Какой процент воды на земле можно пить?

Вода появилась из космоса

Фото и видео подобных ионных ливней предоставляли космическая обсерватория «Хаббл» и межпланетные исследовательские станции. Большой объем в таких потоках занимают протоны, являющиеся с химической точки зрения ядрами атомов Н+, точнее протия — легкого водородного изотопа, не имеющего электрона.

Проливались ионные дожди и много миллиардов лет назад. Достигая верхних слоев земной атмосферы, они захватывали электроны и превращались в чистый водород, который тут же вступал во взаимодействие с кислородом и образовывал воду. А она изливалась на поверхность Земли в виде осадков.

Расчеты показывают: таким образом может быть образовано всего 1,5 т воды ежегодно. Но за миллионы и миллиарды лет космическая вода на планете могла создать Мировой океан.

Лёд, находящийся в межзвёздном пространстве богат дейтерием. Учёные давно подозревали, что именно он является источником воды в нашей Солнечной системе. Но молодая планетная система была настолько полна ионизирующего излучения, что любой попадающий в неё лёд должен был расплавиться и перейти в состояние воды. Credit: Bill Saxton, NSF/AUI/NRAO.

Значение суши и океана

Земная твердь, или суша, неразрывно связана с Мировым океаном. Отсутствие воды означает невозможность жизни, которая сейчас процветает на планете Земля. С водой прямо или косвенно связана вся деятельность человека на суше. Полностью заселены 5 материков. Антарктида с ее неблагоприятным для человека климатом практически не имеет населения. Исключения составляют только научно-исследовательские станции, но постоянных поселений в Антарктиде нет.

На пространстве суши представлены все природные и климатические зоны — от арктического до экваториального. Суша богата лесами, горами, пустынями и полупустынями, саваннами, тундрой и тайгой. На всех материках есть горы. Где-то они невысокие, к примеру, в Австралии, где-то горы возвышаются на многокилометровую высоту, как в Гималаях.

Водный мир планеты не оставляет сушу без воды. Здесь есть многочисленные реки и озера, высоко в горах располагаются ледники. Атмосфера в виде осадков тоже увлажняет сушу. Поверхностный слой суши при недостаточной увлажненности становится непригодным для использования в сельском хозяйстве.

Суша оказывает воздействие на водные участки планеты, изменяет состав воздушных масс, оказывает влияние на прибрежный уровень воды. В зависимости от сезона формирует погоду, исходя из сложившихся над сушей атмосферных условий.

Между сушей и морем происходит постоянный теплообмен. Зимой воздушные массы, подогретые морем, взаимодействуют с холодной сушей, в результате чего из конденсата выпадают осадки. Летом — наоборот. Теплые и холодные течения оказывают на воздушные массы влияние, что сказывается на температуре континента и его влажности.

Сравнение

Пресная вода всегда будет менее плотной по сравнению с водами, содержащими соли и минеральные элементы. Возьмем для сравнения морскую и соленую.

С морской

Показатель для морской H2O при солености в 35% (среднее общее значение) составляет 1027,81 кг/м3. Но чем выше концентрация солей, тем она будет плотнее.

Обычно это значение, которое было установлено после измерений в разных частях земного шара, варьируется от 1025 до 1033 кг/м3. Соответственно, каждый кубический метр воды океанов будет весить на 27-33 кг больше, чем такой же объем пресной.

При этом наиболее плотной она будет не при положительных значениях температур — +4˚С, а при отрицательных – от -3 °С.

На плотность и количество солей в морской воде оказывает влияние:

• объем выпадающих виде дождей осадков,
• интенсивность испарений с их поверхности,
• температура, до которой нагреваются верхние слои,
• объем приточной речной воды,
• есть ли замерзание и таяние льдов.

С соленой

Плотность любой соленой воды зависит от концентрации в ней различных солей. Чем больше концентрация, тем она более плотная, т.е. будет уже не 999,8 кг/м3, а 1000 кг/м3 и более.

То же самое относится и к минеральной воде, в ней также есть соли, а значит, она будет плотнее, чем, например, дождевая, талая или дистиллированная.

