Правообладатель иллюстрации ThinkStock Image caption Каждый год уровень воды в Мертвом море падает на метр
Мертвое море - соленое озеро, расположенное в низшей точке Земли, - постепенно высыхает под палящим ближневосточным солнцем. Для живущих на его берегах это медленно протекающий кризис: найти дополнительные запасы воды для поддержания моря невероятно сложно.
Пожалуй, единственный факт о Мертвом море, известный абсолютно всем, - в нем нельзя утонуть.
Оно в восемь или девять раз более соленое, чем мировые океаны, настолько плотное и насыщенное минералами, что даже не похоже на нормальную воду - скорее на оливковое масло, смешанное с песком.
Десятилетиями ни один отдых в Святой земле или Иордании не обходился без фотографии купальщика в полулежащем положении прямо на поверхности, обычно читающего газету - для наглядности.
Правообладатель иллюстрации ThinkStock Image caption Почти каждый, побывавший на Мертвом море, привозит оттуда подобную фотографиюОднако Мертвое море - это еще и уникальная экосистема и чувствительный барометр состояния окружающей среды в этой части мира, где засушливый климат и необходимость орошать фермы приводят к постоянной нехватке воды.
Возможно, вы читали о том, что Мертвое море умирает. Нетрудно догадаться, почему эта формулировка так привлекает авторов заголовков, однако на самом деле это не совсем так.
По мере того как уровень воды снижается, ее плотность и процентное содержание соли возрастают - и рано или поздно наступит момент, когда масштабы испарения будут совпадать с объемом поступающей воды. Поэтому оно действительно может сильно уменьшиться, но полностью не исчезнет.
И все же море иссыхает тревожными темпами - его уровень падает более чем на метр за год.
Если вспомнить, что поверхность Мертвого моря - низшая точка на планете (сейчас это 420 метров ниже уровня моря), значит, ежегодно меняется и отметка низшей точки.
Оно находится настолько низко, что, когда едешь вдоль дороги, спускающейся к берегу, начинает закладывать уши - как при посадке самолета.
Пейзажи Мертвого моря невероятно, почти по-лунному красивы: представьте себе Большой каньон с озером Комо в его глубине. Люди древнего мира понимали, что в этом месте есть нечто особенное, даже если они не были точно уверены в том, что именно.
По легенде, вещества из этого района - часть секрета красоты Клеопатры, наравне с молоком ослицы и экстрактом миндаля, хотя на самом деле подобных сказок по всему Ближнему Востоку пруд пруди.
Возможно, что сюда наведывался поправить здоровье и царь Ирод, зимний дворец которого располагался неподалеку. Хотя его подпорченная историческая репутация, конечно, несколько обесценивает его как "звездного посетителя" этих мест.
Что-то мы знаем точно: например, римляне во времена господства на Ближнем Востоке установили жесткий контроль над дорогами вокруг Мертвого моря, обладающего огромными запасами соли - товара столь ценного, что он использовался в качестве платежного средствами.
Да и польза для здоровья, судя по всему, действительно есть. Высокое атмосферное давление может создавать условия, благоприятные для астматиков: я сам страдаю от астмы и почувствовал некоторую разницу.
А комбинация обогащенной минералами воды, смягчающей грязи и яркого солнца приносит облегчение людям с псориазом - тяжелой кожной болезнью. В некоторых странах работающие в сфере здравоохранения организации посылают сюда страдающих этим заболеванием людей в бесплатные терапевтические туры.
Так что, хоть Мертвое море иссыхает и меняется, от него все же есть экономическая польза. Туристы могут отдыхать на курортах как Иордании, так и Израиля, и обе страны экспортируют произведенную здесь косметику.
Правообладатель иллюстрации EPA Image caption Уникальные свойства воды, а также глины Мертвого моря используются в оздоровительных целяхЧасть береговой линии проходит по палестинскому Западному берегу реки Иордан, оккупированному Израилем, так что, возможно, в будущем палестинцы также смогут пожинать экономические плоды уникальных свойств этого моря.
Но нет сомнений в том, что масштабы падения уровня воды поражают.
Во время Первой мировой войны британские инженеры нацарапали на скале свои инициалы, чтобы отметить уровень воды. Век спустя эти царапины - высоко на высушенной скале.
Чтобы достичь оттуда моря, сейчас вам нужно спуститься вниз по скалам, пересечь оживленную магистраль, продраться через заросли болотных растений и перебраться через илистую отмель. В общей сложности два километра.
В нескольких километрах отсюда, в туристическом комплексе в Эйн-Геди, отступление воды создало огромную проблему.
Когда в конце 1980-х годов тут строили главное здание - с рестораном, душевыми и сувенирным магазином, - волны ударялись о его стены.
Сейчас заведению пришлось организовать специальный "поезд": трактор тянет за собой вагончики до самого пляжа, еще около 2 км.
Нир Вангер, отвечающий за финансовые вопросы туристического комплекса, говорит, что уровень моря меняется пугающими темпами.
"Когда мне было 18, море было вот здесь. Речь не идет об отрезке времени в 500 или 1000 лет, - говорит он. - Мертвое море было здесь, а сейчас оно в 2 километрах. Трактор, бензин, персонал - все это обходится нам в 500 тысяч долларов в год - и все для того, чтобы догнать море".
