В каком виде в грунтах встречается вода: В каком виде в грунтах встречается вода?

Форма выпуска удобрений для рассады
Ничего эффективнее и удобнее, чем жидкие подкормки, для рассады еще не придумано. Поэтому выбираем или жидкость, или быстрорастворимые гранулы, таблетки, порошки. Нас интересуют именно те удобрения, которые специально выпускаются для жидких подкормок и в сухом виде не вносятся. Если это порошок или гранулы, то расход у них небольшой, а выпускаются они в маленьких пакетиках.

Состав удобрений: что должно быть в удобрениях для рассады
В удобрение для рассады обязательно должны входить: азот (N), калий (K), фосфор (P или P2O5), мезо- и микроэлементы (магний, железо, бор, цинк и другие).

Микроэлементы нужны в хелатной, а не в сульфатной форме. Сульфаты для подкормки рассады не подходят: в растворе они распадаются на ионы с электрическим зарядом и потому легко связываются частицами почвы. Во-первых, это делает их менее доступными для растений, во-вторых, накапливаясь в небольшом объеме почвы, ионы металлов из полезных элементов превращаются в яд. Не всегда производитель указывает на упаковке форму микроэлементов, но обычно в удобрение все-таки кладут хелаты. Если нет точной информации, на всякий случай убедитесь хотя бы в том, что на упаковке нет слова «сульфат» или химических формул, заканчивающихся на «SO4».

Дозировка удобрений для рассады

Обязательно посмотрите, как производитель рекомендует применять удобрение для рассады. Общее правило: концентрация должна быть в 2 раза ниже, чем при подкормках растений в саду. Если рекомендуются одинаковые дозы, это должно насторожить – не исключено, что удобрение заведомо является пустышкой, от которой не будет ни вреда, ни пользы.

В зависимости от состава удобрения его расход может варьироваться, но в среднем для рассады это приблизительно 7–10 г (столовая ложка) сухого удобрения на 10 л воды. Для жидких удобрений сложнее проверить, насколько адекватна рекомендованная производителем норма расхода.

Виды удобрений для рассады

Органоминеральные комплексы
Органоминеральные комплексы это жидкие удобрения темного цвета. Помимо раствора солей они содержат полученные из торфа гуминовые добавки, которые повышают иммунитет и жизнестойкость растений. Для рассады важно, чтобы это была не простая вытяжка из торфа, а действительно комплекс, содержащий минеральные и органические компоненты, поэтому внимательно изучите состав.

Быстрорастворимые минеральные удобрения для рассады
Быстрорастворимые минеральные удобрения – наиболее традиционный вид с оптимальным соотношением цена – эффективность. Имеют четкую и понятную рецептуру – тоже плюс.

Жидкие минеральные удобрения
Жидкие минеральные удобрения – те же смеси солей, но продаются уже в виде раствора. Их применение обходится дороже, но привлекает удобная дозировка.

Традиционные народные удобрения для рассады
«Народные» удобрения. Многие опытные садоводы получают хорошие результаты, подкармливая рассаду куриным пометом, настоем коровяка. Но специалисты признают этот метод рискованным, требующим мастерства и чутья. Особенно это касается птичьего помета: у птицы своеобразный обмен веществ. Одна порция удобрения может быть очень бедной питательными веществами, а другая – настолько концентрированной, что сожжет корни. Кроме того, навоз и помет могут спровоцировать инфекции, если содержание растений в целом неидеально (слишком темно и жарко, спертый воздух, ошибки с поливом). Конечно, этого не должно случиться, если разводить и применять органические удобрения по правилам.

Учитываем состав почвенной смеси, поскольку до пикировки подкармливать рассаду вообще не рекомендуется. Питательных веществ в грунте достаточно для сеянцев, а их избыток ранней весной при недостатке света ни к чему хорошему не приведет. Первую подкормку делаем через 2 недели после пикировки «перевалки» сеянцев или при появлении 2–4 настоящих листочков (если рассада выращивается без пикировки). Дальнейшие наши действия зависят от состава почвогрунта.

Самостоятельно приготовленный грунт с использованием огородной, листовой земли, перегноя и других питательных компонентов не только плодороден сам по себе, но и хорошо удерживает растворенные в подкормках соли, сохраняя их доступными для растений. Рассаду в таком грунте можно подкармливать раз в 2 недели.

Правила подкормки рассады:

Подкармливать рассаду, как и поливать, необходимо только утром, чтобы к вечеру, когда температура снижается, листья и поверхность почвы успели подсохнуть. Холод и капельная влага – идеальная среда для болезнетворных грибов.
Если почва в горшке пересушена (ком отстал от стенок, горшочки легкие и «звенят» при постукивании), рассаду перед подкормкой нужно слегка полить и дать влаге хорошо впитаться, а только затем подкармливать.
Если почва еще слегка влажная, раствором удобрений просто заменяют поливочную воду. Для рассады берутся только растворы низкой концентрации, поэтому предварительный тщательный полив не нужен.
Чтобы растения хорошо усваивали питательные вещества, к корням необходим доступ кислорода. Время от времени рыхлите верхний слой почвы в горшочках шпажкой или спицей, но не очень глубоко, чтобы не повредить корни. Делать это лучше примерно через час после полива.
Правила подкормки не избавляют от необходимости вести наблюдения. Если вы заметили признаки голодания рассады, проведите внеочередную подкормку. При этом удобрение лучше сменить, ведь неизвестно, была ли вызвана проблема его несбалансированностью.

Когда НЕ нужно подкармливать рассаду

Знать, когда не кормить рассаду, так же важно, как и знать, когда кормить. Подкормка подвергшихся стрессу сеянцев ухудшит их состояние. Когда саженцы подвергаются стрессу, они вам скажут. Вот как:

Листья у рассады поникшие — им нужна вода.
Саженцы высокие и длинноногие — им нужен свет.
Кончики некоторых листьев сухие и коричневые — они обожжены слишком большим количеством света, солнца или удобрений.
Сеянцы падают на почву — они могут быть заражены.
Вы должны сначала решить проблему и не вносить удобрение, пока рассада не станет нормальной.