Какая плотнее и почему?

Если сравнивать пресную и морскую воду, то последняя всегда будет плотнее из-за содержания солей. Если говорить о температуре, то чем холоднее вода, тем она плотнее, за исключением той, что нагрета от 0 до 4˚С.

Какая вода плотнее — соленая или пресная, видео-эксперимент:

Соотношение воды и суши на земле

Площадь мирового океана составляет 70,8% от площади всей поверхности планеты.
29% – площадь суши.

Но на суше есть реки, озёра, в процентах это будет составлять 1,7. Вычтем из 29%, получим 27 процентов суши. Ледники, болота ещё 2%.

В итоге,  25% занимает суша, а водная поверхность – 75 процентов или 380 млн кв. км.

Объём запасов воды на нашей планете огромный – около 1500 млн кубических километров, что составляет 1/800 объёма планеты или 1,54 квинтиллиона тонн.

Основной объём воды на Земле заключён

• Мировой океан – 1,37 млрд км³ или 93,96%.
• Подземные воды – 64 млн км³ или 4,38%.
• Ледники – 24 млн км³ или 1,65%.
• Озёра и водохранилища – 280 тыс. км³ или 0,02%.
• Почве – 85 тыс. км³ или 0,01%.
• Реки – больше 1 тыс. км³ или 0,0001%.
• Атмосферный пар – 14 тыс. км³ или 0,001%.

Сколько пресной и солёной воды

В процентах.

Площадь земли около 510 066 000 км² и 71% от этой поверхности принадлежит океанам, с объёмом около 1,4 млрд км³ солёной жидкости.

Доля пресной жидкости составляет 3%. Из них 2% заключена в айсбергах и льдах Антарктиды. Доступная пресная вода лишь 1 процент.

В литрах.

Солёная вода составляет 97% общих водных запасов на Земле или 1,47 млрд км3, если пересчитать, то будет 1 370 квинтиллионов литров.

125 квадриллионов литров пресной жидкости, которая сосредоточена в ледниках, реках и озёрах.

Запасы

Большинство пресной воды невозможно пить без специальной обработки. Причиной этому являются не только природные процессы (например, эрозия), но и человеческий фактор, который сыграл здесь не последнюю роль.

Общий объем пресной воды на земле около 28 253 200 км3. Распределена она неравномерно. Рассмотрим таблицу № 1.

Лидеры по годовым объемам водных ресурсов, в среднем за 2011-2019, км3 /год

Страна	км 3/год
Бразилия	8233
Россия	4498
Канада	3300
США	3069
Индонезия	2838
Китай	2739
Колумбия	2132
Перу	1913
Индия	1908

Наибольший запас пресной воды приходится на Бразилию. На втором месте находится наша страна.

Ледники Антарктиды содержат большое количество запасов пресной воды на Земле, если они разом растают, уровень воды Мирового океана поднимается на 70 метров.

Самым большим хранилищем в мире является расположенное в России озеро Байкал, в нем сосредоточена 1/5 всех мировых запасов.

Сибирь, озеро Байкал

Помимо него, немалая часть пресных источников содержится в Ладожском и Онежском озерах, а также в специальных водохранилищах, таких как Красноярское, Волгоградское, Самарское и др.

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. 

Откуда на земле вода?

Касательно появления воды на нашей родной планете есть две противоположные теории:

Земное происхождение воды	Внеземное происхождение воды
Появилась за счет контакта водорода и выделяемого магмой кислорода.	Вода занесена в результате бомбардировки миллионами комет и астероидов.
Образовалась в первые несколько сотен миллионов лет формирования планеты.	Возникла за счет притяжения рассеянной в космосе мелкодисперсной пыли, содержащей воду.
Существование и круговорот воды поддерживались за счет изменения орбиты и неравномерной освещенности.	Все это происходило уже после завершения формирования Земли, что может объяснить тектонические особенности.
Подтверждается последними исследованиями.	На данный момент нет никаких подтверждений, только гипотезы.

Окончательную точку в этом споре не может поставить никто, наши представления об окружающем мире еще во многом фрагментированные. Но наиболее перспективно выглядит именно первая теория.