"Я здесь вырос, на Мертвом море, здесь вся моя жизнь. И, к сожалению, последние несколько лет это не очень веселая жизнь - грустно видеть, как твой родной пейзаж исчезает, и понимать, что детям и внукам останется совсем не то, что было у тебя в детстве", - добавляет Вангер.
"Когда мы строили новый дом, жена спросила меня, хочу ли я вид на море, и я сказал, что нам нужно построить его с видом на горы, потому что они стоят на месте, а море постоянно отдаляется", - рассказывает он.
Нетрудно понять мистику Мертвого моря - с его уникальным химическим составом, сложным микроклиматом и взмывающими ввысь горами верблюжьего цвета - пейзаж, который и сейчас узнают даже Ирод и Клеопатра, с поправкой на странноватого вида многоэтажный бетонный отель.
Однако для геолога это лишь бессточное озеро, куда впадает река Иордан. Она впадает в озеро на севере, но дальше никуда не течет, просто испаряясь с его поверхности.
И хотя говорить о том, что Мертвое море умирает, - преувеличение, эта формулировка довольно точно описывает то, что происходит с рекой, которая его подпитывает.
Во время короткого сезонного дождей действительно бывают подтопления, когда вода начинает струиться по вади, пересохшим руслам рек. Но большую часть года они сухи, а сама река едва ли полноводнее ручейка.
В Израиле и на оккупированном Западном берегу есть места, где в сезон засухи через нее почти можно перешагнуть.
Когда-то Иордан был одним из великих водных путей древнего мира - в ней был крещен Иисус Христос, и даже в относительно недавнем прошлом он представлял собой бурную реку, подверженную разливам в дождливые зимы.
В 1847 году правительство США направило военно-морскую экспедицию для исследования Иордана.
Ее возглавлял доблестный офицер по имени Уильям Ф. Линч, заслуживающий упоминания в истории религии хотя бы только потому, что он, возможно, первый человек, установивший, что Мертвое море находится ниже уровня моря.
Описания Линчем своих приключений занятны, даже несмотря на его привычку описывать коренное население региона в манере, задевающей чувства людей XXI века.
Однако наиболее интересно его описание самой реки: в одном месте экспедиция натыкается на серию пятиметровых водопадов, разделенных порогами. Линч даже опасается, что может потерять на них одну или несколько лодок.
"Мы остановились у руин старого моста, сформировавших препятствия, через которые пенящаяся река несется, как горная лавина, - пишет он. - Река была 30 ярдов в ширину (27,5 м).
Еще 80 лет назад и даже позже в Иордане все еще было достаточно воды, чтобы позволить приехавшему из России инженеру Петру Рутенбергу построить в долине реки гидроэлектростанцию - ее заброшенные постройки все еще выделяются на фоне этого засушливого ландшафта.
Image caption В 30-х годах прошлого века воды в Иордане было достаточно для работы гидроэлектростанции, сеегодня от ГЭС Нагараим остались руиныСегодня все совершенно иначе.
География региона, конечно, не изменилась. Северный участок реки впадает в Галилейское море, откуда южный участок течет к Мертвому морю.
Однако объемы воды, циркулирующей в этой системе, поразительно изменились за последние десятилетия - из-за сложной государственной политики в отношении воды на Ближнем Востоке.
Израильтяне построили плотину через южную часть Галилейского моря, которая дает стране контроль над объемами воды, поступающими в Иордан.
Израиль считает Галилейское море стратегически важным водным ресурсом, несмотря на то что производство пресной воды на опреснительных установках в Средиземном море также увеличивается.
Израильское правительство начало забор воды из долины Иордана в пятидесятых годах прошлого века - за 10 лет до того, как было завершено строительство дамбы.
Это создает проблемы для фермеров - как в Иордании, так и на палестинских территориях на Западном берегу, поскольку всем им нужна вода для орошения хозяйств и повседневных нужд.
Однако и у Израиля есть проблемы, несмотря на то что у него достаточно средств и энергетических ресурсов для обеспечения своего населения водой.
В реку Иордан вода поступает из реки Ярмук, которая течет по территории Сирии. За последние три десятилетия сирийцы построили на Ярмуке, которая когда-то питала Иордан, свыше 40 плотин.
Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Уровень воды в Мертвом море начал снижаться еще быстрее с тех пор как на Иордане начали строительство плотинКое-кто в Иордании полагает, что Сирия построила некоторые из этих дамб, чтобы наказать Израиль и Иорданию за подписанный в 1994 году мирный договор.
Аналогичный договор в 1979 году был заключен ранее между Израилем и Египтом и вызвал крайне отрицательную реакцию арабских стран, в том числе и Сирии.
Остальные готовы согласиться с тем, что сирийцы строили дамбы, поскольку им была нужна вода. Так или иначе, результат один: некогда могучая река получает все меньше воды.
Разумеется, Иорданское Королевство также строило плотины для своих собственных нужд.
Если взглянуть шире, то долина реки Иордан – далеко не единственное место на Ближнем Востоке, где строительство дамбы вызвало серьезные споры.
Когда Турция в 1990-х годах построила на Евфрате плотину Ататюрка, Ирак и Сирия пожаловались на то, что в результате поступление воды на их территорию сократилось.
Существуют и другие факторы, влияющие на уровень воды в Мертвом море: и Израиль, и Иордания используют огромные испарительные бассейны для получения из воды фосфатов, которые затем экспортируются в качестве удобрений.
