Hydrosféra

Několik částí hydrosféry na první pohled.

Hydrosféry [ hydrosfɛːrə ] (ze starořeckého ὕδωρ HYDOR , německy ‚ voda ‘ a σφαίρα sphaira ‚koule‘) je jedním z pozemských sfér . Zahrnuje veškerou vodu na Zemi.

výraz

Termín hydrosféra vytvořil rakouský geolog Eduard Suess v roce 1875. Mnoho let po Suessovi byla hydrosféra dále rozdělována jinými autory.

Polský geofyzik Antoni Bolesław Dobrowolski vyvinul koncept kryosféry v roce 1923 . V roce 1939 k němu byla přidána Chionosféra (zasněžené oblasti Země), která se vrátila k sovětskému glaciologovi Stanislawovi Wikentjewitschovi Kalesnikovi. U obou termínů byl pevný stav agregace vody, vodní led , přenesen do oddělených členů zemské sféry.

Oceánská sféra je součástí hydrosféry.

S aquasférou v roce 1938 dostala kapalná voda také vlastní označení pro zemskou sféru. Slovo vytvořili učitelé ze Zanesville (Ohio), kde dominovali .

Plynný stav agregace vody, vodní páry , na druhou stranu, dosud nedostal vlastní název pro zemskou sféru. Zjevný termín sféry Vapo (r) se již používá s jiným významem. Vodní pára je tedy hlavně v atmosférické vodě. složený a spravovaný jako součást atmosféry.

Později byla hydrosféra znovu rozdělena jiným způsobem. Tentokrát to bylo rozebráno podle toho, kde se jeho vody nacházejí. V první skupině přišly vody v mořích a pod nimi . Ve druhé skupině vody stoupaly nahoru a na pevnině (do které patřily i vnitrozemské vody ). První z nich byl nazýván oceánosférou (nebo thalassosférou ), druhý byl nazýván limnosférou (nebo vnitrozemskou hydrosférou ). Atmosféra - jako třetí místo, kde bydlí voda - nebyla zohledněna. Vody nacházející se tam neměly svůj vlastní koncept zemské sféry. Koncept vodní atmosféry (atmohydrosphere) , který je k tomuto účelu nabízen, je již používán s jiným významem.

Hluboká hydrosféra

K třístrannému dělení vztahujícímu se k místu pobytu lze přidat ještě jeden výraz: Hluboká hydrosféra zahrnuje části pozemské vody, které jsou dále pod povrchem. Termín byl však vytvořen několikrát nezávisle na sobě a stále se používá s jinými výrazy.

  • Mořská hluboká hydrosféra : Mořská hluboká hydrosféra popisuje hluboké vodní vrstvy moří. Termín je zhruba synonymem pro střední a dolní části hlubokého moře . Poprvé ji vytvořil v roce 1946 americký ropný inženýr Henry Emmett Gross, který ji představil v jediné, ale opakovaně publikované eseji. Poté byl termín nejméně dvakrát znovu objeven a stále se používá.
  • lithická hluboká hydrosféra : Litická hluboká hydrosféra obsahuje vodu ve vodonosných horninových vrstvách, které jsou dále pod pevným povrchem Země. Termín sahá až k sovětskému geologovi LN Elanskému, který jako první postuloval takovou vrstvu v roce 1964. Myšlenka, že hluboké vrstvy mohou obsahovat velké množství vody, je ještě starší a lze ji vysledovat nejméně do roku 1955. Od Elanského byly tímto termínem opakovaně označovány vodonosné vrstvy v pevné geosféře . Neexistuje však shoda na tom, které vody by měly být zahrnuty do litické hluboké hydrosféry, z jaké hloubky. Najdou se čtyři různé pohledy. Následující jsou označovány jako hluboká lithická hydrosféra:
  1. Vody pórů v hlubších částech mořských sedimentů.
  2. Hluboké zvodně .
  3. Hluboká intrakrustální hydrosféra : voda několik kilometrů hluboko v zemské kůře .
  4. Sublitosférická hydrosféra : vody pod litosférou v astenosféře a horní geosférické mezofáze .

Obsah a rozsah

Hydrosféra v kombinaci s přírodními sférami Země.