Дистилляция

Опреснение при всей энергоемкости и высокой себестоимости продукта получило распространение в странах Ближнего Востока (Катаре, Кувейте, Саудовской Аравии, Объединенных Арабских Эмиратах), имевших достаточный объем бюджетных средств для реализации масштабных проектов. В общем и целом эта стратегия себя оправдывает, но некоторые неожиданные преграды технологического характера создают существенные проблемы. Например, оманские водозаборные системы не так давно оказались забитыми ядовитыми водорослями, что парализовало работу дистилляционных установок на длительное время.

В то же время крупнейшим региональным поставщиком пресной воды стала Турция, направившая в этот специфический сектор экономики серьезные инвестиции. Страна не испытывает проблем в гидроснабжении и продает излишки в Израиль и другие государства, перевозя их в специальных танкерах.

Солнечная система

Но наличие атмосферы, водной оболочки, достаточного количества света и умеренных температур прежде всего обусловлено расположением Земли относительно Солнца. Ведь жизнь возможна лишь на одной из восьми планет Солнечной системы. В зависимости от строения все планеты делятся на две группы и распределяются следующим образом по расстоянию до Солнца.

Планеты земной группы:

• Меркурий — 58 миллионов километров до Солнца. Самая маленькая планета системы имеет очень разряженную атмосферу, из-за чего наблюдаются невероятные температурные колебания на поверхности, которые варьируются от +430 °С до -190 °С.
• Венера — 108 миллионов километров. По плотности атмосфера этой планеты превосходит земную в девяносто раз. Венера представляет собой настоящий парник, температура ее поверхности нагревается до 460 °С, поэтому вода не может оставаться в жидком состоянии, следовательно, невозможна жизнь.
• Земля — 149.5 миллиона километров. Идеальные условия для жизни. Масса и площадь поверхности планеты Земля больше, чем каждой из планет земной группы.
• Марс – 228 миллионов километров. Углекислая атмосфера Марса в 500 – 800 раз менее плотная, нежели атмосфера Земли. Марсианская поверхность не способна поддерживать нужный для жизни температурный режим. Марс — очень холодная планета, ночами на ее поверхности воцаряется мороз до -100 °С.

Планеты из группы газовых гигантов:

• Юпитер — 778 миллионов километров. Самая большая планета Солнечной системы. Ее масса в два с половиной раза больше суммарной массы остальных семи планет, а площадь почти в 122 раза больше площади планеты Земля. Юпитер преимущественно состоит из гелия и водорода.
• Сатурн — 1.43 миллиарда километров. Плотность этой планеты, которая известна своими удивительными кольцами, меньше, чем плотность воды.
• Уран — 2.88 миллиарда километров. Самая холодная планета системы, температура на поверхности Урана опускается до -224 °С.
• Нептун — 4.5 миллиарда километров. Самая дальняя от Солнца планета имеет атмосферу, состоящую в основном из водорода и гелия с примесями метана. Нептун, как и Уран, очень холоден, температура на нем опускается ниже 200 °С.

Анализируя эту информацию, можно в очередной раз изумиться стечению обстоятельств, сделавших возможной жизнь на Земле. Долгое время ученые и фантасты допускали инопланетную жизнь на Венере и Марсе, но исследования последних десятилетий показали, что это маловероятно. На соседках Голубой планеты слишком суровый климат, неподходящая плотность атмосферы. Там не существует океана, который породил биосферу на Земле, и нет достаточного мощного магнитного поля для защиты живых существ от смертельного излучения Солнца.

Гипотезы происхождения воды на Земле

Внепланетные источники

Вода имеет гораздо более низкую температуру конденсации, чем другие материалы, из которых состоят планеты земной группы в Солнечной системе, такие как железо и силикаты. Регион протопланетный диск Ближайший к Солнцу был очень горячим в начале истории Солнечной системы, и невозможно, чтобы океаны воды конденсировались вместе с Землей по мере ее образования. Вдали от молодого Солнца, где температура была ниже, вода могла конденсироваться и образовывать ледяной планетезимали. Граница области образования льда в ранней Солнечной системе известна как линия мороза (или снежная полоса) и находится в современном поясе астероидов, между 2,7 и 3,1 астрономические единицы (AU) от Солнца. Поэтому необходимо, чтобы объекты, образующиеся за линией замерзания, например кометы, транснептуновые объекты, и богатый водой метеороиды (протопланеты) — доставляли воду на Землю. Однако сроки доставки пока остаются под вопросом.

