Соотношение земли и воды на планете: Какой процент массы Земли составляет вода? / Хабр |

Содержание

Вода на Земле: Сколько её у нас на планете, и какой объём этой воды приходится на питьевую воду?

На Земле имеется примерно 1,3 зетта-литров воды, но лишь 0,12% можно использовать для потребления, промышленности и сельского хозяйства.

Во вселенной Земля выглядит как огромный голубой гигант – более двух третей её поверхности покрыто водой. Но жажду восьми миллиардов человек можно утолить объёмом меньше одного процента от её общего количества. Некоторым приходится ежедневно бороться за один лишь глоток питьевой воды.

Поверхность Земли

Обычно такую воду можно найти в реках, озерах, снеге, во льду и под землёй. Наконец, лишь 1% воды на самом деле доступен жителям этой планеты.

Однако доля питьевой воды падает ещё ниже, насчитывая лишь 0,007% от общего объема воды на нашей планете.

Страны с самыми большими запасами питьевой воды

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединённых Наций (ЮНФАО) самые большие в мире запасы питьевой воды находятся в следующих 9 странах:

Источник: FAO.org

Оказывается, что первое место занимает пятая по величине страна в мире – Бразилия, с её 8233 кубическими километрами питьевой воды. В основном благодаря реке Амазонке, её водосборной площади и субтропическому климату с обильными осадками.

Река Амазонка в Южной Америке имеет самый большой суммарный поток по сравнению со всеми реками мира.

Однако парадокс заключается в том, что в последние годы обитатели крупнейшего города Бразилии Сан-Пауло страдают от серьёзного дефицита питьевой воды.

В основном, это более бедная часть населения, обитающая на городских окраинах — на холмах, куда редко поступает вода по трубопроводу.

В частности, это происходит из-за плохого устройства канализации, недостаточной муниципальной очистки сточных вод и сухого лета два года подряд.

Озеро Байкал под угрозой

До 1/5 мировых запасов питьевой воды находится в озере Байкал. Оно находится рядом с крупнейшим сибирским городом Иркутском и считается старейшим и самым глубоким озером на Земле.

Озеро Байкал содержит до 1/5 мировых запасов питьевой воды.

Но уже в 2015 г. учёные сделали предупреждение, поскольку уровень озера упал до своего 30-летнего минимума. В настоящее время ему также угрожают планы монгольских инвесторов, намеревающихся построить два водохранилища на реке Селенге, основной реке, питающей это озеро.

Эксперты предупреждают, что это может повлечь такие же последствия, как и перемещение двух основных притоков Аральского моря в 1960-х гг. Советы отвели русла рек Амударья и Сырдарья в пустыню, где они должны были орошать поля риса, арбузов и хлопка. Вот почему Аральское озеро почти высохло за 40 лет.

Размеры Аральского озера сильно сократились, лишившись своих основных двух притоков. Слева – спутниковый снимок озера, сделанный в 1989 г., фотографии справа датированы 2014 г. Источник: Wikimedia.org

Хранение питьевой воды

По информации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), примерно 8 миллионов людей в мире не имеют доступа к чистой питьевой воде.

Свыше 3,5 миллионов человек умирает каждый год из-за болезней, вызванных потреблением грязной и нефильтрованной воды.

Девочка пьёт загрязнённую воду. Источник: Allaboutwaterfilters.com

Учитывая явление прямо пропорционального роста населения и стагнирующего уровня мировых водных потоков, по расчетам, к 2025 г. до 1,8 млрд. людей будут жить в зонах, лишенных доступа к безопасной питьевой воде.

Кризис питьевой воды в Кейптауне – они столкнулись с кризисом питьевой воды с начала 2018 г. Источник: QZ.com

Кроме того, две трети населения будет жить в областях, где вода станет драгоценным природным ресурсом из-за её непродуманного использования, избыточного роста сельхозпроизводства и ухудшения климата.

Также ввиду таких оценок ещё важнее, чем в прошлом становится планирование, реализация и использование систем очистки сточных вод. Обратитесь к нам и давайте вместе выберем подходящую систему очистки сточных вод для вас.

Поделиться статьей о социальных сетях

Сколько всего воды на Земле?

