Ciclul apei în natură: fapte interesante. Ciclul apei în natură

Ciclul apei în natură este proces complex, în care se produce o modificare a stării fizice a apei și a circulației acesteia între diferite ecosisteme. În fiecare an, apa se evaporă de pe suprafața Pământului într-o cantitate egală cu un cub, fiecare parte fiind de 80 km. Apoi se întoarce la suprafața planetei sub formă de zăpadă și ploaie. Datorită acestui fapt, viața se dezvoltă pe Pământ.

Majoritatea rezervelor de apă ale Pământului se găsesc în oceane, astfel încât 97,5% din rezervele de apă ale planetei noastre sunt lichide sărate. Partea rămasă este apă dulce și este distribuită după cum urmează:

• Ghetari si acoperiri permanente de zapada – 68,9%.
• Apele subterane (umiditatea solului, mlaștină, permafrost) – 30,8%.
• Lacuri și râuri – 0,3%

Ciclul apei în natură este un proces în care are loc schimbul constant de apă între ocean, pământ, litosferă și atmosferă. În timpul acestui schimb, apa este fie lichidă, solidă sau vapori. Nu numai că se mișcă, dar poartă și o cantitate imensă de elemente utile, fără de care pur și simplu nu ar exista viață pe Pământ.

Apa se mișcă constant în jurul planetei, în timp ce cantitatea de lichid nu s-a schimbat de-a lungul a milioane de ani, deși a fost transformată. În vremuri mai vechi, apa sub formă de lichid era în cantități mult mai mici decât este acum, deoarece principalele sale rezerve erau concentrate în ghețari. Prin urmare, acum 20 de mii de ani era posibil să călătorești cu ușurință pe uscat din Alaska în Asia sau din Franța în Marea Britanie.

Cum se întâmplă ciclul?

Circulația apei este foarte activă. În timpul zilei, pe planeta noastră cad 306 miliarde de litri de lichid, iar aceeași cantitate se întoarce în atmosferă.

Principalele puncte ale circuitului sunt următoarele:

• De la suprafața corpurilor de apă (mări, oceane, lacuri și râuri), apa se evaporă, se condensează, se adună în nori și cade sub formă de precipitații.
• Când apa se evaporă din plante, trece prin aceleași etape - evaporare (transpirație), condensare și precipitare pe sol.
• Procesul de evaporare din ghețari se numește sublimare (tranziție de la starea solidă la starea gazoasă, ocolind stadiul lichid).
• Precipitațiile care cad în munți, precum și topirea zăpezii și a gheții, duc la formarea de pâraie de munte care curg la suprafață, saturând cu apă diverse rezervoare și solul.
• Apele subterane pot furniza apă tuturor surselor de apă și plantelor terestre. Apa subterană este completată prin procesul de infiltrare (pătrundere în sol) și percolare (curgerea lichidului printr-o suprafață poroasă) a apei.

Forța motrice din spatele ciclului este energia Soarelui, care încălzește oceanul și alte suprafețe de apă. Acest lucru face ca apa să se evapore, care se transformă într-o formă gazoasă și scapă în atmosferă sub formă de abur.

După ceva timp, vaporii din atmosferă se condensează în nori și apoi revin pe pământ sub formă de precipitații - ploaie, zăpadă sau grindină. Când precipitațiile ajung la suprafața Pământului, pot reveni la forma de vapori, se pot deplasa sub formă de curenți de apă pe suprafața planetei sau pot fi absorbite de pământ (percolare).

În ecosistemele terestre, picăturile de ploaie lovesc mai întâi frunzele copacilor, arbuștilor sau iarbă înainte de a ajunge la sol. O parte din apă se evaporă imediat de pe suprafața plantelor înainte de a ajunge la sol. Restul lichidului este absorbit de sol, iar cea mai mare parte merge sub pământ.

De regulă, apa începe să se miște de-a lungul suprafeței pământului numai dacă solul este saturat cu apă. Acest lucru se întâmplă atunci când ploile sunt foarte abundente sau suprafața nu poate absorbi apa. Această suprafață ar putea fi pietre într-un ecosistem natural sau asfalt și ciment într-un mediu de oraș sau oraș.

Cât durează să apară circulația?

Mișcarea apei în natură are loc la viteze diferite. Cea de suprafață se mișcă foarte repede, în timp ce în adâncurile oceanelor, sub pământ și sub formă de gheață, circulația este extrem de lentă. Timpul de mișcare a apei în principalele rezervoare de apă ale planetei este următorul:

• Schimbul de apă al organismelor vii – 1 săptămână.
• Atmosferă – 1,5 săptămâni.
• Râuri – 2 săptămâni.
• Umiditatea în sol - de la 2 săptămâni la 1 an.
• Apa de mlaștină – de la 1 la 10 ani.
• Lacuri și rezervoare – 10 ani.
• Oceane și mări – 4 mii de ani.
• Apele subterane – de la 2 săptămâni. până la 10 mii de ani.
• Ghețari și permafrost - de la 1 mie la 10 mii de ani

În straturile superioare ale solului, rădăcinile absorb parțial apa pentru nevoile plantelor, care folosesc molecule de apă în procesul metabolic. Apa găsită în țesuturile plantelor se poate muta ulterior în corpul animalelor care le mănâncă. În ciuda acestui fapt, cea mai mare parte a apei care intră în plante este prin sistemul rădăcină, este returnat în timpul procesului de transpirație. Acest termen biologic înseamnă curgerea apei din sol în rădăcini, mișcarea prin sistemul de canale al plantei formate din celulele moarte și evaporarea prin porii din frunze (stome).

Dacă apa nu intră în plante prin sistemul radicular, ea pătrunde în straturile organice și minerale ale solului, formând apa subterană, care este situată între particulele de nisip, pietriș și fisuri în pietre.

Aceasta este o parte foarte importantă a rezervelor de lichid proaspăt. Apele subterane se deplasează lent prin porii și crăpăturile solului și ajung de obicei într-un pârâu, râu sau lac. În acest caz, apele subterane devin din nou apă de suprafață.