Одна теория утверждает, что Земля сросшийся (постепенно увеличивался за счет накопления) ледяных планетезималей около 4,5 миллиардов лет назад, когда они составляли от 60 до 90% своего нынешнего размера. В этом сценарии Земля смогла удерживать воду в той или иной форме во время аккреции и крупных столкновений. Эта гипотеза подтверждается сходством содержания и изотопных соотношений воды между старейшими из известных углистый хондрит метеориты и метеориты из Веста, оба из которых происходят из Солнечной системы пояс астероидов. Это также подтверждается исследованиями осмий соотношения изотопов, которые предполагают, что значительное количество воды содержалось в материале, который Земля аккрецировала на раннем этапе. Измерения химического состава лунных проб, собранных Аполлон 15 и миссии дополнительно подтверждают это и указывают на то, что вода уже присутствовала на Земле до образования Луны.

Одна проблема с этой гипотезой заключается в том, что благородный газ изотопные отношения атмосферы Земли отличаются от таковых в ее мантии, что предполагает, что они были сформированы из разных источников. Чтобы объяснить это наблюдение, была предложена так называемая теория «поздней облицовки», согласно которой вода поступала намного позже в истории Земли, после лунного удара. Однако нынешнее понимание образования Земли допускает аккрецию менее 1% материала Земли после образования Луны, подразумевая, что материал, образовавшийся позже, должен был быть очень богатым водой. Модели ранней динамики Солнечной системы показали, что ледяные астероиды могли быть доставлены во внутренние области Солнечной системы (включая Землю) в течение этого периода, если бы Юпитер переместился ближе к Солнцу.

И все же третья гипотеза, подтвержденная свидетельствами молибден соотношения изотопов, предполагает, что Земля получила большую часть воды из того же межпланетное столкновение что вызвало образование Луны.

Где сосредоточены основные запасы пресной воды в гидросфере?

Пресная вода составляет только 2% от общего количества всех водных ресурсов на Земле. В численном эквиваленте, это примерно 28,25 миллиона кубических километров.

Ниже представлены количественные данные, в каких частях гидросферы сосредоточены основные запасы пресной воды:

• ледники, постоянный снег – 68,7%
• подземная вода – 30,1 %
• вечная мерзлота – 0,86 %
• пресные озера – 0,26 %
• пары атмосферы – 0,04 %
• реки – 0,006%

Многих интересует вопрос, а есть ли пресная вода в океане? Есть, и находится она глубоко под океанским дном. К сожалению, для ее добычи требуются большие затраты и современное оборудование. Поэтому разработка таких месторождений или слабая, или не ведется совсем.

Самым пресным океаном на Земле является Северный Ледовитый океан. Источником здесь служат, конечно же, ледники (один из объектов гидросферы, который содержит больше всего пресной воды), таяние которых приводит к освобождению огромной массы водных ресурсов и разбавлению вод океана.

Как вычислить на основании фактического объема резервуара полезный объем?

Расчет полезного объема аквариума базируется на определении полного количества воды, которое поместится в пустой емкости.

Для этого надо лишь определить размеры резервуара без учета толщины стекла.

Делать поправки на грунт, неполный налив емкости и на другие дополнительные элементы в данном случае не требуется.

Данные и инструменты

Для расчета полезного объема потребуются измерительные инструменты (линейка, рулетка, штангенциркуль) и калькулятор для вычислений.

Никаких дополнительных инструментов не надо. В паспорте аквариума (если он есть) указываются некоторые значения — толщина стекол, полный (геометрический) объем и прочие показатели. Их можно использовать для расчетов, что упростит задачу и ускорит получение результата.