Рубрики

Поиск

СКОЛЬКО ВСЕГО ВОДЫ НА ЗЕМЛЕ?

Если посмотреть на фото того, как выглядит планета Земля во Вселенной, то она заметно выделяется свои мраморно-голубым цветом. И это не удивительно, ведь еще со школьной скамьи все мы знаем, что 2/3 поверхности составляют водные ресурсы. Вся водная оболочка нашей планеты называется гидросферой, она включается в себя Мировой океан, бассейны с поверхностными источниками, подземные ресурсы и ледники.

Наибольший водный объем находится в океанах (около 96,5%), второе место занимают ледники (1,86%), на третьем месте подземные ресурсы (1,68%) и, наконец, наименьшее количество содержится в поверхностных водах суши (0,02%), но при этом именно они являются основным источником водоснабжения и играют важную роль в жизни биосферы.

СКОЛЬКО И КАКОЙ ВОДЫ НА НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ В РАЗНЫХ ЕДИНИЦАХ ИЗМЕРЕНИЯ

Если рассматривать данный вопрос в процентном соотношении, следует отметить, что соленая водная среда занимает 97,5%, а пресная — 2,5%, из которых только 0,3% пригодны для использования человечеством. Но многих интересуют более конкретные, удобные для восприятия цифры, например, сколько литров воды на Земле? Наиболее приближенная к действительности цифра говорит о том, что на нашей планете всего 1,26 зетта-литров воды (1260 000 000 000 000 000 000 000 литров). При этом, если собрать все водные ресурсы планеты в одну емкость, получится шар диаметром 1380 км.

А знаете, сколько весит вся вода на планете? Общая масса гидросферы в килограммах, включая все ее составляющие, примерно равняется: 1,46 умноженному на 1 секстиллион (1 000 000 000 000 000 000 000) или 1,46×1000000000000000000 тонн. Это приблизительные данные, поскольку состояние ресурсов претерпевает изменения с каждым годом. Оценить водные запасы помогают специальные приборы для измерения физических, химических характеристик, разработаны научные способы измерения площадей и глубин водных масс, но многие данные имеют относительный характер, например, достаточно сложно вычислить общую массу подземных ресурсов, ведь Земля таит от человечества еще много неразгаданных тайн.

СКОЛЬКО ВСЕГО ВОДЫ НА ЗЕМЛЕ: ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ

Узнав, сколько литров и сколько весит вся вода на Земле, можно расширить свой кругозор еще и множеством интересных фактов. Например, несмотря на то, что вода покрывает примерно 70% площади нашей планеты, водные ресурсы составляют лишь почти одну тысячную ее объема, так как объем Земли 1000 млрд километров кубических, а Н2О — 1,4 млрд километров кубических. Также известны такие интересные факты, как:

лидирующую позицию среди стран с большими запасами питьевой водицы занимает Бразилия (8233 куб.км), но при этом бедная часть населения крупнейшего города Сан-Пауло страдает от ее дефицита из-за слабой развитости систем водоснабжения;

на каждого человека на планете, в среднем, приходится около 15 тыс.кубических метров пресной живительной влаги, что равняется шести олимпийским бассейнам;

70% мировых запасов пресных ресурсов задействуется в сельскохозяйственной деятельности;

почти 1/5 мировых запасов пресной воды находится в бассейне озера Байкал, которое считается старейшим и самым глубоким на планете.

Сегодня одной из важных проблем на планете является сохранение качества пресных природных водных ресурсов. Такие факторы, как существенный прирост населения, загрязнение окружающей среды в результате промышленной, сельхоздеятельности, малоэффективные системы водоочистки, недостаточный контроль за выбросом сточных вод приводят к тому, что во многих регионах вода в скором времени может стать драгоценным природным ресурсом.

Сколько процентов Земли составляет вода?

Земля – Западное полушарие. Предоставлено: НАСА/MODIS/USGS

Землю часто сравнивают с величественным голубым мрамором, особенно те немногие привилегированные, кто смотрел на нее с орбиты. Это связано с преобладанием воды на поверхности планеты. Хотя вода сама по себе не голубая, при отражении вода излучает синий свет.