Признаки голодания рассады

Светлеют нижние листья, причем не одна пара – недостаток азота. Это не самое страшное явление, в период активного роста такое может происходить, особенно у «прожорливых» культур, таких как баклажан.

Светлеют молодые листья, особенно между жилками – недостаток железа. Возможно, вы переборщили с применением «марганцовки», она мешает усвоению железа.

Листья вянут и не расправляются даже после полива. Это похоже на корневую гниль, которая может быть спровоцирована дефицитом меди. Меди часто не хватает растениям на торфяных грунтах.

Жилки листьев становятся фиолетовыми – дефицит фосфора (встречается у томатов и перцев). В данном случае, прежде чем грешить на удобрения, сначала убедитесь, что растениям не слишком холодно. Усвоение фосфора резко замедляется при низкой температуре.

Где ищут золото и по каким признакам? — Популярная наука — 7 канал Красноярск

Можно разделить геологию на два направления: изучение полезных ископаемых и поиск именно золота?

Есть общий раздел геологии полезных ископаемых и есть геология месторождения золота. Одно время у нас велась специальная подготовка по направлению по изучению геологии россыпей, сейчас оно более унифицированное.

Почему золото сложно найти? Как его ищут?

Основные проблемы с поиском золота связаны с тем, что золото во-первых, металл редкий, во-вторых, драгоценный. Есть классификации металлов: черные, цветные, редкие. Золото попадает в категорию благородных металлов. Эта классификация немного устарела, но применяется до сих пор. -4 одного % или 1 миллионная в части чего-либо. То есть найти вот эти миллионные части где-то, это очень сложно. Сейчас очень редко находят месторождения, как показывают в старых фильмах, что идет человек, моет лоток и находит сами руды, или как в фильме про «золотую лихорадку», где человек идет в одиночку, а за ним крадется убийца, это все не так. Сейчас поиск месторождений это серьезное исследование, то есть для начала необходимо спрогнозировать, где искать, потому что геологи ищут, то, что сами, как говорится, «не теряли и не прятали», они ищут, то, что спрятала природа. Соответственно, чтобы найти, надо понимать, как это выглядит и где это может быть. Допустим, когда вы потеряли ключи от дома, мы просим помочь гостей, гости захотят знать, как они выглядят, чтобы не спутать со своими, и где их можно было оставить. Здесь ситуация немного сложнее, потому что, если мы примерно представляем как выглядят месторождения золота, это либо жилы, то есть плитообразные тела, где находится прозрачный кварц, он называется «горный хрусталь». С золотом кварц бывает разным: белый, серый и т. д. И вот эти жилы, которые уходят глубоко в недра земли, находят их главным образом по пробам. В общем, отбирается даже не камень на анализ, а глина, то есть снимается верхний слой почвы, где геолог работает не молотком, как показывают в фильмах, а обычной лопатой. После, порцию глину кладут в мешочек, далее кладут этикетку с указанием номера пробы, при этом используем GPS и они идут по определенной линии, то есть мы знаем в каком месте они взяли эту пробу, и затем в городе или в полевых условиях анализируют на определенные элементы. Однако это анализ не на золото, потому что его очень мало. Если в руде его грамм на тонну, в этих пробах его будет гораздо меньше, буквально какие-то следы. И вот если у нас появились в глине какие-то элементы-спутники золота, например мышьяк или медь, свинец, цинк, вот тогда уже есть повод заинтересоваться этим местом подетальнее. Туда в следующий сезон приезжает опять экспедиция, в этом месте роют ямы, канавы и берут пробы уже из того камня, который отрыли под этим рыхлым материалом, под глиной. Вот если там породы показывают повышенное содержание золота, то уже интересно, можно заниматься бурением. Пробивается уже бульдозером дорога, едет буровой станок и получается добывать информацию уже с большей глубины. И вот если мы не просто нашли золото в каком-то нужном содержании, а мы нашли определенное его количество (геологи это называют «запас»), скажем, мы посчитали и выяснили, что, то содержание золота, помноженное на объемы породы изученные, дает нам, допустим, 4-5 тонн золота. Это уж маленькое, но месторождение, вот тогда уже можно разрабатывать.

Все ли геологические проявления золота можно назвать полезными ископаемыми?

Если геолог нашел кусок породы и в нем есть крупинки золота — это еще не месторождение. Это называется ученым словом «точка минерализации». Такой термин. Если мы доказали, что эта точка минерализации имеет некоторые размеры по поверхности, еще не в глубь, — это называется словом «рудопроявление». Ему присваивается, как и точке минерализации, свой номер, указывается, где она находится и все следующие экспедиции, которые будут планировать свою работу в этих местах, будут знать об этом объекте, что он потенциально достоин изучения. Если его как следует изучить и выяснится, что по количеству и по качеству нам хватает руды для того, чтобы рудник работал 10-15 лет, тогда можно разрабатывать, это уже месторождение с полезным ископаемым — рудой золота.

Экономика влияет на добычу полезных ископаемых?

