Сколько всего на земле воды: Какой процент массы Земли составляет вода? / Хабр

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

В недрах Земли содержится огромное количество воды, в несколько раз превышающее объем Мирового океана. Как она туда попала, непонятно, а о ее роли в формировании и современной внутренней динамике планеты можно только строить догадки. Хотя в 2016 году ученые уже уверены в существовании, по крайней мере в прошлом, подповерхностного океана на Плутоне, об обилии воды в мантии Земли достоверно узнали только в 2014 году. Подробнее о неожиданных открытиях, совершенных в том числе с участием российских геофизиков, рассказывает «Лента.ру».

Материалы по теме

00:02 — 25 апреля 2016

О внутреннем строении Земли ученые знают не так много, как может показаться. Прямые исследования недр планеты исключительно затруднены. Распределение плотности внутри Земли можно оценить, например, наблюдая распространение сейсмических волн — на глубине в несколько десятков километров, на так называемой границе Мохоровичича, их скорость резко увеличивается с 7 до 8 километров в секунду. Это означает, что возмущение вещества перешло из менее плотной среды в более плотную — из коры в верхнюю мантию. В мантии волны тоже распространяются с разной скоростью — на глубине порядка 600 километров происходит замедление, возмущение переходит в зону нижней мантии и затем, на глубине около 2,9 тысячи километров достигает ядра.

Кроме того, помогает изучение минералов, которые когда-то находились в недрах планеты. Именно так и обнаружили подземную воду. В 2014 году международный коллектив геофизиков сообщил в журнале Nature, что в переходном слое между верхней и нижней мантией, на глубине 410-660 километров, имеются обширные запасы воды. Ученые провели рентгеноструктурный, рамановский и инфракрасный анализ образцов оливина, найденных близ реки Сан-Луис в современной Бразилии, и выявили в минерале содержащие воду включения рингвудита.

Материалы по теме

09:10 — 18 июля 2015

Живой Плутон

Что узнала станция New Horizons об окраинах Солнечной системы

Вода могла попасть туда только из переходной зоны мантии — на такую возможность ранее указывали теоретические расчеты и эксперименты. Согласно этим данным, оливин при высоких температурах и давлениях, характерных для мантии на глубине 410-660 километров, преобразуется в рингвудит и еще один минерал, вадслеит. Рингвудит и вадслеит поглощают на порядки больше воды, чем оливин — примерно до 2,5 процента их общей массы. В исследованном учеными образце содержалось до 1,5 процента рингвудита. Геофизики сделали вывод, что по крайней мере локально, то есть там, где из оливина возник рингвудит, мантия примерно на один процент по массе состоит из воды. Простые оценки показывают, что в недрах Земли воды хватит как минимум на несколько Мировых океанов.

Внутреннее строение Земли

Это подтвердила другая группа ученых, куда входили и российские специалисты. В 2015 году в журнале Nature они опубликовали статью с результатами исследования рингвудита, найденного в зеленокаменном поясе Абитиби на Канадском щите Северо-Американской платформы. Этот пояс представляет собой один из самых распространенных комплексов пород среднего и позднего архея. В глубину такие комплексы могут достигать 20 километров, в ширину — 200 километров, в длину — тысячу километров. В Канадском щите их шесть. Зеленокаменные пояса формировались на Земле 2,5-3,5 миллиарда лет назад — это указывает на возраст исследованного рингвудита и подземного океана, заключенного в минералы.

Материалы по теме

00:03 — 8 мая 2016

Изучая включения в оливине, геофизики выявили повышенное содержание воды в первичных расплавах коматиитов — продуктов вулканических извержений возрастом 2,7 миллиарда лет из пояса Абитиби. Коматииты, скорее всего, образовались в глубинной мантийной струе с потенциальной температурой плюс 1725 градусов Цельсия. Вода в мантийном источнике коматиитов была захвачена из промежуточной мантийной зоны на глубине 620-410 километров. При выполнении этой научной работы российские ученые из Института геохимии и аналитической химии имени Владимира Вернадского Российской академии наук разработали уникальный метод электронно-зондового микроанализа оливина с точностью определения примесных элементов в пять грамм на тонну, первыми в России запустив высокотемпературную (до плюс 1700 градусов Цельсия) экспериментальную установку с контролируемой летучестью кислорода.