Unele ape subterane pot rămâne foarte adânci în straturile minerale ale solului și rămân acolo timp de milenii. Rezervoarele de apă subterană (acvifere, acvifere) sunt o sursă de apă potabilă care este furnizată oamenilor prin fântâni. În zilele noastre, apa din fântâni este adesea folosită mult mai repede decât este completată din acvifere.

De ce este nevoie de apă

Joacă de apă rol importantîn viața planetei noastre din primele zile ale apariției sale pe Pământ. La început, planeta noastră a fost o minge fierbinte. Dar treptat gazele au început să pătrundă în atmosfera sa din interiorul Pământului, inclusiv. și vapori de apă. Acest lucru a dus la răcirea scoarței terestre și a contribuit la dezvoltarea vieții, deoarece apa este o substanță extrem de importantă pentru toate ființele vii. De exemplu, corpul uman este mai mult de jumătate apă, iar dacă te uiți la celulele corpului la microscop, poți vedea că peste 70% dintre ele sunt apă. Prin urmare, oamenii, ca toate organismele terestre, au nevoie de o aprovizionare constantă și neîntreruptă apă dulce pentru supraviețuire.

Lipsa de apă dulce poate avea cele mai grave consecințe pentru diverse ecosisteme de pe planeta noastră. Prin urmare, oamenii inventează constant noi tehnologii menite să crească eficiența utilizării. resurse de apă. Acestea includ săparea puțurilor pentru a folosi apele subterane, colectarea ploii în canalizare, îndepărtarea sării din apa sărată pentru a obține apă proaspătă din oceane și mări. În ciuda acestor progrese, lichidele curate și sănătoase nu sunt întotdeauna disponibile în multe părți ale lumii.

Ciclul apei este important atât în ​​sine și este o forță motrice pentru alte tipuri de circulație. De exemplu, precipitațiile și fluxul de apă de suprafață joacă un rol imens în ciclul diferitelor elemente. Acestea includ carbon, azot, fosfor și sulf. Fluxul de apă de suprafață ajută la mutarea elementelor din ecosistemele terestre (terestre) în cele acvatice (acvatice). Ciclul apei este o componentă a diferitelor cicluri biogeochimice. Acesta este numele proceselor în care are loc participarea multiplă a diferitelor elemente în procesele care au loc în hidrosferă, atmosferă, litosferă și biosferă.

Ministerul Educației și Științei Instituția de învățământ de stat federală

Învățământul profesional secundar

„Colegiul Politehnic Chernushinsky”

Specialitatea: 130503 „Dezvoltarea și exploatarea zăcămintelor de petrol și gaze”

Abstract

Ciclul apei în natură

Completat de: Student

Grupele nr. 15

Samiev Vlas

Verificat de: Profesor

Gorbunova L.M.

Introducere 4

1. Condițiile apei 5

Ciclul apei în natură 6

3. Ciclul altor substanțe 10

Concluzia 17

Referințe 18

Introducere

Se știe că corpul uman este format din aproape 65% apă. Apa face parte din țesuturi fără ea, funcționarea normală a organismului, procesul metabolic, menținerea echilibrului termic, eliminarea produselor metabolice etc.
Pierderea unor cantități mari de apă de către organism este periculoasă pentru viața umană. În zonele calde fără apă o persoană poate muri în 5-7 zile, dar fără hrană o persoană poate trăi dacă există apă perioadă lungă de timp. Chiar și în zonele reci, o persoană are nevoie de aproximativ 1,5-2,5 litri de apă pe zi pentru a menține performanța normală.

Dacă cantitatea de apă pe care o pierde o persoană ajunge la 10% din greutatea corporală pe zi, are loc o scădere semnificativă a performanței, iar dacă crește la 25%, aceasta duce de obicei la moarte. Cu toate acestea, chiar și cu o pierdere mare de apă, toate procesele perturbate din organism sunt restabilite rapid dacă organismul este completat cu apă la niveluri normale.

Utilizați în viața de zi cu zi. Alimente și băuturi: Apa folosită pentru băut, gătit, gheață, băuturi, conserve și multe alte produse alimentare este doar o mică parte din gama sa largă de utilizări. Cu toate acestea, acest lucru necesită respectarea standardului de calitate la apă potabilă

Aplicatii industriale. Utilizarea apei în industrie depinde de natura și volumul industriei dintr-o anumită regiune. Acestea ar putea fi sisteme de răcire și încălzire, producția de alimente, reciclarea deșeurilor industriale etc.

Lipsa de umiditate servește ca un factor limitator care determină limitele vieții și distribuția sa zonală. Când lipsește apa, animalele și plantele dezvoltă adaptări pentru a o obține și a o conserva.

1. Condițiile apei

Apa în natură poate fi găsită în trei stări: solidă, lichidă și gazoasă. Apa se poate schimba de la o stare la alta - de la solid la lichid (topire), de la lichid la solid (îngheț), de la lichid la gazos (evaporare), de la gazos la lichid, transformându-se în picături de apă.

Figura 1. Starile apei: solid, lichid, gazos.

Există două tipuri de apă lichidă pe suprafața planetei: sărată și proaspătă. Apa sărată se găsește în mări și oceane, apa dulce se găsește în râuri, lacuri, pâraie, rezervoare și mlaștini. Apa subterană poate fi proaspătă sau sărată. În acest caz, acestea din urmă se numesc ape minerale.

Suprafața mărilor și oceanelor de pe Pământ este de multe ori mai mare decât aria tuturor râurilor, lacurilor, mlaștinilor și rezervoarelor combinate. Prin urmare, pe planeta noastră există de multe ori mai multă apă sărată decât apă dulce.

Apa solidă poate fi găsită sub formă de zăpadă și gheață. Gheața de pe Pământ se găsește în ghețari. Ghețarii pot fi de munte sau de acoperire. Ghetarii de munte sunt situati pe cele mai inalte varfuri muntoase, unde, din cauza temperaturilor scazute pe tot parcursul anului, zapada care cade nu are timp sa se topeasca. Cei mai mari ghețari sunt localizați în munții din Caucaz, Himalaya, Tien Shan și Pamir 1.

Gazul de apă este vapori de apă din atmosferă pe care îi vedem din sol ca nori. Norii se formează la altitudini diferite și, prin urmare, au înfățișări și forme diferite. În funcție de aceasta, norii sunt împărțiți în stratus, cirrus, cumulus etc.

