเป็นไนเตรตในดิน แหล่งที่มาของการเติมเต็มสารประกอบไนโตรเจนในดินอีกแหล่งหนึ่งคือกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งที่เรียกว่าอะโซโตแบคทีเรียซึ่งมีความสามารถในการดูดซับไนโตรเจนในบรรยากาศ แบคทีเรียเหล่านี้บางส่วนเกาะอยู่บนรากของพืชจากตระกูลถั่วทำให้เกิดอาการบวมที่มีลักษณะเฉพาะ - "ก้อนกลม" ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าแบคทีเรียที่เป็นก้อนกลม แบคทีเรียที่เป็นปมจะดูดซับไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศโดยแปรสภาพให้เป็นสารประกอบไนโตรเจน และพืชก็เปลี่ยนให้เป็นโปรตีนและสารที่ซับซ้อนอื่นๆ
ดังนั้นวัฏจักรไนโตรเจนอย่างต่อเนื่องจึงเกิดขึ้นในธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ทุกปี ส่วนของพืชที่มีโปรตีนมากที่สุด เช่น เมล็ดพืช จะถูกกำจัดออกจากทุ่งพร้อมกับการเก็บเกี่ยว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใส่ปุ๋ยลงในดินเพื่อชดเชยการสูญเสียธาตุอาหารพืชที่จำเป็น
รูปที่ 4 วัฏจักรไนโตรเจน
วัฏจักรฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์
ฟอสฟอรัสเป็นส่วนหนึ่งของยีนและโมเลกุลที่ถ่ายโอนพลังงานภายในเซลล์ ฟอสฟอรัสพบได้ในแร่ธาตุต่างๆ เช่น ฟอสฟาไธโอนอนินทรีย์ (PO43-) ฟอสเฟตละลายได้ในน้ำแต่ไม่ระเหย
พืชดูดซับ PO43- จากสารละลายในน้ำและรวมฟอสฟอรัสเข้าไปในสารประกอบอินทรีย์ต่างๆ โดยจะปรากฏอยู่ในรูปของสิ่งที่เรียกว่าฟอสเฟตอินทรีย์ ฟอสฟอรัสเคลื่อนที่ผ่านห่วงโซ่อาหารจากพืชไปยังสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทั้งหมดในระบบนิเวศ
ในแต่ละช่วงการเปลี่ยนภาพ มีความเป็นไปได้สูงที่จะเกิดออกซิเดชันของสารประกอบที่มีฟอสฟอรัสในระหว่างการหายใจของเซลล์เพื่อให้พลังงานแก่ร่างกาย เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ฟอสเฟตในปัสสาวะหรืออะนาล็อกจะถูกปล่อยกลับออกสู่สิ่งแวดล้อม หลังจากนั้นพืชสามารถดูดซึมได้อีกครั้งและเริ่มวงจรใหม่
ต่างจากตัวอย่าง คาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งไม่ว่าจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศใดก็ตาม จะถูกกระแสลมพัดพาไปอย่างอิสระจนกว่าพืชจะดูดซับอีกครั้ง ฟอสฟอรัสไม่มีเฟสก๊าซ ดังนั้น จึงไม่ "คืนกลับอย่างอิสระ" ”สู่ชั้นบรรยากาศ การเข้าไปในแหล่งน้ำฟอสฟอรัสทำให้อิ่มตัวและบางครั้งก็ทำให้ระบบนิเวศอิ่มตัวมากเกินไป
โดยพื้นฐานแล้วมันไม่มีทางย้อนกลับไปได้ บางตัวอาจกลับขึ้นบกโดยได้รับความช่วยเหลือจากนกกินปลา แต่นี่เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของทั้งหมด และสุดท้ายก็จบลงที่บริเวณใกล้ชายฝั่งด้วย ตะกอนในมหาสมุทรฟอสเฟตจะเพิ่มขึ้นเหนือผิวน้ำเมื่อเวลาผ่านไปอันเป็นผลมาจากกระบวนการทางธรณีวิทยา แต่สิ่งนี้เกิดขึ้นเป็นเวลาหลายล้านปี
ด้วยเหตุนี้ ธาตุอาหารในดินฟอสเฟตและแร่ธาตุอื่นๆ จึงไหลเวียนในระบบนิเวศเฉพาะในกรณีที่ "ของเสีย" ที่บรรจุอยู่นั้นถูกสะสมในสถานที่ที่ธาตุนี้ถูกดูดซึมเท่านั้น โดยพื้นฐานแล้วนี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในระบบนิเวศทางธรรมชาติ เมื่อผู้คนรบกวนการทำงานของพวกเขา พวกเขาขัดขวางวงจรธรรมชาติ เช่น การขนส่งพืชผลพร้อมกับสารอาหารที่สะสมจากดินเป็นระยะทางไกลไปยังผู้บริโภค
รูปที่ 5 วัฏจักรฟอสฟอรัส
ซัลเฟอร์เกิดขึ้นในธรรมชาติทั้งในสถานะอิสระ (ซัลเฟอร์พื้นเมือง) และในสารประกอบต่างๆ สารประกอบซัลเฟอร์ที่มีโลหะหลายชนิดเป็นเรื่องธรรมดามาก ซัลเฟต ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแคลเซียมและแมกนีเซียม ก็พบได้ทั่วไปในสารประกอบซัลเฟอร์ในธรรมชาติ ในที่สุดสารประกอบซัลเฟอร์ก็พบได้ในพืชและสัตว์
ซัลเฟอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเศรษฐกิจของประเทศ ในรูปแบบสีกำมะถัน กำมะถันถูกใช้เพื่อฆ่าแมลงศัตรูพืชบางชนิด นอกจากนี้ยังใช้สำหรับเตรียมไม้ขีดอุลตรามารีน ( สีฟ้า) คาร์บอนไดซัลไฟด์ และสารอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง
วัฏจักรซัลเฟอร์เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศและเปลือกโลก ซัลเฟอร์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของซัลเฟต ซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ และซัลเฟอร์จากธรณีภาคในระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ ในรูปของไฮโดรเจนซัลไฟด์เนื่องจากการสลายตัวของไพไรต์ (FeS2) และสารประกอบอินทรีย์ แหล่งกำเนิดกำมะถันที่มาจากมนุษย์ที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนและสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ ที่มีการเผาถ่านหิน น้ำมัน และไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ และกำมะถันเข้าสู่เปลือกโลกโดยเฉพาะในดินผ่านปุ๋ยและสารประกอบอินทรีย์ 5 .