Выводы ученых подтвердились. Британские и американские геофизики, проведя множество компьютерных квантово-механических расчетов, показали, что множество гидратированных, то есть включающих в себя воду, минералов, в частности брусит, при высоких давлениях и температурах, таких, как в недрах Земли на глубине 400-600 километров, являются термодинамически устойчивыми. Об этом сообщается в статье, опубликованной в 2016 году в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Материалы по теме

15:51 — 29 сентября 2015

Другой международный коллектив геофизиков проанализировал алмаз, выброшенный примерно 90 миллионов лет назад при извержении вулкана на поверхность Земли близ бразильской реки Сан-Луис. Инфракрасная микроскопия выявила в минерале включения, возникшие при его формировании и связанные с наличием гидроксильных ионов, которые, скорее всего, попали в минерал вместе с водой. Оказалось, что эти включения состоят главным образом из феррипериклаза (магнезиовюстита) — на него приходится примерно пятая часть минеральной фазы нижней, то есть расположенной на глубине 660-2900 километров мантии Земли. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Lithos.

Феррипериклаз состоит из оксидов железа и магния, а также может, при сверхвысоких давлениях и температурах, характерных для нижней мантии, поглощать хром, алюминий и титан. Между тем эти дополнительные включения в минерале не были обнаружены, значит, алмаз возник на глубине около тысячи километров. Таким образом, заключенная в минералы подземная вода находится не только на глубине 600-400 километров, но и в более глубоких слоях мантии.

Вода способна влиять на электропроводность мантии и ее подвижность. Ученые пока не могут точно сказать, почему ее так много в недрах Земли и как она туда попала. Ранее геофизики полагали, что вода внутрь планеты проникает из Мирового океана в результате субдукции — погружения одной литосферной плиты под другую. Аномально высокую концентрацию воды в исследованных минералах таким механизмом не объяснить. Вероятнее всего, подземная вода образовалась при формировании планеты. Прояснить ситуацию ученые попробуют, проанализировав коллекцию коматиитов, собранных в африканской провинции Барбертон. Возраст этих затвердевших древних лав оценивается в 3,3 миллиарда лет.

Сколько же людей способна выдержать планета Земля?

• Вивьен Камминг
• BBC Earth

11 апреля 2016

Автор фото, Thinkstock

Достаточно ли у Земли ресурсов для жизнеобеспечения стремительно растущего людского населения? Сейчас оно составляет более 7 миллиардов. Каково же предельное число жителей, при превышении которого устойчивое развитие нашей планеты станет уже невозможным? Корреспондент BBC Earth взялась разузнать, что на этот счет думают исследователи.

Перенаселенность. При этом слове современные политики морщатся; в дискуссиях по поводу будущего планеты Земля его часто называют «слоном в комнате».

Нередко о растущем народонаселении говорят как о самой большой угрозе для существования Земли. Но верно ли рассматривать эту проблему в отрыве от других современных глобальных вызовов? И так ли уж угрожающе много людей живет на нашей планете сейчас?

Понятно, что Земля в размерах не увеличивается. Пространство ее ограничено, да и ресурсы, необходимые для поддержания жизни, конечны. Еды, воды и энергии может просто не хватить на всех.

Выходит, что демографический рост представляет собой реальную угрозу благополучию нашей планеты? Вовсе необязательно.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Земля-то нерезиновая!

«Проблема состоит не в количестве живущих на планете людей, а в количестве потребителей и в масштабе и характере потребления», — утверждает Давид Сэттертвейт, старший научный сотрудник лондонского Международного института по вопросам экологии и развития.

В поддержку своего тезиса он приводит созвучное высказывание индийского лидера Махатмы Ганди, который считал, что «в мире достаточно [ресурсов], чтобы удовлетворить потребности каждого человека, но не всеобщую жадность».

До недавних пор число живущих на Земле представителей современного вида человека (Homo sapiens) было относительно невелико. Всего 10 тысяч лет назад на нашей планете обитало не более нескольких миллионов человек.

Лишь в начале 1800-х годов людское население достигло миллиарда. А двух миллиардов — только в 20-е годы ХХ века.

В настоящее время население Земли составляет свыше 7,3 млрд человек. По прогнозам ООН, к 2050 году оно может достигнуть 9,7 млрд, а к 2100 году предположительно превысит 11 млрд.

Народонаселение стало стремительно расти лишь в последние несколько десятилетий, так что у нас пока нет исторических примеров, опершись на которые мы могли бы сделать прогнозы относительно возможных последствий этого роста в будущем.

Иначе говоря, если верно, что на нашей планете к концу века будет жить уже более 11 млрд человек, наш нынешний уровень знаний не позволяет нам сказать, возможно ли устойчивое развитие при таком населении — просто потому, что в истории не было еще прецедентов.