Ciclul apei în natură

Ciclul apei în natură.

Apa este în continuă mișcare. Evaporându-se de la suprafața rezervoarelor, solul, plantele, apa se acumulează în atmosferă și, mai devreme sau mai târziu, cade sub formă de precipitații, refacerea rezervelor din oceane, râuri, lacuri etc. Astfel, cantitatea de apă de pe Pământ nu se schimbă, ci doar își schimbă formele - acesta este ciclul apei în natură. Din toate precipitațiile care cad, 80% cad direct în ocean. Pentru noi, restul de 20% care cade pe uscat prezintă cel mai mare interes, deoarece majoritatea surselor de apă folosite de oameni sunt completate tocmai din acest tip de precipitații. Mai simplu spus, apa care cade pe uscat are două căi. Sau acesta, adunându-se în pâraie, râuri și râuri, ajunge în lacuri și rezervoare - așa-numitele surse deschise (sau de suprafață) de captare a apei. Sau apa, care se scurge prin sol și straturile subsolului, completează rezervele de apă subterană. Apele de suprafață și subterane constituie cele două surse principale de alimentare cu apă. Ambele resurse de apă sunt interconectate și au atât avantajele, cât și dezavantajele lor ca sursă de apă potabilă.

Ciclul apei este unul dintre cele mai mari procese de pe suprafața globului. El se joacă rol principalîn legarea ciclurilor geologice şi biotice. În biosferă, apa, mișcându-se continuu dintr-o stare în alta, face mic și grozav grozav s. Evaporarea apei de la suprafața oceanului, condensarea vaporilor de apă în atmosferă și precipitațiile de la suprafața oceanului formează un mic ciclu. Dacă vaporii de apă sunt transferați de curenții de aer către pământ, ciclul devine mult mai complicat.

În acest caz, o parte din precipitații se evaporă și se întoarce în atmosferă, cealaltă hrănește râurile și rezervoarele, dar în cele din urmă se întoarce din nou în ocean prin râu și scurgeri subterane, completând astfel ciclul mare. O proprietate importantă a ciclului apei este că, interacționând cu litosfera, atmosfera și materia vie, leagă împreună toate părțile hidrosferei: oceanul, râurile, umiditatea solului, ape subteraneși umiditatea atmosferică. Apa este cea mai importantă componentă a tuturor viețuitoarelor. Apa subterană, pătrunzând prin țesutul vegetal în timpul procesului de transpirație, introduce săruri minerale necesare vieții plantelor în sine 2 .

Cea mai lentă parte a ciclului apei este activitatea ghețarilor polari, care reflectă mișcarea lentă și topirea rapidă a maselor glaciare. Cel mai activ Cursul de schimb după umiditatea atmosferică diferă de apele râurilor, care se modifică în medie la fiecare 11 zile. Reînnoirea extrem de rapidă a principalelor surse de apă dulce și desalinizarea apei în procesul ciclului sunt o reflectare a procesului global de dinamică a apei de pe glob.

Ciclul apei de pe suprafața Pământului este format din 520 de mii de km de cădere și aceeași masă de apă care se evaporă. În același timp, 109.000 km cad pe continente pe an, iar 72.000 km se evaporă. Diferența de 37.000 km este valoarea digitală a debitului total al râului. Mai multă apă se evaporă de pe suprafața Oceanului Mondial (448.000 km) decât precipitațiile (441.000 km). Diferența este acoperită de scurgerea râului.

Un ciclu imens al apei însoțește procesul de creare a materiei organice. Oxigenul eliberat de plante se formează în timpul reacției de fotosinteză din cauza divizării apei. Cu toate acestea, doar aproximativ 1% din apa care trece din sol prin plante în atmosferă este consumată pentru fotosinteză. Pentru a crește 1 chintală de grâu, plantele trebuie să treacă prin cel puțin 10.000 kg de apă. Conform calculelor, în timpul formării biomasei planetare a tuturor organismelor vii existente în prezent, ca urmare a fotosintezei, a fost divizată o cantitate de apă care este de 3,5 ori mai mare decât cantitatea găsită în toate râurile lumii.

Timpul necesar pentru ca toată apa de pe planeta noastră să treacă prin sistemul ciclului biologic poate fi determinat după cum urmează. Masa totală de apă din învelișurile exterioare ale Pământului - scoarța terestră, hidrosfera și atmosfera este de 160.000.000 de miliarde de tone. Masa de apă captată de producția anuală de organisme fotosintetice este de aproximativ 800 de miliarde de tone/an. Perioada de circulație completă a întregii ape în procesul de formare a materiei vii este de aproximativ 2 milioane de ani. Astfel, întreaga masă enormă a hidrosferei Pământului de peste 2 milioane de ani trece prin organisme vegetale, a căror masă este neglijabilă în comparație cu învelișul de apă.

Mișcările circulare ale apei nu se limitează la suprafața Pământului. O cantitate semnificativă de apă este prezentă în roci sub formă de peliculă și apă de pori și chiar mai mult este inclusă în compoziția mineralelor formate în zona de hipergeneză. Toate mineralele argiloase, oxizii de fier și alți compuși comuni în această zonă conțin apă. Se estimează că un strat de 16 kilometri din scoarța terestră conține aproximativ 200 de milioane de km de apă. Intrând în zonele adânci ale scoarței terestre, formele de apă legate sunt eliberate treptat și incluse în procese metamorfice, magmatice și hidrotermale. Cu gaze vulcanice și izvoare termale, apele adânci ajung la suprafață.

3. Ciclul altor substanțe

Ciclul carbonului

Carbonul din biosferă este adesea reprezentat de cea mai mobilă formă - dioxidul de carbon. Sursa de dioxid de carbon primar din biosferă este activitatea vulcanică asociată cu degazarea seculară a mantalei și orizonturile inferioare ale scoarței terestre.

Migrarea dioxidului de carbon în biosfera Pământului are loc în două moduri. Prima modalitate este de a o absorbi în timpul fotosintezei cu formarea de substanțe organice și îngroparea ulterioară a acestora în litosferă sub formă de turbă, cărbune, șist de munte, materie organică dispersată și roci sedimentare.