Экономика определяет очень многое. Освоение месторождения зависит, например, от удаленности от цивилизации и наоборот от приближенности. Скажем, сейчас в Швеции переезжает или уже переехал поселок Кируна, потому что оказалось, что месторождение, рядом с которым он построен, протягивается и под сам этот поселок. И они решили не оставлять это все там, а переселиться. Какие-то здания исторические они, наверное, перенесут и будут разрабатывать дальше. Есть и минусы в тесном слишком расстоянии с цивилизацией. А вот обратный пример — в середине XX-го века в Забайкалье, в современном Забайкальском крае, было найдено уникальное Удоканское (по Удоканскому хребту) месторождение меди. На самом деле комплексное месторождение, там медь и серебро и, наверное, золота сколько-то есть. Но основной компонент, конечно, медь. Его разведали в советское время, с перестройкой его забросили, и сейчас его повторно готовят к эксплуатации. Я надеюсь, скоро начнут его осваивать. Вот столько времени прошло с открытия, при том, что с самого начала было понятно, что это очень большой объект. Когда в начале XX-го века начинали разрабатывать руды золота, содержание в руде (в промышленном) считалось больше. То есть тогда хуже извлекали золото из руды и необходимо было, чтобы золота в руде было больше. Например, 20-30 грамм на тонну. Это было вполне себе хорошее содержание. Сейчас, вы помните, 2-3 грамма на тонну, а где-то и полграмма хорошо. Благодаря современным технологиям и такие руды можно обрабатывать. Поэтому получилось так, что там, где закладывали шахту и узко проходили вроде пустые на тот момент породы — сейчас вот это все окружающее пространство — это вполне себе руда. Поэтому на месте многих шахт, и в том числе там, карьеры, которые разрабатывают эту когда-то пустую породу, а сейчас руду.

Может ли обычный человек самостоятельно намыть золото? Какие ещё полезные ископаемые люди могут найти?

Теоретически да. Другое дело, что заниматься поиском золота без лицензии чревато конфликтам с законом. То есть если что-то и нашлось, то лучше оставить там, где нашлось, чтобы не создавать себе проблем. Например, можно поискать гальку в Енисее. Там можно найти тот же кварц. Он бывает красивый: бывает полупрозрачный, а бывает совсем прозрачный. На реке Каче можно найти Агаты. Это кварц, но уже с более сложной организацией — в виде желваков. Это галька, но на сколе получаются красивые, кругами, узоры. Когда вы находите такое, это Агат.

В Енисее ещё из красивого очень часто встречаются гальки вулканических пород, которые Енисей приносит из Саян. Они, как правило, разных оттенков зелёного. В них белые включения — белые кристаллы полевого шпата. Такие вулканические породы довольно прочные, поэтому они долго окатываются. Енисей поднял их где-то в сотнях километров выше по течению, и они добрались до нас.

Золото вряд ли. Хотя бы по той простой причине, что оно просело куда-то глубоко. В небольших речках, где рядом присутствует скальное основание — плотИк, такое возможно. Пустые породы, которые над россыпью, например галька, песок, глина, геологи называют «торфА» с ударением на последний слог. Затем, когда доходят до полезного ископаемого, до участка, где есть золото или алмазы, — это называется пески или пласт. И если, наконец, под пластом залегают первичные коренные породы, которые не размыты водой — это называется «плотИк». Золото упирается в этот плотик и на нем остаётся. Это не значит, что оно там красиво лежит, обмыл шлангом и собирай самородки. Это значит, что оно, как правило, где-то в глине, в трещинах того же плотика. То есть его оттуда тоже надо уметь достать.

Почему золото называют «ленивым металлом»?

Золото — металл ленивый. У него высокая плотность — почти до 20 граммов на кубический сантиметр — чистое золото. Но вы знаете, что самородное золото в реальности — это не чистое золото из Таблицы Менделеева. Это смесь, как минимум, с серебром. Также встречается примесь меди, ртути и других компонентов. Получается очень тяжелый металл. В своё время было интересное открытие про то, как золото перемещается в потоке. Вообще было непонятно, как такой тяжелый материал, который при первой возможности ложится на дно и там лежит, пока совсем уже в бок толкать не станут, как такой ленивый металл будет двигаться дальше, уходя от источника на километры и более. Начинает как все? Вот жила здесь, дальше россыпь и растёт содержание. Растёт-растёт, потом падает и постепенно кончилось. И непонятно было, почему этот горб не рядом с жилой, а на некотором расстоянии. А получилось очень просто: если мы возьмём грузило свинцовое, и бросим в воду, оно, конечно, утонет. Если мы возьмём то же грузило и воткнем его в кусок пенопласта, бросим в воду, оно поплывет. Где этот пенопласт разломится, дробинка выпадет. Вот примерно так же путешествует золото. Только вместо пенопласта у него кварц, плотность которого 2,5 грамма на кубический сантиметр. То есть в речном потоке галька кварца перемешается замечательно вместе с другими такими, а иногда и более тяжелыми гальками. А иногда и более тяжелыми гальками. А потом где-то разламывается и золото выпадает. Причем открытие это сделал даже не геолог, а маркшейдер, то есть специалист скорее по горной геометрии, а не по геологии. Интересовался формой россыпей и обнаружил такую закономерность, такое явление, что золото путешествует не само по себе, а в обнимку с другими минералами.

В чем уникальность месторождений Красноярского края?

Дело в том, что Олимпиадинское месторождение, оно двухэтажное было. То есть у нас любое месторождение, которое образуется в земных недрах, оно как-то реагирует на поверхность, потому что в недрах, например, мало кислорода, а на поверхности много. Олимпиадинское месторождение вообще интересно тем, что при гигантских запасах золота, там золото почти не увидишь в руде — оно очень мелкое. Оно буквально растворено в минералах серы, в арсенопирите главным образом: это мышьяк, железо, сера — вот такой минерал. И для того, чтобы извлечь золото, этот арсенопирит необходимо растворить. Для этого используют специальные бактерии, которые в чанах растворяют арсенопирит, то есть им мышьяк даже нравится, очевидно, и потом из этого раствора получают золото.