„Voda nevytváří tak jednotnou nebo jasně ohraničenou vrstvu jako skála a vzduch a na rozdíl od nich přijímá všechny tři formy stavu (led, kapalná voda, vodní pára).“

- Karl Herz : ve velkém měřítku i v malém měřítku analýzy krajiny v zrcadle model : 49

Hydrosféra ukazuje strukturu, která se výrazně liší od ostatních klasických neživých sfér Země. Na rozdíl od atmosféry a litosféry vody hydrosféry nikde netvoří jednotnou skořápku, která obklopuje Zemi. Dokonce i oceány a přítoky zabírají pouze 70,8% zemského povrchu a jsou na mnoha místech prolomeny ostrovy a ohraničeny kontinenty : Země pod vodními planetami by byla Země poměrně suchá.

Pozemské vody tvoří kontinuum. Spojuje a prochází mnoha částmi Země v různých stavech agregace, v různých množstvích a v průběhu koloběhu vody zahrnujícího Zemi : Hydrosféra proniká do mnoha dalších zemských sfér. Voda se již v nepatrném množství nachází v atmosférické exosféře . Tam je to rychle mizící dědictví objektů obsahujících vodu, které padají z vesmíru na povrch Země. Voda se trvale nachází od spodního okraje termosféry až po geosférickou mezoféru . Voda neproniká pouze pevnou geosférou v puklinách a skalních pórech, ale stává se také součástí minerální struktury samotných hornin jako krystalová voda. Voda je také důležitým stavebním materiálem pro veškerý pozemský život. Bez vody by život, jaký existuje na Zemi, nebyl vůbec možný.

Hydrosféra prochází mnoha dalšími zemskými sférami. Obsahuje také biosféru .

Podle souhrnných stavů vody lze zemskou hydrosféru rozdělit na tři části: kryosféru (s chionosférou ), aquasféru a suchozemskou vodní páru . Hydrosféru lze případně rozdělit na tři části podle místa, kde se voda nachází: oceánská sféra , limnosféra a atmosférická voda . Podíl atmosférické vody není zanedbatelný. Jeden mrak cumulonimbus o průměru pět kilometrů může obsahovat až 500 000 tun vody. A atmosférické řeky mohou - jako vodní pára - přepravovat stejné množství vody jako Amazonka nebo sedm a půl až patnáctkrát tolik vody jako Mississippi .

Klasifikace suchozemské hydrosféry podle souhrnných stavů vody
Kryosféra (s chionosphere )

→ vodní led

Aquasphere

→ kapalná voda

pozemské vodní páry

→ vodní pára

1 : Také trvale v permafrostu .
2 : sníh , kroupy , mráz a další.
3 : Mraky sestávající zcela nebo převážně z ledových krystalů - cirrus , cirrocumulus , cirrostratus , incus cumulonimbus .
4 : déšť , mrholení , rosa a další.
5 : Mraky sestávající zcela nebo převážně z kapiček mraků - Altocumulus , Altostratus , Stratocumulus , Stratus , Nimbostratus , Cumulus , Cumulonimbus, stejně jako mlha a vodní pára .

Struktura pozemské hydrosféry podle místa pobytu vody
Oceánská sféra

→ Vody moří

Limnosféra

→ Vody pevniny

atmosférická voda

→ Obsah vodní vodní páry a oblačná voda

  • Kapalné vody moří (mořská voda)
  • Vody zamrzlého moře (mořského ledu) s ledovými šelfy a ledovci
  • Kapalina 1 a pevné 2 formy srážek v mořích
  • Tekuté vody a vodní led na mořském dně
  • Vnitrozemské kapalné vody
  • Zamrzlé vody vnitrozemských vod s vnitrozemským ledem, ledovcovým ledem a firnem
  • Kapalina 1 a pevné 2 formy srážek ve vnitrozemských vodách a (časově zpožděné) v suchozemských podzemních vodách
  • Tekutá voda a vodní led 3 jako spodní voda
  • Vodní pára z půdního vzduchu
  • atmosférická vodní pára
  • Vodní mraky 4 a ledové mraky 5

1 : déšť, mrholení, rosa a další.
2 : Sníh, kroupy, mráz a další.
3 : Také trvale v permafrostu.
4 : Mraky sestávající zcela nebo převážně z kapiček mraků - Altocumulus, Altostratus, Stratocumulus, Stratus, Nimbostratus, Cumulus, Cumulonimbus a také mlha a vodní pára.
5 : Mraky sestávající zcela nebo převážně z ledových krystalů - cirrus, cirrocumulus, cirrostratus, incus cumulonimbus.