Astfel, în epoci geologice îndepărtate cu sute de milioane de ani în urmă, o parte semnificativă din materia organică fotosintetizată nu a fost folosită nici de consumatori, nici de descompunetori, ci s-a acumulat și a fost treptat îngropată sub diverse sedimente minerale. Fiind în roci de milioane de ani, acest detritus sub influența temperaturilor și presiunii ridicate (proces de metamorfizare) s-a transformat în ulei, gaz naturalși cărbunele, ce anume - depindea de materialul sursă, durata și condițiile de rezidență în roci. Acum extragem cantități enorme din acești combustibili fosili pentru a ne satisface nevoile energetice și, prin arderea lor, completăm, într-un fel, ciclul carbonului. Dacă nu ar fi acest proces din istoria planetei, probabil că omenirea ar avea acum surse de energie complet diferite și poate o direcție complet diferită în dezvoltarea civilizației 3 .

În al doilea mod, migrarea carbonului se realizează prin crearea unui sistem de carbonați în diverse rezervoare, unde CO2 se transformă în H3CO3, HCO31-, CO32-. Apoi, cu ajutorul calciului (mai puțin frecvent magneziul) dizolvat în apă, carbonații CaCO3 sunt precipitați prin căi biogene și abiogene. Apar strate groase de calcar. Alături de acest ciclu mare al carbonului, există și o serie de cicluri mici ale carbonului pe suprafața terestră și în ocean.

Pe terenurile unde există vegetație, dioxidul de carbon atmosferic este absorbit în timpul fotosintezei în timpul zilei. Noaptea, o parte din ea este eliberată de plante în mediul extern. Odată cu moartea plantelor și animalelor la suprafață, substanțele organice sunt oxidate pentru a forma CO2. Un loc special în ciclul modern al substanțelor îl ocupă arderea masivă a substanțelor organice și creșterea treptată a conținutului de dioxid de carbon din atmosferă asociată cu creșterea producției industriale și a transportului.

Figura 3. Ciclul carbonului.

Ciclul oxigenului

Oxigenul este cel mai activ gaz. În biosferă, există un schimb rapid de oxigen din mediu cu organismele vii sau cu rămășițele lor după moarte.

În compoziția atmosferei pământului, oxigenul se află pe locul al doilea după azot. Forma dominantă a oxigenului în atmosferă este molecula de O2. Ciclul oxigenului din biosferă este foarte complex, deoarece intră în mulți compuși chimici din lumea minerală și organică.

Oxigenul liber din atmosfera modernă a pământului este un produs secundar al procesului de fotosinteză în plantele verzi și a acestuia. cantitate totală reflectă echilibrul dintre producția de oxigen și procesele de oxidare și degradare a diferitelor substanțe. A venit un moment în istoria biosferei Pământului când cantitatea de oxigen liber a atins un anumit nivel și s-a dovedit a fi echilibrată în așa fel încât cantitatea de oxigen eliberată a devenit egală cu cantitatea de oxigen absorbită 4 .

Ciclul azotului

Când materia organică putrezește, o parte semnificativă din azotul conținut în ele este transformată în amoniac, care, sub influența bacteriilor trificatoare care trăiesc în sol, este apoi oxidat în acid azotic. Acesta din urmă, reacționând cu carbonații din sol, de exemplu cu carbonatul de calciu CaCO3, formează nitrați:

2HN03 + CaCO3 = Ca(NO3)2 + COS + H0H

O parte din azot este întotdeauna eliberată în timpul descompunerii sub formă liberă în atmosferă. Azotul liber este eliberat și în timpul arderii substanțelor organice, în timpul arderii lemnului, cărbunelui și turbei. În plus, există bacterii care, dacă nu există un acces insuficient de aer, pot lua oxigen din nitrați, distrugându-i și eliberând azot liber. Activitatea acestor bacterii detrifiante duce la faptul ca o parte din azotul din forma disponibila plantelor verzi (nitrati) devine inaccesibila (azot liber). Astfel, nu tot azotul care a făcut parte din plantele moarte se întoarce înapoi în sol; o parte din ea este eliberată treptat în formă liberă.

Pierderea continuă de compuși minerali cu azot ar fi trebuit să ducă cu mult timp în urmă la încetarea completă a vieții pe Pământ dacă nu ar exista procese în natură pentru a compensa pierderea de azot. Astfel de procese includ, în primul rând, descărcări electrice care apar în atmosferă, în timpul cărora se formează întotdeauna o anumită cantitate de oxizi de azot; acestea din urmă produc acid azotic cu apă, care este transformat în nitrați în sol. O altă sursă de completare a compușilor de azot din sol este activitatea vitală a așa-numitelor azotobacterii, care sunt capabile să asimileze azotul atmosferic. Unele dintre aceste bacterii se stabilesc pe rădăcinile plantelor din familia leguminoaselor, determinând formarea de umflături caracteristice - „noduli”, motiv pentru care sunt numite bacterii nodulare. Asimilând azotul atmosferic, bacteriile nodulare îl prelucrează în compuși de azot, iar plantele, la rândul lor, îl transformă pe acesta din urmă în proteine ​​și alte substanțe complexe.

Astfel, în natură are loc un ciclu continuu de azot. Cu toate acestea, în fiecare an, cele mai bogate părți din plante, precum cerealele, sunt îndepărtate de pe câmp odată cu recolta. Prin urmare, este necesar să adăugați îngrășăminte în sol pentru a compensa pierderea elementelor nutritive esențiale ale plantelor.

Figura 4. Ciclul azotului.

Ciclul fosforului și sulfului

Fosforul face parte din gene și molecule care transferă energie în interiorul celulelor. Fosforul se găsește în diferite minerale ca fosfationul anorganic (PO43-). Fosfații sunt solubili în apă, dar nu volatili.

Plantele absorb PO43- din soluția apoasă și încorporează fosforul în diverse compuși organici, unde apare sub formă de așa-numitul fosfat organic. Fosforul trece prin lanțurile trofice de la plante la toate celelalte organisme din ecosistem.

