Какой процент массы Земли составляет вода?
Наша Земля часто сравнивается с величественной голубой жемчужиной, особенно теми избранными, кто имел шанс взглянуть на неё с орбиты. Это связано с преобладанием воды на поверхности нашей планеты. Хотя сама вода не голубая, но она отражает синий цвет, поглощая красный.
Для тех из нас, кто никогда не смотрел на Землю из космоса, тот факт, что наш мир в основном покрыт водой, является хорошо известным фактом. Но какая 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 покрывает около 71% поверхности Земли, а остальные 29% состоят из континентов и островов.
Посмотрим на это число внимательнее. 96,5% всей воды Земли содержится в океанах в виде соленой воды, а оставшиеся 3,5% — это пресноводные озера и замерзшая вода, заключенная в ледниках и полярных ледяных шапках. Эта часть пресной воды почти вся имеет форму льда: если быть точным, 69%. Если бы вы могли растопить весь этот лед, а поверхность Земли была бы идеально гладкой, то уровень моря поднялся бы до высоты 2,7 км.
Помимо воды, которая существует в форме льда, существует также ошеломляющее количество воды под поверхностью Земли. Если бы вы собрали всю пресную воду Земли в единую массу (как показано на изображении выше), то её объем оценивается примерно в 1386 миллионов кубических километров (км3). Между тем легко доступные для людей подземные воды, реки, озера и ручьи составят чуть более 10,6 млн км3, что составляет немногим более 0,7%. В этом контексте становится действительно очевидным насколько пресная вода ценная и редкая.
Если бы вы могли собрать всю воду в океане, в атмосфере, все грунтовые и поверхностные воды в шар, он бы имел всего около 950 миль (1500 км) в диаметре (большая синяя сфера). Только около 3% воды в мире будет пресной (сфера среднего размера); и только треть этой пресной воды легко доступна для людей (маленькая сфера).
Но сколько на Земле воды — сколько воды составляет реальную массу планеты? Это касается не только поверхности Земли, но и ее внутренней части. Ученые подсчитали, что общая масса океанов на Земле составляет 1.35 x 10 18 метрических тонн, что составляет 1/4400 общей массы Земли. Другими словами, хотя океаны покрывают 71% поверхности Земли, они составляют всего 0,02% от общей массы нашей планеты.
Вопрос происхождения 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 нашей планеты.
Не так давно считалось, что наша планета образовалась сухой около 4,6 миллиарда лет назад, когда высокоэнергетические столкновения небесных тел образовали расплавленную поверхность на молодой Земле. Согласно этой теории, вода попала в Мировой океан позже благодаря ледяным кометам, транснептуновым объектам или богатым водой метеороидам (протопланетам) из внешних пределов главного пояса астероидов, столкнувшихся с Землей.
Однако исследование, проведенное Океанографическим институтом Вудс-Хоул (WHOI), штат Массачусетс, еще больше отодвинуло дату этого происхождения. Согласно этому новому исследованию, возраст мировых океанов также 4,6 миллиарда лет, они возникли, когда все планеты внутренней Солнечной системы еще формировались.
Этот вывод был сделан при изучении метеоритов, которые, как считается, образовались в разное время в истории Солнечной системы. Углеродистые хондриты, самые старые метеориты, которые датированы самыми ранними днями существования Солнечной системы, обладают тем же химическим составом, что и метеориты, происходящие с протопланет, таких как Веста. Они содержат значительное количество воды.
Эти метеориты относятся к той же эпохе, когда вода образовалась на Земле — примерно через 11 миллионов лет после образования Солнечной системы. Теперь же, согласно новому исследованию, выясняется, что метеориты осаждали воду на Земле в первые дни ее существования.
Не исключая возможности того, что часть воды, которая покрывает 71% поверхности Земли в современное время, могла попасть на планету позже, эти результаты исследования предполагают, что здесь уже было достаточно воды, чтобы жизнь зародилась раньше, чем предполагалось еще недавно.
Источник
Как появились вода, почва и растения – интересно о сложном для любопытных дачников
Любой, даже начинающий, дачник в курсе, что бросив семена на сухой песок и просто забыв о них на некоторое время, богатого урожая вы не дождетесь – если всходы вообще появятся. Подавляющему большинству растений (а капризным культурным в особенности) для благополучного роста и развития нужна почва и жидкая влага.
Почва в идеале должна быть плодородной, со всеми необходимыми растению питательными веществами, а вода нужна для растворения этих веществ и их транспортировки к растительным клеткам (корни воду из почвы всасывают, а устьица на листьях – испаряют, обеспечивая непрерывный ток). Кроме того, водные растворы обеспечивают растительным тканям тургор (поэтому они такие сочные и упругие), а еще вода участвует в важнейшем для растений процессе фотосинтеза.