การถ่ายโอนสารประกอบกำมะถันในชั้นบรรยากาศกระทำโดยกระแสลมและตกลงบนพื้นผิวโลกไม่ว่าจะในรูปของฝุ่นหรือด้วยการตกตะกอนในรูปของฝน (ฝนกรด) และหิมะ
บนพื้นผิวโลกในแหล่งดินและน้ำ สารประกอบซัลเฟตและซัลไฟต์ ซัลเฟอร์จับกับแคลเซียมจนเกิดเป็นยิปซั่ม (CaSO4) นอกจากนี้กำมะถันยังถูกฝังอยู่ในหินตะกอนซึ่งมีซากอินทรีย์ของพืชและสัตว์ซึ่งต่อมาเกิดถ่านหินและน้ำมัน
ในดินการเปลี่ยนแปลงของสารประกอบซัลเฟอร์เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของซัลโฟแบคทีเรียที่ใช้สารประกอบซัลเฟตและปล่อยไฮโดรเจนซัลไฟด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศและออกซิไดซ์อีกครั้งเป็นซัลเฟต นอกจากนี้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ในดินยังสามารถลดลงเป็นกำมะถันซึ่งถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟตโดยแบคทีเรียที่แยกตัวออก
บทสรุป
การค้นพบที่น่าทึ่งอย่างหนึ่งของธรณีเคมีคือการพิสูจน์ว่าการเคลื่อนที่ขององค์ประกอบทางเคมีหลายชนิดเกิดขึ้นในรูปแบบของกระบวนการแบบวงกลม - วัฏจักร องค์ประกอบเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นเปลือกโลก เปลือกของเหลวและก๊าซของโลกของเรา การหมุนเวียนของพวกมันสามารถเกิดขึ้นได้ในพื้นที่จำกัดและในช่วงเวลาสั้นๆ หรืออาจครอบคลุมส่วนนอกของโลกทั้งหมดและในช่วงเวลาอันกว้างใหญ่ ในกรณีนี้ วัฏจักรขนาดเล็กจะรวมอยู่ในวัฏจักรที่ใหญ่กว่า ซึ่งรวมกันเป็นวัฏจักรชีวชีวเคมีขนาดมหึมา มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสิ่งแวดล้อม
ในชีวมณฑล เช่นเดียวกับในทุกระบบนิเวศ มีวัฏจักรของคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ และองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ อย่างต่อเนื่อง พลังงานเข้าสู่ระบบนิเวศในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง และจะกระจายไปในรูปความร้อนเป็นหลักเมื่อสิ่งมีชีวิตนำไปใช้ในการทำงาน เนื่องจากการสูญเสียพลังงานอย่างต่อเนื่องจึงจำเป็นต้องเข้าสู่ระบบนิเวศในรูปแบบของพลังงานแสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง ในทางตรงกันข้าม น้ำและสารอาหารจะมีวงจรต่อเนื่องกัน
หัวข้อที่ฉันได้พูดคุยมีความเกี่ยวข้องมากในแง่ของสถานการณ์สิ่งแวดล้อมสมัยใหม่ น้ำเป็นแหล่งกำเนิดของชีวิตบนโลก แต่ปรากฎว่ามันไม่มีที่สิ้นสุด ความจริงก็คือมลพิษในแหล่งน้ำของโลกในปัจจุบันมีอยู่ทั่วโลกในธรรมชาติ
เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องแน่ใจว่า "ธรรมชาติ" ทำงานได้ตามปกติของวงจรการเผาผลาญขั้นพื้นฐาน
อ้างอิง
- ระเหยด้วย...ไกร์ สารเข้า (2)
ธรรมชาติ- ระเหยด้วย... บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาน้ำ สารเข้า. - ระเหยด้วย... บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาน้ำ สารเข้าวี บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยา(วัฏจักรอุทกวิทยา) - กระบวนการเคลื่อนไหวแบบวัฏจักร ในชีวมณฑลของโลก ประกอบด้วย...ฝนและน้ำไหลบ่าตามชื่อ บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาน้ำ สารเข้า. ไจร์การตกตะกอนของบรรยากาศ
- ระเหยด้วย... บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยา (2)
ระเหยไปบางส่วน, บางส่วน...บทคัดย่อ >> ภูมิศาสตร์ ในชีวมณฑลของโลก ประกอบด้วย...ฝนและน้ำไหลบ่าตามชื่อ บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาลิงค์ลิงค์ลิเธียม กล่าวอีกนัยหนึ่งคือการมีส่วนร่วมของใต้ดินน้ำ น้ำ บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาวงจร น้ำ บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยามีความหลากหลายมาก ... วี บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาแสดงออกมาได้อ่อนแอมาก ใต้ดินลึก เมื่อเปรียบเทียบกับ บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาวงจร - ปรากฏการณ์ธรรมชาติ
- ระเหยด้วย... บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยา (1)
มาก...รายงาน >> นิเวศวิทยา บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาจุดจบของ "สิ่งแปลกประหลาด" ที่ยังไม่ได้สำรวจ - ระเหยด้วย... บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาน้ำ สารเข้า - ระเหยด้วย... บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาน้ำ สารเข้าและการดำรงอยู่ของชีวิตก็เป็นไปได้
ฟาซิลอฟ เอ็น.อาร์. ฟิสิกส์ของธรรมชาติ - ม., 2000.(วัฏจักรอุทกวิทยา) - กระบวนการ... - ปรากฏการณ์
ความมหัศจรรย์คู่มือศึกษา >> นิเวศวิทยา ฟาซิลอฟ เอ็น.อาร์. ฟิสิกส์ของธรรมชาติ - ม., 2000.(วัฏจักรอุทกวิทยา) - กระบวนการ... การสอนบันทึกบทเรียนนอกห้องเรียน”ธรรมชาติ" จบโดย : นักศึกษาชั้นปีที่ 3...และเงื่อนไข? มันเกิดขึ้นได้อย่างไร บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยาน้ำ สารเข้าวงจร บทคัดย่อ >> นิเวศวิทยา- มีอะไรสำรองไว้บ้าง...คุณสมบัติโดดเด่น ฟาซิลอฟ เอ็น.อาร์. ฟิสิกส์ของธรรมชาติ - ม., 2000.และพูดว่า: " - ปรากฏการณ์ถือเป็นปาฏิหาริย์อย่างแท้จริง
Zakharov E.I. , Kachurin N.M. , Panferova I.V. พื้นฐานนิเวศวิทยาทั่วไป: หนังสือเรียน เบี้ยเลี้ยง. - ตูลา: TulSTU, 2002.
