Какая доля пресной воды содержится в ледниках
Ледник (ледники) – в общем, понятное и знакомое нам с детства понятие. Тем не менее, при более детальном изучении этого явления мы понимаем, что эта простота обманчива.
Ледник и ледники
Гляциология – наука изучающая ледники. Гляциология это широкая наука, она изучает не только л-ки, но и все природные льды.
Первая научная работа о льдах относится к 1696 году, когда Т. Вигалин защитил свою диссертацию «О кристаллических ледяных горах в Исландии», в которой он, на примере ледника Ватнайекудль, показал, что ледники двигаются.
Посмотрим определение, которое дает Леднику «Геологический словарь»:
Геологический словарь
ЛЕДНИК — естественная масса кристаллического льда и в меньшей степени — фирна, имеющая значительные размеры, образованная из атмосферных, преимущественно твердых осадков, расположенная главным образом на суше, находящаяся в движении и существующая длительное время. Зарождается Ледник выше снеговой границы, где располагается его область питания (аккумуляции); опускаясь же ниже снеговой границы, попадает в область абляции, где его продвижение зависит от соотношения аккумуляции и абляции, в связи с чем, несмотря на постоянное поступательное движение льда, конец Ледника может наступать или отступать — увеличивая или сокращая свои размеры. В зависимости от обилия снегового питания развиваются в горах и на равнинах различные типы Ледников, которые можно объединить в 3 группы: ледники горные, горно-покровные и покровные.
Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978.
Из выше написанного отметим два важных и не очевидных, на первый взгляд, свойства Ледников:
- Ледник образуется, как правило, из твердых атмосферных осадков – снега, ледяного дождя, ледяной крупы …
- Л-ки под воздействием силы тяжести находятся в постоянном движении.
Как мы уже указывали в статье Гидросфера – водная оболочка Земли, объем воды содержащейся во Льдах и Снегах приблизительно равен 24,0 миллионам км3, или 2% от всего объема вод содержащихся в Гидросфере, или почти 2/3 всех пресных вод на планете. Площадь всех л-ков составляет около 16 млн. км3.
Масса и площадь распространения льда на Земле
Ниже приведены данные по — Шумский, Кренке. 1965. С. 135
Вид льда — Ледники
- Масса, в тоннах — 2,398 х 1016 ;
- Масса, в % — 98,95;
- Площадь распространения, в млн. км2 — 16,3;
- Площадь распространения, в % — 10,9 суши;
- Среднее время существования, лет — 9 580.
Вид льда — Айсберги
- Масса, в тоннах — 7,65 х 1012 ;
- Масса, в % — 0,03;
- Площадь распространения, в млн. км2 — 63,5;
- Площадь распространения, в % — 18,7 океана;
- Среднее время существования, лет — 4,07.
Вид льда — Снежный покров
- Масса, в тоннах — 1,05 х 1013 ;
- Масса, в % — 0,04;
- Площадь распространения, в млн. км2 — 72,4;
- Площадь распространения, в % — 14,2 Земли;
- Среднее время существования, лет — 0,35-0,52.
Вид льда — Морской лёд
- Масса, в тоннах — 3,483 х 1013 ;
- Масса, в % — 0,14;
- Площадь распространения, в млн. км2 — 26,0;
- Площадь распространения, в % — 7,2 океана;
- Среднее время существования, лет — 1,05.
Вид льда — Подземный лёд
- Масса, в тоннах — (2-5) х 1014 ;
- Масса, в % — 0,83;
- Площадь распространения, в млн. км2 — 21,0;
- Площадь распространения, в % — 14,1 суши;
- Среднее время существования, лет — 30-75.
Вид льда — Атмосферный лёд
- Масса, в тоннах — 1,68 х 1012 ;
- Масса, в % — 0,01;
- Площадь распространения, в млн. км2 — 510,0;
- Площадь распространения, в % — 100 Земли;
- Среднее время существования, лет — 4 х 10-3.