Правила вычисления

Расчет делают по следующим правилам:

• Измеряют длину и ширину емкости, вычитая двойную толщину стекла.
• Измеряют высоту аквариума. Проще всего использовать линейку и измерить сразу внутреннюю высоту, чтобы не отнимать толщину стекла.
• Определяют конечный показатель по соответствующим формулам.

Поскольку надо определить именно внутренний объем самого резервуара, задача упрощается и не требует дополнительных действий.

Формула

Определение полезного объема производится путем умножения площади основания на высоту резервуара. Единственным исключением может стать шарообразный аквариум, где объем вычисляют по формуле:

V=3/4​ π r3

Определить полезную площадь шарообразного сосуда весьма сложно, так как он не является полноценным шаром — недостает срезанной верхушки. Поэтому, большинство пользователей идет опытным путем, заполняя шарообразный аквариум водой из емкостей с известным объемом.

Для определения объема шестиугольного аквариума используют формулу площади шестиугольника, умноженную на высоту.

Формула:

a — квадрат стороны шестиугольника. Полученное значение умножают на высоту резервуара и переводят полученное значение в литры.

Примеры

Для расчета объема параллелепипеда надо последовательно перемножить его длину, ширину и высоту. Сложнее вычислить объем шестиугольного аквариума.

Допустим, есть резервуар с длиной стенки 30 см, тогда площадь дна будет равна:

(3 × √3 a)/2 = (3 × (1,7 × 0,09)) : 2 = 0,459 : 2 = 0,23 м2

Теперь остается только умножить это значение на высоту внутренней части. Допустим, она равна 45 см.

Тогда:

0,23 × 0,45 = 0,1 м3

Для перевода в литры умножим результат на 1000 и получим 100 литров.

Расчеты могут оказаться слишком сложными для некоторых пользователей. Облегчить задачу помогут онлайн-калькуляторы, которых много в сети интернет. Рекомендуется воспользоваться несколькими из них, чтобы проверить результаты и избежать ошибок.

Практическое применение

Из учебников химии и физики вычисляют уровень плотности по формуле. Но также это можно сделать, используя онлайн-систему.

Значение показателя

Окружающий мир состоит из разных веществ.

Скамейка в парке или баня за городом сооружены из древесины, подошва утюга, сковорода выполнены из металла, покрышка колеса, велосипеда — из резины. Каждый предмет имеет свой вес.

Черные дыры Вселенной составляют наибольшую плотность 1014 кг/м3. Самый низкий показатель имеет область между Галактиками (2•10−31—5•10−31 кг/м³).

Таблица плотности веществ

Вещество	Плотность (кг/м3)
Сухой воздух	1,293
Металлы
Осмий	22,61
Родий	12,41
Иридий	22,56
Плутоний	19,84
Палладий	12,02
Свинец	11,35
Платина	19,59
Золото	19,30
Сталь	7,8
Алюминий	2,7
Медь	8,94
Газы
Азот	1,25
Аммиак	0,771
Аргон	1,784
Жидкий водород	70
Гелий в жидком состоянии	130
Водород	0,09
Водяной пар	0,598
Воздух	1,293
Хлор	3,214
О2	1,429
Углекислый газ	1,977
Остальные вещества
Тело человека	На вдохе 940-990, при выдохе — 1010-1070
Пресная вода	1000
Солнце	1410
Гранит	2600
Земля	5520
Железо	7874
Бензин	710
Керосин	820
Молоко	1040
Этанол	789
Ацетон	792
Морская вода	1030
Древесина
Пихта	0,39
Ива	0,46
Ель	0,45
Сосна	0,52
Дуб	0,69

Способы расчета и примеры

В сети Интернет существует множество приложений для онлайн-расчета плотности веществ или материалов. В стандартные поля калькулятора вводится основная информация: масса, объем, единицы измерения. Плотность вычисляется автоматически по заданным параметрам и выводится на экран интерфейса. Можно перевести информативные данные в нужную единицу измерения.

Без использования учебной информации показатель П можно определить через физические опыты. Для лабораторных изучений нужны весы, сантиметр, если исследуемое тело находится в твердом состоянии. Для жидкости необходима колба.