มิราซอฟ โอ.บี. ฟิสิกส์อยู่รอบตัวเรา - ม., 2549.
เนเบล บี. วิทยาศาสตร์ สิ่งแวดล้อม: โลกทำงานอย่างไร: ใน 2 เล่ม - M.: Mir, 2549
Odum Yu. นิเวศวิทยา: ใน 2 ฉบับ - M.: Mir, 2003.
Reimers N.F. การคุ้มครองธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมของมนุษย์ – ม., 2547.
เซเมนอฟ วี.พี. คาชินา โอ.เอ็ม. กระบวนการทางกายภาพในธรรมชาติ - ม., 2549.
Stadnitsky G.V. นิเวศวิทยา Rodionov - ม.: สูงกว่า.
โรงเรียน พ.ศ. 2549
ฟาซิลอฟ เอ็น.อาร์. ฟิสิกส์ของธรรมชาติ - ม., 2000.น้ำ อยู่ในการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องน้ำเป็นหนึ่งในรากฐานของการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ในจักรวาล นี่เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญบนโลกของเรา น้ำมีบทบาทสำคัญในการพัฒนามนุษย์ซึ่งเป็นพื้นฐานของชีวิตของเขา ที่โรงเรียน ระหว่างเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ เราได้รับแจ้งเกี่ยวกับวัฏจักรของน้ำบนโลก
แผนภาพของกระบวนการนี้ง่ายมาก (รูปที่ 1) น้ำระเหยออกจากพื้นผิวมหาสมุทรและพื้นดิน โมเลกุลของไอลอยขึ้นด้านบน โดยที่น้ำควบแน่นเป็นรูปเมฆและตกลงมาเป็นฝนบนพื้นดิน บนภูเขาหิมะละลายและลำธารก่อตัวขึ้นซึ่งเมื่อรวมกันเป็นแม่น้ำ... คุณเคยคิดบ้างไหมว่าหิมะจะต้องละลายบนภูเขามากแค่ไหน แต่มีหิมะอยู่ตลอดทั้งปีและไม่ละลาย เพื่อรักษากระแสน้ำไว้แม้แต่แม่น้ำสายเดียว?
ข้าว. 1. แผนภาพวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ
แผนภาพด้านบนให้คำอธิบายที่ถูกต้องเพียงบางส่วนเท่านั้น ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติและห่างไกลจากกระบวนการที่แท้จริงที่เกิดขึ้นกับน้ำบนโลก แผนภาพนี้ไม่ได้อธิบายว่าทำไมเมฆถึงก่อตัวในฤดูหนาว ที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ 30 องศา น้ำจึงไม่สามารถระเหยได้ เราได้ยินมาว่าลมพัดพาเมฆจากทะเลและมหาสมุทรมาสู่กลางทวีป แต่ในสภาพอากาศที่สงบ เมฆก็ก่อตัวเหนือพื้นดินเช่นกัน โครงการนี้ไม่สามารถอธิบายความแตกต่างระหว่างปริมาณฝนทั้งหมดและปริมาณน้ำที่ระเหยได้ ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่กว่านั้นคือปริมาณน้ำที่แม่น้ำไหลผ่าน
นักวิทยาศาสตร์คำนวณปริมาณน้ำบนโลก - 1,386,000 พันล้านลิตร อย่างไรก็ตาม ตัวเลขขนาดใหญ่เช่นนี้ทำให้เกิดความสับสน เนื่องจากการประเมินปริมาณน้ำฝน ไอน้ำในบรรยากาศ และการไหลของน้ำประจำปีจะดำเนินการในหน่วยการวัดที่แตกต่างกัน ดังนั้น หลายๆ คนจึงไม่สามารถเชื่อมโยงสิ่งที่ชัดเจนให้เป็นหนึ่งเดียวได้ เราจะพยายามวิเคราะห์ตัวเลขในหน่วยวัดของเหลวตามปกติ - ลิตร
หากเราคำนึงถึงทั้งโลก ปริมาณน้ำฝนจะตกลงมาโดยเฉลี่ยประมาณ 1,000 มิลลิเมตรต่อปี ในอุตุนิยมวิทยา ปริมาณน้ำฝนหนึ่งมิลลิเมตรเทียบเท่ากับน้ำหนึ่งลิตรต่อตารางเมตร
พื้นที่ผิวโลกประมาณ 510,072,000 ตารางกิโลเมตร ซึ่งหมายความว่าปริมาณน้ำฝนประมาณ 510,072 พันล้านลิตรตกลงไปทั่วพื้นที่ คิดเป็นสัดส่วนหนึ่งในสามของปริมาณน้ำสำรองทั้งหมดของโลก
ขึ้นอยู่กับพื้นฐานของวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ น้ำปริมาณมากควรระเหยออกไปเมื่อมีฝนตก อย่างไรก็ตาม ตามแหล่งต่างๆ การระเหยจากพื้นผิวมหาสมุทรอยู่ที่ประมาณ 355 พันล้านลิตรต่อปี ปริมาณน้ำฝนตกลงมามากกว่าการระเหยจากผิวน้ำหลายระดับ พาราด็อกซ์!
