Планетарный круговорот воды и кислорода

Планетарный круговорот воды и кислорода

Жизнь на нашей планете поддерживается за счёт непрерывного перемещения веществ между живой и неживой природой. Среди важнейших процессов такого рода особое место занимают круговорот воды и круговорот кислорода - два взаимосвязанных биогеохимических цикла, без которых существование биосферы было бы невозможным. Оба процесса тесно связаны с состоянием атмосферы, формируют климат и всё сильнее испытывают давление со стороны человеческой цивилизации.

Круговорот воды на Земле

Вода входит в состав всех живых организмов, составляя до 90% их массы, и потому служит неотъемлемой частью биосферы. Её запасы на планете складываются из вод Мирового океана и континентальных источников - ледников, рек, озёр и грунтовых вод. Под действием солнечной энергии и активности биоценозов в природе поддерживается устойчивый водный баланс.

Поступающее солнечное тепло испаряет воду с поверхности океанов, водоёмов, почв и растений, направляя её в атмосферу. При этом над океанами испарение превышает количество осадков, а на суше, напротив, выпадает больше влаги, чем испаряется. Заметный вклад в этот процесс вносят и зелёные растения.

Помимо обеспечения жизни, круговорот воды играет ключевую роль в формировании планетарного климата. Около половины всех осадков приходится на зону тропических лесов. Часть пресной воды, возвращаясь на сушу, пополняет ледники, однако большая её доля просачивается в почву, образует поверхностный сток и вновь устремляется в океан, откуда под действием Солнца снова испаряется.

Капля, испарившаяся над поверхностью океана, может выпасть дождём над тропическим лесом, просочиться в грунтовые воды, а затем с речным стоком вновь вернуться в океан - завершив полный планетарный цикл.

Однако антропогенная деятельность нарушает естественное равновесие. Чрезмерный забор пресной воды истощает запасы грунтовых вод и провоцирует вторжение солёной океанической воды в подземные горизонты. Снижению просачивания и оскудению грунтовых запасов способствуют добыча полезных ископаемых, вырубка растительности, а также строительство дорог, автостоянок и жилых зданий.

Круговорот кислорода

Наряду с круговоротом воды оборот кислорода относится к важнейшим биогеохимическим циклам Земли, обеспечивающим само существование жизни. Содержание этого газа в воздухе достигает около 21%, а значительные его объёмы сосредоточены также в лито- и гидросфере. Ведущая роль в обороте кислорода принадлежит живым организмам.

Основная масса кислорода в биосфере производится зелёными растениями - продуцентами - в процессе фотосинтеза. Примечательно, что океанические фотосинтетики, прежде всего фитопланктон, выделяют этого газа в восемь раз больше, чем наземные растения. Значительная часть произведённого кислорода расходуется на дыхание. Именно фотосинтез и дыхание, тесно связанные между собой, удерживают концентрацию кислорода в атмосфере на постоянном уровне.

Всё более ощутимое влияние на этот цикл оказывает антропогенная деятельность. Большие объёмы свободного кислорода расходуются на сжигание топлива и окисление загрязняющих веществ, а вырубка зелёных насаждений снижает интенсивность фотосинтеза. В результате нарушается равновесие между образованием и потреблением кислорода, а сам круговорот постепенно утрачивает свою цикличность. Подобные сдвиги в газовом балансе планеты связаны и с накоплением углекислого газа, усиливающим парниковый эффект и меняющим климат Земли.