Vznik vody v přírodě: Procesy a teorie

Voda pokrývá více než 70 % povrchu Země a je nezbytná pro život, jak ho známe. Odkud se ale vzala? Tato otázka vědce trápí už desítky let.

Hydrosféra je tzv. vodním obalem Země. Zabírá veškerou vodu na naší planetě a to ve všech skupenstvích - pevném (ledovce), kapalném (slanou i sladkou) a plynném (vodní pára).

Voda je jedním z nejdůležitějších faktorů života na Zemi. Zaobírá přibližně 70 % jejího povrchu a v různých podobách a skupenstvích nekonečně cirkuluje.

Hydrologické procesy a oběh vody

Hydrologické procesy v krajině v sobě zahrnují všechny jevy, kterými je uskutečňován oběh vody v přírodě. Oběh vody je ve fyzicko-geografické sféře podmíněn složitými geofyzikálními pochody, jako jsou výpar, přenos vodních par ovzduším jejich kondenzace a vznik srážek.

Hybnou složkou oběhu vody je sluneční záření, které vyvolá vypařování vody převážně z hladiny oceánů. Prouděním vzduchu jsou vodní páry přenášeny na velké vzdálenosti nad kontinenty. Za určitých podmínek vodní páry v atmosféře kondenzují a padají dolů jako atmosférické srážky.

Čtěte také: Glukóza: Přírodní vznik

Většina jich padne zpět do oceánů a jen asi 8 % se dostane nad kontinenty. Na nich se srážková voda stává součástí povrchové a podpovrchové vody a odtéká zpět do oceánu.

Povrchový odtok je voda, která plošně stéká po zemském povrchu. Je to nejrychlejší část odtoku.

• po překročení infiltrační kapacity půdy
• při překročení retenční kapacity

Část srážkové vody je zachycena intercepcí. Míra intercepce je závoslá na druhu a hustotě vegetace a na typu, intenzitě a délce trvání srážek. Voda, kterou intercepce nezachytí, se nazývá účinné srážky.

Další část vody se infiltruje do půdy, kde zůstává v půdním profilu jako tzv. půdní vláha v zóně aerace. Z ní může vytékat např. umělými drenážemi, pak mluvíme o tzv. hypodermálním odtoku (angl. interflow).

Zbytek vody ze srážek zásobuje podzemní vodu v zóně nasycení (saturace). Z ní odtéká tzv. Nejvyšší rychlosti povrchový odtok dosahuje na ukloněných svazích a výrazných povrchových nerovnostech.

Čtěte také: Vznik přírody a filozofie

Začněme tím, že vody je na planetě Zemi stále stejně. Nikam nemizí, ani odnikud nepřibývá. Jen má různé podoby. Co je příčinou toho, že voda mění svou podobu? Je to slunce.

Působením paprsků slunce se voda z oceánů odpařuje, a to během celého roku. Vzniká pára, která vstupuje do atmosféry. Tam se ochlazuje a vytváří mraky, které jsou unášeny prouděním vzduchu, a ze kterých padá déšť zpět na pevninu nebo i do moří.

Část dešťových kapek se vypaří ještě před dopadem na zem, část dešťové vody stéká zpátky do řek a moří, část se vsákne do země a tvoří podzemní vody.

Podzemní vody jsou zásobovány roztátým sněhem a dešťovými srážkami. Během celého svého putování přináší voda užitek živým organismům. Tvoří hlavní složku rostlin a živočichů i nás, lidí, a je pro náš život nepostradatelná.

Celkové množství vody a ledu na planetě zabírá asi 70 % zemského povrchu. Přesto, že to vypadá, že máme vody přebytek, není tomu tak. Převážná většina této vody se totiž nachází v oceánech a je slaná (97 %).

Čtěte také: O fosforu a jeho vzniku

Sladká voda se nachází jen v ledovcích, jezerech, řekách a podzemních vodách. A v tom je právě problém. Voda sice neubývá a nikde nemizí, ale na planetě se různě přesouvá. A na různých místech ubývá především sladká voda, která je zdrojem pitné vody.

O tom, že při koloběhu vody v přírodě voda mění svoji podobu, jste se už dozvěděli, ale víte, jak se tato různá forma vody správně nazývá? Voda v kapalném skupenství je součástí všech živých organismů. Aniž si to uvědomujeme, voda nás obklopuje všude a je součástí našeho každodenního života.

To, že led a sníh je vlastně voda, ví každé dítě. Má jen jiné skupenství. Voda v pevném skupenství, tedy led a sníh v zimě pokrývá krajinu a na nejvyšších horských vrcholech leží po celý rok. Voda v plynném skupenství je pára. A i když ji nevidíme, cítíme vlhkost ve vzduchu.