Всего льда на Земле
Масса, в тоннах — 2,423 х 1016 .
Значение Ледников для Земли
Значение л-ков, для нашей планеты, трудно переоценить, л-ки это:
- Стратегические запасы пресной воды на нашей планете;
- Важное звено в круговороте воды;
- Важный элемент в системе регулирования и поддержания баланса климата;
- Источники питания многих рек нашей планеты;
- Регуляторы речного стока;
- Активный элемент формирования рельефа земли;
- Важный элемент регулирования уровня Мирового океана.
Л-ки рождаются в результате взаимодействия земного рельефа и климата нашей планеты.
Необходимо уточнить, что как указывалось выше, л-ки в большей своей части состоят из твердых атмосферных осадков, но не только. Л-ки могут частично состоять из водного льда. Скорость движения л-ков различная и может колебаться от нескольких метров до сотен метров в год. В зависимости от самого ледника и времени года.
Размеры л-ков колеблются от десятых и менее долей квадратного километра и до многих миллионов квадратных километров.
Классификация ледников
Общепринятой классификации л-ков нет, их могут классифицировать исходя из многих признаков — исходят из морфологии ледников, их высотного положения, генезиса, стадии развития … Приведем несколько примеров классификаций.
Классификация ледников исходя из их формы:
- Горные ледники — л-ки форма и движение которых, в первую очередь, определяется рельефом;
- Ледниковые покровы и купола, формы которые сглаживают практически все неровности рельефа, толщина их льда доходит до 3-4 километров (Антарктида, Гренландия … ).
Классификация исходя из температурного режима:
- Теплые л-ки (изотермические или умеренные) — л-ки, у которых, если не принимать во внимания сезонные колебания, температура держится на уровне таяния льда под давлением;
- Холодные л-ки (полярные) – л-ки, температура которых вне зависимости от внешних условий и сезонных колебаний ниже температуры плавления льда под давлением.
Исходя из морфологии ледников, Х. Альман установил такую классификацию:
- Покровные ледники;
- Сетчатое оледенение;
- Ледники вулканических вершин;
- Дендритовые и сложнодолинные ледники;
- Простые долинные ледники;
- Каровые ледники;
- Ледники склонов;
- Ледники подножий;
- Шельфовые ледники.
Мы видим, что его величество Ледник это не просто белая снежная пустыня, как большинство из нас представляли себе, а сложные природные образования, в обязательном порядке, требующие глубокого изучения.
Ледник — хранитель пресной воды
2014-10-22
Автор: Waterman
Источник
Вода покрывает огромную площадь Земного шара. На ее долю приходится около 70 % поверхности, только 3 % от всего водного запаса составляет пресная вода – та, которую мы пьем, и без которой человечество просто не может прожить.
Источники пресной воды
Для установления количества запасов необходимо понять, что же она под собой подразумевает.
Если коротко, то это вода, в которой соли (минералы) не превышают 0,1 %.
Ученые-гидрологи выделяют два типа водных ресурсов.
- Возобновляемые: реки, осадки, почвенные воды.
- Невозобновляемые: ледники, подземные источники, «застойную» воду в пресных озерах (преимущественно ледникового происхождения).
Водных запасов на планете много, но не все пригодны для комфортной жизнедеятельности человека. Из всего пресного запаса доступен для человека только 1 %, остальные спрятаны в ледниках и айсбергах.
Существует 6 источников водных ресурсов:
- самая большая доля приходится на ледники , 85 %;
- подземные воды, 13%;
- озёра, водохранилища, 0,6%;
- почвенная влага, 0,4%;
- пары атмосферы, 0,06%;
- речные источники 0,004%.
Запасы
Большинство пресной воды невозможно пить без специальной обработки. Причиной этому являются не только природные процессы (например, эрозия), но и человеческий фактор, который сыграл здесь не последнюю роль.
Общий объем пресной воды на земле около 28 253 200 км3. Распределена она неравномерно. Рассмотрим таблицу № 1.