Для тех из нас, кто вынужден жить на поверхности, хорошо известен тот факт, что наш мир в основном покрыт водой. Но какая именно часть нашей планеты состоит из воды? Как и большинство фактов, относящихся к нашему миру, ответ немного сложнее, чем вы думаете, и учитывает ряд различных оговорок.

Проще говоря, вода составляет около 71% поверхности Земли, а остальные 29% составляют континенты и острова.

Чтобы разбить числа, 96,5% всей воды Земли содержится в океанах в виде соленой воды, а остальные 3,5% — это пресноводные озера и замерзшая вода, запертая в ледниках и полярных ледяных шапках. Из этой пресной воды почти вся она имеет форму льда: 69%, если быть точным. Если бы вы могли растопить весь этот лед, а поверхность Земли была бы идеально гладкой, уровень моря поднялся бы на высоту 2,7 км.

Помимо воды, которая существует в форме льда, под поверхностью Земли также существует ошеломляющее количество воды. Если бы вы собрали всю пресную воду Земли вместе как единую массу (как показано на изображении выше), по оценкам, ее объем составил бы около 1 386 миллионов кубических километров (км ³ ).

Иллюстрация, показывающая всю воду Земли, жидкую пресную воду и воду в озерах и реках. Авторы и права: Говард Перлман, USGS/иллюстрация Джека Кука, WHOI

Между тем, количество воды, которая существует в виде подземных вод, рек, озер и ручьев, составит немногим более 10,6 млн км3, что составляет немногим более 0,7%. В этом контексте становится совершенно очевидной ограниченность и ценность пресной воды.

Но какая часть Земли состоит из воды — сколько воды составляет фактическую массу планеты? Это включает в себя не только поверхность Земли, но и внутреннюю часть. Ученые подсчитали, что общая масса океанов на Земле составляет 1,35 х 10 ¹⁸ метрических тонн, что составляет 1/4400 от общей массы Земли. Другими словами, хотя океаны покрывают 71% поверхности Земли, на их долю приходится лишь 0,02% общей массы нашей планеты.

Происхождение воды на поверхности Земли, а также тот факт, что на ней больше воды, чем на любой другой каменистой планете Солнечной системы, являются двумя давними загадками, касающимися нашей планеты.

Не так давно считалось, что наша планета образовалась сухой примерно 4,6 миллиарда лет назад, когда высокоэнергетические удары создали расплавленную поверхность на молодой Земле. Согласно этой теории вода попала в Мировой океан благодаря столкновению с Землей ледяных комет, транснептуновых объектов или богатых водой метеороидов (протопланет) из внешних пределов главного пояса астероидов.

Многие теории о происхождении воды на Земле связывают ее со столкновениями с кометами и астероидами. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения/Калифорнийский технологический институт.

Однако более поздние исследования, проведенные Океанографическим институтом Вудс-Хоул (WHOI) в Вудс-Хоул, штат Массачусетс, еще больше отодвинули дату их происхождения. Согласно этому новому исследованию, мировые океаны также возникли 4,6 миллиарда лет назад, когда все миры внутренней части Солнечной системы еще только формировались.

Этот вывод был сделан при изучении метеоритов, которые, как считается, образовались в разное время в истории Солнечной системы. Было обнаружено, что углеродистые хондриты, самые старые метеориты, датируемые самыми ранними днями существования Солнечной системы, имеют тот же химический состав, что и метеориты, происходящие с протопланет, таких как Веста. Это включает в себя значительное присутствие воды.

Эти метеориты относятся к той же эпохе, когда на Земле, как считалось, образовалась вода — примерно через 11 миллионов лет после образования Солнечной системы. Короче говоря, теперь кажется, что метеориты осаждали воду на Земле в первые дни ее существования.

Не исключая возможности того, что часть воды, которая сегодня покрывает 71 процент Земли, могла появиться позже, эти данные свидетельствуют о том, что здесь уже было достаточно воды, чтобы жизнь зародилась раньше, чем предполагалось.