ด้วยวัฏจักรเช่นนี้ โลกน่าจะท่วมมานานแล้ว คำถามอีกประการหนึ่งเกิดขึ้น: น้ำส่วนเกินมาจากไหน? เมื่อศึกษาวัสดุอ้างอิงแล้ว คุณจะพบคำตอบ - น้ำบรรจุอยู่ในบรรยากาศในปริมาณมหาศาล นี่คือไอน้ำ 12,700,000 พันล้านกิโลกรัม
เมื่อระเหยน้ำหนึ่งลิตรจะให้ไอน้ำหนึ่งกิโลกรัมซึ่งก็คือ 12,700,000 พันล้านลิตรถูกกระจายในรูปไอในบรรยากาศ ดูเหมือนว่าจะพบลิงก์ที่หายไปแล้ว แต่เรามีความขัดแย้งอีกครั้ง การมีอยู่ของน้ำในชั้นบรรยากาศจะคงที่โดยประมาณ และหากน้ำจากชั้นบรรยากาศรั่วไหลลงสู่พื้นโลกในปริมาณดังกล่าวอย่างไม่อาจเพิกถอนได้ ชีวิตบนโลกนี้ก็จะเป็นไปไม่ได้ภายในไม่กี่ปี
การคำนวณการไหลของน้ำในแม่น้ำยังให้ข้อมูลที่ขัดแย้งกัน ตัวอย่างเช่น ตามวิกิพีเดีย อ้างแหล่งข้อมูลอย่างเป็นทางการ ปริมาณน้ำที่ตกลงมาของน้ำตกไนแอการาเพียงอย่างเดียวคือ 5,700 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที ในส่วนของลิตรจะอยู่ที่ 179,755 พันล้านลิตรต่อปี
แต่ขอหยุดพักจากการคำนวณเพื่อชื่นชมความงามของเวเนซุเอลากันดีกว่า ดังที่เห็นใน (รูปที่ 2) บนยอดเขาเป็นที่ราบสูงที่ไม่มีหิมะหรือทะเลสาบเพียงพอที่จะรองรับน้ำตกได้ อย่างไรก็ตาม แม่น้ำในแอ่งอะเมซอน โอริโนโก และเอสเซกิโบมีต้นกำเนิดที่เชิงเขาแห่งนี้
และเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายการมีอยู่ของแหล่งกำเนิดน้ำตกบนภูเขาโรไรมาตามแผนผังโรงเรียนเกี่ยวกับวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ
ข้าว. 2. ภาพถ่ายน้ำตก Kukenana, Mount Roraima, Canaima Park, เวเนซุเอลา, บราซิล และกายอานา
จากประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์เป็นที่รู้กันว่า V.I. Vernadsky สันนิษฐานว่ามีการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างโลกและอวกาศ Vernadsky สันนิษฐานว่าในเปลือกโลกเกิดการสลายตัวของสารบางชนิดและการสังเคราะห์สารอื่น ๆ เกิดขึ้น ในปีพ.ศ. 2454 เขาได้จัดทำรายงานเรื่อง "การแลกเปลี่ยนก๊าซของเปลือกโลก" ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในการประชุม Second Mendeleev Congress นี่ถือเป็นข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์แล้ว
ในเวลาต่อมา นักธรณีฟิสิกส์ชาวไอริช แคนาดา และจีน ได้สร้างแบบจำลองสภาพที่เป็นลักษณะเฉพาะของภายในโลก และแสดงให้เห็นว่าน้ำเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ภายในดาวเคราะห์ วัสดุการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Earth and Planetary Science Letters
น้ำค้างที่เราคุ้นเคยพบได้เฉพาะในตอนเช้าบนหญ้าเท่านั้น แต่ชาวนาตระหนักดีว่ามีน้ำค้างใต้ดิน เช่นเดียวกับน้ำค้างในเวลากลางวันที่ตกตะกอนภายในพื้นที่เพาะปลูก ดังนั้น Ovsinsky I.E. ในหนังสือของเขา” ระบบใหม่เกษตรกรรม” พูดถึงปรากฏการณ์เหล่านี้ การสังเคราะห์น้ำในธรรมชาติได้รับการยืนยันจากกรณีของ "สึนามิน้ำแข็ง" (รูปที่ 3) ซึ่งถ่ายในวิดีโอในปี 2013 ในรัฐมินนิโซตาของสหรัฐอเมริกาและในแคนาดา หิมะถูกสังเคราะห์ขึ้นในฤดูใบไม้ผลิในเดือนพฤษภาคม และกรณีดังกล่าวไม่ได้ถูกแยกออกจากกัน
ข้าว. 3 ภาพถ่ายสึนามิน้ำแข็ง พ.ศ. 2556 ที่รัฐมินนิโซตา สหรัฐอเมริกา ที่มา: www.wptv.com
นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดความจริงที่ว่าในระหว่างการเคลื่อนที่ในอวกาศ โลกจะสูญเสียสสารในชั้นบรรยากาศไปบางส่วน อย่างไรก็ตาม ชั้นบรรยากาศของโลกยังคงอยู่ ซึ่งหมายความว่าสสารที่สูญหายกำลังได้รับการฟื้นฟู นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับสสารอื่นๆ ที่ประกอบเป็นโลกของเรา
ข้อเท็จจริงของการสังเคราะห์สารดังกล่าวกลายเป็นการนำน้ำมันกลับมาใช้ใหม่ในบ่อที่หมดลง ปรากฎว่า 150% ของปริมาณสำรองน้ำมันโดยประมาณก่อนหน้านี้ผลิตขึ้นในแหล่งที่มีการค้นพบมายาวนาน และมีสถานที่ดังกล่าวมากมาย: ชายแดนจอร์เจียและอาเซอร์ไบจาน (สองทุ่งที่ผลิตน้ำมันมานานกว่า 100 ปี), คาร์พาเทียน, อเมริกาใต้ฯลฯ ฝาก” เสือขาว“ในเวียดนาม ผลิตน้ำมันจากความหนาของหินพื้นฐานซึ่งไม่ควรจะมีน้ำมัน
ในรัสเซีย แหล่งน้ำมัน Romashkinskoye ซึ่งค้นพบเมื่อกว่า 70 ปีที่แล้ว เป็นหนึ่งในสิบแหล่งน้ำมันขนาดยักษ์ การจำแนกประเภทระหว่างประเทศ- ถือว่าหมดไปแล้ว 80% แต่ทุกปีจะมีการเติมสำรอง 1.5–2 ล้านตัน ตามการคำนวณใหม่ สามารถผลิตน้ำมันได้จนถึงปี 2200 และนี่ไม่ใช่ขีดจำกัด