Этот процесс ведет к сокращению объема воды в реке Иордан, что, в свою очередь, является одной из главных причин кризиса Мертвого моря.
На иорданском берегу проживает небольшая община: несколько семей, выращивающих помидоры, бананы и арбузы на полях, которые орошаются грунтовыми водами, поступающими с окрестных гор.
Салим аль-Хувемель – один из этих фермеров. Подобно Ниру Вангеру из Эйн-Геди, он чувствует тесную связь с этими местами.
"Мы никогда отсюда не уедем, - говорит мне Салим, пока молодые мужчины из деревни прохладным вечером занимаются сбором дынь. - Даже если бы была опасность того, что Мертвое море поднимется и смоет нас в карстовую воронку, мы бы все равно всегда остались здесь".
Карстовые воронки – общий враг сельских жителей и малого бизнеса как на иорданском, так и на израильском побережье Мертвого моря.
Они формируются, когда на месте отступающей воды остаются подземные соляные залежи, которые затем обрушиваются в огромные расселины либо вымываются подземными водами.
Некоторые из кратеров просто гигантские – примерно 100 м в диаметре и 50 м глубиной.
Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Некоторые карстовые воронки достигают 100 м в диаметре и 50 м в глубинуМестность, испещренная воронками, выглядит так, словно здесь в течение нескольких десятилетий происходили мощные землетрясения.
Иорданские фермеры показали мне место, где когда-то стояла старая соляная фабрика, которая в один момент обрушилась под землю.
На участке побережья, относящемся к палестинской территории, был закрыт курорт, поскольку часть его поглотила еще одна карстовая воронка.
В Израиле пришлось закрыть бензозаправку: дорога на подъезде к ней начала покрываться трещинами, образовались провалы.
Всего у берегов Мертвого моря сейчас насчитывается свыше 5500 таких воронок, в то время как еще 40 лет назад не было ни одной.
Здесь можно стать свидетелем геологических процессов, которые происходят в реальном времени. Замечательное место для ученого, считает доктор Гиди Баер из Геологической службы Израиля.
По словам доктора Баера, предсказывать места образования карстовых воронок у ученых получается все лучше и лучше.
Это важно, если вспомнить, что неподалеку от Мертвого моря проходит несколько трасс с интенсивным движением. Однако проблема усугубляется.
Image caption Геологические процессы здесь идут в режиме реального времени"В этом году, например, образовалось около 700 воронок, в предыдущие годы это число было меньше. В девяностые речь шла о нескольких десятках, а теперь это сотни", - говорит Баер.
Диагностика того, что происходит с Мертвым морем, не так сложна – в конце концов, мы знаем, что уровень воды уменьшается уже по меньшей мере сто лет – с тех пор как британские инженеры оставили свои имена на скале.
Однако ответить на вопрос о том, что следует делать, намного сложнее. Это серьезный научный и политический вопрос. Геологи допускают, что в далеком прошлом уровень воды мог быть и выше нынешнего, и ниже.
Вопрос заключается в том, какова стоимость и каковы преимущества любой попытки "спасти" Мертвое море. И что это будет – попытка замедлить снижение уровня моря или же более амбициозная задача, заключающаяся в повышении уровня моря.
"Мы должны спросить себя, что мы пытаемся сохранить здесь", - говорит доктор Иттай Гавриели, сотрудник Геологической службы Израиля.
"Пытаемся ли мы повысить уровень моря? Для того чтобы сохранить уникальную среду Мертвого моря? И для чего – для развития туризма? Если мы хотим восстановить течение Иордана, тогда Израилю, например, придется опреснять больше воды, а для этого потребуются дополнительные средства, к тому же подобные изменения повлекут за собой серьезные изменения в окружающей среде", - считает доктор Гавриели.
И если поток Иордана будет восстановлен, вряд ли стоит ждать от отчаянно нуждающихся в воде палестинских и иорданских фермеров на обоих берегах реки, что они будут сидеть сложа руки, наблюдая, как река течет мимо в интересах науки.
Однако делать все-таки что-то надо.
Салем Абдель Рахман, активист ближневосточного экологического движения EcoPeace из Иордана говорит: "Мы говорим о спасении Мертвого моря не потому что это хорошо или плохо, а потому что то, что происходит с Мертвым морем сегодня – симптом неправильного управления водными ресурсами. Спасение Мертвого моря будет знаком того, что мы излечиваемся от этой болезни и двигаемся к более здоровой окружающей среде".
Если течение Иордана окажется невозможным возобновить, то наиболее вероятным способом изменения нынешней ситуации станет постройка трубопровода, который будет доставлять воду через пустыню из Красного моря, расположенного далеко на юге региона.
Подобные идеи витают в воздухе давно. Британские инженеры когда-то предполагали построить канал, соединяющий Средиземное море с Красным через Мертвое.
Такой канал мог бы стать альтернативой Суэцкому, находившемуся под контролем Великобритании. Однако из-за того, что уровень Мертвого моря ниже уровня моря, осуществить этот проект оказалось невозможным.
Даже при современном развитии инженерной науки, осуществление этого проекта было бы сопряжено с огромными техническими трудностями.
