Удивительный мир воды

Удивительный мир воды,
или почему туманы бывают утром?

Автор текста: Рянжин С.В.

Река Аскиз в Хакасии, Юг Сибири, Россия. Автор фото Кочурова Ольга

Вода — одно из самых удивительных и загадочных веществ на Земле. Без нее, так же как и без кислорода, жизнь была бы невозможна. Вода бывает в трех состоя­ниях — жидком, твердом и газообразном.

Больше всего на Земле жидкой воды. Но почти вся она соленая, потому что находится в океанах и морях. Прес­ная вода встречается только в реках и озерах. При охлаж­дении вода становится более тяжелой и опускается из верхних слоев водоема в нижние или, проще говоря, тонет. Поэтому осенью и зимой в океанах, морях и озерах вода не только охлаждается, но и перемешивается сверху вниз. Летом же наоборот. Вода в верхних слоях нагревается, становится более легкой и не тонет. Снизу она и летом остается более холодной и тяжелой. Да вы и сами, наверное, это замечали во время летних купаний. Ны­ряешь вниз ногами «солдатиком» и чувствуешь ногами холод, аж мурашки по коже.

Нам-то холодно, а вот большинство видов рыб как раз и любит ту глубину, где температура быстро уменьшается. Вспомните об этом на рыбалке, когда будете прикидывать, на какой глубине лучше ловить.

Ну, жидкую воду мы знаем. А как же твердая и газо­образная!? А вот как. При отрицательных температурах, т.е. при температурах ниже нуля градусов, жидкая вода превращается в снег или лед. Это и есть ее твердое состояние. Лед легче воды, поэтому он плавает. В озерах и реках лед пресный, а вот только что образовавшийся морской или океанский лед соленый. Правда, и он со вре­менем становится пресным — соли из него потихонь­ку выходят. Льда на Земле, хотя и в 40 раз меньше, чем жидкой воды, но тоже очень много. Его главные скопления находятся на Северном полюсе, а также в южном полушарии в Антарктиде. Многие вершины очень высоких гор тоже круглый год покрыты снегами и льдом. Их еще называют вечными снегами.

Если воду нагревать, она превращается в пар и испаряется. Вспомните, как кипит чайник. Пар — это и есть газообразное состояние воды. Пар бывает только пресным, даже тогда, когда образуется из соленой воды. Водяной пар не только легче воды, но и легче сухого атмосферного воздуха. Смешиваясь с сухим воздухом, водяной пар образует влажный воздух. Влажный воздух всегда легче сухого. И еще, чем теплее сухой воздух, тем больше водяного пара он может в себе содержать. Поэтому влажный теплый воздух начинает подниматься вверх от поверхности Земли в атмосферу. Но мы уже зна­ем, что чем дальше от ее поверхности, тем холоднее. Поэтому, поднимаясь вверх, влажный воздух охлаждается и уже не может содержать в себе весь водяной пар, который он, пожадничав, забрал у поверхности Земли. Пар начинает сгущаться, и из него образуются облака. В свое время они отдадут воду назад в виде дождя или снега. Но бывает и по-другому. Сухой воздух наберет вблизи поверхности Земли водяного пара, а наверх подняться не может, потому что сам он слишком холодный и тяжелый. А ночью и утром этот воздух начнет охлаждать­ся и отдавать водяной пар у поверхности Земли. Так об­разуется туман. Вот почему туманы бывают, в основном, ночью, а еще чаще утром. Кстати, то же самое происходит с воздухом в течение года. Летом он набирает влагу, а осенью, охлаждаясь, отдает ее в виде туманов. Поэтому туманы чаще бывают осенью, а реже — летом.

Почему вода в реках пресная, а в океане соленая?

Вот как происходит гигантский круговорот воды в природе

Из океанов не вытекает ни одной реки! Все реки только впадают в океаны. Почему же тогда вода в реках пресная, а в океанах и морях соленая? Оказывается, все дело