Rozložení a složení vody na Zemi

Vodní plocha zabírá 71 % povrchu Země. 97 % je voda slaná a pouze 3 % je voda sladká ... většina je však obsažena v pevninských ledovcích Antarktidy a Grónska.

Budeme-li hledat největší zásobárnu sladké vody v kapalné podobě, musíme se vypravit k Bajkalskému jezeru.

Kde najdeme na Zemi vodu?

• Oceány - původní oblasti vzniku života před 4 mld. let. Pět světových oceánů - Tichý, Atlantský, Indický, Jižní a Severní ledový.
• Vodní pára - voda v atmosféře. Do atmosféry se dostala vypařením ze zemského povrchu. Zde může kondenzovat a vytvářet déšť. Pomocí větru se také přesouvá i několik tisíc km.
• Podpovrchová voda - voda vsáklá pod zemský povrch. Pod povrchem se voda také pohybuje, též může vytvářet podzemní řeky. Podpovrchová voda bývá často obohacena o různé minerály - říkáme jí kyselka (minerálka).
• Půdní voda - voda vsáklá do svrchní vrstvy zemské kůry - půdy.
• Ledovce - největší zásobárny sladké vody na Zemi. Voda je v nich uchována v pevném skupenství. Největší zásobu sladké vody tak máme v pevninských ledovcích Antarktidy a Grónska.
• Jezera a řeky - nepatrné množství sladké vody využívané lidmi.

Voda v přírodě není chemicky čistá (tedy pouze H2O), je to komplikovaná fyzikálně-chemická směs mnoha látek, jejichž výskyt, forma a poměr se mění v místě i čase. V přírodních vodách můžeme najít 3 skupiny různých látek:

• Rozpuštěné látky tvořící s vodou homogenní směs (roztok), kterou lze vizuálně rozlišit až na molekulární úrovni. Podzemní vody mívají obvykle více rozpuštěných látek než vody povrchové.
• Nerozpuštěné látky tvoří s vodou nehomogenní směs a způsobují zákal vody. Jsou složeny z jílových částic, prachu, písku, organické hmoty. Vyskytují se především v povrchových vodách (prach a nečistoty spláchnuté deštěm z povrchu, eroze půdy při deštích). Kvalitní podzemní voda má velmi málo nerozpuštěných látek.
• Živé organismy (sinice, řasy, baktérie, viry, vyšší organismy aj.) jsou typické pro povrchové vody. V kvalitní podzemní vodě, která není znečištěna z povrchu, se cizorodé živé organismy nevyskytují. Jsou viditelné pod mikroskopem.

Voda je dvouprvková sloučenina kyslíku a vodíku se sumární vzorcem H2O. Je biologicky nejdůležitějším polárním rozpouštědlem a nejrozšířenější sloučeninou na Zemi. Pokrývá 70,7 % zemského povrchu. Je nezbytná pro všechny živé organismy.

Voda v živých organismech zaujímá více než polovinu (cca 60-99 %) jejich objemu v závislosti na druhu organismu. Podílí se na termoregulaci, přenosu látek, udržuje pH, odstraňuje zplodiny metabolismu a figuruje jako reakční prostředí.

Voda je bezbarvá, čirá kapalina bez chuti a bez zápachu. Bod tání vody je 0 °C, bod varu je 100 °C , z čehož i vyplývá Celsiova teplotní stupnice. Hustota vody se od 0 °C do 3,98 °C zvyšuje, poté s vzrůstající teplotou klesá.

Při snižování teploty dochází opět k poklesu hustoty nepřímo úměrně ke zvyšujícímu se objemu. Z tohoto důvodu led plave na vodě (má menší hustotu než voda). Nejvyšší hustota vody (1 g/cm3) je při 3,98 °C. Tento jev se nazývá anomálie vody. Má význam pro vodní živočichy tím, že na povrchu vody se vytvoří vrstva ledu, která brání dalšímu promrzání.

Led má větší objem než kapalná voda. Při tání svůj objem zmenšuje, při tuhnutí zvětšuje. Krystalová struktura ledu obsahuje kanálky, kam odtéká tající voda, když dochází k rozrušení krystalové struktury. Neuspořádanost molekul kapalné vody v kanálcích způsobí menší objem než by byl v případě uspořádané krystalové mřížky. Relativní zvětšení objemu je 9 %.