Лидеры по годовым объемам водных ресурсов, в среднем за 2011-2019, км3 /год
| Страна | км 3/год |
| Бразилия | 8233 |
| Россия | 4498 |
| Канада | 3300 |
| США | 3069 |
| Индонезия | 2838 |
| Китай | 2739 |
| Колумбия | 2132 |
| Перу | 1913 |
| Индия | 1908 |
Наибольший запас пресной воды приходится на Бразилию. На втором месте находится наша страна.
Ледники Антарктиды содержат большое количество запасов пресной воды на Земле, если они разом растают, уровень воды Мирового океана поднимается на 70 метров.
Самым большим хранилищем в мире является расположенное в России озеро Байкал, в нем сосредоточена 1/5 всех мировых запасов.
Сибирь, озеро Байкал
Помимо него, немалая часть пресных источников содержится в Ладожском и Онежском озерах, а также в специальных водохранилищах, таких как Красноярское, Волгоградское, Самарское и др.
Состав пресной воды
Он различается в зависимости:
- залежей полезных ископаемых;
- влияния окружающей среды;
- деятельности человека.
В состав могут входить многочисленные газы (углекислый газ, углерод, кислород, азот), частички микроорганизмов, катионы (например, HCO3), анионы (например, Ca2+).
Виды и водоёмы пресной воды
Существует два вида пресной воды:
- обычная;
- пресная минеральная вода.
Последняя, в зависимости от содержания в ней солей и минералов, бывает столовой, лечебно-столовой и просто лечебной.
Если в воде искусственным путем убить одни живые организмы и добавить другие, увеличить макро и микроэлементы, то можно получить особые варианты вод: дистиллированную, талую, серебряную и др.
Чрезвычайно полезными свойствами обладает природная талая вода, которую добывают в экологически чистых районах, растапливая снег или горный лед.
В настоящий момент, большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой емкости и соответствует всем установленным требованиям чистоты.
Водоёмы пресной воды можно разделить на 3 группы: поверхностные, подземные и осадочные воды.
Поверхностные
Именно они соответствуют большинству человеческих потребностей. Их очень мало – чуть свыше 1,2 % от общего количества пресноводных источников. Это озера, ручьи, реки, ледники. Огромная их часть сосредоточена во льдах. И лишь около 21 % — в озерах. Но большую часть необходимой жидкости человек получает из рек, на которые приходится 0,49 %.
В этой группе можно также выделить и моря с океанами. Но вода в них слишком соленая и использовать ее в таком виде неприемлемо для здоровья человека.
Если удалить соли и минералы из водного раствора, можно добиться использования, хотя бы в промышленных или сельскохозяйственных целях. Но этот процесс слишком дорогостоящий, чтобы решить мировую проблему нехватки пресной воды.
Тепловая емкость пресной воды составляет 4,182 Дж / (г К), а тепловая емкость соленой — 3,993 Дж / (г К).
Пресная вода закипает быстрее соленой, поскольку соль увеличивает температуру нагревания. Учитывая, что ионы соли тяжелее молекул воды, то плотность морской воды затрудняет солевое испарение, и это слишком осложняет процесс опреснения.
Подземные
В зависимости от того, на какой глубине они располагаются, выделяют несколько групп.
- Грунтовые, поскольку они находятся недалеко от поверхности, то сильно подвержены колебаниям – во время осадков их количество увеличивается, в сухое время года их уровень понижается. Они больше склонны к загрязнению.
- Артезианские, которые относятся к важнейшим полезным ископаемым.
- Почвенные, заполняющие промежутки между частичками почвы.
- Межпластовые, наиболее постоянные и наименее загрязненные за счет своего глубокого нахождения.
- Минеральные воды, добываются из земных недр, сохраняющие естественный химический состав и защищенные от антропогенного воздействия.