Впрочем, мы сможем лучше представить себе картину будущего, если проанализируем, где в ближайшие годы ожидается самый значительный прирост населения.

Давид Сэттертвейт говорит, что в основном демографический рост в следующие два десятилетия будет происходить в мегаполисах тех стран, где уровень доходов населения на нынешнем этапе оценивается как низкий или средний.

На первый взгляд, увеличение числа жителей таких городов, пусть даже на несколько миллиардов, не должно иметь серьезных последствий в масштабах всей планеты. Связано это с исторически низким уровнем потребления среди горожан в странах с низким и средним уровнем доходов.

Выбросы диоксида углерода (CO2) и других парниковых газов — это хороший показатель того, насколько высоким может быть потребление в том или ином городе. «О городах в странах с низким уровнем доходов мы знаем, что выбросы диоксида углерода (углекислого газа) и его эквивалентов составляют там меньше тонны на одного человека в год, — говорит Давид Сэттертвейт. — В странах же с высоким уровнем доходов значения этого показателя колеблются в пределах от 6 до 30 тонн».

Жители более экономически благополучных стран загрязняют окружающую среду в гораздо большей степени, чем люди, живущие в бедных странах.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Копенгаген: высокий уровень жизни, но небольшие выбросы газов с парниковым эффектом

Впрочем, существуют и исключения. Копенгаген — столица Дании, страны с высоким уровнем доходов, а Порто Аллегре находится в Бразилии, где уровень доходов выше среднего. В обоих городах высокий уровень жизни, однако выбросы (в расчете на душу населения) относительно невелики по объему.

По словам ученого, если мы посмотрим на образ жизни одного отдельно взятого человека, разница между богатыми и бедными категориями населения окажется еще более значительной.

Есть много городских жителей с низкими доходами, чей уровень потребления так низок, что на выбросы парниковых газов он не оказывает практически никакого влияния.

По достижении населением Земли численности в 11 млрд дополнительная нагрузка на ее ресурсы может оказаться сравнительно небольшой.

Однако мир меняется. И вполне возможно, что в мегаполисах с низким уровнем доходов выбросы углекислого газа в скором времени начнут расти.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Люди, живущие в странах с высоким уровнем доходов, должны внести свой вклад в сохранение устойчивого развития Земли при растущем населении

Озабоченность вызывает и стремление жителей бедных стран к образу жизни и потреблению на уровне, который считается сейчас нормальным для государств с высокими доходами (многие скажут, что это было бы в некотором роде восстановлением социальной справедливости).

Но в таком случае рост городского населения принесет с собой и более серьезную нагрузку на экологию.

Уилл Стеффен, почетный профессор Феннеровской школы окружающей среды и общества при Государственном университете Австралии, говорит, что это соответствует общей тенденции, проявившейся в последнее столетие.

По его словам, проблема состоит не в росте населения, а в росте — еще более стремительном — мирового потребления (которое, разумеется, по миру распределено неравномерно).

Если так, то человечество может оказаться в еще более затруднительном положении.

Люди, живущие в странах с высоким уровнем доходов, должны внести свой вклад в сохранение устойчивого развития Земли при растущем населении.

Только при условии, что более богатые сообщества будут готовы снизить свой уровень потребления и позволить своим правительствам поддержать непопулярные меры, мир в целом сможет сократить негативное влияние человека на глобальный климат и более эффективно решать такие задачи, как экономное использование ресурсов и переработка отходов.

В проведенном в 2015 году исследовании журнал Journal of Industrial Ecology попробовал посмотреть на экологические проблемы с точки зрения домохозяйства, где в центре внимания — потребление.

Исследование показало, что на частных потребителей приходится более 60% выбросов парниковых газов, а в использовании земли, воды и других сырьевых ресурсов их доля составляет до 80%.

Более того, ученые пришли к выводу, что нагрузка на окружающую среду отличается от региона к региону и что в расчете на домохозяйство она выше всего в экономически благополучных странах.

Диана Иванова из Научно-технического университета норвежского города Тронхейм, которая разработала концепцию для данного исследования, объясняет, что в нем была изменена традиционная точка зрения на то, кто должен нести ответственность за промышленные выбросы, связанные с производством потребительских товаров.

«Мы все стремимся переложить вину на кого-нибудь другого, на государство или на предприятия», — отмечает она.