Cu fiecare tranziție, există o probabilitate mare de oxidare a unui compus care conține fosfor în timpul respirației celulare pentru a furniza energie organismului. Când se întâmplă acest lucru, fosfatul din urină sau analogul său este eliberat înapoi în mediu, după care poate fi din nou absorbit de plante și poate începe un nou ciclu.

Spre deosebire, de exemplu, de dioxidul de carbon, care, oriunde este eliberat în atmosferă, este transportat liber în ea de curenții de aer până când este din nou absorbit de plante, fosforul nu are fază gazoasă și, prin urmare, nu se „întoarce liber”. ” la atmosferă. Intrând în corpurile de apă, fosforul saturează și uneori suprasaturează ecosistemele.

Practic, nu există cale de întoarcere. Unii s-ar putea întoarce pe uscat cu ajutorul păsărilor care mănâncă pește, dar aceasta este o parte foarte mică din total și ajunge și lângă coastă. Depozitele de fosfat oceanic se ridică deasupra suprafeței apei în timp, ca urmare a proceselor geologice, dar acest lucru are loc de-a lungul a milioane de ani.

În consecință, fosfatul și alți nutrienți minerali din sol circulă în ecosistem doar dacă „deșeurile” care le conțin sunt depuse în locurile în care acest element este absorbit. Acesta este practic ceea ce se întâmplă în ecosistemele naturale. Atunci când oamenii interferează cu funcționarea lor, ei perturbă ciclul natural, transportând, de exemplu, culturile împreună cu nutrienții acumulați din sol pe distanțe lungi către consumatori.

Figura 5. Ciclul fosforului.

Sulful se găsește în natură atât în ​​stare liberă (sulf nativ), cât și în diverși compuși. Compușii sulfului cu diferite metale sunt foarte des întâlniți. Printre compușii sulfului, sulfații, în principal calciu și magneziu, sunt de asemenea obișnuiți în natură. În cele din urmă, compușii sulfului se găsesc în plante și animale.

Sulful este utilizat pe scară largă în economia națională. În forma sa de culoarea sulfului, sulful este folosit pentru a ucide anumiți dăunători ai plantelor. De asemenea, este folosit pentru prepararea chibriturilor, ultramarin (vopsea albastră), disulfură de carbon și o serie de alte substanțe.

Ciclul sulfului are loc în atmosferă și litosferă. Sulful intră în atmosferă sub formă de sulfați, anhidridă sulfurică și sulf din litosferă în timpul erupțiilor vulcanice, sub formă de hidrogen sulfurat datorită descompunerii piritei (FeS2) și a compușilor organici. Sursele antropice de sulf care intră în atmosferă sunt centralele termice și alte instalații în care se ard cărbunele, petrolul și alte hidrocarburi, iar sulful pătrunde în litosferă, în special în sol, prin îngrășăminte și compuși organici 5 .

Transferul compușilor sulfului în atmosferă se realizează prin curenți de aer și cade pe suprafața pământului fie sub formă de praf, fie cu precipitații sub formă de ploaie (ploaie acide) și zăpadă.

Pe suprafața Pământului, în sol și în corpurile de apă, compușii sulfați și sulfiți sunt legați cu calciul pentru a forma gips (CaSO4). În plus, sulful este îngropat în roci sedimentare cu resturi organice de origine vegetală și animală, din care se formează ulterior cărbunele și petrolul.

În sol, schimbarea compușilor cu sulf are loc cu participarea sulfobacteriilor care folosesc compuși de sulfat și eliberează hidrogen sulfurat, care, atunci când este eliberat în atmosferă și oxidat, se transformă din nou în sulfați. În plus, hidrogenul sulfurat din sol poate fi redus la sulf, care este oxidat la sulfați prin bacterii denitrificatoare.

Concluzie

Una dintre descoperirile remarcabile ale geochimiei este de a stabili că mișcarea multor elemente chimice are loc sub formă de procese circulare – cicluri. Aceste elemente sunt cele care compun scoarta terestra, învelișuri lichide și gazoase ale planetei noastre. Circulația lor poate avea loc într-un spațiu limitat și pe perioade scurte de timp, sau poate acoperi întregul partea exterioară planete și perioade uriașe. În același timp, ciclurile mici sunt incluse în altele mai mari, care împreună formează cicluri biogeochimice colosale. Sunt strâns legate de mediul înconjurător.

În biosferă, ca în orice ecosistem, există un ciclu constant de carbon, azot, oxigen, fosfor, sulf și alte elemente chimice. Energia intră în ecosisteme în timpul fotosintezei și este disipată în principal sub formă de căldură atunci când organismele o folosesc pentru a funcționa. Din cauza pierderii continue de energie, este necesar ca aceasta să intre în mod egal continuu în ecosisteme sub formă de energie solară. În schimb, apa și nutrienții trec printr-un ciclu continuu.

Subiectul pe care l-am discutat este foarte relevant în lumina situației moderne de mediu. Apa este sursa vieții pe pământ. Dar, după cum se dovedește, nu este infinit. Faptul este că poluarea resurselor de apă ale pământului este în prezent de natură globală.

Este foarte important să se asigure „naturii” funcționarea normală a ciclurilor sale metabolice de bază.

Referințe

Zaharov E.I., Kachurin N.M., Panferova I.V. Bazele ecologie generală: Manual. indemnizatie. - Tula: TulSTU, 2002.

Mirasov O.B. Fizica este peste tot în jurul nostru. - M., 2006.

Nebel B. Ştiinţa de mediu: Cum funcționează lumea: În 2 volume - M.: Mir, 2006.

Odum Yu. Ecologie: În 2 vol. - M.: Mir, 2003.

Reimers N. F. Conservarea naturii și inconjura o persoana miercuri. – M., 2004.

Semenov V.P. Kashina O.M. Procese fizice în natură. - M., 2006.

Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Ecologie. - M.: Mai sus.

scoala, 2006.

Fazilov N.R. Fizica naturii. - M., 2000. Apă este în mișcare constantă

1. . Se evaporă cu... Gyre substanțe în (2)

   natură

   . Se evaporă cu... Rezumat >> Ecologie apă substanțe în. . Se evaporă cu... Rezumat >> Ecologie apă substanțe în V Rezumat >> Ecologie(ciclul hidrologic) - proces de mișcare ciclică în biosfera pământului. Constă din... precipitații și scurgeri, numite Rezumat >> Ecologie apă substanțe în. gir Precipitații atmosferice

2. . Se evaporă cu... Rezumat >> Ecologie (2)

   parțial evaporat, parțial...