Согласно этому плану, воду из Красного моря нужно сначала опреснить (соленая вода загрязнит уникальный химический состав Мертвого моря). Затем ее необходимо поднять на большую высоту и направить в огромные трубы, которые уже будут доставлять ее через пустыню к месту назначения.
Дополнительные запасы пресной воды нужны не только Иордану и Израилю, но и палестинцам, поэтому Всемирный банк поддержал эту идею, а США, скорее всего, обеспечили бы проект как минимум стартовым капиталом.
Однако осуществлению этого проекта препятствуют разного рода технические, финансовые и политические трудности, и вряд ли он будет осуществлен в сколько-нибудь ближайшем будущем, если ему вообще суждено сбыться.
Не исключено, что страны Ближнего Востока сочтут подобное сотрудничество невозможным – подобного рода соглашения в этой части света очень редки.
В таком случае Мертвое море будет продолжать высыхать с такой же скоростью как сегодня, однако не умрет окончательно.
Изучение солености и плотности говорит о том, что Мертвое море однажды достигнет точки равновесия и пересыхание остановится. Проще говоря, объем воды в этом соленом коктейле и количество испаряющейся влаги достигнут баланса.
Кроме того, у Мертвого моря припасен еще один трюк: да, определенное количество воды испаряется, но море гигроскопично, то есть поглощает воду из окружающей атмосферы. Это своего рода встроенный механизм безопасности.
Вполне возможно, что пляжные лежаки в Иордании и Израиле еще какое-то время придется передвигать ближе к воде, однако, когда некоторый минимальный уровень будет достигнут, этот процесс остановится.
Так что эта история не о том, как Мертвое море умрет, а скорее - вдохновляющая история о том, как природа в регионе, где человек не всегда был осторожен в обращении с природными ресурсами, может найти способ, чтобы защитить себя.
Время от времени мы сталкиваемся с некоторыми вопросами, относящимися к нашей планете, на которые еще не найдено ответов. Например, наличие соли в воде океанов. Как она туда попала?
Научное обоснование появлению солёной воды в море было положено работами Эдмунда Галлея в 1715 году. Он предположил, что соль и другие минералы вымывались из почвы и доставлялись в море реками. Достигнув океана, соли оставались и постепенно концентрировались. Галлей заметил, что большинство озёр, не имеющих водной связи с океанами, имеют солёную воду.
Теория Галлея отчасти верна. Вдобавок к ней следует упомянуть, что соединения натрия вымывались из дна океанов на ранних этапах их формирования. Присутствие другого элемента соли, хлора, объясняется его высвобождением (в виде соляной кислоты) из недр Земли при извержениях вулканов. Ионы натрия и хлора постепенно стали основными составляющими солевого состава морской воды.
Но мы не знаем, можем ли мы этим объяснить наличие ТАКОГО огромного количества соли в океанах. Если высушить все океаны, из оставшейся соли можно было бы построить стену высотой 230 км и толщиной почти 2 км. Такая стена смогла бы обогнуть по экватору весь земной шар.
Или другое сравнение. Соль всех высохших океанов по объему в 15 раз больше всего европейского континента!
Обычную соль, которой мы ежедневно пользуемся, получают из морской воды, солевых источников или при разработке залежей каменной соли. Морская вода содержит 3-3,5% соли. Внутренние моря, такие, как Средиземное море, Красное море, содержат больше соли, чем открытые моря. Мертвое море, занимая всего 728 кв. км., содержит примерно 10 523 000 000 тонн соли. В нем столько соли, что утонуть в такой воде практически невозможно, поскольку за счет солей плотность воды увеличилась.
В среднем в литре морской воды содержится около 30 г соли. Залежи каменной соли в различных частях земли образовались многие миллионы лет назад в результате испарения морской воды. Для образования каменной соли необходимо, чтобы испарилось девять десятых объема морской воды; полагают, что на месте современных залежей этой соли находились внутренние моря. Они испарялись быстрее, чем поступала новая морская вода - вот и появились залежи каменной соли.
Основное количество пищевой соли добывают из каменной соли. Обычно к залежам соли прокладывают шахты. По трубам закачивают чистую воду, которая растворяет соль. По второй трубе этот раствор поднимается на поверхность.
В Гонконге морская вода широко используется в сливных системах туалетов. Более чем 90 % из них используют для смыва именно морскую воду в целях экономии воды пресной. Начало этой практике было положено в 1960-х и 1970-х годах, когда добыча запасов пресной воды стало затруднением для жителей бывшей британской колонии.
Морскую воду можно без вреда для здоровья пить в небольших количествах в течение 5-7 дней.
Вконтакте
Вода образует водную оболочку нашей планеты – гидросферу (от греческих слов «гидро» - вода, «сфера» - шар).
¾ поверхности земного шара занимает вода, а ¼ часть занимает суша. Гидросфера включат три главные части: Мировой океан, воды суши и воду в атмосфере.
На Мировой океан приходится свыше 96% нашей планеты. Материки и острова делят его на отдельные океаны: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый.
Воды суши – это реки, озера, болота, ледники и подземные воды. Доля рек, озер и болот очень мала – всего-то 0,02 % от объёма гидросферы.
Гораздо больше воды заключено в ледниках – около 2% от объёма гидросферы. Не надо путать их с тем льдом, который образуется при замерзании воды. Ледники образуются из снега. Они возникают там, где снега выпадает больше, чем успевает растаять. Постепенно снег накапливается, уплотняется и превращается в лед. Ледники располагаются на материке Антарктида и острове Гренландия, а также на вершинах высоких гор.