Вода, получаемая из подземных источников, пополняется за счет атмосферных осадков. Но за счет роста населения и бесконтрольного потребления природных ресурсов, соблюдать этот баланс становится все сложнее и сложнее.
Осадочные
Это дожди, град, снега. Если еще относительно недавно дожди были весьма популярны для пополнения запасов пресной воды, то в настоящее время этими источниками пользуются в основном лишь сильно засушливые регионы.
Осадочную воду продолжают часто использовать для полива в садоводческих целях. Рассматривать её в качестве воды для питья сейчас довольно проблематично в связи с химическими загрязнениями и бактериальными заражениями.
На качество дождевой воды влияют такие факторы, как материалы крыш, расположения зданий, загрязненность воздуха в регионе и др.
Проблема пресной воды
Интенсивное использование невозобновляемых водных ресурсов наносит вред экологии. Дефицит воды становится ограничителем экономического роста в развивающихся странах. Рассмотрим основные проблемы.
Нехватка водных ресурсов
Многим кажется, что пресная вода это неиссякаемый природный источник. И подтверждением тому служит круговорот воды в природе. Но не все учитывают человеческую жизнедеятельность, перенаселение планеты и меняющийся в сторону потепления климат.
Огромное количество природных водоемов высыхают, сельскохозяйственная отрасль использует воду неэффективно, а потребляет ее в гораздо большем количестве, чем любая другая промышленность. Все эти факторы приводят к тому, что отсутствие достаточных запасов пресной воды становится все ощутимее.
Пути выхода из сложившейся ситуации, такие как создание водохранилищ, опреснение соленой воды, экономное расходование, пока не дают должных результатов.
Загрязнения
Выделяют природные причины и искусственно созданные причины загрязнений.
К природным относятся те процессы, которые не зависят напрямую от человека:
- грязевые потоки;
- сели;
- наводнения;
- землетрясения.
Искусственные последствия наступают в связи с человеческой деятельностью. Некоторые предприятия нередко пренебрегают экологическими нормативами и требованиями и сбрасывают отходы непосредственно в водоемы.
Выбросы в атмосферу вредных веществ от автомобильного транспорта, фабрик и заводов приводят к кислотным дождям.
Какая плотность пресной воды кг/м3
Плотность – физическая характеристика вещества, позволяет сравнивать вещества одинакового объема. Вещество, которое больше весит, обладает большей плотностью.
Плотность пресной воды напрямую зависит от температуры. С увеличением температуры её плотность постепенно начинает снижаться. Для наглядности представлена таблица № 2.
Базовая плотность при температуре от 0 до 100 С
| Температура, С | Плотность, кг/м3 |
| 999.87 | |
| 2 | 999.97 |
| 4 | 1000 |
| 6 | 999.97 |
| 8 | 999.88 |
| 10 | 999.73 |
| 12 | 999.53 |
| 14 | 999.27 |
| 16 | 998.97 |
| 18 | 998.62 |
| 20 | 998.23 |
| 22 | 997.80 |
| 24 | 997.33 |
| 26 | 996.81 |
| 28 | 996.26 |
| 30 | 995.68 |
| 32 | 995.06 |
| 34 | 994.40 |
| 36 | 993.72 |
| 38 | 993.00 |
| 40 | 992.25 |
| 42 | 991.47 |
| 44 | 990.7 |
| 46 | 989.8 |
| 48 | 989.0 |
| 50 | 988.1 |
| 52 | 987.2 |
| 54 | 986.2 |
| 56 | 985.3 |
| 58 | 984.3 |
| 60 | 983.2 |
| 62 | 982.2 |
| 64 | 981.1 |
| 66 | 980.1 |
| 68 | 978.9 |
| 70 | 977.8 |
| 72 | 976.7 |
| 74 | 975.5 |
| 76 | 974.3 |
| 78 | 973.1 |
| 80 | 971.8 |
| 82 | 970.6 |
| 84 | 969.3 |
| 86 | 968.0 |
| 88 | 966.7 |
| 90 | 965.3 |
| 92 | 964.0 |
| 94 | 962.6 |
| 96 | 961.2 |
| 98 | 959.8 |
| 100 | 958.4 |
Значения могут иметь небольшую погрешность. Очищенная питьевая будет менее плотной, чем не питьевая из природных источников, так как в ней находятся различные органические и неорганические примеси, например, частички ила, песок и т. д.