   Rezumat >> Geografie în biosfera pământului. Constă din... precipitații și scurgeri, numite Rezumat >> Ecologie Legătură Legătură litogenă , cu alte cuvinte, participarea underground-ului apă apă Rezumat >> Ecologie ciclul apă Rezumat >> Ecologie, foarte divers. ... V Rezumat >> Ecologie foarte slab exprimat. Adânc sub pământ , în comparație cu Rezumat >> Ecologie ciclul - fenomen natură

3. . Se evaporă cu... Rezumat >> Ecologie (1)

   foarte...

   Raport >> Ecologie Rezumat >> Ecologie Sfârșitul „ciudaliilor” neexplorate . Se evaporă cu... Rezumat >> Ecologie apă substanțe în . Se evaporă cu... Rezumat >> Ecologie apă substanțe în iar existența vieții este posibilă.

4. Fazilov N.R. Fizica naturii. - M., 2000.(ciclul hidrologic) - proces... - fenomen

   miracol

   Ghid de studiu >> Ecologie Note didactice « Fazilov N.R. Fizica naturii. - M., 2000.(ciclul hidrologic) - proces... lectie extracurriculara natură" Completat de: student anul 3... si stare? Cum se întâmplă Rezumat >> Ecologie apă substanțe în ciclu Rezumat >> Ecologie? Care sunt rezervele sale pe... proprietăți remarcabile Fazilov N.R. Fizica naturii. - M., 2000. si spune: " - fenomen cu adevarat este un miracol

În biosfera Pământului, masele de apă se mișcă în mod constant, formând un ciclu închis. Acest proces se numește ciclul apei în natură, a cărui diagramă se găsește adesea în manualele de științe naturale. Dacă trebuie să scrieți un raport pe tema „Ciclul hidrologic în natură”, atunci acest material vă va fi util și vă va ajuta să obțineți o înțelegere mai profundă a naturii și a proprietăților sale.

Concepte de bază

Ciclul hidrologic este un proces de mișcare regulată a lichidului în spațiu, iar studiul său a făcut posibilă înțelegerea mecanismului de acțiune: energia acționează pe suprafața pământului și oceanului, umiditatea, încălzirea, este transformată în abur, ale cărui molecule se ridică. în atmosferă și sunt concentrate sub formă de nori. La intrarea în zone cu temperaturi scăzute, moleculele se condensează și cad sub formă de precipitații. Deci, sub influența energiei solare și a răcirii, procesul se repetă la nesfârșit.

Etape și procese principale

Cum are loc ciclul apei în natură? Ciclul hidrologic complet include mai multe etape importante:

• evaporare;
• condensarea aburului în straturile atmosferice;
• căderea sa sub formă de precipitații pe sol;
• filtrare prin sol;
• lichid care intră în fluxurile subterane;
• absorbția lichidului din sol de către plante;
• participarea la reacțiile biochimice ale organismelor vii.

Etapele ciclului sunt uneori reduse la minimum:

• apa se evaporă;
• se concentrează în straturile atmosferice;
• precipită sub formă lichidă, solidă sau sub formă de vapori.

Un astfel de gir apare adesea pe suprafața unui corp mare de apă, cum ar fi un ocean. Ciclul hidrologic este circular- aceasta înseamnă că toate etapele se repetă în mod constant, asigurând astfel mișcarea continuă a lichidului în natură.

De asemenea, se caracterizează prin următoarele procese:

• precipitația este precipitația de apă pe sol sub formă de ploaie, zăpadă, grindină și ceață;
• Interceptarea sedimentelor este procesul de precipitare care nu cade în sol sau în corpurile de apă, ci pe copaci și alte plante. O astfel de umiditate se evaporă imediat fără a intra în sol;
• Scurgerea este modul în care apa se mișcă prin pământ;
• infiltrarea este intrarea lichidului în sol și filtrarea acestuia;
• pâraiele subterane sunt pâraiele subterane care sunt situate în zona de aerare;
• evaporarea apei este trecerea moleculelor de la starea lichidă la starea de vapori;
• sublimare - trecerea moleculelor de la starea solidă la starea de vapori;
• depunere - trecerea moleculelor de la starea de vapori la starea solidă;
• advecția este mișcarea moleculelor de apă (în orice stare) prin;
• condensare - formarea de abur în nori;
• evaporare - mișcarea vaporilor sub influența energiei solare din sol și plante în atmosferă;
• percolare - mișcarea apei prin sol sub influența...

Ciclul hidrologic- Acesta este un proces complex care durează de la câteva zile la câțiva ani. Oceanul este complet reînnoit în 3200 de ani - asta înseamnă că toată apa din el se evaporă și revine înapoi în aceeași perioadă.

Interesant! Daca toata apa care se evapora anual este distribuita intr-un strat uniform pe toata suprafata, vei obtine un strat gros de un metru!

Ciclul hidrologic

Tipuri de cicluri

Oamenii de știință împart ciclul hidrologic în mai multe tipuri, în funcție de scara și teritoriul lor. Există 5 tipuri principale:

1. Ciclul global al apei - lichidul din oceane se evaporă și cade sub formă de precipitații peste pământul continental, iar ulterior se întoarce în ocean cu ajutorul râurilor și canalelor de scurgere;
2. Mic - lichid de la suprafața mării, evaporat sub influența soarelui, revine sub formă de precipitații;
3. Ciclul interior - apare numai pe uscat;
4. Ciclul geologic are loc în interior, când oceanul comunică cu pâraiele subterane;
5. Global – deschis, inclusiv toate tipurile de cicluri.

Cum are loc ciclul apei în natură și care sunt caracteristicile fiecărui ciclu. Acest lucru este unic fenomen natural, datorită căruia toată viața de pe Pământ are acces la nutrienți.

Interesant! Pe parcursul unui an, până la 520.000 de lichide se evaporă de pe suprafața Pământului și revin sub formă de precipitații.

