ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общий круговорот воды в природе из "Общая гидрогеология Издание 3 " На земном шаре вода находится в атмосфере, на поверхности зеыли и в земной коре. [c.18] В атмосфере вода находится в нижнем ее слое, в так называемой тропосфере, и встречается в различных состояниях парообразном, капельно-жидком (в виде мелких капель) и в твердом, в виде ледяных кристалликов и града (смерзшаяся капельно-жидкая вода). [c.18] В земиой коре — литосфере — вода содержится в следующих видах парообразном, гигроскопическом, жидком (пленочном, капиллярном и свободном), твердом, кристаллизационном (химически связанном, см. главу V). В верхней части литосферы высокоминерализованные воды и рассолы вскрыты на глубинах 4000— 5000 м, т. е. иа глубинах, практически достигнутых буровыми скважинам Г13]. [c.18] Вернадского, общий объем воды в земной коре до глубины 16 км приблизительно равен 400 млн. км . По определеинкэ А. А. Черкасова, в верхней части земной коры (мощностью 5 кл) содержится 49,5 мли. км воды, при этом, вероятно, на долю связанной воды приходится большая часть. В атмосфере содержится 12300 км воды, что составляет около 1/41 годового количества осадков. [c.18] Следовательно, всего на земном шаре (в океанах, морях, на поверхности суши н в земной коре) в настоящее время находится около 1,8 млрд. км воды, что составляет около 1% его массы. [c.18] Выпавшие на поверхность земли атмосферные осадки частью стекают в реки, моря и океаны, частично расходуются на питание растений, частью просачиваются через почву в пласты горных пород, достигая уровня подземных вод, а частью вновь испаряются в атмосферу (рис. 1). Через некоторое время просочившиеся осадки на пониженных участках поверхности (например, на берегах морей, в долинах рек) могут вновь появиться в виде источников. Воды источников также стекают в реки и моря и расходуются на испарение. [c.19] Следовательно, во влагообороте принимают участие атмосферные, поверхностные и подземные воды, причем этот влагооборот оказывает решающее влияние на формирование запасов подземных вод в пластах земной коры. [c.19] Из уравнения (3) видно, что количество воды, испаряющейся с поверхности океанов и суши, равно количеству осадков, выпадающих на поверхность океанов и суши. [c.20] Представление о водном балансе земного шара можно получить по следующим приближенным подсчетам М. И. Львовича (табл. 1). [c.20] Различают влагооборот (круговорот) большой (внешиин) и малый (внутренний). При большом влагообороте часть воды, испарившейся с поверхности океанов и морей, переносится па сушу, где выпадает в виде осадков, которые расходуются на поверхностный сток, испарение и просачивание (см. рнс. 1). При малом влагообороте вода, испарившаяся в пределах материков— с водной поверхности рек и озер, с суши и растительности,— выпадает там же. Эти осадки снова расходуются иа сток и испарение, причем часть испарившейся влаги вновь выпадает на материке. На континенте со значительным внутренним влагооборотом одно и то же количество воды, приносимое с океана, дает большее количество осадков, чем на материке со слабым внутренним влагооборотом. [c.20] Исследованиями установлено, что только сравнительно небольшая часть атмосферных осадков проникает в горные породы и идет на пополнение запасов подземных вод (см. гл. VII Происхождение и классификация подземных вод ). Эта часть осадков в зависимости от глубины проникновения и других природных факторов (например, размеров и формы геологической структуры) совершает круговорот в весьма длительные сроки, нередко исчисляемые многими тысячелетиями. [c.21] Насаждение лесов и полезащитных лесных полос, орошенпе и обводнение огромных земельных массивов, сооружение крупных водохранилищ, прудов и водоемов, снегозадержание и много других мероприятий — все это усилит испарение, сократит сток воды в моря и резко усилит малый влагооборот. [c.22] Рассмотренный выше круговорот воды в природе (осадки, сток, испарение) имеет существенное значение для выявления условий питания и режима подземных вод и должен тщательно изучаться при гидрогеологических и других исследованиях. [c.22] Распределение температур воздуха по земному шару обусловлено поступлением солнечного тепла. Понижение температуры воздуха в общем происходит от экватора к полюсам по мере сокращения в указанном иаправленни количества доставляемой солнечной энергии. [c.23] Поверхность земного шара получает от солнца 13,4 Ш ккал в год, из которых 3,0-10 ккал, т. е. примерно 22%, расходуется на испарение 520000 км воды, участвующей в годовом круговороте. Все другие источники тепла по сравнению с солнцем играют незначительную роль. [c.23] На верхней границе атмосферы иа площадку величиной 1 сл, перпендикулярную к солнечным лучам, поступает 1,94 ккал радиации (излучения) в минуту. Эта солнечная постоянная представляет собой энергию, получаемую от солнца, без учета потерь на поглощение в земной атмосфере. [c.23] Весь земной шар получает 1,94 кал/мин, или 1,94х Х1440л/ кал/сут, где — радиус Земли. Так как поверхность шара равна 4 то 1 см его поверхности на границе с атмосферой получает за сутки в среднем 1/4 (1,94 1440), т. е. около 700 кал. Из этого количества только 43% (около 300 кал), достигая земной поверхности, поглощаются ею, 15% поглощаются атмосферой (преимущественно облаками), а остальные 42% возвращаются в мировое пространство в виде отраженной радиации. [c.23] По величине теплопроводности земной коры можно подсчитать количество тепла, теряемого земной поверхностью. Установлено, что через 1 сл горизонтального сечения Земли проходит в год в среднем от 41,4 до 54 кал (теплота недр Земли повышает температуру земной поверхности всего на 0,1°). По сравнению с притоком тепла от солнца это ничтожная величина. [c.23] Весьма важным процессом, который происходит в поверхностной зоне земной коры, является пере.ход воды из одного физического состояния в другое (парообразное, жидкое, твердое). 11з физики известно, что этот переход связан с затратой или выделением тепла. Для обращения 1 г воды при температуре кипения в пар требуется 539 кал тепла (скрытая теплота парообразования), столько же тепла выделяется при конденсации пара. При переходе 1 г воды в лед освобождается 80 кал тепла, и, наоборот, при таянии 1 г льда затрачивается 80 кал. При замерзании воды ее объем увеличивается на 10%. Это явление оказывает существенное влияние на процессы выветривания горных пород и минералов. В области многолетней ( вечной ) мерзлоты оно приводит к деформациям пород так называемого деятельного слоя и другим мерзлотным явлениям, частично описываемым ниже (см. гл. XI). [c.24] Таким образом, присутствие влаги вносит большие изменения в распределение тепла, так как часть тепла тратится на нагревание воды. Вместе с тем температурный режим земной поверхности в значительной мере зависит от минералогического и гранулометрического состава горных пород и почв и в особенности от их влажности. Например, гранит отдает столько тепла, сколько поглощает, песчаная почва некоторую часть тепла тратит иа испарение влаги, а болотная торфянистая почва затрачивает иа испарение большую часть тепла. Различные породы при одинаковой температуре поглощают (н выделяют) неодинаковые количества тепла. [c.24] Вернуться к основной статье