Дополнительная информация:
вода.usgs.gov/edu/earthhowmuch.html

Предоставлено
Вселенная сегодня

Цитата :
Сколько процентов Земли составляет вода? (2014, 2 декабря)
получено 1 января 2023 г.
с https://phys.org/news/2014-12-percent-earth.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Исследовательские попытки определить наилучшее соотношение суши и океана для обитаемости экзопланет: ScienceAlert

(Дэррил Фонсека/iStock/Getty Images)

Земля примерно на 29 процентов состоит из суши и на 71 процент из океанов. Насколько важно это сочетание для обитаемости? Что это говорит нам об обитаемости экзопланет?

На Земле очень мало мест, где жизнь не может закрепиться. На общую обитаемость нашей планеты влияет множество факторов: обилие жидкой воды, тектоника плит, объемный состав, близость к Солнцу, магнитосфера и т. д.

Какую роль играет соотношение океанов и суши?

На данный момент наше понимание обитаемости довольно грубое, хотя оно и основано на доказательствах. Мы полагаемся на обитаемую зону вокруг звезд, чтобы найти потенциально обитаемые экзопланеты. Этот фактор легко установить с большого расстояния, и он основан на потенциале жидкой воды на планетах.

Мы все еще рисуем более широкую и подробную картину обитаемости, и мы знаем, что такие факторы, как тектоника плит, объемный состав, магнитосфера, состав атмосферы и давление, а также другие факторы, играют роль в обитаемости.

А как насчет соотношения океанов и суши на планете?

Новое исследование подробно изучает это соотношение. Исследование называется «Разнообразие земных фракций на планетах, подобных Земле, и последствия для их обитаемости». Статья была отправлена в журнал Astrobiology и доступна на сайте предварительной печати arxiv.org. Он еще не прошел рецензирование.

Авторы Деннис Хёнинг и Тилман Спон. Хёнинг из Потсдамского института исследований воздействия на климат в Германии, где он занимается взаимодействием между планетной физикой и науками о системе Земля.

Спон — исполнительный директор Международного института космических наук в Берне, Швейцария. Спон также был главным исследователем инструмента «крот» посадочного модуля InSight, Пакета теплового потока и физических свойств (HP3).

Тектоника плит и связанные с ней факторы лежат в основе проблемы. Тектоника плит — это движение континентальных плит по поверхности Земли, когда они движутся по верхней части мантии.

Тектоника плит по-прежнему является активной областью исследований, и даже несмотря на то, что мы узнали, есть еще много того, чего ученые не знают.

Одним из важнейших факторов тектоники плит является принцип «конвейерной ленты». В нем говорится, что по мере того, как плиты погружаются обратно в мантию на сходящихся границах плит, новая океаническая кора создается на расходящихся границах, что называется спредингом морского дна. В результате соотношение суши Земли и океана остается постоянным.

Поскольку это соотношение остается неизменным, другие факторы также остаются неизменными. И если эти факторы стимулируют биосферу, это хорошо для обитаемости. Одним из таких элементов являются питательные вещества.

Открытая земля подвержена выветриванию, которое перемещает питательные вещества по всему земному шару. Континентальные шельфы Земли являются биологически богатыми районами. Одна из причин заключается в том, что все стоки питательных веществ с континентов попадают на полки. Таким образом, континенты и их шельфы содержат большую часть биомассы Земли, в то время как в глубинах океана ее гораздо меньше.

Тепло — еще один фактор тектоники плит и пригодности для жизни. Континенты действуют как одеяло поверх мантии, помогая Земле сохранять тепло. Но этот общий эффект смягчается истощением радиоактивных элементов в мантии.

Радиоактивный распад таких элементов, как уран, в мантии создает тепло, улавливаемое эффектом одеяла континентов.

В то же время обновление земной коры посредством тектоники приносит больше этих элементов в земную кору, где их тепло отводится более эффективно.

Круговорот углерода на Земле также важен для поддержания жизни. На этот цикл влияет тектоника плит, а также соотношение суши и океана. Выветривание континентов удаляет углерод из атмосферы примерно в равновесии с углеродом, выбрасываемым из мантии вулканами.