Ciclul mondial în natură

Sens

De ce să știi ciclul hidrologic iar principiile sale de funcționare sunt cu adevărat importante? Importanța ciclului în natură este greu de subestimat, deoarece:

• este o legătură de legătură pentru întreaga hidrosferă;
• substanțele vitale se mișcă constant în jurul Pământului, ajungând locurile potrivite, hrănesc solul, plantele și microorganismele;
• curăță și filtrează oceanele lumii;
• reglează clima.

Utilizarea irațională a apei poate duce la probleme ciclul hidrologicși provoacă consecințe ireparabile pentru întregul Pământ și pentru locuitorii săi.

Cum să explici acest concept copiilor

Nu este greu de explicat pentru copii, folosind concepte simple sau prezentând totul sub forma unui basm. Le puteți arăta un desen schematic simplu și le puteți spune într-un mod accesibil despre fiecare proces descris:

1. Apa pe care o bem este consumată și de plante și animale, deoarece conține multe substanțe utile;
2. Apa trăiește în ocean și râuri, precum și în subteran;
3. Soarele încălzește foarte mult oceanul și începe să se enerveze. Când apa din ibric stă pe foc mult timp, se enervează și iese prin gura de scurgere. Deci o parte din lichidul din ocean se transformă în abur;
4. Pe cer, aburul se simte singur și se înghesuie. Iar rezultatul sunt nori și nori care zboară peste pământ, mânați de vânt;
5. Soarele nu se încălzește noaptea, așa că aburul încetează să mai fie supărat și se transformă înapoi în lichid, care cade din nor pe pământ, unde reface râurile care se varsă în ocean;
6. Totul se repetă de la început.

Concluzie

Când explicați copiilor ciclul apei în natură, nu uitați de ajutoarele vizuale și folosiți un fierbător de apă, cuburi de gheață și abur. Cel mai important lucru este să arăți că lichidul este resursă importantăși trebuie tratat cu grijă. Drept urmare, pentru a înțelege dacă copiii au învățat lecția sau nu, merită să le puneți întrebarea „Care este ciclul apei în lume?” și ascultă-le răspunsurile. Dacă ai explicat totul bine, vei primi răspunsul corect.

Apa este în continuă mișcare. Se mișcă constant dintr-o stare în alta, se mișcă în spațiu. Aceste schimbări se numesc ciclul apei în natură. În această lecție vom repeta acele proprietăți ale apei care sunt necesare pentru circulație, vom învăța cum se evaporă apa din diferite suprafete cum se formează norii și norii, de ce Ninge, grindină și ploaie, unde dispare apa sub pământ și de ce cantitatea totală de apă de pe Pământ rămâne neschimbată. Să vorbim despre rolul apei în natură.

Subiect: Natura neînsuflețită

Lecția: Ciclul apei în natură

Apa este cea mai mare bogăție de pe Pământ, deoarece este o condiție indispensabilă pentru viață.

Orez. 1. Mare bariera de recif. Corali, pești ()

Apa este artistul talentat al naturii, deoarece vaporii de apă dispersați în aer ne permit să percepem splendoarea culorilor apusului și răsăritului.

Apa este un constructor priceput, schimbând în mod constant aspectul Pământului.

Apa este principala substanță din natură, una dintre minunile ei.

În general, solidele sunt mai grele decât aceleași substanțe în stare lichidă. De exemplu, o bucată de fier se scufundă în fier topit, iar un cub de plumb se scufundă în plumb topit. Gheața nu se scufundă în apă. Dacă arunci o bucată de gheață într-un recipient cu apă, aceasta nu se va scufunda, ci va pluti la suprafață. Când apa îngheață, ocupă mai mult volum decât înainte; se extinde, așa că gheața este mai ușoară decât apa. Numai această proprietate este suficientă pentru a distinge gheața, starea solidă a apei, de serie solide ca o excepție.

Orez. 6. Gheața plutește la suprafața apei ()

O altă proprietate remarcabilă a apei este capacitatea de a fi simultan în toate cele trei stări și de a trece de la una la alta (de la solid la lichid, de la lichid la gazos și solid etc.).

Orez. 7. Nor - vapori de apă, picături de apă și bucăți de gheață ()

Acest lucru poate fi verificat chiar și în condiţiile de viaţă: Există picături de apă pe capacul unei oale cu apă clocotită - acesta este vapori de apă care s-au evaporat de la suprafața apei încălzite și s-au răcit în aer, transformându-se înapoi în apă. Dacă agitați aceste picături în apă, în timp, se vor transforma din nou în abur și apoi înapoi în apă. Aceasta este circulația apei într-o tigaie care stă pe aragaz.

Orez. 8. Oală cu apă clocotită ()

Ciclul apei are loc și în natură. Forța motrice pentru mișcarea apei este caldura solara. Soarele încălzește apa, care în natură se găsește peste tot - în râuri, lacuri, mări, oceane, sol, sub pământ; roua, ceața și norii sunt și ei ceață. Apa se găsește în toate organismele vii. Soarele încălzește apa și se evaporă de pe suprafața rezervoarelor, a solului și a plantelor. De exemplu, vara o pădure evaporă mai multă umiditate decât un lac din aceeași zonă. Cea mai mare parte a aburului este evaporată de oceanele lumii. Apa din el este sărată, iar apa care se evaporă de la suprafața sa este proaspătă. Astfel, oceanul este fabrica mondială de apă dulce, fără de care viața pe Pământ este imposibilă.

Orez. 9. Ciclul apei în natură ()

Vaporii de apă caldă se ridică în sus, unde temperatura aerului este mult mai rece, 0 grade, astfel că vârfurile muntilor sunt mereu acoperite cu zăpadă și gheață. În partea de sus, vaporii de apă se răcesc, transformându-se în picături minuscule de apă și bucăți de gheață.

Orez. 10. Ciclul apei în natură ()

Din ei se formează norii,

pe care vântul o poartă pe cer, treptat este din ce în ce mai multă umiditate, norii se transformă în nori,

iar apa se întoarce la suprafața pământului sub formă de ploaie, zăpadă și grindină.

Precipitațiile cad departe de locul unde s-a evaporat această apă.