Rozložení zásob vody na Zemi

Celková plocha zemského povrchu zaujímá asi 510 mil. km2. Oceány a moře se rozprostírají na 361 mil. km2 (70,8 %) a pevnina na 149 mil. km2 (29,2 %). Voda a povrch pevniny jsou na povrchu Země rozloženy nerovnoměrně.

Na severní polokouli je pevnina soustředěna na 100 mil. km2 a na vodní plochu připadá 155 mil. km2, na jižní polokouli zabírá pevnina 49 mil. km2 a vodní plocha 206 mil. km2.

Rozdělení zásob vody na Zemi je v neprospěch sladké vody. Oceány a okrajová moře vytváří světový oceán, v němž je soustředěno 1 338 mil. km3 vody (0,1 % objemu Země).

Na pevnině jsou celkové zásoby vody podstatně menší, odhadují se asi na 47, 9 mil. km3, z čehož je asi 35 mil. km3 sladké vody. Největší zásoby sladké vody jsou soustředěny v pevninských ledovcích (24 mil. km3), v podpovrchové vodě (23,7 mil. km3) a v jezerech a řekách (13,5 mil. km3).

Teorie o původu vody na Zemi

Dlouho převládala představa, že voda na Zemi pochází především z asteroidů a komet, které bombardovaly naši planetu v počátcích její existence. Teorie ale narazila na několik problémů.

Pět milionů let po zrození Slunce začaly asteroidy v hlavním pásu uvolňovat vodní páru v důsledku sluneční energie. Tato pára se postupně šířila do vnitřní sluneční soustavy a nakonec obklopila planety, které část této vody zachytily.

Tento nový výzkum naznačuje, že vodík, základní stavební prvek vody, mohl být zachycen v minerálech už během formování Země.

Geochemické modely ukazují, že raná Země mohla mít dostatek vody v minerálech svého pláště, které ji později vypustily na povrch. Pokud se voda mohla na planetě vytvořit přirozeně během jejího vzniku, znamená to, že i další kamenné planety mohou mít podobný proces.

I když výzkum pokračuje a vědci stále hledají definitivní odpověď, jedno je jisté: voda na Zemi je mnohem starší, než jsme si dosud mysleli, a mohla se zde vytvořit už při samotném vzniku naší planety.

V období utváření planety Země ještě nelze mluvit o existenci hydrosféry. Hydrosféra se začíná objevovat po zformování zemské kůry. diferenciačními procesy, kdy se ze zemského pláště vyčlenila zemská kůra, probíhala na povrchu Země bouřlivá vulkanická činnost.

obrovské množství vulkanických exhalátů (HF, NH3, HCl, H2S, SO2, CH4, CO, CO2, SiF4, Rn, atd.). uvolnila při výstupu magmatu na povrch (magma obsahuje až 7% vody). V důsledku "správné" vzdálenosti Země od Slunce mohla vodní pára kondenzovat a zůstat v kapalném stavu. Vzniká první proto-hydrosféra.

vulkanické činnosti, ale pravděpodobně z ledových meteoritů dopadnutých na Zemi během konečné fáze jejího formování. sedimentárních hornin starých cca 3500 mil.let. V té době měl světový oceán zcela odlišné chemické složení než má dnes. rozpouštěly horniny.

Docházelo k pozvolné neutralizaci. Nicméně kyselé plyny sekundární atmosféry se stále rozpouštěly v oceánu a snižovaly tak jeho pH. anaerobní. koncentracích. pod zemským povrchem, v zemské atmosféře a vodu vázanou v živých organizmech. plynném, kapalném a pevném.

Z celkové plochy povrchu Země 510 mil. km2 zaujímají oceány a moře 360,7 mil. a pevnina 149,3 mil. km2 (29,3 %). oceánu obsaženo asi 94% slané vody. formách skupenství. zapojuje do oběhu vody na Zemi. (podzemní led v permafrostu). cyklu.

Asi nejstarší důkazy získala observatoř ALMA, měřící v mikrovlnné a milimetrové spektrální oblasti. Jedná se o astronomická data z galaxie SPT0346-52, která prošla mimořádným obdobím intenzivní tvorby hvězd. Dělí ji od nás 12,7 miliar­dy světelných let, takže ji pozorujeme přibližně miliardu roků po Velkém třesku. Jde tedy o jednu z nejstarších identifikací vody ve vesmíru.

tags: #vznik #vody #v #přírodě #procesy

Oblíbené příspěvky:

• Ceny skládky zeminy v Jablonci
• Použití odpadové trubky 100
• Tipy pro výběr odpadkového koše
• Zábava a Vzdělávání v Přírodě
• Význam biodiverzity