На Западе, к примеру, потребители часто высказывают мнение, что Китай и другие страны, производящие потребительские товары в промышленных количествах, должны нести ответственность и за выбросы, связанные с производством.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Современное общество зависит от промышленного производства

А вот Диана и ее коллеги считают, что равная доля ответственности лежит на самих потребителях: «Если мы станем следовать более разумным потребительским привычкам, состояние окружающей среды может существенно улучшиться». Согласно этой логике, необходимы радикальные перемены в базовых ценностях развитых стран: акцент должен переместиться с материальных благ на такую модель, где самое важное — это личное и общественное благополучие.

Но даже если в массовом потребительском поведении и произойдут благоприятные перемены, вряд ли наша планета сможет долго поддерживать население в 11 млрд человек.

Поэтому Уилл Стеффен предлагает стабилизировать население где-то в районе девяти миллиардов, а затем начать постепенно его уменьшать за счет сокращения рождаемости.

В действительности существуют признаки того, что некоторая стабилизация уже происходит, даже если по статистике население продолжает расти.

Прирост населения замедлялся начиная с 60-х годов прошлого века, и исследования уровня рождаемости, проведенные Департаментом ООН по экономическим и социальным вопросам, свидетельствуют, что в целом по миру уровень рождаемости в расчете на одну женщину упал с 4,7 ребенка в 1970-75 годах до 2,6 в 2005-10 гг.

Однако чтобы произошли какие-то действительно значимые перемены в данной области, понадобятся столетия, считает Кори Брэдшоу из Аделаидского университета Австралии.

Тенденция к росту рождаемости укоренилась так глубоко, что даже крупная катастрофа не сможет кардинальным образом поменять положение вещей, полагает ученый.

По результатам исследования, проведенного в 2014 году, Кори сделал вывод: даже если население Земли завтра сократилось бы на два миллиарда за счет повышенной смертности или если бы правительства всех стран, по примеру Китая, приняли непопулярные законы, ограничивающие количество детей, то к 2100 году количество людей на нашей планете в лучшем случае осталось бы на нынешнем уровне.

Стало быть, необходимо искать альтернативные способы сокращения рождаемости, и искать безотлагательно.

Один относительно простой способ — повысить статус женщин, прежде всего в том, что касается их возможностей образования и трудоустройства, считает Уилл Стеффен.

Фонд ООН в области народонаселения (ЮНФПА) подсчитал, что 350 млн женщин в беднейших странах не собирались рожать своего последнего ребенка, однако у них не было возможности предотвратить нежелательную беременность.

Если бы удовлетворялись основные потребности этих женщин в плане личностного развития, проблема перенаселения Земли из-за чрезмерно высокой рождаемости не стояла бы столь остро.

Следуя этой логике, стабилизация численности населения нашей планеты предполагает как сокращение потребления ресурсов, так и расширение прав женщины.

Но если население в 11 млрд неустойчиво, сколько же людей — теоретически – наша Земля способна прокормить?

Кори Брэдшоу считает, что практически невозможно указать конкретное число, поскольку оно будет зависеть от технологий в таких областях, как сельское хозяйство, энергетика и транспорт, а также от того, сколько людей мы готовы приговорить к жизни, полной лишений и ограничений, в том числе и в пище.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Трущобы в индийском городе Мумбаи (Бомбей)

Довольно распространенным является мнение, что человечество уже превысило допустимый предел, учитывая тот расточительный образ жизни, который ведут многие его представители и от которого они вряд ли захотят отказаться.

В качестве аргументов в пользу этой точки зрения приводятся такие экологические тенденции, как глобальное потепление, сокращение биовидового разнообразия и загрязнение мирового океана.

На помощь приходит и социальная статистика, согласно которой в настоящее время один миллиард людей в мире фактически голодает, а еще миллиард страдает от хронического недоедания.

В специальном докладе ООН, опубликованном в 2012 году, представлено 65 вариантов максимальной численности народонаселения, при которой возможно устойчивое развитие нашей планеты.

Самый распространенный вариант — 8 миллиардов, т.е. чуть больше нынешнего уровня. Самый низкий показатель — 2 миллиарда. Самый высокий — 1024 миллиарда.

И поскольку предположения относительно допустимого демографического максимума зависят от целого ряда допущений, трудно сказать, какой из приведенных подсчетов ближе всего к реальности.

Но в конечном счете определяющим фактором будет то, как общество организует свое потребление.

Если некоторые из нас — или все мы — увеличат потребление, то верхний предел для приемлемой (с точки зрения устойчивого развития) численности населения Земли снизится.

Если же найдем возможности потреблять меньше, в идеале не отказываясь от благ цивилизации, то тогда планета наша сможет содержать больше народу.

Допустимый предел народонаселения будет зависеть также и от развития технологий, сферы, в которой сложно что-то прогнозировать.