Подземные воды составляют около 2% от гидросферы.
Есть вода и в атмосфере, она находится там, в виде водяных паров, капелек воды, кристалликов льда. Атмосферная влага составляет всего 1/1000 часть общего запаса воды на Земле, но её роль огромна. Она питает реки, озёра, ледники, насыщает водой Землю. Без неё невозможен был бы круговорот воды на нашей планете.
Гидроло́гия - наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, протекающие в них (испарение, замерзание и т. п.).
Предметом изучения гидрологии являются все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озёрах, водохранилищах, болотах, почвенных и подземных вод.
Гидрология исследует круговорот воды в природе, проводит анализ гидросферы, даёт оценку и прогноз состояния и рационального использования водных ресурсов. Пользуется методами, применяемыми в географии, физике и других науках. Данные гидрологии моря используются при плавании и ведении боевых действий надводными кораблями и подводными лодками.
Гидрология подразделяется на океанологию, гидрологию суши и гидрогеологию.
Значение воды для нашей планеты, человека и живых организмов
Учёные абсолютно правы: нет на Земле вещества, более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в тоже время не существует другого такого вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.
Почти 3/4 поверхности нашей планеты занято океанами и морями. Твёрдой водой - снегом и льдом - покрыто 20% суши. От воды зависит климат планеты. Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. У неё очень большая теплоёмкость. Нагреваясь, она поглощает тепло; остывая, отдаёт его. Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла и тем самым "выравнивает" климат. А от космического холода предохраняют Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере - в облаках и в виде паров без воды обойтись нельзя - это самое важное вещество на Земле.
Воды на Земле более чем достаточно. Но нельзя забывать и о том, что жизнь на планете Земля, как считают учёные, впервые появилась в воде, а лишь потом вышла на сушу. Свою зависимость от воды организмы сохранили в ходе эволюции в течение многих миллионов лет. Вода - главный "строительный материал", из которого состоит их тело. В этом легко убедиться, проанализировав цифры следующей таблицы:
Таблица 1
Медуза 97-99%
Огурцы, салат 95%
Помидоры, морковь, грибы 90%
Груши, яблоки 85%
Картофель 80%
Человек 65-70%
Последнее число этой таблицы свидетельствует о том, что в человеке весом 70 кг содержится 50 кг воды! Но ещё больше её в человеческом зародыше: в трёхдневном - 97%, в трёхмесячном - 91%, в восьмимесячном - 81%.
Проблема "водного голода" состоит в необходимости поддержания определённого количества воды в организме, так как идёт постоянная потеря влаги в ходе различных физиологических процессов. Для нормального существования в условиях умеренного климата человеку необходимо получать с питьём и пищей около 3,5 литров воды в сутки, в пустыне эта норма возрастает, как минимум до 7,5 литров. Без пищи человек может существовать около сорока дней, а без воды гораздо меньше - 8 дней. По данным специальных медицинских экспериментов при потере влаги в размере 6-8 % от веса тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 10% - начинаются галлюцинации, при 12% человек уже не может восстановиться без специальной медицинской помощи, а при потере 20% наступает неизбежная смерть.
Многие животные хорошо приспосабливаются к недостатку влаги. Наиболее известный и яркий пример этого - "корабль пустыни", верблюд. Он может весьма долго жить в жаркой пустыни, не потребляя питьевой воды. При этом он без ущерба для своей работоспособности теряет, до 30% первоначального веса. Так, в одном из специальных испытаний, верблюд за 8 дней работы под палящим летним солнцем потерял 100 кг из 450 кг своего начального веса. А когда его подвели к воде, он выпил 103 литра и восстановил свой вес. Установлено, что до 40 литров влаги верблюд может получить путём преобразования жира, накопленного в его горбу. Совершенно не употребляют питьевую воду такие пустынные животные, как тушканчики и кенгуровые крысы, - им хватает влаги, которую они получают с пищей, и воды, образующейся в их организме при окислении собственного жира, так же как у верблюдов.
Ещё больше воды потребляют для своего роста и развития растения. Кочан капусты "выпивает" за сутки более одного литра воды, одно дерево, в среднем, - более 200 литров воды. Конечно, это довольно приблизительная цифра - разные породы деревьев в разных природных условиях расходуют весьма и весьма различное количество влаги. Так растущий в пустыне саксаул тратит минимальное количество влаги, а эвкалипт, в который в некоторых местах называют "дерево-насос", пропускает через себя огромное количество воды, и по этой причине его насаждения используют для осушения болот.
Три состояния воды.
Переход воды из одного состояния в другое
С некоторыми свойствами воды мы уже знакомы. Вода прозрачна, бесцветна, без запаха и вкуса, текуча. Вода может быть жидкой (в морях, океанах, реках, озерах), твердой (в виде снега и льда) или газообразной.
Лед - твердое состояние воды. Толстый слой льда имеет голубоватый цвет, что связано с особенностями преломления им света. Сжимаемость льда очень низка. Лед при нормальном давлении существует только при температуре 0° С или ниже и обладает меньшей плотностью, чем холодная вода. Именно поэтому айсберги плавают в воде. При этом, поскольку отношение плотностей льда и воды при 0° С постоянно, лед всегда выступает из воды на определенную часть, а именно на 1/9 своего объема.