в гигантском круговороте воды в природе. Что это за круговорот? Солнце светит и нагревает воду в океане. Вода испаряется. Пресный водяной пар поднимается в атмосферу. Но, как мы уже знаем, в нижнем слое атмосферы — тропосфере — чем дальше от Земли, тем холоднее. Поэтому на большой высоте влажный воздух охлаждается и образуются облака. Ветер подхватывает их и переносит на сушу. Наверное, вы много раз замечали, как «плывут» по небу облака? А уж над сушей из облаков выпадает дождь. Но ведь пар, из которого образовался дождик, бывает только пресным! Поэтому и дождь тоже пресный. Пресная дождевая вода стекает в ручейки, а те уже текут в реки. Вода в реках хотя и пресная на вкус, но уже чуть-чуть соленая, потому что реки успевают собрать немножко солей на территории, по которым они протекают. Реки же несут свои воды в очень соленые моря и океаны, где вода опять начинает испаряться. Вот это и есть круговорот воды в природе. При испарении воды соли остаются в океанах и морях. Казалось бы, океаны и моря со временем должны становиться все более и более солеными. Ведь вода испаряется, а соли остаются! Но этого не происходит, так как пресные реки продолжают впадать в соленые океаны, как бы разбавляя их, а океанские обитатели используют часть поступающих солей в своих целях. Поэтому и остаются океаны и моря солеными, а реки пресными. Между прочим, похожий круговорот происходит во всех животных, да и в нас самих. Не верите? А вот смотрите. Мы пьем ча­ще всего пресную и сладкую воду. А когда потеем, пот всегда соленый. Это наш организм с помощью великого вещества — воды — выводит наружу не нужные ему со­ли. Поэтому полезно париться и потеть в бане. Но вот после бани всегда ужасно хочется пить. Это организм для выведения солей отдал слишком много воды и требует ее обратно. Попробуй, не дай! Поэтому, кстати, нельзя пить соленую морскую воду: слишком много солей вместе с ней поступит в ваш организм. И чтобы их потом уда­лить, придется выпить очень много пресной воды. Так что, сколько морской воды ни выпей — жажду все равно не утолишь!

Континенты среди океанов

Континенты выглядят маленькими островками среди огромных океанов

Вся поверхность Земли состоит из суши и воды. При­чем, если всю поверхность Земли принять за единицу, то суша будет занимать одну треть площади, а остальные две трети — океаны. Поэтому неудивительно, что впервые облетевшие нашу Землю космонавты назвали ее голубой планетой.

Суша — это участки земной коры, лежащие выше уровня океанов. Вся суша делится на пять материков, или, как их еще называют, континентов. Вы их увидите в масштабе, если посмотрите на рисунок, где вся по­верхность Земли-шара как бы развернута на листок бу­маги. Итак, континенты эти: Америка, Африка, Евро-Азия, Австралия и Антарктида. В свою очередь, Америка делит­ся на Северную и Южную, а Евро-Азия — на Европу и Азию. Целиком в южном полушарии лежат только Авст­ралия и ледовый континент Антарктида. А целиком в се­верном полушарии лежит только Евро-Азия. На конти­нентах располагаются равнины и холмы, горы и реки, озе­ра и болота. На географических картах равнины рисуют зеленоватыми цветами, а горы и возвышенности — ко­ричневыми. Чем выше горы, тем более темно-коричневым цветом их рисуют. На суше есть места, где гор очень много. Это — горные страны. Каждая имеет свое назва­ние: Памир и Тянь-Шань в Азии, Кордильеры в Америке и другие. Самая высокая в мире гора — Эверест (Джомолунгма) — находится в Гималаях, в Азии. Ее высота 8848 метров! Но и там уже побывали люди. И первым совершил восхожде­ние отважный  новозеландский  альпинист  Эдмунд Хиллари. А самое глубокое в мире озеро Байкал находится у нас в России. Его глубина почти 2 километра!

Самый загадочный континент — Антарктида. Он почти целиком покрыт льдами толщиной до нескольких кило­метров. Иногда огромные куски льда откалываются от Антарктиды. Такие куски называются айсбергами (слово это от двух немецких слов: «айс» — лед и «берг» — гора). Морские течения уносят айсберги далеко в океан, где они постепенно тают и исчезают. Но не дай Бог кораблю столкнуться с айсбергом! В одну из апрельских ночей 1912 года такая трагедия случилась с огромным океанским лайнером «Титаник», который столкнулся с гигантским айсбергом, получил пробоину и затонул буквально в считанные минуты, унеся с собой в океанскую пучину многие тысячи человеческих жизней. Люди в Антарктиде постоянно не живут. Там только работают ученые на научно-исследовательских станциях. Например, на самом Южном полюсе, в Антарктиде, работает американская научно-исследовательская станция «Амундсен — Скотт».

