V Возникновение гидросферы и ее значение для физики

Существуют две основные гипотезы, объясняющие происхождение воды на Земле. Согласно одной из них, так называемой гипотезе «холодного» начала, гидросфера образовалась при нагреве и расплавлении первичного холодного пылевого облака. Гипотеза «горячего» начала предполагает, что первоначально Земля состояла из вещества, нагретого до высокой температуры. Охлаждаясь, первичное вещество разделилось на жидкую и газообразную фазы, а дальнейшее понижение температуры привело к выделению из газообразной фазы гидросферы и атмосферы. Какой же из двух гипотез отдать предпочтение? Пытаясь найти ответ на этот вопрос, ученые сравнивают состав воды, горных пород Земли и космических объектов.

Как известно, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Наряду с обычными изотопами этих элементов существуют и их более тяжелые «родственники» — дейтерий и кислород с массовым числом 17 и 18. В природной воде на миллион обычных молекул приходится 320 молекул, в которых один из атомов водорода заменен на дейтерий, 420 молекул с кислородом О¹⁷ и почти две тысячи молекул, состоящих из водорода и кислорода О¹⁸. Если справедлива гипотеза «холодного» происхождения гидросферы, то концентрация изотопа О¹⁸ в океанической воде и в древнейших горных породах Земли — гранитах и базальтах — должна была бы быть примерно одинаковой. Однако исследования показали, что в действительности горные породы содержат в среднем больше тяжелого изотопа кислорода, чем вода из океанов. Это дает возможность утверждать, что гидросфера не могла образоваться за счет выхода воды из глубоких недр Земли. Выяснилось, кроме того, что изотопный состав воды в лунных породах и в их земных аналогах примерно одинаков. Это означает, что Земля и Луна образовались из одного и того же первичного вещества. Гидросфера появилась на завершающем этапе образования планеты, и не исключено, что ее изотопный состав остался не измененным до наших дней.

Происхождение гидросферы или водной оболочки Земли связано с внутренними процессами, происходившими внутри земной коры на стадии формирования Земли как планеты. Первичная гидросфера появилась примерно 4 млрд. лет назад.

Распространение воды по поверхности планеты связано с процессами большого и малого круговорота воды в природе. Такое движение воды между всеми компонентами природы и всеми участками земной поверхности продолжается непрерывно многие миллионы лет. Круговорот воды не полностью замкнут. Часть воды, попадая, в верхние слои атмосферы разлагается под воздействием солнечных лучей на ионы кислорода и водорода и уходит в космос. Но эти незначительные потери постоянно восполняются за счет вулканических извержений, в результате которых вода поступает из недр Земли.

Самым большим звеном гидросферы является Мировой океан - это совокупность всех океанов, морей, заливов, проливов. Мировой океан занимает более 70% поверхности Земли. Он кормит людей, дает им электроэнергию, в его водах растворено много ценных химических элементов. Море - это часть океана, более или менее обособленная и отличающаяся особенностями температуры, солености, характером приливов и отливов. По происхождению моря делятся на тектонические (Красное, Карибское, Средиземное) и образовавшиеся в результате опускания суши (почти все прибрежные моря).

Основными формами рельефа океана являются шельф, материковый склон, ложе океана, глубоководная впадина. Шельф - мелководная часть, окаймляющая материк, с глубинами от 0 до 200 метров. Материковый склон - область глубиной от 200 до 2500 метров. Ложе океана - обширные пространства с глубинами 2500-6000 метров.

Дата добавления: 2014-01-20