Опыт: Возьмем кубик льда объёмом 169 см3. Опустим в воду и измерим высоту выступающей части льда над водой. Высота 0,4 см, что составляет 17см3. Следовательно, это 1/9 часть.
Вода, находящаяся в газообразном состоянии, называется водяным паром. Когда говорят о влажности воздуха, обычно подразумевают количество водяных паров. Если воздух описывается как "влажный", это означает, что в воздухе содержится большое количество водяных паров.
Как же можно перевести воду из одного состояния в другое? Чтобы ответить на этот вопрос, проведем опыт.
Опыт: Возьмем комочек снега 19 грамм, температура снега -1°С, положим его в колбу и будем нагревать. Через 4 минуты снег растает, и в стакане образуется вода. Следовательно, при нагревании твердая вода превращается в жидкость. Продолжим нагревание воды. Через 1 минуту она закипит. Если нагревать 11 минут, то она вся испарится. Превратится в водяной пар. Водяной пар – это примесь-невидимка.
Температуру, при которой она кипит, называют температурой кипения. Обычно эта температура равна 100◦С. Но кипение может происходить и при других температурах. Это зависит от атмосферного давления. Кипящая вода используется в быту, в различных производствах. Она встречается и в природе в виде гейзеров.
Таким образом, при нагревании вода переходит из твердого состояния в жидкое, а затем из жидкого состояния в газообразное.
При охлаждении вода переходит из жидкого состояния в твердое. Этот процесс мы часто наблюдаем в природе, при замерзании водоемов осенью. Лед находится сверху, он легче воды, его слой надежно защищает обитателей водоема от зимних морозов.
Если бы все ледники растаяли, то уровень воды на Земле поднялся, бы на 64 м и около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой.
Морская вода при обычной её солёности 35 ‰ замерзает при температуре −1,91 °C .
Процессы: испарение, транспирация, конденсация
При нагревании и кипении вода превращается в пар, это испарение. Испарение – это процесс перехода воды из жидкого состояния в газообразное. Испарение происходит при любой температуре, но при кипении водяной пар образуется особенно быстро. Лужи после дождя высыхают и жарким летом, и холодной осенью. Но летом они высыхают быстрее. Ветер ускоряет испарение, поэтому лужи высыхают быстрее в ветреную погоду. Вода испаряется с поверхности Мирового океана, озёр, рек, водохранилищ.
Испаряется не только вода, но и другие жидкости. Лёд постепенно тоже испаряется. Поэтому над ледниками поднимается водяной пар. Бельё высыхает на морозе.
Значительное количество воды с поверхности суши испаряют растения. Транспирация – это процесс перехода воды из жидкого состояния в газообразное, при дыхании живых организмов. В том, что каждое растение испаряет воду, можно убедиться, проделав несложный опыт.
Опыт: Лист комнатного растения пералгонии поместите в стеклянную колбу, не отрезая его от растения. Горлышко колбы закройте ватой. Через некоторое время на стенках колбы появятся капельки воды. Откуда же взялась вода в колбе? Ее испарил лист.
Испарение воды листьями растений отличается от испарения с поверхности водоема. У растений это сложный процесс жизнедеятельности. Растения испаряют воду через мелкие отверстия в листе – устьица. Устьица у большинства растений находятся в кожице на нижней стороне листа. Периодически то, открываясь, то закрываясь, они регулируют поступление воздуха в листья. Число устьиц на 1 мм 2 листа колеблется от нескольких сотен до тысячи. На одном листе липы их более миллиона, а на листе капусты – несколько миллионов. Устьица очень малы. Кончик тонкой иглы кажется гигантом по сравнению с малюткой-устьицем. Несмотря на малые размеры, через устьица испаряется более 90% воды, поглощенной растением.
Чем крупнее листья, тем они больше испаряют воды. Обычно крупные листья имеют растения влажных мест. Родина наших комнатных растений с крупными листьями – бегонии, фикуса – влажные тропические леса.
Определить сколько воды испаряет растение, поможет другой опыт.
Опыт: В сосуд с водой поместили побег (стебель с листьями) традесканции. На поверхность воды в сосуд налили немного растительного масла. Слой масла препятствует испарению с поверхности воды. Сосуд с водой поставьте на весы и уравновесьте чашки весов гирями. Уже через сутки чаша весов, на которой находится сосуд, поднимется. Снова уравновесьте чашки весов, положив несколько гирь на поднявшуюся чашку. Подсчитайте, сколько воды (в граммах) испарили за сутки листья срезанного побега.
Таблица 2
Результаты опыта
Количество воды в сосуде
1 день наблюдения 158 гр 510 млгр
2 день наблюдения 158 гр 10 млгр
3 день наблюдения 157 гр 300 млгр
Вывод 1 гр 210 млгр испарили листья срезанного побега
Одно растение капусты испаряет за сутки до 1 литра воды, дуб – 50 литров, береза – 60 литров, подсолнечник до 100 л воды.
В природе широко распространён и другой процесс – превращение водяного пара в воду. Попробуйте дохнуть на зеркало. Его поверхность покроется капельками воды. Откуда она взялась? Ответ дают опыты.