Сейчас это все как бы само собой разумеется даже для школьников, но пытливые огородники нет-нет да и задумаются над вечными вопросами – а откуда, когда, как и зачем вообще появились на нашей планете почва, вода и сами растения? Как сложился этот «круговорот» взаимного «сотрудничества» в природе?
Если отбросить сакраментальное библейское: «В начале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста. И создал Бог твердь, и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью.
Постараемся рассказать коротко, упрощенно и интересно о необычайно сложных и увлекательных процессах образования различных природных тел, благодаря которым мы сегодня имеем возможность заниматься своим любимым делом – огородничеством.
Как на земле появилась почва?
Что такое почва в принципе? Это природное «тело», которое образовалось в результате преобразования поверхностных слоев суши Земли и представляет собою совокупность (смесь) различных компонентов. Среди этих компонентов присутствуют как минеральные (минералы, воздух, вода), так и органические (почвенные микроорганизмы, растительные и животные остатки, отдельные химические вещества) соединения.
Наряду с другими сферическими оболочками планеты (атмосфера, литосфера, гидросфера и др.), почвенная оболочка, именуемая педосферой, выполняет множество планетарных функций, имеющих важное экологическое значение для жизни на Земле, прежде всего, для живого мира суши, включая и человека с его хозяйственной деятельностью.
Почвообразование – изначально сложный многокомпонентный био-физико-химический процесс, сильно растянутый во времени. Образовывалось многообразие почв на планете на протяжении долгих веков из поверхностных слоев горных пород под совокупным воздействием так называемых «факторов почвообразования» (геологических процессов, атмосферной влаги, солнечного тепла, растительного и животного мира). Вследствие разнообразия природных условий в разных зонах и регионах мира очень разнообразны и почвы, составляющие его почвенный покров.
Последним в систему почвообразующих факторов «встроился» фактор антропогенный – как только человечество освоило земледелие, главными для людей стали попытки увеличения плодородности почв различными агротехническими способами, но, увы, «параллельно» этому земляне активно способствуют и нарушению состава и структуры почвенного слоя планеты в силу своей другой хозяйственной деятельности (горные работы, добыча ископаемых, осушение болот и т.п.).
Пять факторов почвообразования установленные В.Докучаевым, основоположником школы научного почвоведения
Плодородие почвы – это ее способность «удовлетворять потребности растения» благодаря своему составу, агрегатному (механическому) состоянию компонентов, кислотности, насыщенности влагой и воздухом, наличию и жизнедеятельности микроорганизмов. Важно помнить, что плодородие почвы постоянно и достаточно быстро изменяется под влиянием как естественных, так и антропогенных факторов, поэтому, если хотите видеть здоровые растения и большие урожаи, следить за состоянием почвы на участке нужно постоянно.
Откуда на земном шаре появилась вода?
Что такое вода с химической точки зрения? Это неорганическое соединение, прозрачная жидкость без вкуса, цвета и запаха. Молекулы воды состоят из двух атомов водорода и одного кислорода, которые соединены между собой. При пониженных температурах жидкая вода переходит в твердое состояние (лед), а при повышенных – в газообразное (водяной пар).
Роль воды необычайно важна не только в существовании растений (о чем мы писали выше), но и в жизни всех живых существ на Земле. Вода «участвует» в глобальном кругообороте вещества и энергии, возникновении и поддержании жизни на нашей планете, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды.
Бо́льшая часть земной воды (97,54%) принадлежит Мировому океану – это соленая вода, непригодная для сельского хозяйства и питья. Пресная же вода находится в основном в ледниках (1,81%) и подземных водах (около 0,63%), и лишь небольшая часть (0,009%) – в реках и озерах.
Именно вода, а не суша, занимает большую часть поверхности планеты – более 70%. Но откуда она на Земле вообще взялась, да еще и в таких количествах?
А вот это до сих пор предмет многочисленных научных споров – на этот счет существует сразу несколько теорий. Например, три самые популярные:
- Вода на Земле образовалась из протопланетного диска, содержащего пылевые частицы с налипшими на них молекулами воды. По мнению ученых, эта материя образовалась около 4,4 млрд лет назад – то есть уже оказалась на нашей планете в момент ее формирования. В доказательство приводят исследования древнейших ископаемых базальтов Земли, в которых содержание водорода сопоставимо с таковым в древних астероидах.