Так вот, изначально добывали руды, которые были другие, которые получились, когда сера и мышьяк, содержащие руды, встретились с водой, богатой кислородом у поверхности. И вместо блестящих кристаллов оловянно-белого арсенопирита образовалась, грубо говоря, ржавчина, то, что называется смесь минералов на основе гетита. Назвали в честь Гете. Он не только «Фауста» написал, но и минералогией, в том числе, активно интересовался. И вот, Гетит оказался вместилищем золота уже нового, переотложенного. И получилось так, что верхушка этого месторождения была постепенно съедена. То есть она съедалась, съедалась — золото никуда не девалось, оно просто проседало ниже, ниже, ниже — поэтому вышележащие руды оказались более богатыми — в 2-3 раза, чем те, которые ниже. И это сыграло еще одну неприятную шутку при разработке, когда кончились руды окисленные, и начались руды первичные, их попытались перерабатывать таким же образом. В итоге (золото всегда теряется при переработке небольшой процент, но теряется), я точных чисел не помню, если при переработке окисленных руд терялось, допустим, 10-20%, то по той же технологии обрабатывались первичные — начало теряться 50-60%, а то и больше — больше половины золота пошло в отвал. То есть пришлось резко менять технологию обогащения, бактерий приглашать в помощь, и тогда все наладилось по новой. Действительно, вышележащие руды были более богаты.

Верно ли утверждение, что рассыпное золото на планете почти закончилось, остались только рудные запасы?

Сложный вопрос, смотря, что считать россыпью. Есть такое месторождение на юге Африки — на самом деле у нас его называют в книгах месторождение, но это не месторождение — это целый рудный район, то есть скопление месторождений. Несколько десятков — площадь его поперечно, несколько сотен километров, площадь, соответственно, уже тысяч, и название очень красивое, для русского языка немного странное, но в переводе с языка африканского — языка, который получился из сплава голландского и местного африканского — звучит, как «Хребет белой воды» — white waters rand — в этом самом ранде, как посчитали, изначально содержалось около 3/4 мировых запасов золота, сейчас, конечно, многое выбрали. Это вообще очень интересное место, там разработка сейчас ведется на глубинах, в некоторых шахтах, более четырех километров.

Оттуда горняков поднимают как водолазов, то есть с декомпрессией, потому что иначе они закипят и будет кессонная болезнь. Там руду перерабатывать стараются внизу, не поднимая на поверхность. В отработанные выработки закладывают пустые породы. В одной из них одно время была нитринная обсерватория (где изучают нитрины). Это, наверное, единственная обсерватория, которая стремится не в горы, а наоборот куда-то поглубже, чтобы не мешали другие частицы. До сих пор считается, что там руды древней россыпи. Если брать этот объект, то, конечно, кончатся они ой как не скоро.

Ну, а если брать россыпи попроще, за которыми не надо лезть так глубоко, то я бы сказал так: сейчас очень часто идёт повторная отработка россыпей, который отрабатывались ранее — раньше за руду считали совсем другие содержания. Сейчас довольствуются гораздо меньшим, поэтому многие россыпи в северо-енисейском районе отрабатывают иногда не по одному разу и получают металл. Какие-то частички высвобождаются, какие-то отлипают от глины (она очень любит ловить на себя золото, если в россыпи есть проблема с глиной, то золото закатывается в глиняную гальку и уходит в отвал). Когда глина отдает золото, его ещё можно получить. В целом, конечно, россыпей становится меньше, как и коренных месторождений золота. Земля производила эти сокровища 4,5 млн лет. Мы же за фактически несколько столетий активной разработки это все подъели.

Есть ли смысл дальше готовить специалистов по добыче золота, если оно скоро закончится?

Чтобы не закончилось, надо искать. Потому что всё-таки сейчас благодаря современным технологиям не только изменился уровень качества разработки полезных ископаемых, не только мы можем перерабатывать все более бедные руды, но и поиски ведутся уже все более продвинутыми технологиями. Есть, например, технология так называемой гиперспектральной съёмки. Когда мы берём разные камни с месторождения, снимаем их спектры, потом фотографируем из космоса этот участок территории и смотрим, где по спектру такие же участки. В тех местах уже ведём поиски. Для нашего севера это очень перспективный поисковый метод. Он позволяет очень быстро посмотреть на иногда очень больших площадях, что там можно найти. Метод используется не только для золота, но и для других полезных ископаемых. Сейчас подобную технологию мы хотим применить для месторождения Ак-Суг, это Тыва. Там на севере республики располагается крупное медное молибденовое месторождение, в котором также есть и золото. Оно попутно будет извлекаться. То есть золото встречается не только в собственных месторождениях, оно бывает и дополняет некоторые месторождения. Может быть в рудах железа, в других полезных ископаемых. Современные технологии позволяют вести поиски там, где это либо было раньше сложно, либо просто могли не заметить в силу того, что низкие содержания. Их сложнее было засечь, и они тогда никому не были нужны. Повторное изучение тех же Саян, я уверен, даст новые объекты, новые месторождения. Чтобы эти объекты кто-то искал — нужны специалисты. Они расходятся у нас, как показывает опыт, геологи, горняки востребованы.

Как возникают грунтовые воды

Круговорот воды — Центр научных исследований

На Земле ограниченное количество воды.Вода, которая находится здесь сегодня, — это такая же вода, которая будет здесь через 20 или даже 20 миллионов лет. Итак, если все живые существа используют воду, как получается, что мы не используем всю воду? Ответ заключается в том, что вода постоянно циркулирует в системе Земли посредством процесса, называемого круговоротом воды.

Круговорот воды включает в себя ряд процессов, которые обеспечивают циркуляцию воды через подсистемы Земли. Вода испаряется из почвы, через растительность и из водоемов (таких как реки, озера и океаны).Эта испарившаяся вода накапливается в виде водяного пара в облаках и возвращается на Землю в виде дождя или снега. Возвращающаяся вода падает прямо обратно в океаны или на сушу в виде снега или дождя. Он проникает в почву, чтобы попасть в грунтовые воды, или стекает с поверхности Земли в ручьях, реках и озерах, которые стекают обратно в океаны. Вода может поглощаться растениями и возвращаться в атмосферу посредством таких процессов, как транспирация и фотосинтез. Вода также может быть возвращена в атмосферу при сжигании растений на ископаемом топливе.