ในทุ่งเก่าของ Grozny หลุมแรกถูกเจาะเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 และในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมามีการสูบน้ำมันออกไป 100 ล้านตัน ต่อมาถือว่าเงินฝากหมดลง และหลังจากผ่านไป 50 ปี เงินสำรองก็เริ่มฟื้นตัว
จากข้อเท็จจริงเหล่านี้ เราสามารถสรุปได้ว่าการสังเคราะห์องค์ประกอบต่างๆ บนโลกไม่ใช่ปาฏิหาริย์หรือความผิดปกติ แต่เป็น ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ- น้ำจะถูกสังเคราะห์เมื่อ เงื่อนไขบางประการและในบางพื้นที่ของความแตกต่างของโลกของเรา วัฏจักรของน้ำนั้นมีอยู่ในธรรมชาติอย่างไม่ต้องสงสัย แต่เป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงของสสารซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการกำเนิดของโลกของเรา
เพื่อทำความเข้าใจว่าเหตุใดการสังเคราะห์สารจึงเกิดขึ้นบนโลกจำเป็นต้องรู้ว่าโลกของเราก่อตัวอย่างไร เราพบคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ในหนังสือของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย
จักรวาลของเราประกอบด้วยสสารหลักเจ็ดประการที่มีคุณสมบัติและคุณสมบัติเฉพาะ เมื่อรวมเข้าด้วยกัน เรื่องหลักจะก่อตัวเป็นสสารรูปแบบผสม สสารในโลกของเราถูกสร้างขึ้นจากพวกมัน
การหลอมรวมเรื่องหลักสามารถทำได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น เงื่อนไขนี้คือการเปลี่ยนแปลงมิติของอวกาศ
มิติคือการหาปริมาณ (การแบ่ง) ของพื้นที่ตามคุณสมบัติและคุณภาพของเรื่องหลัก การเปลี่ยนแปลงในมิติที่เพียงพอสำหรับการก่อตัวของรูปแบบลูกผสม (สสาร) เกิดขึ้นระหว่างการระเบิดของซูเปอร์โนวา ในเวลาเดียวกัน คลื่นศูนย์กลางของการรบกวนในมิติของอวกาศแพร่กระจายจากศูนย์กลางของการระเบิด ซึ่งสร้างโซนของความแตกต่างเชิงพื้นที่ที่ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการก่อตัวของระบบดาวเคราะห์ได้ใน
เมื่อสสารปฐมภูมิเข้าสู่โซนเหล่านี้ พวกมันจะเริ่มรวมตัวกันและก่อตัวเป็นสสารลูกผสม รวมถึงสสารที่มีความหนาแน่นทางกายภาพด้วย กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าจะเต็มโซนความหลากหลายทั้งหมด จากกระบวนการสังเคราะห์สสาร มิติของโซนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันจะค่อยๆ กลับคืนสู่ระดับเดิมก่อนการระเบิดซูเปอร์โนวา
อันเป็นผลมาจากกระบวนการสังเคราะห์สสารที่มีความหนาแน่นทางกายภาพและรูปแบบลูกผสมอื่น ๆ จากสสารปฐมภูมิ ทรงกลมของวัสดุทั้ง 6 ชิ้นจึงก่อตัวขึ้นในเขตของความแตกต่างของมิติซึ่งซ้อนอยู่ภายในกันและกัน ทรงกลมเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นจากรูปแบบลูกผสมของวัตถุหลัก และแตกต่างกันในจำนวนของวัตถุหลักที่รวมอยู่ในแต่ละทรงกลมทั้งหกนี้ นี่คือโครงสร้างที่โลกของเรามี (รูปที่ 4)
ทรงกลมหนาแน่นทางกายภาพ ( 1 ) ของโลกประกอบด้วยสสารปฐมภูมิ 7 สสาร สสารของทรงกลมนี้มีสถานะการรวมตัว 4 สถานะ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ และพลาสมา สถานะของการรวมกลุ่มที่แตกต่างกันเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากความผันผวนในมิติข้อมูลเพียงเล็กน้อย
ข้าว. 4. Planet Earth อยู่ในโซนของความหลากหลายของอวกาศ (ที่มา: Levashov N.V. สาระสำคัญและเหตุผล เล่มที่ 1 พ.ศ. 2542 Gava 1 โครงสร้างเชิงคุณภาพของดาวเคราะห์โลก รูปที่ 6)
สารแต่ละชนิดก็มีระดับมิติของตัวเอง ซึ่งสารนี้ ที่ยั่งยืนและกระจายตามความแตกต่างในมิติจากศูนย์กลางการก่อตัวของโลก องค์ประกอบที่มีน้ำหนักมากจะมีขนาดสูงสุด และองค์ประกอบที่เบาจะมีมิติขั้นต่ำภายในโซนความหลากหลาย
น้ำเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ธาตุแสง ได้แก่ ออกซิเจนและไฮโดรเจน และเป็นผลึกเหลว บรรยากาศมีออกซิเจน 20% ไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่เบาที่สุด แต่ปริมาณในบรรยากาศไม่มีนัยสำคัญ - 0.000055% อย่างไรก็ตาม ฝนตกบนโลกของเรา - โมเลกุลของน้ำเปลี่ยนจากสถานะก๊าซ (ไอน้ำในบรรยากาศ) เป็นของเหลว (รูปที่ 5)