Сначала измеряют объем тела, записывая результат по цифровой шкале (в сантиметрах или миллилитрах).

Вычисляя объем деревянного бруска квадратной формы, параметр стороны возводится в третью степень. Измеряя объемные характеристики, тело ставят на весы и записывают значение массы. Рассчитывая жидкое состояние, учитывают массу сосуда, куда помещено исследуемое. В формулу подставляют данные и рассчитывают показатель.

Поскольку П измеряется в кг/л или в г/см³, то иногда приходится пересчитывать одни величины в другие.

Пример 1:

Необходимо найти плотность молока, если 350 г занимают 100 см 3 . Для решения используют формулу, где масса делится на объем.

Решение: P=m/V = 350/100= 3,5 г/см 3 .

Пример 2:

Необходимо определить П мела, если масса большого куска объемом 20 см 3 составляет 48 грамм. П выразить в кг/м 3 и вг/см 3 .

Нужно перевести см 3 в кубические метры, а граммы — в килограммы.

V = 20см 3 = 0,00002 м 3 .

M= 48 г = 0,048 кг.

Плотность мела составляет 0,048 кг/0,00002 м 3 = 2400 кг/м 3 .

Выражаем в г/см 3 : 2400 кг/м 3 = 2400*1000/1000000 см 3 = 2,4 г/см 3 .

Один килограмм равен 1000 грамм, один кубический метр (1м 3 ) содержит 1000000 см 3 . Плотность получится 2,4 г/см 3 или 2400 кг/м 3 .

Источник

У кого есть вода и кто ее расходует

Из всего доступного объема самый большой запас пресной воды на планете (примерно треть) находится в Южной Америке. В Азии еще четверть. 29 стран, объединенных не по географическому, а по экономическому признаку (свободный рынок и демократия западного образца) в организацию ОСЭР, владеют пятой частью доступного объема водных ресурсов. Государства бывшего СССР – более двадцати процентов. Все остальное, составляющее в грубом приближении около 2 %, приходится на долю Ближнего Востока и Северной Африки. Впрочем, дела обстоят довольно скверно и на большей части всей территории Черного континента.

Что касается потребления, то наибольший его уровень наблюдается в Индии, Китае, США, Пакистане, Японии, Таиланде, Индонезии, Бангладеш, Мексике и России.

При этом расходуется больше всего воды не всегда в тех странах, где ее запасы действительно велики. Острая потребность в ней ощущается в Китае, Индии и Соединенных Штатах.

Почему исчезает вода

Как уже говорилось выше, вторым основным фактором, влияющим на сокращение запасов пресной воды в мире, является глобальное изменение климата на планете. Чем больше объемов парниковых газов накапливается в нашей атмосфере, задерживая тепло у ее поверхности, тем сильнее будут сокращаться запасы пресной воды. Повышение средней мировой температуры приводит к изменению погодных факторов, что в свою очередь оборачивается нарушением циклического круговорота воды в природе. В результате экологические катастрофы (наводнения, засуха и прочие) становятся более частными явлениями на нашей нагревающейся планете. Нарушается экологический баланс: в местах, где люди не нуждаются в дополнительных запасах воды, воды становится еще больше, а там, где нуждаются, ее становится еще меньше.

На карте ниже отображен водный стресс (нарушение баланса между водопользованием и водными ресурсами) каким ом ожидается к 2040 году. Карта построена с учетом «стандартного» сценария, при неуклонном росте объемов выбросов углекислого газа в атмосферу. Более повышенный водный стресс ожидается в областях, где уровень водоснабжения и без того уязвим вследствие засушливого климата и роста населения.

Водный стресс стран мира, прогнозируемый к 2040 году

Крупные города сильнее всего почувствуют дефицит воды. Ранее в этом году с этой проблемой уже столкнулись 4 миллиона жителей Кейптауна (ЮАР). В январе местное правительство объявило, что воды хватит только на 90 дней. По прогнозам ее запасы должны были полностью иссякнуть в апреле. Только с помощью запоздалых и отчаянных мер, направленных на сокращение потребления воды сельскохозяйственным сектором жители города смогли «дотянуть» до мая, когда начался затяжной сезон дождей. Проблема нехватки воды в городе не решена до сих пор. И таких городов, по мнению ученых, в ближайшие 20-30 лет станет гораздо больше.