Еще есть содержание воды в мантии. Больше воды в мантии снижает вязкость мантии, определяемую как сопротивление течению. Содержание воды в мантии является частью петли обратной связи с температурой мантии. Чем больше воды поступает в мантию, тем легче она течет. Это увеличивает конвекцию, которая выделяет больше тепла из мантии.

Как поясняется в документе, все эти факторы связаны, как правило, в петлях обратной связи.

Сочетание всех этих и других факторов на Земле создает надежную среду обитания. Если бы соотношение суши и воды на Земле было смещено в сторону большего количества суши, тогда климат был бы намного суше, а большие части континентов могли бы быть холодными, сухими пустынями, а биосфера могла бы быть недостаточно большой, чтобы создать богатую кислородом атмосферу.

И наоборот, если воды было намного больше, возможно, не хватало питательных веществ из-за континентального выветривания. Эта нехватка питательных веществ также препятствует созданию достаточно большой биосферы, необходимой для создания богатой кислородом атмосферы, необходимой для сложной жизни и более богатой биосферы.

В тектонике Земли чрезвычайно много деталей, и смоделировать их все невозможно. Тем более, что ученые не пришли к единому мнению по многим деталям. Многое из этого скрыто от исследователей. У них пока недостаточно доказательств, чтобы делать твердые выводы.

Это исследование основано на научном моделировании, чтобы понять, как планеты имеют разное соотношение суши и океана.

Хёнинг и Спон смоделировали три основных процесса, которые создают соотношение суши и океана: рост континентальной коры, обмен водой между резервуарами на поверхности и над ней (океаны, атмосфера) и в мантии, а также охлаждение мантией. конвекция.

Из статьи:

«Эти процессы связаны через мантийную конвекцию и тектонику плит с:

плавление и вулканизм, связанные с зоной субдукции, и континентальная эрозия, управляющие ростом континентов
Дегазация мантийных вод в результате вулканизма и регазация в результате субдукции, определяющая водный баланс
перенос тепла посредством мантийной конвекции, управляющей тепловым развитием».

Авторы пришли к одному фундаментальному выводу. «… распространение континентального покрова на планетах, подобных Земле, определяется соответствующей силой положительной и отрицательной обратной связи в росте континентов и взаимосвязью между тепловым покровом и истощением радиоактивных изотопов при росте континентальной коры», — пишут они.

«Неопределенность значений этих параметров представляет основную неопределенность в модели.»

Эти петли обратной связи будут присутствовать на любой планете с тектонической активностью и водой. Относительную силу этих петель трудно определить количественно. Вероятно, в популяции экзопланет задействовано невероятное количество факторов.

Ни один исследователь не может смоделировать каждый отдельный фактор, но это исследование сводится к петлям обратной связи между всеми факторами и тому, являются ли они положительными или отрицательными.

Сильная отрицательная обратная связь «… приведет к эволюции, в значительной степени независимой от начальных условий и ранней истории планеты, что подразумевало бы единственное стабильное современное значение площади континентальной поверхности», заключают они.

Однако сильная положительная обратная связь приводит к другим результатам. «Однако для сильной положительной обратной связи результат эволюции может сильно различаться в зависимости от начальных условий и ранней истории», — пишут они.

Вопрос в том, формируют ли эти же петли обратной связи экзопланеты? Могут ли экзопланеты с тектоникой плит также достичь равновесия между покрытием суши и океана? Станет ли планета примерно размером с Землю и с таким же тепловым балансом похожей на Землю с ее пригодной для жизни стабильностью?

Во-первых, исследования показывают, что возможны как наземные планеты, так и планеты-океаны, что не должно вызывать удивления. И, конечно же, мы знаем, что смешанные планеты, такие как Земля, возможны.

В предыдущей статье та же пара авторов пришла к выводу, что наиболее вероятным исходом являются наземные планеты. Следующим наиболее вероятным исходом являются планеты-океаны.

Авторы отмечают, что во всей этой работе, конечно же, есть неточности и что данных не хватает. Тем не менее, их работа проливает свет на механизмы, создающие различное соотношение суши и океана на планетах.

«Наше обсуждение направлено на то, чтобы обеспечить лучшее качественное понимание процессов обратной связи; мы признаем, что нам не хватает данных для детального понимания количественных различий», — пишут они.