Zásoby hydrosféry zde uvedené v tabulce zmiňují mnoho známějších forem existence vody na Zemi. Kromě nich existují ještě další pozemské vodní zdroje. Tyto další vodní zdroje nelze přidat do obou tabulek. Protože mají fyzikální vlastnosti nebo se nacházejí na místech, která nejsou v tabulkách zohledněna:

  • Nadkritické vody : Nadkritické vody unikají z některých hydrotermálních hlubinných pramenů . Díky své poloze jsou tyto vody přirozeně součástí oceánosféry. Na druhou stranu je také nelze klasifikovat podle jejich fyzického stavu. Protože nadkritické vody kombinují vlastnosti fyzikálních stavů kapalné a plynné.
  • Vody sublitosférické hydrosféry : Vody se nacházejí také pod litosférou. Pocházejí z minerálů obsahujících vodu, které jsou subdukovány z povrchu do nitra planety . Kvůli vysokému tlaku v zemském nitru jsou vody vytlačovány z minerálů. Sublitosférická hydrosféra začíná mnoho kilometrů pod nejhlubšími zvodněnými vrstvami . Rozkládá se na celé astenosféře a jde ještě hlouběji, alespoň dolů do přechodové zóny mezi horním a dolním pláštěm . Celkové množství vody v sublitosférické hydrosféře lze pouze odhadovat. Odhady se pohybují od 0,3krát do 2krát až po více než 2krát více vody než ve všech mořích dohromady.
Voda v padajících srážkách stále patří k atmosférické vodě, zatímco padá .
Vody v pevných srážkách na souši se nacházejí v přechodové oblasti mezi atmosférickou vodou a limnosférou, dokud se neroztají.
Množství vody v pozemské hydrosféře
Výskyt Objem [km 3 ] Proporce [%]
Všechna pozemská voda 1 2 1 385 984 000 100
Slaná voda 1 350 955 000 97,47262
Mořská voda 1 338 000 000 96,53791
slaná podzemní voda 12 870 000 0,92858
Voda ze slaného jezera 85 000
Sladkovodní 35 029 000 2,52737
zmrzlina 24 364 000 1,75788
sladká podzemní voda 10 535 000 0,76011
Vlhkost půdy 16 000
Povrchová voda 105 000
atmosférická voda 3 13 000
organická voda 1 000

1 : Nemovité vody nejsou zahrnuty . Jde o vody, které jsou chemicky vázány v minerálech. Jejich celkový objem se pro litosféru odhaduje na 250 000 000 km 3 .
2 : Nezahrnuje vody sublitosférické hydrosféry . Odhady jejich celkového objemu se pohybují mezi 401 400 000 km 3 a více než 2 676 000 000 km 3 .
3 : V globálním koloběhu vody z odpařování a srážení , zemská atmosféra je překročena 496,100 km 3 vody ročně . Výsledkem je, že veškerá atmosférická voda je kompletně vyměněna 38,16krát za rok - tj. Jednou za 9,57 dní.

Viz také

literatura

  • G. Vogt: Hydrosféra . Minneapolis, 2006.
  • F. Wilhelm: Hydrogeografie . Braunschweig, 1997.