Опыт: Если над кипящей водой поставить небольшую стеклянную или металлическую пластинку, то на ней образуются капельки воды. Это водяной пар превращается в воду, т. е. происходит конденсация. Точно так же происходит конденсация водяного пара и тогда, когда мы дышим на зеркало.
Легко наблюдать конденсацию водяного пара, если над носиком чайника с кипящей водой подержать блюдце.
Значение процессов испарения, транспирации и конденсации для природы и человека
Испарение имеет большое значение в жизни человека и животных. Затруднение испарения может вызвать перегревание организма. Выходя из воды после купания даже в жаркий день, ощущается прохлада. Это происходит потому, что при испарении воды температура на поверхности тела понижается.
Солнце сильно нагревает различные предметы: камни, песок, железо и др. Также оно нагревает и листья, стебли растения. Испарение воды в солнечный день охлаждает растения, защищает их от перегрева. При этом температура на поверхности листьев снижается до температуры воздуха и ниже. Вот почему под кроной деревьев даже в сухую и жаркую погоду прохладно и легко дышится. Однако чрезмерное сильное испарение вызывает увядание растений, а иногда и гибель их. Вот почему у растений возникли различные приспособления к уменьшению испарения. Так листья многих растений засушливых мест видоизменены в колючки, например у кактусов. Испарение зависит не только от температуры воздуха, но и от других условий окружающей среды, например от времени суток. Днем растения испаряют сравнительно много воды, а ночью совсем мало. Поэтому чтобы цветы дольше сохранили свежий вид, их срезают вечером. В тени растения испаряют воды меньше, чем на солнце. При сильном и сухом ветре испарение идет быстрее, чем в тихую погоду.
С конденсацией водяного пара мы встречаемся в повседневной жизни. Летним вечером или ранним утром, когда воздух становится холоднее, выпадает роса. Это водяной пар, находящийся в воздухе, при охлаждении оседает на траве, листьях и других предметах в виде маленьких капелек воды. Облака также образуются в результате конденсации водяного пара. Поднимаясь над землёй и водоёмами в верхние, более холодные слои воздуха, этот пар и образует облака, состоящие из мельчайших капелек воды. Если температура воздуха достаточно низкая, то капельки воды замерзают. Из таких облаков выпадает снег, а иногда и град.
Вся вода на Земле находится в непрерывном движении. Испаряясь с поверхности суши, океанов, морей и других водоемов, она в виде паров пополняет запасы атмосферной влаги. Почти 90% водяных паров приходится на самый нижний 5-ти километровый слой атмосферы. Большая часть этой влаги поступает с поверхности Мирового океана и зоны влажных экваториальных лесов.
С понижением температуры пар конденсируется. Поэтому на высоте, где температура воздуха понижается, образуются облака. Ветры переносят облака. А с ними и атмосферную влагу из одних районов океана в другие, из районов океана в районы суши. Выпадая в виде дождя, снега или града, атмосферная влага, продолжая свое движение, питает подземные воды, реки и озера, образует ледники, увлажняет почву, всасывается, а затем испаряется растениями. Лес, например, испаряет воды в 10 раз больше, чем такой же по площади водоем. Выпавшая на сушу, вода снова частично испаряется, пополняя запасы атмосферной влаги, и снова выпадает в виде осадков на землю.
Воду, которую воздушные потоки приносят с океана на сушу, реки возвращают в итоге в океан. Так совершается вечный круговорот воды в природе. При этом она переходит из одного состояния в другое, перемещается по земному шару из одних районов в другие.
Какие силы приводят в движение огромные массы воды, составляющие водную оболочку планеты, ее гидросферу?
Главная сила – солнечное тепло. Под его влиянием вода испаряется, тают снега и ледники, возникает ветер, который переносит воду из одних мест в другие. При недостатке тепла вода конденсируется.
Важную роль играет также сила тяжести, под действием которой падают дождевые капли, течет вода с более высоких мест в более низкие. Под действие силы тяжести вода просачивается вглубь земли, скользят ледники. Процесс движения воды в природе, начинаясь в Мировом океане и кончаясь в нем, носит круговой характер и называется круговорот воды в природе. Благодаря, которому вода на нашей планете не иссякает.
Круговорот воды в природе не только приводит в движение всю водную оболочку Земли, но и связывает между собой все части гидросферы в единое целое, постоянно пополняя запасы воды в различных ее частях. Однако скорость восполнения водных запасов в разных частях гидросферы неодинакова. Чаще всего происходит смена атмосферной влаги – каждые 9 суток, или 40 раз в год. Вода во всех реках на Земле полностью меняется за 12 суток, или 30 раз в год. Медленнее восполняются запасы подземных вод и вода в пустыне. Реже всего это восполнение происходит в полярных ледниках – один раз за 8 тысяч лет, в Антарктиде – за десятки миллионов лет.
С круговоротом воды происходит перемещение тепла по поверхности Земли, а так же при испарении осуществляется очистка воды. Круговорот воды в природе обеспечивает взаимосвязь гидросферы с литосферой, воздушной оболочкой Земли, растительным и животным миром.
Заключение
На Земле нет более важного вещества, чем обыкновенная вода.
От воды зависит климат планеты. Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. У неё очень большая теплоёмкость. Нагреваясь, она поглощает тепло; остывая, отдаёт его. Земная вода и поглощает, и возвращает много тепла и тем самым "выравнивает" климат. А от космического холода предохраняют Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере - в облаках и в виде паров.