Вода и атмосфера

Вода попадает в атмосферу путем испарения, транспирации, выделения и сублимации:

• Транспирация — это потеря воды растениями (через их листья).
• Животные выделяют воду путем дыхания и с мочой.
• Сублимация — это когда лед или снег превращаются непосредственно в водяной пар, минуя жидкую фазу (т.е. они не тают).

Вода обычно встречается в атмосфере в виде водяного пара.Если он остынет, он может конденсироваться, скапливаясь в облаках. По мере роста облаков они становятся тяжелее и могут падать обратно на Землю в виде осадков (дождь, снег, град или мокрый снег) или снова испаряться обратно в пар.

Вода и биосфера, гидросфера и геосфера

Когда вода возвращается на Землю, она может попасть в гидросферу или геосферу.

Может попасть в гидросферу, упав на водоемы или на землю. Когда идет дождь, вода, падающая на землю, может двигаться двумя способами — она ​​может стекать с поверхности земли и попадать в ручьи и реки, или она может просачиваться в землю и попадать в грунтовые воды.Этот второй процесс называется инфильтрацией — вода движется через поровые пространства между частицами почвы или камнями.

Как только вода попадает в гидросферу или геосферу, ее могут использовать живые существа. Растения могут брать воду из почвы, а животные могут пить воду из рек и озер или есть растения. Даже микробы глубоко в земле живут в крошечных пленках воды, окружающих камни. Затем вода будет оставаться в биосфере до тех пор, пока она не высвободится в результате испарения, транспирации, выделения, разложения, дыхания и сгорания, и весь процесс начнется снова.

Он может оставаться в гидросфере или геосфере в течение длительного времени (например, в водоносных горизонтах) или очень быстро возвращаться в атмосферу.

Эти процессы, которые преобразуют и переносят воду в системе Земли, происходят непрерывно с течением времени, но с разной скоростью в разных местах.

Идея деятельности

В моделях водного цикла используются простые материалы для наблюдения за взаимодействиями в круговороте воды. Это одно из многих занятий, представленных в интерактивном разделе «Изучение круговорота воды».

Чтение: фазы гидрологического цикла

Благодаря уникальным свойствам воды молекулы воды могут циркулировать практически в любой точке Земли. Молекула воды, обнаруженная сегодня в вашем стакане с водой, могла извергнуться из вулкана в начале истории Земли. За прошедшие миллиарды лет молекула, вероятно, провела время в леднике или глубоко под землей. Молекула определенно находилась высоко в атмосфере и, возможно, глубоко в чреве динозавра.Куда дальше пойдет эта молекула воды?

Три состояния воды

Вода — единственное вещество на Земле, которое присутствует во всех трех состояниях материи — в твердом, жидком или газообразном состоянии. (И Земля — ​​единственная планета, на которой вода присутствует во всех трех состояниях.) Из-за разницы температур в определенных местах по всей планете все три фазы могут присутствовать в одном месте или в одном регионе. Эти три фазы — твердая (лед или снег), жидкость (вода) и газ (, водяной пар, ).Посмотрите на лед, воду и облака (рис. 2).

Рис. 2. Можете ли вы найти на этом изображении все три фазы воды? (а) Лед, плавающий в море. (б) Жидкая вода. (c) Водяной пар невидим, но облака, образующиеся при конденсации водяного пара, не видны.

Круговорот воды

Поскольку вода на Земле присутствует во всех трех состояниях, она может попадать в различные среды по всей планете. Движение воды вокруг поверхности Земли — это гидрологический (водный) цикл (рис. 3).

Рис. 3. Поскольку это круговорот, круговорот воды не имеет ни начала, ни конца.

Большая часть воды на Земле хранится в океанах, где она может оставаться в течение сотен или тысяч лет. Океаны подробно рассматриваются в главе «Океаны Земли».

Вода превращается из жидкости в газ в результате испарения и превращается в водяной пар. Энергия Солнца может испарять воду с поверхности океана или из озер, ручьев или луж на суше. Испаряются только молекулы воды; соли остаются в океане или резервуаре с пресной водой.

Водяной пар остается в атмосфере, пока не подвергнется конденсации , превратившись в крошечные капли жидкости. Капли собираются в облака, которые разносятся ветром по всему земному шару. Когда капли воды в облаках сталкиваются и растут, они падают с неба в виде осадков. Осадки может быть дождь, мокрый снег, град или снег. Иногда осадки выпадают обратно в океан, а иногда на поверхность суши.

Чтобы немного развлечься, посмотрите это видео.Эта песня о круговороте воды посвящена роли солнца в перемещении H ₂ O из одного водоема в другой. Движение всех видов материи между резервуарами зависит от внутренних или внешних источников энергии Земли:

На этой анимации показан годовой цикл среднемесячного количества осадков во всем мире.

Когда вода падает с неба в виде дождя, она может попадать в ручьи и реки, которые текут вниз в океаны и озера. Вода, которая выпадает в виде снега, может оставаться на горе несколько месяцев.Снег может стать частью льда в леднике, где он может оставаться в течение сотен или тысяч лет. Снег и лед могут возвращаться обратно в воздух с помощью сублимации , процесса, при котором твердое вещество превращается непосредственно в газ, не превращаясь сначала в жидкость. Хотя вы, вероятно, не видели, чтобы водяной пар сублимировался из ледника, возможно, вы видели сублимацию сухого льда в воздухе.

Снег и лед со временем медленно тают, превращаясь в жидкую воду, которая обеспечивает постоянный приток пресной воды к ручьям, рекам и озерам внизу.Капля воды, падающая в виде дождя, также может стать частью ручья или озера. На поверхности вода может со временем испариться и снова войти в атмосферу.

Значительное количество воды просачивается в землю. Почвенная влага — важный резервуар для воды (рис. 4). Вода, попавшая в почву, важна для роста растений.

Рис. 4. Влажность почвы в США сильно различается.