- Некогда вода была занесена на Землю космическими телами. То есть астероиды, метеориты и прочие объекты из космоса при столкновениях с поверхностью новообразованной планеты привнесли в ее состав и молекулы водорода, и сами молекулы воды, которая задолго до появления Земли сформировалась в газовых облаках межзвездного пространства. В пользу этого говорит тот факт, что и сегодня многие кометы и метероиды содержат большое количество воды, идентичной земной по изотопному составу.
- Вода на Земле возникла в результате химических реакций в ее недрах. В пользу этого говорят эксперименты, в которых ученые смоделировали условия, характерные для недр Земли (температура, давление и т.д.), и при таких параметрах содержащийся в мантии диоксид кремния начал вступать в химическую реакцию с водородом, что, в частности, приводит к образованию воды. Геофизики выяснили, что такого рода реакции могут происходить на глубине от 40 до 400 км от поверхности планеты.
А еще существуют версии о миграции нашей планеты в незапамятные времена по Солнечной системе, о влиянии гиганта-Юпитера и так далее.
Каждая из этих и других гипотез имеет как свои сильные, так и слабые стороны, на которые активно указывают оппоненты. Но интересно также, что многие научные теории происхождения воды совместимы между собой – то есть наличие на Земле воды (да еще в таких огромных количествах) может объясняться комбинацией нескольких существующих гипотез.
Как и когда на земле возникли растения?
Растительное царство Земли сегодня – это сотни тысяч видов разнообразнейших жизненных форм, расселенных по всей планете. Крохотные одноклеточные водоросли и многометровой высоты гигантские деревья с мягкими нежными побегами или железной крепости прочной древесиной, буйно зеленеющие наземные и бесхлорофильные подземные растения, самостоятельные организмы и паразиты, живущие в одиночестве или колониями, сезонные эфемеры и тысячелетние старожилы.
Но как и когда на планете сформировались первые растительные организмы, давшие впоследствии такое буквально невообразимое многообразие?
Растения – это в подавляющем своем большинстве организмы-продуценты. Это значит, что они способны производить органические вещества из неорганических. Первыми такими продуцентами на Земле стали фотосинтезирующие бактерии (сейчас они представлены пурпурными и зелеными бактериями, цианобактериями), которые научились производить кислород. В частности, они существовали уже 2,8-3 млрд лет назад! Это была так называемая мезоархейская эра, когда бо́льшая часть планеты была покрыта теплым неглубоким и очень соленым океаном, в глубине которого бушевали многочисленные вулканы, Луна находилась еще очень близко к Земле, а в практически лишенной кислорода атмосфере господствовали ураганные ветры.
Пример низших растений — род зелёных водорослей. Иллюстрация из книги Эрнста Геккеля Kunstformen der Natur, 1904
Первыми же растениями в полном смысле стали ранние водоросли – они появились примерно 1,2 млрд лет назад, в мезопротерозойской эре. Среди них – и красные водоросли-багрянки, которые на сегодняшний день считаются древнейшими обнаруженными многоклеточными организмами. В современном мире именно разнообразные водоросли – главные производители органических веществ в водной среде.
Ну а дальше, как говорится, «понеслось». Растительные организмы развивались, усложнялись, дифференцировали ткани, вступали в симбиоз с другими организмами.
Сушу впервые смогли покорить, постепенно выходя со дна прибрежных и полузатопленных территорий, лишайники наряду с грибами (считается, что именно они в совокупности «подготовили» почву для первых наземных растений). Около 450-500 млн лет назад появились первые примитивные высшие сосудистые растения суши – ныне вымершие куксонии, которые размножались спорами.
Высшие растения – искусственно сформированная сборная группа, зеленые организмы, которым, в отличие от низших растений (бактерий, водорослей, лишайников и грибов), свойственна дифференциация тканей. Сегодняшняя научная классификация живых организмов несколько отличается – так, растения (с водорослями) считаются одним царством, а грибы и грибоподобные организмы (например, лишайники) – совершенно другим. Но всех их объединяет надцарство Эукариоты. Бактерии же и синезеленые водоросли (цианобактерии) вообще относят к другому надцарству – Прокариоты.
И так далее – через мохообразные, плауновидные, папоротники – к голосеменным и покрытосеменным (цветковым) растениям, получившим в итоге огромнейшее эволюционное преимущество за счет защиты семян и приспособляемости к изменяющимся условиям жизни. Подавляющее большинство современных растений в саду-огороде-цветнике и ландшафтных композициях принадлежит именно к этой последней группе, которая вообще доминирует на земной поверхности в данную эпоху.
Надеемся, вы узнали из нашего материала что-то интересное и захватывающее, благодаря чему сможете по-новому взглянуть на такие привычные элементы огородничества и садоводства.
Источник