Вода - главный "строительный материал", из которого состоит тело человека и всех других живых организмов.
Вода на Земле находится в трех состояниях: жидком, твердом и газообразном и может переходить из одного состояния в другое. Благодаря процессам: испарение, транспирация, конденсация все воды участвуют в мировом круговороте. Поэтому вода на Земле не иссякает.
Значение мирового круговорота воды на Земле велико. Представьте себе, что на сушу перестали выпадать атмосферные осадки, приносимые с океана. Постепенно вся вода на ней исчезнет, так как часть ее испарится, а часть стечет в океан. Без воды на суше не могут существовать ни растения, ни животные.
За счёт круговорота воды все части гидросферы тесно объединены и связывают между собой другие оболочки нашей планеты: литосферу, атмосферу, биосферу.
Без воды обойтись нельзя - это самое важное вещество на Земле.
Почему вода в океане соленая?
Время от времени мы сталкиваемся с некоторыми вопросами, относящимися к нашей Земле, которые представляются нам таинственными и на которые еще не найдено ответов. Например, наличие соли в воде океанов. Как она туда попала?
Да мы просто не знаем, как соль попала в океан! Конечно, нам известно, что соль растворяется в воде и что она попадает в океаны с дождевой водой. Соль с поверхности Земли постоянно растворяется и попадает в океан.
Но мы не знаем, можем ли мы этим объяснить наличие огромного количества соли в океанах. Если высушить все океаны, из оставшейся соли можно было бы построить стену высотой 230 км и толщиной почти 2 км. Такая стена смогла бы обогнуть по экватору весь земной шар. Или другое сравнение. Соль всех высохших океанов по объему в 15 раз больше всего европейского континента!
Обычную соль, которой мы ежедневно пользуемся, получают из морской воды, солевых источников или при разработке залежей каменной соли. Морская вода содержит 3–3,5 % соли. Внутренние моря, такие, как Средиземное море, Красное море, содержат больше соли, чем открытые моря. Мертвое море, занимая всего 728 кв. км., содержит примерно 10 523 000 000 тонн соли.
В среднем в литре морской воды содержится около 30 г соли. Залежи каменной соли в различных частях земли образовались многие миллионы лет назад в результате испарения морской воды. Для образования каменной соли необходимо, чтобы испарилось девять десятых объема морской воды; полагают, что на месте современных залежей этой соли находились внутренние моря. Они испарялись быстрее, чем поступала новая морская вода - вот и появились залежи каменной соли.
Основное количество пищевой соли добывают из каменной соли. Обычно к залежам соли прокладывают шахты. По трубам закачивают чистую воду, которая растворяет соль. По второй трубе этот раствор поднимается на поверхность.
Соль с поверхности Земли постоянно растворяется и попадает в океан.
Если высушить все океаны, из оставшейся соли можно было бы построить стену высотой 230 км и толщиной почти 2 км. Такая стена смогла бы обогнуть по экватору весь земной шар. Или другое сравнение. Соль всех высохших океанов по объему в 15 раз больше всего европейского континента!
Обычную соль, получают из морской воды, солевых источников или при разработке залежей каменной соли. Морская вода содержит 3-3,5% соли. Внутренние моря, такие, как Средиземное море, Красное море, содержат больше соли, чем открытые моря. Мертвое море, занимая всего 728 кв. км., содержит примерно 10 523 000 000 тонн соли.
В среднем в литре морской воды содержится около 30 г соли. Залежи каменной соли в различных частях земли образовались многие миллионы лет назад в результате испарения морской воды. Для образования каменной соли необходимо, чтобы испарилось девять десятых объема морской воды; полагают, что на месте современных залежей этой соли находились внутренние моря. Они испарялись быстрее, чем поступала новая морская вода - вот и появились залежи каменной соли.
Основное количество пищевой соли добывают из каменной соли. Обычно к залежам соли прокладывают шахты. По трубам закачивают чистую воду, которая растворяет соль. По второй трубе этот раствор поднимается на поверхность.
В каком океане самая соленая вода
Самым соленым из всех океанов Земли считается Атлантический океан. Несмотря на то, что он собирает пресные воды с нескольких материков, в среднем содержание солей в водах Атлантики составляет 35,30% (т.е. в 1 кг воды содержится 35,3 г соли). Для сравнения содержание солей в Индийском океане - 34,68%, а в Тихом океане - 34,56%. Правда, в северо-западной части Индийского океана соленость воды достигает 42%, зато на юге, в районе Антарктиды, эта цифра значительно меньше.
В Атлантическом же океане, чья площадь составляет 92 млн. кв. км, соль «распределена» более равномерно. Хотя и здесь соленость воды разная и зависит от количества и режима атмосферных осадков, испарения, подводных течений, полноводности рек. В тропических широтах уровень солености выше, чем в умеренных широтах Северного полушария, где несет свои воды Северо-Атлантическое течение. Наименее соленая вода в Атлантическом океане у побережья Южной Америки. А все потому, что в этом месте Амазонка выбрасывает в океан миллионы кубометров пресной воды.
Кроме того, верхние слои воды могут отличаться по составу от нижних слоев. Например, известно, что в Атлантическом океане есть свои пресные подземные источники. Самый большой источник пресной воды – «пресноводной окно» шириной в 90 кв. м - расположен восточнее п-ова Флорида.