Вода может просачиваться через грязь и камни под землю через поры, проникающие в землю, и попадать в систему грунтовых вод Земли.Подземные воды попадают в водоносные горизонты, в которых может храниться пресная вода веками. Кроме того, вода может выходить на поверхность через родники или возвращаться в океаны.

Растения и животные зависят от воды, чтобы жить, и они также играют роль в круговороте воды. Растения забирают воду из почвы и выделяют большое количество водяного пара в воздух через свои листья (рис. 5). Этот процесс известен как транспирация .

Онлайн-справочник по гидрологическому циклу от Университета Иллинойса находится здесь.

Рис. 5. Облака над тропическими лесами Амазонки образуются даже в засушливый сезон из-за влаги от испарения растений.

Люди также зависят от воды как природного ресурса. Не довольствуясь тем, чтобы получать воду непосредственно из ручьев или прудов, люди создают каналы, акведуки, плотины и колодцы, чтобы собирать воду и направлять ее туда, где они хотят (рис. 6).

Рис. 6. Акведук Пон-дю-Гар во Франции был построен во времена Римской империи.

Важно отметить, что молекулы воды вращаются вокруг.Если климат охладится, а ледники и ледяные шапки разрастутся, в океанах станет меньше воды, и уровень моря упадет. Может случиться и обратное.

KQED: Отслеживание капель дождя

Как работает круговорот воды и как повышение глобальной температуры повлияет на круговорот воды, особенно в Калифорнии, — это темы этого видео-квеста. Узнайте больше здесь.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить страницуПодробнее

Описание гидрологического цикла

 ТИП РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕМ, ПРОЦЕНТ ОТ ОБЩЕГО
ВОДА миллионы миллионов ОБЪЕМ
                           куб. миль куб. км

СОЛЬНАЯ ВОДА 97.00

           океаны 314,2 1308,0 (96,4%)
           солевые тела 2,1 8.7 (0,6%)

ПРЕСНАЯ ВОДА 2,90

           лед и снег 6,9 28,7 (2,1%)
           озера 0,5 2,1 (0,15%)
           реки 0,01 0,04 (0,003%)

           доступный
           подземные воды 1,0 4,2 (0,31%)

АТМОСФЕРА 0,10

           море
           испарение 0,1 0,42 (0,03%)

           земля
           испарение 0.05 0,21 (0,015%)

           осадки
           над морем 0,09 0,37 (0,03%)

           осадки
           над сушей 0,03 0,12 (0,01%)

           водяной пар 0,005 0,02 (0,002%)
ОКРУГЛЕННОЕ ИТОГО 326,00 1357,00 100,0
 

 Дренаж северного побережья Малер
        Уилламетт Овайхи
        Озеро Сэнди Малер *
        Дешут Кламат
        Джон Дэй Четко
        Уматилла Разбойник
        Дренажные системы Гранд Ронд Южного побережья
        Порошок Umpqua
        Змеиные дренажи среднего побережья
 

Круговорот воды | UCAR Center for Science Education

Вся вода на Земле составляет гидросферу. И эта вода не стоит на месте. Он всегда в движении. Дождь, падающий сегодня, мог быть водой в далеком океане днями ранее.А вода, которую вы видите в реке или ручье, могла быть снегом на вершине высокой горы. Вода находится в атмосфере, на суше, в океане и под землей. Он перемещается с места на место посредством круговорота воды .

Где вода?

На Земле около 1,4 млрд км ³ воды (336 млн миль ³ воды). Это включает жидкую воду в океане, озерах и реках. Он включает в себя замерзшую воду в снегу, льду и ледниках, а также воду, находящуюся под землей в почвах и скалах.Он включает воду, которая находится в атмосфере в виде облаков, и пар.

Если бы вы могли собрать всю эту воду воедино — как гигантскую каплю воды, — это было бы 1500 километров (930 миль) в поперечнике.

Из всей воды в гидросфере подавляющее большинство, около 97%, заполняет океан. Около 2% воды на Земле заморожено в ледяных покровах у полюсов и в ледниках. Иногда лед на Земле входит в гидросферу, а иногда выделяется в особую часть земной системы, называемую криосферой.Большая часть льда находится в Антарктиде, меньшее количество — в Гренландии в Арктике и небольшая часть — в горных ледниках по всему миру. Большая часть оставшегося 1% воды Земли находится под землей, в неглубоких водоносных горизонтах в виде почвенной влаги или глубоко под землей в слоях горных пород. Лишь небольшая часть воды на Земле (0,03%) находится в озерах, водно-болотных угодьях и реках.

Основные процессы в круговороте воды.
Авторы и права: NASA

Вода в движении.

По мере прохождения круговорота воды вода часто превращается из жидкости в твердое тело (лед) и в газ (водяной пар).Вода в океанах и озерах обычно жидкая; но это твердый лед в ледниках и часто невидимый водяной пар в атмосфере . Облака — это крошечные капельки жидкой воды или маленькие кристаллы льда.

Вода на поверхности океана, рек и озер может превратиться в водяной пар и переместиться в атмосферу с небольшой добавленной энергией от Солнца посредством процесса, называемого испарением . Снег и лед также могут превращаться в водяной пар в результате процесса, называемого сублимацией .Водяной пар попадает в атмосферу от растений в результате процесса, который называется транспирация .

Поскольку воздух холоднее на большой высоте в тропосфере, водяной пар охлаждается, поднимаясь высоко в атмосфере, и превращается в капли воды в процессе, называемом конденсацией . Из капель воды образуются облака. Водяной пар также может конденсироваться в капли у земли, образуя туман, когда земля холодная. Если температура достаточно низкая, вместо жидких капель воды образуются кристаллы льда.

Если капли или кристаллы льда в облаках увеличиваются в размере, они в конечном итоге становятся слишком тяжелыми, чтобы оставаться в воздухе, и падают на землю в виде дождя, снега и других типов осадков .