หากความผันผวนของมิติเกิดขึ้นที่ระดับขอบเขตระหว่างของแข็งกับบรรยากาศ น้ำค้างจะตกลงมา หากอยู่ที่ระดับความขุ่น กระบวนการก่อตัวของหยดจะกลายเป็นเหมือนลูกโซ่ในธรรมชาติ และจะมีฝนตก ชั้นบรรยากาศสูญเสียสสารไป ความหลากหลายของพื้นที่ยังคงไม่ได้รับการชดเชย หลังจากการก่อตัวของดาวเคราะห์เสร็จสิ้น รูปแบบของสสารที่สร้างมันขึ้นมายังคงเคลื่อนที่ต่อไปผ่านความหลากหลายของดาวเคราะห์ของเราโดยไม่รวมตัวกัน แต่เมื่อเงื่อนไขที่เหมาะสมเกิดขึ้น เรื่องหลักก็ก่อรูปขึ้นอีก น้ำจะถูกคืนสภาพในรูปของไอน้ำในชั้นบรรยากาศ
นักวิทยาศาสตร์หลายคนมีแนวโน้มที่จะเชื่อทฤษฎีที่ว่าไฮโดรเจนและก๊าซอื่นๆ มาจากส่วนลึกของโลก คำแนะนำนี้ย้อนกลับไปในปี 1902 โดย E. Suess เขาเชื่อว่าน้ำมีความเกี่ยวข้องกับห้องแมกมาซึ่งจะถูกปล่อยออกสู่ส่วนบนของเปลือกโลกโดยเป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ก๊าซ
เงื่อนไขที่เพียงพอสำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลที่ซับซ้อนเกิดขึ้นในลำไส้ของโลกเนื่องจากสสารหลักที่ผ่านความหลากหลายของดาวเคราะห์นั้นมีองค์ประกอบที่เบาไปด้วยซึ่งการสังเคราะห์ที่เป็นไปได้ภายในความแตกต่างทั้งหมด จริงๆ แล้วแมกมาประกอบด้วยน้ำในรูปของไอน้ำ และแมกมาก็มีองค์ประกอบเกือบทั้งหมดในตารางธาตุด้วย
ในความพยายามที่จะครอบครองระดับมิติของมัน โมเลกุลของไฮโดรเจนและออกซิเจนจะเข้าสู่โซนของความแตกต่างซึ่งสามารถสังเคราะห์น้ำได้ ไอน้ำที่เพิ่มขึ้นจากความลึกถึงขอบเขตของพื้นผิวของแข็งซึ่งเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงมิติเล็กน้อยโมเลกุลของน้ำจึงผ่านจากสถานะก๊าซไปเป็นของเหลว แม่น้ำทั้งหลายจึงเกิดขึ้นเช่นนี้
ขอบเขตของช่วงความเสถียรของสสารคือระดับการแยกระหว่างชั้นบรรยากาศ มหาสมุทร และพื้นผิวแข็งของโลก ขอบเขตความเสถียรของโครงสร้างผลึกของดาวเคราะห์เป็นไปตามรูปร่างของความหลากหลาย ดังนั้นพื้นผิวของเปลือกโลกแข็งจึงมีรอยกดและส่วนที่ยื่นออกมา
ข้าว. 5. การแพร่กระจายของสารบนโลก
วัฏจักรของน้ำเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นบนโลกของเรา ซึ่งให้ชีวิตแก่สิ่งมีชีวิตทุกชนิด ตั้งแต่สัตว์และพืชขนาดเล็กไปจนถึงมนุษย์ น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดโดยไม่มีข้อยกเว้น มีส่วนร่วมในเคมีกายภาพ กระบวนการทางชีวภาพ- น้ำครอบคลุมพื้นที่ 70.8% ของพื้นผิวโลก และประกอบเป็นไฮโดรสเฟียร์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชีวมณฑล เปลือกน้ำประกอบด้วยทะเลและมหาสมุทร แม่น้ำและทะเลสาบ หนองน้ำและน้ำใต้ดิน อ่างเก็บน้ำเทียม ตลอดจนชั้นดินเยือกแข็งถาวรและธารน้ำแข็ง ก๊าซและไอระเหย กล่าวคือ ไฮโดรสเฟียร์รวมถึงแหล่งน้ำทั้งหมดที่อยู่ในทั้งสามสถานะ (ก๊าซ ของเหลว หรือแข็ง)
ความหมายของวัฏจักร
ความสำคัญของวัฏจักรของน้ำในธรรมชาตินั้นยิ่งใหญ่มาก เนื่องจากกระบวนการนี้ทำให้เกิดปฏิกิริยาและการทำงานเต็มรูปแบบของชั้นบรรยากาศ อุทกสเฟียร์ ชีวมณฑล และเปลือกโลก น้ำเป็นแหล่งกำเนิดของชีวิต ทำให้สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีโอกาสดำรงอยู่ เธออดทน องค์ประกอบสำคัญทั่วโลกและรับประกันการทำงานเต็มรูปแบบของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
ใน เวลาที่อบอุ่นหลายปีและภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ น้ำเริ่มเปลี่ยนเป็นไอน้ำและเปลี่ยนเป็นสถานะที่สอง (ก๊าซ) ของเหลวที่เข้าสู่อากาศในรูปของไอน้ำมีความสด จึงทำให้น้ำในมหาสมุทรโลกถูกเรียกว่า "โรงงานน้ำจืด" เมื่อสูงขึ้นไอน้ำจะไหลมาบรรจบกับกระแสลมเย็นซึ่งกลายเป็นเมฆ บ่อยครั้งที่ของเหลวที่ระเหยกลับคืนสู่มหาสมุทรในรูปของการตกตะกอน
นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำแนวคิดเรื่อง "วงจรน้ำที่ยิ่งใหญ่ในธรรมชาติ" บางคนเรียกกระบวนการนี้ว่าวัฏจักรโลก สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ: ของเหลวสะสมอยู่เหนือน่านน้ำทะเลมหาสมุทรในรูปแบบของการตกตะกอน หลังจากนั้นบางส่วนก็เคลื่อนตัวไปยังทวีป ที่นั่นปริมาณน้ำฝนตกลงบนพื้นดินและด้วยความช่วยเหลือจากน้ำเสีย ก็จะถูกส่งกลับคืนสู่มหาสมุทรโลก ตามโครงการนี้น้ำจะถูกเปลี่ยนจากเกลือเป็นน้ำจืดและในทางกลับกัน “การส่ง” น้ำประเภทหนึ่งสามารถดำเนินการได้เมื่อมีกระบวนการต่างๆ เช่น การระเหย การควบแน่น การตกตะกอน และการไหลบ่าของน้ำ มาดูแต่ละขั้นตอนของวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติกันดีกว่า:
- การระเหย - กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนน้ำจากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อของเหลวได้รับความร้อน หลังจากนั้นของเหลวจะลอยขึ้นสู่อากาศเป็นไอ (ระเหย) กระบวนการนี้เกิดขึ้นทุกวัน: บนพื้นผิวของแม่น้ำและมหาสมุทร ทะเลและทะเลสาบ ซึ่งเป็นผลมาจากเหงื่อของคนหรือสัตว์ น้ำระเหยตลอดเวลา แต่คุณจะเห็นได้เฉพาะเมื่ออุ่นเท่านั้น
- การควบแน่นเป็นกระบวนการพิเศษที่ทำให้ไอน้ำเปลี่ยนกลับเป็นของเหลว เมื่อสัมผัสกับกระแสลมเย็น ไอน้ำจะปล่อยความร้อนออกมาแล้วเปลี่ยนเป็นของเหลว ผลลัพธ์ของกระบวนการสามารถมองเห็นได้ในรูปของน้ำค้าง หมอก และเมฆ
- การตกตะกอน - เมื่อชนกันและเกิดกระบวนการควบแน่น หยดน้ำในเมฆจะหนักขึ้นและตกลงสู่พื้นหรือลงไปในน้ำ เนื่องจากความเร็วสูงจึงไม่มีเวลาระเหย เราจึงมักเห็นปริมาณฝนในรูปของฝน หิมะ หรือลูกเห็บ
- น้ำที่ไหลบ่า - ตกลงบนพื้นดิน ฝนบางส่วนถูกดูดซึมเข้าสู่ดิน บางส่วนไหลลงสู่ทะเล และบางชนิดก็เลี้ยงพืชและต้นไม้ ของเหลวที่เหลือจะสะสมและถูกส่งไปยังน่านน้ำของมหาสมุทรโลกโดยใช้น้ำเสีย
เมื่อนำมารวมกัน ขั้นตอนข้างต้นจะประกอบขึ้นเป็นวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ สถานะของของเหลวเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเมื่อมีการปล่อยและดูดซับ พลังงานความร้อน- มนุษย์และสัตว์ก็มีส่วนร่วมในกระบวนการที่ซับซ้อนเช่นนี้โดยการดูดซับน้ำ อิทธิพลเชิงลบในส่วนของมนุษยชาติที่เกิดจากการพัฒนา พื้นที่ที่แตกต่างกันอุตสาหกรรม การสร้างเขื่อน อ่างเก็บน้ำ ตลอดจนการทำลายป่าไม้ การระบายน้ำ และการชลประทานของที่ดิน
นอกจากนี้ยังมีวัฏจักรของน้ำขนาดเล็กในธรรมชาติ: ในทวีปและในมหาสมุทร สาระสำคัญของกระบวนการหลังคือการระเหย การควบแน่น และการตกตะกอนลงสู่มหาสมุทรโดยตรง กระบวนการที่คล้ายกันนี้สามารถเกิดขึ้นได้บนพื้นผิวโลก ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าวัฏจักรของน้ำขนาดเล็กในทวีป ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง การตกตะกอนทั้งหมด ไม่ว่าจะตกลงไปที่ใด จะกลับมาสู่น่านน้ำมหาสมุทรอย่างแน่นอน
เนื่องจากน้ำสามารถเป็นของเหลว ของแข็ง และก๊าซได้ ความเร็วของการเคลื่อนที่จึงขึ้นอยู่กับสถานะการรวมตัวของมัน
ประเภทของวัฏจักรของน้ำ
ตามอัตภาพ เราสามารถเรียกวัฏจักรของน้ำได้สามประเภท:
- การหมุนเวียนของโลก ไอน้ำจำนวนมากก่อตัวขึ้นเหนือมหาสมุทร เมื่อสูงขึ้นไป จะถูกพัดพาไปยังทวีปด้วยกระแสลม ซึ่งตกลงมาเป็นฝนหรือหิมะ หลังจากนั้นจะกลับคืนสู่มหาสมุทรอีกครั้งผ่านแม่น้ำและน้ำใต้ดิน
- เล็ก. ในกรณีนี้ ไอน้ำก่อตัวเหนือมหาสมุทรและตกลงไปโดยตรงในรูปของการตกตะกอนหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง
- คอนติเนนตัล วัฏจักรนี้เกิดขึ้นภายในทวีปเท่านั้น น้ำจากดินและอ่างเก็บน้ำภายในประเทศระเหยสู่ชั้นบรรยากาศ และหลังจากนั้นไม่นานก็กลับมาสู่โลกในรูปของฝนและหิมะ
ดังนั้น วัฏจักรของน้ำจึงเป็นกระบวนการที่ส่งผลให้น้ำเปลี่ยนสถานะ ถูกทำให้บริสุทธิ์ และอิ่มตัวด้วยสารใหม่ วงจรช่วยให้ชีวิตทุกรูปแบบทำงานได้ เนื่องจากน้ำมีการเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา จึงครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของโลก
แผนภาพวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ
วีดีโอให้ความรู้เกี่ยวกับวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ
วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติสำหรับเด็ก - การผจญภัยของหยดน้ำ
ของเหลวหลักของโลก
น้ำเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของชีวิตของสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพบนโลก ดังนั้นการศึกษา สังเกต และติดตามปริมาณ คุณภาพ และสภาพจึงเป็นสิ่งสำคัญ แหล่งน้ำดาวเคราะห์ แหล่งสำรองหลักของความชื้นที่ให้ชีวิตนี้กระจุกตัวอยู่ในมหาสมุทร และความชื้นก็ระเหยไปจากที่นั่น หล่อเลี้ยงโลกด้วยกระบวนการที่เรียกว่าวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ น้ำเป็นสารที่เคลื่อนที่ได้มากและผ่านจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งได้อย่างง่ายดาย และด้วยเหตุนี้ มันจึงสามารถเข้าถึงมุมที่ห่างไกลที่สุดจากแหล่งที่มาได้อย่างง่ายดาย กระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?
น้ำหมุนเวียนอย่างไรและทำไม?