Individuální důkazy

  1. ↑ E. Suess: Vznik Alp . Vídeň 1875, s. 158.
  2. ^ AB Dobrowolski: Historia naturalna lodu . Varšava 1923.
  3. ↑ CB Калесник: Общая гляциология . Ленинград, 1939 citováno z Chizhov OP: O hypotéze doby ledové navržené kapitánem ES Garnetem. In: Journal of Glaciology. 8, 1969, s. 226.
  4. ^ Získávají nová slova. In: Bulletin o ochraně přírody v Ohiu. 2, 1938, s. 229.
  5. ↑ LV Larsen: Metoda konstrukce polní nádoby na skladování páry . U.S. Patent 2730798, 1956.
  6. ↑ IL Wissmiller, LV Larsen: Nádoba na skladování výparů Aan Method of Makeing Same . US patent 2731 334, 1956.
  7. ↑ J. Weiner (Ed.): Výroba buničiny a papíru: bibliografie 1956 a americké patenty 1955-1956 . New York 1957, s. 420.
  8. ^ GA Hansen: Odor and Fallout Control in a Kraft Pulp Mill. In: Journal of the Air Pollution Control Association. 12, 1962, s. 409-410.
  9. ↑ AF. de Fourcroy: Prvky přírodní historie a chemie. Londýn, 1790, s. 152.
  10. ^ AW Hofmann: Zpráva o vývoji chemického umění za posledních deset let. In: The Chemical News. 33, 1876, s. 244.
  11. ^ MB McElroy: Atmosférické prostředí: Účinky lidské činnosti. Princeton 2002, s. 263.
  12. ↑ US Departmen of Commerce (Ed.): Arktida a Antarktida. In: Mezinárodní geofyzikální rok Sovětského bloku. 32, 1959, s. 18.
  13. ↑ BH Степанов: Океаносфера. Мысль, 1983.
  14. ↑ Enciclopédia brasileira mérito - svazek 19. Sao Paulo / Rio de Janeiro / Porto Alegre 1967, s. 73.
  15. ↑ A. Sofiati: Água e Turismo. In: Caderno Virtual de Turismo. 3, 2003, s. 14.
  16. ↑ JC Deelman: Mikrobiální minerální marikultury, možnost? In: Akvakultura. 1, 1972, s. 393.
  17. ↑ T. Maurer: Výzvy v přeshraniční a transdisciplinární integraci environmentálních dat ve vysoce heterogenním a rychle se měnícím světě. In: Nato Science Series. 23, 2003, s. 26.
  18. ↑ E. Winkler: O přirozeném řádu věd o Zemi. In: Geographica Helvetica. 25, 1970, s. 8 ( digitalizovaná verze ).
  19. ^ C. Emiliani: Vědecké pozadí vrtného programu, jak je uvedeno v návrhu Národní vědecké nadace. In: Národní oceánografický program - 1965: Slyšení před podvýborem pro oceánografii Výboru pro obchodní loďstvo a rybolov, Sněmovna reprezentantů Osmdesátý osmý kongres Druhé zasedání. Washington 1964, s. 90.
  20. ↑ LB Ronca: Úvod do geologie Marsu. In: Sborník spolku geologů. 81, 1970, s. 118.
  21. ^ C. Emiliani: Planeta Země: kosmologie, geologie a evoluce života a prostředí. Cambridge 1992, s. 161, 413.
  22. ^ Katterfel'd GN: Tvář Země a její původ. Springfield 1969, s. 32.
  23. ^ HE Gross: Možnosti a problémy vrtání za kontinentálními policemi. In: Petroleum Technology. 9, 1946, s. Lxiv.
  24. ^ HE Gross: Možnosti a problémy vrtání za kontinentálními policemi. In: The Oil and Gas Journal. 44, 1946, s. 58.
  25. ^ HE Gross: Možnosti a problémy vrtání za kontinentálními policemi. In: Transactions of the American Institute of Mining and Metalurgical Engineers. 170, 1947, s. 186.
  26. ↑ Cousteau JY: Muž znovu vstupuje do moře. New York 1973, s. 48.
  27. ↑ DI Groves, RM Vielreicher, RJ Goldfarb, KC Condie: Kontroly heterogenní distribuce ložisek nerostných surovin v čase. In: I. McDonald, AJ Boyce, IB Butler, RJ Herrington, DA Polya (Eds.): Mineral Deposits and Earth Evolution. Bath, 2005, s. 85.