Что происходит с дождем и снегом, которые падают?

Ежегодно во всем мире около 505 000 км ³ (121 000 миль ³ ) воды выпадает в виде дождя, снега и других типов осадков.

86% этих капель дождя и снежинок приходят из океана, где 434 000 км ³ (104 000 миль ³ ) воды испаряются в атмосферу каждый год.В конечном итоге вода возвращается в океан в виде осадков, которые выпадают непосредственно в море, и в виде осадков, которые выпадают на сушу и стекают в океан через реки.

Воды над сушей испаряется меньше, чем выпадает на сушу в виде осадков. Испарение воды с суши происходит непосредственно из озер, луж и других поверхностных вод. Кроме того, вода также попадает в атмосферу посредством процесса, называемого транспирация , при котором растения выпускают воду в воздух из своих листьев, которые были вытянуты из почвы через корни.В совокупности вода, испарившаяся с земли и растений, называется эвапотранспирацией .

Часть снега и льда, выпадающего в виде осадков, остается на суше как часть ледяных ледников на вершинах гор или ледяных щитов, покрывающих такие места, как Гренландия и Антарктида. Часть осадков просачивается в землю и присоединяется к грунтовым водам, которые часто используются колодцами для обеспечения водой ферм, поселков и городов.

Дождливый день в сельской местности недалеко от Сиань, Китай
Авторы и права: L.S. Gardiner

Как долго вода остается в месте, прежде чем переместится?

Продолжительность времени, в течение которого определенные молекулы воды остаются в круговороте воды, весьма различна, но вода действительно остается в одних местах дольше, чем в других.

Капля воды может провести в океане более 3000 лет, прежде чем испариться в воздухе, в то время как капля воды проводит в атмосфере в среднем всего девять дней, прежде чем упасть обратно на Землю.

Вода проводит от тысяч до сотен тысяч лет в больших ледяных покровах, покрывающих Антарктиду и Гренландию.Самый старый лед в Антарктиде существует 2,7 миллиона лет назад. Однако снег, выпадающий зимой, может оставаться только в течение нескольких дней в местах средних широт, где температура часто поднимается выше нуля, вызывая таяние снега, или до шести месяцев ближе к Арктике, где температура остается ниже нуля. зима.

Вода остается в почве от одного до двух месяцев, хотя это время сильно варьируется. Вода, находящаяся в почве, попадает в атмосферу за счет испарения, а также за счет испарения.

Есть исключения. Например, в то время как водяной пар проводит относительно мало времени в атмосфере, пар, который проникает в стратосферу , слой атмосферы над тропосферой , где обычно формируется погода, может оставаться там долгое время. Кроме того, в то время как вода обычно проводит тысячи лет в океане, прежде чем двигаться дальше, вода в теплых мелководных прибрежных районах может испаряться и покидать океан очень быстро по сравнению с другими областями океана.

Влажность почвы в тропических широтах обычно выше, чем где-либо еще. Эта трехдневная составная глобальная карта поверхностной влажности почвы была сделана с использованием данных радиометра NASA SMAP в период с 25 по 27 августа 2015 года. Влажные почвы показаны синим цветом. Желтым и оранжевым цветом показаны наиболее сухие почвы.
Кредит: НАСА

Изменение климата влияет на круговорот воды.

Глобальное потепление увеличивает скорость испарения и выпадения осадков.Ожидается, что в этом столетии воздействие усилится по мере потепления климата. В некоторых районах могут выпадать более сильные, чем обычно, осадки, а в других могут возникнуть засухи. На другие части круговорота воды, такие как облака, океан, ледники и морской лед, также влияет изменение климата.

Грязевые трещины образуются во время засухи, когда земля высыхает и испаряется влага. Поскольку климат продолжает меняться, некоторые районы становятся более подверженными засухе.
Кредит: NOAA

Гидрологический цикл — обзор

Обзор

Гидрологический цикл описывает путь капли воды с момента ее падения на землю до тех пор, пока она не испарится и не вернется в нашу атмосферу (Purdue Университет, 2008).Разница в плотности между влажным воздухом и сухим воздухом позволяет влажному воздуху подниматься через тропосферу до тех пор, пока он не достигнет плавучего равновесия. Микроскопические частицы воды, взвешенные в нашей газовой атмосфере, связываются с другими частицами, называемыми ядрами облачной конденсации, притягивают молекулы воды, образуя кластеры, и в конечном итоге образуют осадки. Водные осадки включают дождь, снег, мокрый снег и град. Когда кластер падает во время выпадения осадков, он сталкивается с другими атмосферными аэрозолями и уносит их из воздуха.Этот процесс, называемый очисткой, является одним из способов попадания неорганических соединений в воду.

Когда дождь попадает на Землю, часть воды впитывается в землю и становится доступной для растений. Некоторые просачиваются через почву в уровень грунтовых вод. Дождевая вода также течет по суше в виде стока в ручьи, реки, озера и даже в океан. Пресная поверхностная вода включает проточную воду, такую ​​как ручьи и реки, и стоячую воду, такую ​​как пруды. Вода в океане содержит ионные частицы; поэтому она называется соленой водой.Под подземными водами понимается вся вода, скрытая в земле. Он может способствовать увлажнению почвы или может протекать через водоносный горизонт. Артезианские скважины попадают в грунтовые воды, находящиеся между двумя непроницаемыми слоями. Неограниченные водоносные горизонты проходят через отложения из горных пород, гальки, песка и других пористых сред. Люди и другие животные потребляют как поверхностные, так и грунтовые воды.