К 2050 году от 3,5 до 4,4 миллиарда человек в мире будут ограничены в доступе к чистой пресной воде, причем более 1 миллиарда человек из этого числа – это жители крупных городов. Среди 482 попавших в исследование городов и населенных пунктов более четверти в будущем столкнутся с проблемой нехватки пресной воды для обеспечения всех потребностей. Основным фактором, влияющим на рост дефицита пресной воды, что логично, называется рост самих городов и его населения. Например, в США на первом месте по дефициту воды в будущем стоит Лос-Анджелес, поскольку его население по прогнозам будет расти даже несмотря на климатические изменения, которые также сократят его водные запасы. В целом ситуация с водой в городах станет хуже, если один из секторов их экономики получит приоритет на использование имеющихся запасов, отмечается в исследовании.

Топ 20 городов, которые, согласно прогнозам, столкнутся с крупнейшим водным кризисом к 2050 году

При виде таких прогнозов очень легко впасть в отчаяние. Однако ученые сохраняют надежду и предлагают альтернативные варианты дальнейшего развития событий. Например, результаты компьютерных моделирований, проведенных специалистами Массачусетского технологического института показали, что выбор политических решений, направленных на борьбу с климатическими изменениями, как это было с Парижским соглашением в 2015 году, позволят снизить последствия ожидающей нас нехватки воды. Если мировая общественность продолжит принимать подобные решения в будущем, то, например, 60 миллионов жителей стран Азии смогут избежать катастрофического дефицита воды, прогнозируемого к 2050 году, говорят ученые.

Одного Парижского соглашения конечно же будет недостаточно. Ученые предлагают более конкретные решения. Например, опыт Кейптауна показал, что правительствам и местным городским чиновникам необходимо выработать более грамотные стратегии, направленные на сохранения запасов пресной воды. То же повышение цен на воду до точки, при которой люди стали бы ее больше ценить и тратить в умеренных объемах позволило бы снизить нагрузку на ее запасы.

Объем гидросферы

Понять, сколько воды на Земле, поможет таблица распределения ее массы в гидросфере.

Где находится	Объем, млн/куб. км	Доля в мировых запасах, %
В Мировом океане	1340	96,4
Под землей	23	1,7
В ледниках и постоянном снежном покрове	25	1,8
В подземных водах мерзлых пород, болотах, реках, озерах, атмосфере	2	0,1
В общих запасах пресных вод	36	2,6
Всего	1390	100

Гидросферой был пройден длинный эволюционный путь. Она неоднократно менялась в массе, в соотношении ее отдельных частей и растворенных в ней газов, а также взвесей и прочих компонентов. Их изменения отражены в геологической летописи Земли, которая на сегодняшний день расшифрована еще далеко не полностью.

Как губятся источники воды

Как это часто бывает, проблема состоит не столько в недостаточности ресурса, сколько в отсутствии бережливости и нерациональном использовании того, что есть. Крупнейшие реки превращаются в гигантские сточные канавы, отравленные ядовитыми промышленными стоками и бытовыми отходами. Но загрязнение пресных вод при всей пагубности и очевидности – это еще не вся проблема.

В поисках дешевых способов добычи электроэнергии их перегораживают плотинами, что умедляет их естественный ход и нарушает температурно-динамические характеристики испарительно-восстановительных процессов. В результате реки мельчают. Такие явления наблюдаются везде. Уровень падает в Колорадо, Миссисипи, Волге, Днепре, Хуанхэ, Ганге и других великих реках, а более мелкие пересыхают полностью. К экологической катастрофе привело искусственное вмешательство в гидрооборот Аральского моря.

Проблема дефицита пресной воды

На планете около 2,8 млрд людей, а это более 35% населения Земли, ощущают дефицит водных ресурсов. А более 1,2 млрд из них не просто страдают от дефицита, а выживают в условиях острой физической нехватки жидкости, пригодной для питья и бытовых нужд (Северная Африка, Ближний Восток, некоторые региона Индии и Китая).