ภายใต้อิทธิพลของความร้อนที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ น้ำจะระเหยออกจากพื้นผิวมหาสมุทรอย่างต่อเนื่องและกลายเป็นสถานะก๊าซ พร้อมด้วยสายน้ำ อากาศอุ่นไอน้ำลอยขึ้นมาจนกลายเป็นเมฆ พวกมันถูกลมพัดพาไปจากจุดระเหยเดิมได้ง่าย ค่อยๆ จับไอใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆ ระหว่างทาง เมฆจะเย็นลงระหว่างทางขึ้น เมื่อถึงจุดหนึ่ง ขั้นต่อไปก็เริ่มต้นขึ้น - การควบแน่น เป็นไปได้เมื่ออากาศอิ่มตัว (ความชื้น 100%) ด้วยไอน้ำ ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อมีความเย็นเพียงพอ เป็นที่ทราบกันว่า ปริมาณสูงสุดไอที่สามารถเก็บไว้ในอากาศนั้นแปรผันตามอุณหภูมิดังนั้นในช่วงเวลาหนึ่งของการเย็นตัวลงเมฆจะอิ่มตัวด้วยไอน้ำซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนน้ำไปสู่สถานะถัดไป - ของเหลวหรือผลึก และหากเมฆยังคงอยู่เหนือมหาสมุทรในขณะนี้ ความชื้นก็จะกลับคืนสู่ที่ที่มันมา นี่คือวิธีที่วัฏจักรของน้ำเล็กๆ ในธรรมชาติสิ้นสุดลง กระบวนการนี้ไม่หยุดเพียงนาทีเดียว น้ำเหนือมหาสมุทรโลกหมุนเวียนอยู่ตลอดเวลา
น้ำไหลเวียนเหนือพื้นดินอย่างไร
ความชื้นบางส่วนไม่ได้กลับคืนสู่มหาสมุทร ไอน้ำจำนวนมาก ประกอบกับลมค้าขายและมรสุมเดินทางลึกเข้าไปในทวีปต่างๆ และตกลงมาเป็นหยาดน้ำฟ้าในขณะที่มันเคลื่อนที่ ความชื้นบางส่วนนี้ยังคงอยู่ภายใน ชั้นบนดินเป็นอาหารพืช ส่วนอีกส่วนหนึ่งไหลลงสู่ลำธารและแม่น้ำ เมื่อถึงทะเลและมหาสมุทรก็ระเหยไปอีกครั้งและเข้าสู่วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติครั้งต่อไป ปริมาณน้ำฝนจะซึมลึกลงไปในดินในสัดส่วนที่น้อยมาก และเมื่อถึงชั้นกันน้ำ (ดินเหนียว หิน) ก็จะไหลลงมาตามทางลาดนี้ น้ำใต้ดินบางส่วนจะกลับขึ้นมาสู่ผิวน้ำอีกครั้ง เกิดเป็นน้ำพุที่มีน้ำใสดุจคริสตัล แล้วไหลลงสู่แม่น้ำและระเหยอีกครั้งในรอบต่อไป และอีกส่วนหนึ่งจะยังคงซึมผ่านรอยแตกและรอยแยกเข้าสู่บาดาลของโลกจนเป็นชั้น ๆ ด้วย อุณหภูมิสูงโดยที่มันจะกลายเป็นไอน้ำอีกครั้งเพื่อหมุนอีกครั้งในวงจรใต้ดินหรือแตกออกสู่ผิวน้ำในบ่อน้ำพุร้อน
เส้นทางน้ำในธรรมชาติ
น้ำประมาณสี่แสนลูกบาศก์กิโลเมตรระเหยไปในอากาศทุกปี และมีเพียงหนึ่งในห้าเท่านั้นที่ตกลงบนบก ซึ่งเป็นพื้นที่ที่เล็กกว่าพื้นผิวมหาสมุทรโลกถึงสามเท่า น้ำระเหยจากพื้นผิวดินไม่เพียงแต่จากดินเท่านั้น แต่ยังมาจากพืชผักด้วย ใบไม้ทุกใบบนต้นไม้และใบหญ้าทุกใบบนโลก เป็นเรื่องยากมากที่จะติดตามการเคลื่อนไหวของน้ำที่เป็นไปได้ทั้งหมด แต่ก็ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะจำลองเวอร์ชันที่เรียบง่ายอย่างยิ่งซึ่งสาธิตวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติสำหรับเด็ก แม้แต่ในอพาร์ตเมนต์ของคุณ
การทดลองสาธิตการระเหยและการควบแน่นของความชื้น
เพื่อสาธิตขั้นตอนแรกของวงจร - การระเหยของน้ำจากพื้นผิวอ่างเก็บน้ำภายใต้อิทธิพลของแสงแดด - ก็เพียงพอแล้วที่จะนำแก้วที่เต็มไปด้วยน้ำครึ่งหนึ่งใส่ไว้ในถุงพลาสติกปิดผนึกอย่างแน่นหนาแล้วติดด้วยเทป ไปที่กระจกหน้าต่างในวันที่แดดจ้า หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง (ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในห้องและความเข้มของแสงแดด) คุณจะเห็นว่าผนังของถุงมีหมอกหนา และหลังจากนั้นไม่นานก็จะมีหยดน้ำมาเกาะอยู่
แบบจำลองสาธิตวัฏจักรน้ำที่สมบูรณ์
โมเดลที่ซับซ้อนมากขึ้นสามารถประกอบได้โดยใช้ภาชนะที่เต็มไปด้วยน้ำซึ่งย้อมด้วยสีฟ้า (เลียนแบบมหาสมุทรโลก) หรือถุงใสที่อาจมีรูพรุนซึ่งเต็มไปด้วยทรายในปริมาณที่เพียงพอที่จะลอยอยู่เหนือน้ำมากกว่าครึ่งหนึ่ง (พื้นดิน ). ปิดโครงสร้างทั้งหมดให้แน่นที่สุดด้วยแรปพลาสติกและยึดให้แน่น วางภาชนะขนาดเล็กที่มีน้ำแข็งไว้เหนือ "พื้นดิน" (น้ำแข็งจะสร้างความเย็นที่จำเป็นสำหรับการทดลองในชั้นบนของ "บรรยากาศ") เหนือ "มหาสมุทร" วางโคมไฟตั้งโต๊ะ (ดวงอาทิตย์) ซึ่งจะปล่อยความร้อนออกมา เมื่อเปิดเครื่องสักพัก เราก็จะพบกับความชื้นที่ควบแน่นบนแผ่นฟิล์ม เหนือพื้นดิน ในที่เย็น ซึ่งต่อมาจะตกลงสู่พื้นเล็กน้อย และหากถุงมีรูพรุน คุณจะเห็นว่าความชื้นซึมผ่านทรายและไหลลงสู่มหาสมุทรได้อย่างไร
เราทำอะไรได้บ้าง?
วัฏจักรของน้ำในชีวมณฑลเป็นกระบวนการที่สำคัญมากสำหรับทั้งโลก การหยุดชะงักหรือการสูญเสียแม้แต่ลิงก์เดียวจะนำไปสู่ผลที่ตามมาในระดับโลกและมีแนวโน้มว่าจะแก้ไขไม่ได้สำหรับทุกคน นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลียและชาวอเมริกัน จากการสังเกตการณ์สภาพอากาศตลอด 50 ปี ได้สรุปว่าวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติได้เริ่มเร่งความเร็วขึ้นเนื่องจากภาวะโลกร้อน และในทางกลับกัน สิ่งนี้จะนำไปสู่ความจริงที่ว่าพื้นที่แห้งแล้งจะแห้งแล้งยิ่งขึ้น และในที่ที่สภาพอากาศตอนนี้มีฝนตก ฝนก็จะยิ่งตกมากขึ้นไปอีก ทั้งหมดนี้พิสูจน์สิ่งหนึ่ง: มนุษยชาติควรดำเนินกิจกรรมของตนซึ่งเชื่อมโยงกับธรรมชาติอย่างแยกไม่ออกอย่างจริงจังมากขึ้น