Плотность воды измеряют ареометром. Его принцип основан на законе Архимеда.
Формула для определения плотности
При пользовании формулой нужно следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно килограммах и кубических метрах.
Заключение
Пресная вода — богатство нашей планеты. Основный запас находится в труднодоступных местах — ледниках. Большой популярностью пользуется бутилированная вода. Она проходит тщательную проверку, является стерильной и соответствует качеству.
Источник
Моря не только солёные, но и умудряются таковыми оставаться, невзирая на то что в них сливается пресная вода сотен рек по всему миру.
Да, кстати, и ледники тоже пресные, и айсберги, которые от них периодически откалываются, также из пресной воды.
Ледники, пресные, потому что происходит опреснение морской воды вымораживанием.
Как известно из курса школьной программы, при медленном замораживании соленой воды вокруг ядер кристаллизации образуется пресный лед игольчатой структуры с вертикальным расположением игл льда.
Айсберг в океане.
Соответственно айсберги, которые откалываются от ледников тоже пресные, а не соленые.
Поэтому для тех кто потерпел крушение в холодных широт не пресная вода была главной проблемой, ее можно было получить растопив снег или лед, а поддержание огня для обогрева и получения воды.
Красота океана.
Океанская вода содержит растворенные солевые вещества, примерно 3,5% солей (или 35 г. / кг.) , которые и делают ее соленой.
Это растворимые соединения нитрата калия, хлорида натрия и бикарбоната.
Мертвое море. Иордания.
Интересно, что вода “Мертвого моря” имеет в 10 раз большую соленость, т.е. 35% (или 350 г. / кг.)!
Это приводит к тому, что в “Мертвом море” вы не найдете ни рыб, ни других живых существ. Только ограниченное число видов бактерий и водорослей могут выжить в таких суровых условиях. Вот почему оно называется Мертвым!
Интересно, что эту особенность соли люди хорошо используют, чтобы засолить, например, огурчики на зиму, очень долго они в соли сохраняются.
Соленые огурцы.
Из школьного курса известно, что земля в своей юности была горячей. Планета постепенно остывала, и поверхность его стала покрываться плотной коркой, которую во многих местах прорывали вулканы, из их кратеров вырывались пары воды и кислот.
Этот пар остывал планету в виде слоя облаков, и затем выпадал обратно на Землю в виде дождя, но пока не пресного, а кислотного.
Постепенно вода от этих дождей стала наполнять впадины земной коры, и так остывшая Земля покрылась первобытным океаном.
Извержения постепенно прекратились, облака рассеялись, и Земля наконец приняла облик, похожий на современный.
Красота Земли.
На Земле были участки суши, а большая часть поверхности была покрыта океаном.
И вода как мы помним была из кислотных дождей, т.е. была кислой, но, постепенно, размывая твердую поверхность, вода вымывала минеральные соли. Постепенно море становилось солёным.
Так почему же соленость океана остается практически неизменной, несмотря на впадение многочисленных рек?
Прежде всего, нужно понимать, что объем мирового океана огромен около 1338 млрд. литров соленой воды и 5000 млн. пресной воды не могут существенно разбавить “океан”.