Континенты кажутся маленькими островами, окруженными со всех сторон четырьмя огромными океанами: Тихим, Индийским, Ат­лантическим и Северным Ледовитым. На географических картах океаны, моря и озера изображаются голубыми и синими цветами — чем глубже, тем более темно-синим цветом они рисуются. Самый глубокий океан — Тихий. Его наибольшая глубина почти 11 километров! Если подвесить друг за другом 10 грузовых поездов по 50 ва­гонов в каждом, то и этого будет мало, чтобы измерить такую глубину. Да и донырнуть не так-то просто. Ведь даже подводные лодки обычно плавают на глубинах не больше 400 метров. Но ученые побывали и на самом океанском дне в специальных подводных аппаратах — батисферах и батискафах.

А какая температура воды в океанах? Оказывается, чем глубже, тем холоднее. Это если нырять вниз. А если плыть на поверхности от полюса к экватору, то вода становится все теплее и теплее. Те участки океанов, кото­рые лежат между полюсами и полярными кругами, зи­мой обычно замерзают. А на самом экваторе круглый год температура воды около 30 градусов. Теплее, чем в обычном бассейне! Купайся на здоровье в любое время года!

Все океаны охвачены постоянными течениями. Что заставляет воду в океанах течь? На то есть две главные причины: ветер и сила притяжения Луны. Ветер дует, и вдоль направления ветра образуется течение воды. Чем сильнее ветер, тем сильнее течение. Кстати, у моряков есть правило: если ветер дует с севера, то его называют северным, а если течение идет с севера, то его называют южным, потому что оно направлено на юг. Так же и с дру­гими сторонами света.

Как мы уже знаем, Земля притягивает Луну, но, по закону всемирного тяготения, и Луна притягивает Землю. Саму Землю целиком ей притянуть не удается, а вот с водами океанов у Луны это отчасти получается. Луна вращается вокруг Земли, и океанская вода как бы следует за ней. Эти явления называются приливами и отливами и сопровождаются сильными приливными течениями и колебаниями уровня воды в океане или море. В некоторых местах Земли, например, в заливе Фанди в Канаде, у берега колебания уровня достигают 18 метров! Представляете, там, где несколько часов назад было глубокое море, вдруг вода ушла и можно запро­сто ходить по дну и собирать ракушки! Но не увлекайтесь! Через несколько часов начнется прилив, вода вновь хлынет сюда вместе с приливными течениями  и  все опять окажется затопленным. И так происходит изо дня в день, из месяца в месяц и из года в год. Конечно же, морякам, чтобы не попасть впросак, очень важно знать, когда начнется и когда кончится очередной прилив.

Время от времени в атмосфере над океанами образуются гигантские ветровые круговороты-воронки. В Ти­хом океане их называют тайфунами, а в Атлантическом — торнадо. Скорости ветра в тайфунах и торнадо достигают ураганных значений — десятков метров в секунду! Уче­ные давно наблюдают за их капризным нравом. Каждому тайфуну или торнадо присваивается свое имя, обычно женское. Может быть, потому, что девочки капризнее мальчиков? Двигаясь над океанами, тайфуны и торнадо разгоняют гигантские волны высотой до 5-этажного дома! Попадет корабль в такой шторм — не избежать корабле­крушения!

Волны на воде — вообще очень интересная штука. Оказывается, не все они одинаковые по высоте — одни выше, другие ниже. Понаблюдайте, когда будете на море или на озере. Моряки, например, считают, что самая вы­сокая волна — каждая девятая. Ее так и называют — «де­вятый вал». В Русском музее в Петербурге обязательно посмотрите замечательную картину художника Айвазовского «Девятый вал». На ней изображена горстка изму­ченных людей, спасающихся после кораблекрушения на чудом уцелевших обломках мачты. Кругом шторм, а эти люди с ужасом наблюдают, как на них неумолимо нака­тывается огромная, величественная и, наверное, послед­няя в их жизни волна — девятый вал.

А вообще-то самый бурный океан — это Тихий, хотя и назван был так случайно. История его названия связана с великим мореплавателем и путешественником Магелланом, который, впервые попав сюда, обнаружил океан удивительно тихим и спокойным. Поэтому Магеллан и назвал его Тихим. А самые сильные штормы в обоих полушариях бывают в районе сороковых широт. Недаром моряки их так и назвали: «ревущие сороковые».

Наука, изучающая разные стороны жизни континен­тов, называется географией, а океаны изучает океанография.

Кислотный дождь, под который лучше не попадать

Вот так образуется кислотный дождь, под который лучше не попадать

Видели вы, как дымят иногда заводские трубы? Кроме золы, пыли и углекислого газа они выбрасывают в атмос­феру еще серный и сернистый газы. Если эти газы сме­шать с водой, то получатся серная и сернистая кислоты. А это очень неприятные и опасные жидкости. Капни такой кислоты на кусочек ткани и дырку прожжешь, а попадет капля на руку — ожог получишь. Ну а если в эти кислоты бумажный рубль опустить, так он и вовсе растворится без остатка.