  28. ^ F. Pirajno: Hydrotermální procesy a minerální systémy. New York 2010, s. 198.
  29. ↑ Л. Н. Еланский: Глубинная гидросфера Земли. In: Тр. Куйбышевского НИИНП. 26, 1964, s. 118-152.
  30. ↑ Л. Н. Еланский: О связи глубинной и поверхностной гидросфер Земли. In: Известиыа Академии Наук СССР, Серия геологическая. 9, 1964, s. 12-20.
  31. ^ WW Rubey: Vývoj hydrosféry a atmosféry, se zvláštním odkazem na pravděpodobné složení rané atmosféry. In: Geological Society of America Special Papers. 62, 1955, s. 631.
  32. ↑ A. Ádám: Některé výsledky magnetotellurického průzkumu v karpatské pánvi a jeho komplexní interpretace. In: Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 22, 1970, s. 223.
  33. ↑ Е. С. Гавриленко, В. Ф. Дерпгольц: Глубинная гидросфера Земли. V roce 1971.
  34. ↑ R. Meinhold: Komentáře k některým nedávným pracím na anorganické tvorbě ropy. In: Journal of Applied Geology. 19, 1973, s. 11-12.
  35. ↑ X. Zhao, J. Yin, YC. Yang: Geovědy a lidská společnost. Peking 1996, s. 37-38.
  36. ↑ NG Pisias, ML Delaney (ed.): COMPLEX - Conference on Multiple Platform Exploration Conference of the Ocean. Vancouver 1999, s. 108.
  37. ↑ MN Berdichevsky, VI Dmitriev: Magnetotellurics in the Context of the Theory of Ill -posed Problems. Tulsa 2002, s. Xi, 173-174.
  38. ^ Výbor pro velké výzkumné otázky ve vědách o pevné zemi, Národní rada pro výzkum: Původ a vývoj Země. Washington 2008, s. 64.
  39. ^ Výbor pro přezkoumání požadavků na planetární ochranu návratových misí na Mars, Národní rada pro výzkum: Posouzení požadavků na planetární ochranu na návratových misích na Mars. Washington 2009, s. 26.
  40. ↑ C. Joseph, ME Torres, RA Martin, BA Haley, JW Pohlmanc, M. Riedeld, K. Rosee: Použití 87Sr / 86Sr moderních a paleoseepových uhličitanů ze severní Cascadie k propojení toku moderní tekutiny s minulostí. In: Chemická geologie. 334, 2012, s. 122-130.
  41. ^ L. Henning (Ed.): Švédský program hlubokých vrtů Uppsala, 2010, s. 22-23.
  42. ↑ Е. С. Гавриленко, В. Ф. Дерпгольц: Глубинная гидросфера Земли . V roce 1971.
  43. ↑ MN Berdichevsky, VI Dmitriev: Magnetotellurics in the Context of the Theory of Ill -posed Problems . Tulsa 2002, s. Xi, 173-174.
  44. ↑ EV Pinneker: hydrologie obecně . Cambridge 2010, s. 37.
  45. ^ Q. Williams, RJ Hemley: Vodík v hluboké Zemi. In: Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 29, 2001, s. 365.
  46. ^ Výbor pro velké výzkumné otázky ve vědách o pevné zemi, Národní rada pro výzkum: Původ a vývoj Země. Washington 2008, s. 64.
  47. ↑ A. Kelbert, A. Schultz, G. Egbert: Globální omezení elektromagnetické indukce na variace obsahu vody v přechodové zóně. In: Příroda . 460, 2009, s. 1003-1006.
  48. ↑ K. Herz: Analýza krajiny ve velkém i malém měřítku v zrcadle modelu. In: Petermanns Geographische Mitteilungen. Doplňkový svazek 271, 1968, s. 49–50.
  49. ^ F. Wilhelm: Hydrogeografie . Braunschweig, 1997, s. 11.
  50. ↑ DD Sasselov, D. Valencia: Při hledání druhé Země. In: Spectrum of Science. 4, 2011, s. 50.
  51. ^ F. Wilhelm: Hydrogeografie . Braunschweig 1997, s. 7, 13-15.
  52. ↑ KW Jucks, DG Johnson, KV Chance, WA Traub, JJ Margitan, GB Osterman, RJ Salawitch, Y. Sasano: Pozorování OH, HO 2 , H 2 O a O 3 v horní stratosféře: důsledky pro HO x fotochemii . In: Geophysical Research Letters. 25, 1998, s. 3936.