Интересно, что до сих пор популярен миф о том, что вода, выпитая во время еды “разбавляет” желудочный сок, и её надо пить якобы за 30 минут, до начала еды. Здесь тоже имеет место заблуждение, поскольку вода, выпитая на голодный желудок, или одновременно с едой, не задерживается в проксимальном отделе желудка, а сразу попадает в дистальный отдел, оттуда быстро поступает в двенадцатиперстную кишку, в то время, как твердая пища задерживается в проксимальном отделе желудка надолго. Вода, объемом до 200-300 мл, покидает желудок в среднем в течение 5-15 минут, что в принципе делает абсурдным утверждение, что пить нужно за 30 минут до еды. Однако, если пить не воду, а чай с сахаром, то глюкоза действительно задерживается вместе с едой в проксимальном отделе. А поскольку сахара в современном мире явно переизбыток, полезнее пить чистую воду, а не сладкую “газировку”.
Полезнее пить чистую воду. Фото из свободных источников.
Вода, которая испаряется с поверхности океанов, тоже становится пресной и потом выпадает из облаков в виде дождей. Вот еще один природный способ опреснения соленой воды 🙂
Но испаряется только вода, соли же остаются. Кроме того соли восполняются со дна морей и океанов, по мере того как движение воды и волн разрушает океаническое дно, минералы растворяются в воде, и количество солей увеличивается. Так океан постоянно восполняет свою соленость.
Интересно, что и реки выносят соли тоже, поскольку содержат некоторое количество растворенных солей. Впрочем концентрация солей в озерах и реках существенно меньше, чем в океанах, поэтому их вода кажется менее солёной, чем океаническая.
Соль также добавляется в океан не только через поверхностный сток рек, но и через впускной дренаж, дождевую воду. Вода рек течет по камням и минералам, таким как известняк, которые растворяются в воде. Растворенные минеральные вещества переносятся вниз по течению в виде раствора в океан. Так же и дождевая вода просачивается через скалы, растворяя их, и еще выветривание добавляет минеральных солей. Эти растворенные минералы достигают речного потока и стекают в океан, увеличивая содержание соли на поверхности моря.
Почему обычная речная вода растворяет минералы. Это опять школьный курс, дождевая вода соединяется с углекислым газом, образуя слабые углекислоты, и когда эта вода течет по поверхности, она растворяет минералы. Растворенные минеральные и солевые вещества переносятся в виде раствора в море. Единственный способ, которым вода выходит из океана – это испарение, и при этом тоже остаются соли, происходит круговорот воды в природе.
Красота Арктики.
Интересно, что океанская вода на полюсах менее, соленая, чем на экваторе.
Океанская вода на экваторе более соленая, чем в полярных регионах, потому что солнце выше и испаряется больше воды, и остается больше соли, что делает более высокой концентрацию соли в воде.
Действующий вулкан.
Интересно, что Вулканическая активность также увеличивает соленость океана.
Когда вулканические извержения происходят в срединно-океанических хребтах, то извергнутые породы откладываются в основании океана, что добавляет солености воде в океане.
Гидротермальные источники тоже содержат много солей и минералов, что делает океаническую воду еще более соленой.
Статистика показывает, что содержание соли в большинстве океанов не менялось на протяжении миллиардов лет. Это означает, что он достиг устойчивого состояния, в котором пока не замечено никаких значительных изменений.
Глобальное потепление также способствует снижению содержания солей в океане, так как таяние льдов в полярных районах приводит к образованию пресной воды, которая разбавляет накопленные соли.
Тектоническая система и выщелачивание некоторых соединений, вероятно, также уменьшают содержание солей в дне океана.
Вероятно со временем содержание солей в мировом океане сократится, поскольку также большинство стран планируют извлекать полезные ископаемые из глубин океана, поскольку гидрологические процессы производят новые соли на дне океана, т.е. океан постепенно будет “закисляться” двигаясь в сторону своего первобытного состояния.
Если вы заметите ошибку, напишите, пожалуйста, в комментарии, я исправлю, ошибки, иногда бывают.
Если, вам было интересно, не пожалейте, лайк, и подписывайтесь на мой канал:
https://zen.yandex.ru/id/5c7a6c121cf2ee00b485dd13
тогда вы не пропустите интересные посты о путешествиях, странах и традициях разных народов мира.
Источник