Так вот, выходящие из труб серный и сернистый газы встречаются на некоторой высоте с капельками воды, которые, как мы знаем, всегда есть в атмосфере. И вот вам готовые облака из серной и сернистой кислот.

А дальше заработает ветер и понесет их за многие километры от этих заводских труб. И где-то там на землю выпадет кислотный дождь. Мы-то с вами от него можем спрятаться. А как быть живой природе — растениям и животным? Ведь они привыкли к пресным дождям, а не к кислотным. Поэтому гибнут лес и его обитатели, разрушаются экологические системы. На земле кислотные дожди превращаются в кислотные ручейки и реки. Они впадают в озера и делают их безжизненными. Очень прозрачная вода — первый при­знак такого мертвого озера. Брось в него монетку — и она будет видна на дне на глубине 10 метров. Рыбы в таком озере уже не половишь. Ее там просто нет.

Но неужели люди не понимают, что делают? Оказывается, стали, наконец, понимать. В последнее время на за­водские трубы ставят специальные очистные сооружения — воздушные фильтры. Они улавливают серный и сернистый газы. Да и некоторые мертвые озера можно еще спасти. Знаете как? Если озеро небольшое, то его можно вернуть к жизни, если насыпать туда побольше обыкновенной яичной скорлупы!

Осторожно! Нефть в океане!

https://musorish.ru/wp-content/uploads/2019/02/bwaqeumj.orig_.jpg

Недавно ученые совершенно случайно обнаружили, что в самом поверхностном — сантиметровом — слое океанов, морей, озер и водохранилищ жизнь буквально бьет ключом, поражая своим многообразием. Этот тон­кий слой назвали нейстоном. Кого здесь только нет! Здесь и фитопланктон, и зоопланктон, икринки многих видов рыб, личинки, простейшие организ­мы, бактерии и мальки. Всем им хватает места, и все они прекрасно себя здесь чувствуют. Кто же угрожает этой райской жизни? Нефть!

Мы не ошибемся, если скажем, что нефть — это одна из основ современной промышленности. Из нефти выра­батывают множество полезных вещей и материалов. Да и бензин — это продукт переработки нефти. Каждый год в мире добывают несколько миллиардов тонн нефти и около половины этого количества — в морях и океанах. При морской добыче до одного процента попадает в во­ду: добыли 100 тонн — одна тонна в воду, добыли мил­лион — десять тысяч тонн в воду. Нефть легче воды. Поэтому, попадая в море, она всплывает и растекается по поверхности в виде тонкого нефтяного поверхностного слоя. К нашему счастью, часть нефти испаряется с поверхности воды, а другая часть разлагается бактериями на воду и уг­лекислый газ. Но если нефти попало слишком много, она не успевает испаряться, да и бактерии не справляются со своими обязанностями, и вся жизнь нейстона наруша­ется. Обычно это происходит, когда на 200 литров воды попадает более одного литра нефти. А такие случаи бы­вают сплошь и рядом. Серьезнейшую опасность таят, например, так называемые аварийные разливы нефти. Что это такое? Дело в том, что около одного миллиарда тонн нефти перевозят по морям каждый год танкеры. Наскочит танкер на мель, получит пробоину или, еще хуже, разломится, и потекла нефть в море. Тут уж никакие бактерии не спасут.

Одна из крупнейших катастроф произошла в 1988 году в районе американского полуострова Аляска. Огромный танкер «Эксон Валдиз» сел на мель и получил пробоину. 36 тысяч тонн нефти вылились тогда в голубые северо-американские тихоокеанские воды. Серьезно пострадал не только нейстон. Пляжи оказались под толстым слоем нефти на многие километры. Погибли несколько десятков тысяч водоплавающих птиц. Нефть растворяет жир на птичьих перьях, и холодная вода подступает не­посредственно к коже птиц, и, в конце концов, они гибнут от холода. Кроме того, испачканные нефтью птицы не мо­гут летать и становятся легкой добычей хищников. Биологи считают, что в результате аварийных разливов нефти в мире каждый год гибнет около одного миллиона водо­плавающих птиц!

Представляете, какой невосполнимый урон живой природе может принести с виду безобидная нефть!

Источник:

Рянжин С.В. Экологический букварь: Для детей и взрослых./ Сергей Валентинович Рянжин, кандидат географических наук. – М.: СПб.: Печатный двор, 1994. – 108 с.