  53. ↑ DC Catling, KJ Zahnle: Když atmosféra uniká do vesmíru. In: Spectrum of Science. 01, 2010, s. 26.
  54. ↑ LA Frank, JB Sigwarth, JD Craven . O přílivu malých komet do interpretace horní atmosféry Země II. In: Geophysical Research Letters. 13, 1986, s. 307.
  55. ↑ S. Voltmer: Kde je co v lednu 2012? - Tip měsíce. In: příroda a kosmos. 01/2012, s. 68.
  56. ↑ JM Madiedo, JM Trigo-Rodriguez, N. Konovalova, IP Williams, AJ Castro-Tirado, JL Ortiz, J. Cabrera-Caño: The říjenový Draconids Outburst. II. Chemické hojnosti meteoritů ze spektroskopie Fireball. In: Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 2013, obrat : 1304,7650
  57. ^ S. Lossow, J. Urban, H. Schmidt, DR Marsh, J. Gumbel, P. Eriksson, D. Murtagh: Zimní vodní pára v polární horní mezosféře a spodní termosféře: První satelitní pozorování pomocí Odinova submilimetrového radiometru. In: Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 114, 2009, s. D10304.
  58. ↑ A. Kelbert, A. Schultz, G. Egbert: Globální omezení elektromagnetické indukce na variace obsahu vody v přechodové zóně. In: Příroda . 460, 2009, s. 1003-1006.
  59. ^ CE Mortimer, U. Müller: Chemie . Stuttgart 2010, s. 215.
  60. ^ F. Wilhelm: Hydrogeografie . Braunschweig 1997, s. 11.
  61. ↑ RM Hazen: Vývoj minerálů. In: Spectrum of Science. 08, 2010, s. 82, 84.
  62. ↑ G. Vogel, H. Angermann: dtv-Atlas Biologie. Mnichov 1998, s. 11.
  63. ↑ L. Kaltenegger: Fascinující nové světy. In: Spectrum of Science. 06, 2013, s. 61.
  64. ↑ JR Ordway: Věda o Zemi a životní prostředí . New York 1974, s. 424.
  65. ↑ Asi 165 000 000 kilogramů vody za sekundu - RE Newell, NE Newell, Y. Zhu, C. Scott: Troposférické řeky? - Pilotní studie. In: Geophysical Research Letters. 19, 1992, s. 2401.
  66. ↑ 13 kubických kilometrů až 26 kubických kilometrů vody denně - FM Ralph, MD Dettinger: Bouře, povodně a věda o atmosférických řekách. In: Eos. 92, 2011, s. 266.
  67. ↑ MD Dettinger, BL Ingram: Další potopa. In: Spectrum of Science. 04, 2013, s. 74-81.
  68. ↑ A. Koschinsky, D. Garbe-Schönberg, S. Sander, K. Schmidt, HH. Gennerich, H. Strauss: Hydrotermální větrání za podmínek tlaku a teploty nad kritickým bodem mořské vody, 5 ° J na středoatlantickém hřbetu. In: Geologie. 36, 2008, s. 615-618.
  69. ↑ HG. Stosch: Úvod do rockové a vkladové vědy . Karlsruhe 2003, s. 96-97.
  70. ↑ S. Hüttermann: Jak voda pohání sopky. In: Spectrum of Science. 05, 2011, s. 16-18.
  71. ↑ A. Kelbert, A. Schultz, G. Egbert: Globální omezení elektromagnetické indukce na variace obsahu vody v přechodové zóně. In: Příroda . 460, 2009, s. 1003-1006.
  72. ↑ MJ Mottla, BT Glazera, RI Kaiser, KJ Meech: Voda a astrobiologie. In: Chemie Země - Geochemie. 67, 2007, s. 253-282.
  73. ^ TJ Ahrens: Skladování vody v plášti. In: Příroda. 342, 1989, s. 122-123.
  74. ^ F. Wilhelm: Hydrogeografie . Braunschweig, 1997, s. 11-12.
  75. ^ F. Wilhelm: Hydrogeografie . Braunschweig, 1997, s. 11.
  76. ↑ MJ Mottla, BT Glazera, RI Kaiser, KJ Meech: Voda a astrobiologie. In: Chemie Země - Geochemie. 67, 2007, s. 253-282 s Wilhelm F: Hydrogeographie. Braunschweig, 1997, s. 7.
  77. ^ TJ Ahrens: Skladování vody v plášti. In: Příroda. 342, 1989, s. 122-123 s Wilhelm F: Hydrogeographie. Braunschweig, 1997, s. 7.
  78. ^ F. Wilhelm: Hydrogeografie . Braunschweig, 1997, s. 12.