По прогнозам, дефицит этого ресурса может достигнуть 2 трлн куб.м в год уже в 2025 году. Если ситуация не изменится, к 2050 году половина населения земного шара будет жить в условиях нехватки чистой питьевой и бытовой воды.

Причины нехватки

Их можно разделить на две группы: естественные и антропогенные.

К естественным относятся изменения климата, а вот антропогенные более разнообразны:

• Рост населения,
• Вырубка лесов и осушение болот в сельскохозяйственных и промышленных целях, что ведет к обмелению природных резервуаров,
• Расширение городов,

• Загрязнение стоков и грунтовых вод бытовыми и промышленными отходами.

Способы экономии воды

Человек не может пить меньше, чем ему необходимо, но снизить потребление может каждый.

1. Насадки-аэраторы на кран ограничивают поток воды.
2. Запускать стиральную и посудомоечную машины нужно только при полной загрузки.
3. Принимая душ вместо ванны, можно снизить расход в 5-7 раз.
4. Нужно закрывать кран во время чистки зубов или бритья.
5. Стоит собирать дождевую воду на даче или в частном доме для полива.
6. Не размораживать и не охлаждать продукты под краном.
7. Снижать напор при умывании или при мытье посуды.
8. Следить за тем, чтобы не подтекали трубы и краны.
9. Унитаз с комбинированным сливом помогает контролировать расход воды.
10. Надо всегда плотно закрывать кран.

Способы искусственного получения пресной воды

В условиях дефицита воды актуальна проблема искусственного получения этого ресурса.

Первый вариант – это опреснение соленой воды. Для этого в основном используются дистилляция (то есть очистка от минералов через парообразование), обратный осмос (сложная фильтрация) и электродиализ (очистка при помощи камеры с электродами).

Второй вариант – конденсация паров при помощи технических средств. Воздух насосом закачивается в теплообменник, охлаждается в холодильной камере, и водяной пар оседает в виде кристалликов льда.

Таким образом, ответственный подход к потреблению водных ресурсов и дальнейшая разработка возможностей эффективного получения пресной воды из соленой или из воздуха дают надежду на благополучное разрешение проблемы, связанной с дефицитом этого ресурса.

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:

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.

Вода на планете Земля

Хотя жизнь на Земле появилась благодаря наличию жидкой воды, учёные до сих пор не могут точно сказать, как и когда на нашу планету попала вода, или когда она сама сформировалась.

Земля родилась «сухой» в условиях очень жаркого климата. Большинство экспертов считает, что вода попала на Землю в виде льда с кометами или астероидами, которые сформировались в более прохладных условиях, а позже столкнулись с нашей планетой.

Однако тут возникает следующий вопрос: откуда вода попала на кометы и астероиды? Исследователи считают, что, возможно, более «тяжелая» вода распылилась по телам Солнечной системы во время процесса рождения Солнца, или же она пришла из облака газа, из которого родилось Солнце и Солнечная система.

Кто больше?

Первенство по размерам при этом, как известно из школьного курса географии, принадлежит Евразии, простирающейся со своей причудливо изломанной береговой линией от Мыса Рока на западе до мыса Дежнева на востоке на все 16 000 километров. Ее территория — более 50 млн кв. км. И это тот единственный континент, стоя на побережье которого, вы сможете любоваться видом на один из любых четырех мировых океанов.

Второе место в рейтинге «Самая большая суша планеты» уверенно держит Африка. Ее средняя линия (примерно половина расстояния между крайними северной и южной точками) расположена почти точно на экваторе. С севера с вышеупомянутым чемпионом Евразией материк связывает лишь узенький Суэцкий перешеек.

На третьем месте находится Северная Америка. Лежит она полностью в северном полушарии и занимает чуть более 24 млн. кв. км из той территории, что представляет собой вся суша планеты. Три океана (Атлантический, Тихий и Северный Ледовитый) омывают ее берега. Берингова пролива, служащего естественной границей между ней и Евразией, как думают ученые, в глубочайшей древности не было: на его месте находился связывавший континенты перешеек.