Călătoria apei nu se termină aici, ea curge în jos de pe dealuri și înălțimi, formând pâraie care alimentează râurile, iar râurile se varsă în mări și oceane, completând pierderile datorate evaporării, de unde apa se evaporă din nou și totul se repetă. iar si iar.

O parte din apa care cade ca precipitatii se infiltreaza prin sol spre stratul de argila rezistent la apa si iese la suprafata sub forma unor izvoare. Apa subterană (subterană) se varsă și în râuri și în oceanele lumii. Aceasta este o parte foarte importantă a ciclului apei în natură. Dacă nu ar exista ape subterane, râurile s-ar usca și s-ar umple cu apă numai după ploaie și topirea zăpezii.

Orez. 16. Ciclul apei în natură ()

Nu toată apa se întoarce de pe uscat în ocean în același timp. Ea persistă cel mai mult în ghețari (sute de mii de ani) și în apele subterane adânci.

Rădăcinile copacilor absorb picături de apă cu minerale dizolvate în el și substanțe utile, hrănind trunchiul și frunzele. Soarele încălzește frunzele și umezeala se evaporă de pe suprafața lor.

Orez. 17. Picături de apă pe frunze ()

Așa are loc ciclul continuu al apei în natură. Apa „călătorește” în mod constant, dar cantitatea sa totală rămâne neschimbată.

Să numim proprietățile apei, fără de care ciclul apei în natură ar fi imposibil:

1. Trecerea apei în stare gazoasă - evaporare.

2. Trecerea apei de la starea gazoasă la starea lichidă (condens) și solidă.

3. Fluiditatea apei.

Apa de ploaie și zăpadă - curată apa naturala, dar când cade pe pământ, se contaminează cu substanțe de la suprafața sa.

Resetați apa rezidualaîn corpuri de apă - foarte problema serioasa poluarea mediului.

În lecția următoare vom vorbi mai mult despre precipitații, ceață și nori.

1. Vakhrushev A.A., Danilov D.D. Lumea din jurul nostru 3. M.: Ballas.
2. Dmitrieva N.Ya., Kazakov A.N. Lumea din jurul nostru 3. M.: Editura Fedorov.
3. Pleshakov A.A. Lumea din jurul nostru 3. M.: Educație.

1. Elemente ().
2. Studiem și conservăm rezervoare ().
3. Cunoașterea este putere ().

1. Compune scurt test(4 întrebări cu trei variante de răspuns) pe tema „Apa din jurul nostru”.
2. Faceți un mic experiment: turnați o jumătate de pahar de apă într-o cratiță cu capac transparent și lăsați-o pe pervaz, astfel încât să fie încălzită de căldura soarelui. Descrie ce se va întâmpla, explică de ce.
3. *Desenați mișcarea apei în natură. Dacă este necesar, scrieți legende pe desen.

Trecerea de la o stare de agregare la alta. Fără ea, creșterea plantelor și existența vieții în forma cu care suntem familiarizați sunt imposibile.

Aproape toată (aproximativ 97%) din apa Pământului este conținută în. O cantitate mică de apă este blocată în ghețari.

Diagrama ciclului apei în natură

Pentru a simplifica înțelegerea ciclului apei în natură, acesta este împărțit în patru etape principale, prezentate în diagrama de mai sus.

Etapa nr. 1 - Evaporare

Ceață deasupra apei

Ciclul hidrologic începe în ocean, unde căldura solară se transformă apa de mareîn alin. Aburul sunt picături mici de apă care plutesc în aer. Acest proces se numește evaporare. Evaporarea apei din alte corpuri de apă și plante din cauza căldurii afectează și procesul global al ciclului apei din întreaga lume.

Etapa nr. 2 - Condens

nori

Vaporii de apă se ridică pe cer, iar pe măsură ce temperatura aerului scade odată cu altitudinea, se condensează. Deci, pe care o vedem adesea pe cer.

Etapa nr. 3 - Precipitații

Ploaie

Vântul împinge norii pe cer, iar atunci când nu mai pot reține umiditatea acumulată, precipitațiile cad sub formă de ploaie sau zăpadă.

Etapa nr. 4 - Acumulare

Apa care cade la pământ din nori permite plantelor să crească și ne oferă apă de băut. Cea mai mare parte a apei se varsă în lacuri și râuri și se revarsă în ocean. Apoi procesul ciclului apei în natură începe din nou.

Ciclul apei acasă

Unul dintre cele mai bune moduri aflați despre ciclul apei - vedeți-l în acțiune. Demonstrația poate prezenta toate cele patru etape ale ciclului hidrologic: evaporare, condensare, precipitare și acumulare. Deși vedem unele etape ale ciclului apei la noi viata de zi cu zi Demonstrarea acestui proces într-un container oferă o mai bună înțelegere a acestuia. Experiența va fi interesantă nu numai pentru școlari, ci va captiva și copiii preșcolari.

Mai jos este o modalitate simplă de a crea un ciclu artificial al apei acasă.

Luați un recipient mare de plastic și umpleți-l până la 1/4 apă fierbinte. (Apa fierbinte nu este o condiție importantă, dar favorizează evaporarea rapidă.) Adăugați câteva lingurițe de sare pentru a simula salinitatea oceanelor. Puneți un alt recipient mai mic în interiorul recipientului mai mare de apă. Poziționați-o pe cea mai mică astfel încât să fie mai sus decât cea din jur apă sărată, și a rămas goală. Acest recipient va colecta în cele din urmă sedimente.

Acoperiți bine recipientul cu folie transparentă. Filmul joacă rolul norilor care plutesc deasupra Pământului și creează un loc pentru acumularea condensului. Puneți câteva cuburi de gheață deasupra filmului. Gheața răcește „norii”, facilitând condensarea apei evaporate.

Așteptați ca gheața să se topească. Timpul de așteptare depinde de cum apă fierbinte a fost la începutul experimentului, precum și temperatura camerei. Acest lucru poate dura de la câteva minute la o oră. După un timp, ar trebui să vedeți condens sub film. Apoi vor începe precipitațiile. Prin părțile clare ale recipientului, veți putea vedea mici „picături de ploaie” condensate care se vor picura în recipientul mai mic. Acestea vor fi precipitații.

Cu ajutorul mai multor pași simpli ai reușit să creezi un ciclu al apei acasă.