В этой главе основное внимание уделяется неорганическим веществам в поверхностных водах, за которыми необходимо следить, чтобы убедиться, что они пригодны для питья, т.е.е., питьевой (см. позже). В Соединенных Штатах питьевая вода, независимо от ее источника, должна быть чище, чем максимальный уровень загрязнения (MCL), установленный местным законодательством (USEPA, 2008 «Local») и федеральными нормативами (USEPA, 2008 «National») для защиты человека. здоровье. Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) не только обеспечивает соблюдение руководящих принципов, но и обязано помогать общинам в создании очистных сооружений для обеспечения соблюдения (USEPA, 2008 «Муниципальный»). Эти правила определяют допустимую концентрацию микроорганизмов, дезинфицирующих средств и побочных продуктов дезинфекции (см. Главы 8 и 12), неорганических химикатов (обсуждаемых в этой главе), органических химикатов (смотрите повсюду) и радионуклидов (см. Главу 10).Вторичные загрязнители (USEPA, 2008 «Вторичные»), такие как железо и сера, влияют на запах, вкус или цвет воды, но не вызывают заболеваний. Некоторые химические вещества, такие как оксигенат бензина метил- t -бутиловый эфир (MTBE), которые, как предполагается, могут причинить вред, не были включены в правила (USEPA, 2008 «Нерегулируемые»). Органические соединения в сточных водах происходят из канализации, промышленных процессов и разложения живых существ. Неорганические соединения в сточных водах происходят из естественных и антропогенных источников.

Испарение воды — обзор

7.2.4 Испарение почвы

Многие наблюдения показывают, что испарение воды из влажной почвы первоначально происходит с высокой скоростью, приближающейся к скорости открытой воды, и определяется энергией, доступной для испарения воды на поверхности почвы. слой. По мере высыхания поверхностного слоя скорость испарения уменьшается из-за невозможности капиллярного подъема поддерживать влажный поверхностный слой и увеличения сопротивления движению жидкой или газообразной воды к поверхности.Это основа так называемой двухфазной модели Ричи (Ritchie 1972). Фактически, эта эмпирическая модель может быть выведена из физических принципов после некоторых простых приближений (см. Ниже).

Испарение почвы можно также смоделировать с помощью уравнения Пенмана – Монтейта, при этом поверхностная проводимость сильно уменьшается по мере высыхания поверхностного слоя. Уравнение (7.3) может быть адаптировано для этой цели при условии, что г _C — проводимость г _Cs для водяного пара через поверхность почвы и проводимость пограничного слоя г _b для пограничного слоя воздуха у поверхности почвы.Когда поверхность почвы насыщена, проводимость г _Cs велика, часто предполагается, что она бесконечна, но г _Cs снижается и может стать совсем маленькой по мере высыхания поверхности почвы. Также радиационный член φ _na заменяется чистым излучением φ _ns , падающим на поверхность почвы, с учетом возможного затенения любым навесом над почвой.

В первой фазе модели Ричи (Ritchie 1972) (т.е. сразу после события увлажнения) суточная скорость испарения почвы e _S (кг · м ^{— 2} d ^{— 1} ) составляет константа и предполагается, что она определяется потенциальной скоростью испарения. Предполагается, что вторая фаза начинается, когда накопленное испарение E _S (кг · м ^{— 2} ) превышает количество E _{S 1} , а затем предполагается, что скорость испарения будет снижаться с увеличивающееся испарение накопилось выше, чем в фазе 1.

Если требуется, чтобы скорость e _S была непрерывной функцией E _S , ее можно записать как

(7.10) eS = dESdt = {eS1ES≤ES1eS11 + (ES −ES1) / ES2ES> ES1,

, где e _{S 1} — потенциальная скорость испарения, E _{S 1} — полное испарение с поверхности почвы в фазе 1 и E _{S 2} — параметр, определяющий, насколько быстро испарение уменьшается с накоплением испарения фазы 2.Это уравнение можно интегрировать, чтобы получить накопленное испарение почвы E _S ( т ) (кг м ^-2 ) во время t после события увлажнения как

(7,11) ES (t) = {eS1tt≤tS1ES1 + ES21 + 2 (eS1 / ES2) (t − tS1) −1t> tS1,

, где t _{S 1} = E _{S 1} / e _{S 1} — продолжительность фазы 1 испарения.

Для реализации этой модели e _{S 1} устанавливается равным испарению с влажной поверхности, либо по наблюдаемым метеорологическим данным, либо по формуле.(7.3) применяется к влажной поверхности. В последнем случае поверхностная проводимость г _C бесконечна, и учитывается ослабление излучения любым навесом над почвой. Параметры E _{S 1} и E _{S 2} являются свойствами почвы и, следовательно, определяются структурой почвы.

Чоудхури и Монтейт (1988) выполнили подробное теоретическое исследование теплового баланса поверхности земли.Аналогичный подход был использован Zhang et al. (1996). Чоудхури и Монтейт использовали уравнение Пенмана-Монтейта для прогнозирования испарения почвы и предположили, что по мере высыхания почвы испарение с поверхности ограничивается диффузией через верхний, сухой слой. Они также предположили, что до глубины d _S сухого слоя превышает критическое значение d _{S 1} , поверхностная проводимость g _Cs (м с ^{— 1} ) в уравнении Пенмана – Монтейта бесконечно.Это испарение фазы 1, как указано в уравнении. (7.10). Они выразили E _{S 1} через глубину d _{S 1} и влажность влажной и сухой почвы. Когда глубина сухого слоя превышает d _{S 1} , они приняли

(7,12) gCs = pDvτ (dS − dS1),

, где p — пористость почвы, D _v (= 2,4 × 10 ^{— 5} м ² s ^{— 1} ) — коэффициент диффузии водяного пара в воздухе, а τ — коэффициент извилистости.Подстановка этого в уравнение Пенмана-Монтейта дает уравнение для e _S , идентичное уравнению. (7.10). Этот анализ, проведенный Чоудхури и Монтейт (1988), не только оправдывает двухфазную модель Ричи, как указано выше, но также выражает параметры E _{S 1} и E _{S 2} непосредственно с точки зрения физических величин. свойства почвы.

Альтернативные выражения для поверхностной проводимости включают следующее.