В начале ХХ века проблема населенности связывалась в равной степени как с женским плодородием, так и с плодородностью сельскохозяйственных земель.

В своей книге «Тень будущего мира», изданной в 1928 году, Джордж Книббс предположил, что если население Земли достигнет 7,8 млрд, от человечества потребуется гораздо более высокая эффективность в обработке и использовании земель.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

С изобретением химических удобрений начался стремительный рост населения

А спустя три года Карл Бош получил Нобелевскую премию за вклад в разработку химических удобрений, производство которых стало, надо полагать, важнейшим фактором в том демографическом буме, который случился в ХХ веке.

В отдаленном будущем научно-технический прогресс может значительно поднять верхнюю планку допустимой численности населения Земли.

С тех пор как люди в первый раз побывали в космосе, человечество уже не довольствуется наблюдением звезд с Земли, а всерьез рассуждает о возможности переселения на другие планеты.

Многие видные ученые-мыслители, включая физика Стивена Хокинга, заявляют даже, что колонизация иных миров будет иметь решающее значение для выживания человека и других представленных на Земле биологических видов.

Хотя в рамках запущенной в 2009 году экзопланетной программы НАСА и обнаружено большое количество сходных с Землей планет, все они слишком от нас удалены и мало изучены. (В рамках этой программы американским космическим агентством был создан оснащенный сверхчувствительным фотометром спутник «Кеплер» для поиска подобных Земле планет вне Солнечной системы, так называемых экзопланет.)

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Земля — наш единственный дом, и нам нужно научиться жить в нем экологично

Так что переселение людей на другую планету — это пока что не выход. В обозримом будущем Земля будет единственным нашим домом, и мы должны научиться жить в нем экологично.

Это предполагает, конечно же, общее сокращение потребления, в частности, переход на образ жизни с низкими выбросами CO2, а также улучшение положения женщин по всему миру.

Только сделав какие-то шаги в этом направлении, мы сможем примерно подсчитать, сколько же планете Земля под силу содержать народу.

Способы очистки воды

Для того, чтобы очистить воду в городской квартире, не обязательно отдавать ее на анализ в лабораторию. Состав важен, однако «букет» водопроводной воды, как правило, предсказуем: предельные значения уровня вредных веществ не превышены, соответствие СанПиН соблюдено. Но пить воду прямо из крана мы вам все же не советуем: вредные вещества, хоть и в небольших концентрациях, там присутствуют и в долгосрочной перспективе могут обернуться головной болью.

Фильтрация — это комплексный процесс, сочетающий в себе несколько способов очистки. Познакомимся с основными из них.

Механическая (предварительная) фильтрация

Самый простой способ очистки воды: она проходит через своеобразное «сито», и все частицы крупнее его ячеек задерживаются. Один из самых распространенных материалов для картриджей механической фильтрации — полипропилен: химически инертный, безвредный и бюджетный материал, поры которого можно «подогнать» под разный (так или иначе достаточно крупный) диаметр.

Механическая фильтрация активно используется на городских водоканалах, особенно при заборе воды из открытых источников — рек, озер, водохранилищ. Вода очищается от песка, глины, растений и прочих нежелательных «добавок». Вот только поры фильтрующего материала достаточно велики, и растворенные загрязнители (активный хлор, нитраты и т.д.) или микроорганизмы через предфильтры пройдут совершенно спокойно. Но для их устранения предусмотрены совсем другие фильтры.

Это не значит, что эти «другие» более продвинутые: просто у предфильтров и фильтров тонкой очистки разные цели. Механическая фильтрация, например, позволяет быстро и без удара по карману очистить воду от механических и видимых глазу примесей во всей квартире или даже во всем доме — но с растворенными вредными веществами этот номер не пройдет. Впрочем, обо всем по порядку.

Сорбция

Если механический фильтр — это сито, то сорбционный — это губка, которая впитывает растворенные в воде примеси. По такому же принципу работают противогазы — только загрязнители они извлекают не из жидкости, а из воздуха. Впитывающие материалы называют сорбентами, самый популярный из них — активированный уголь.

Что значит активированный?

Сырье (в случае АКВАФОР это кокосовая скорлупа) превращают в уголь, нагревая без доступа кислорода — этот процесс называется «пиролиз». Полученный уголь обрабатывают водяным паром при температуре около 1000°C. В результате получается очень чистый материал с отличными сорбционными качествами: площадь поверхности составляет около 1000–1500 квадратных метров на 1 грамм угля.

Еще одна небольшая деталь: не любой активированный уголь позволяет хорошо очистить воду. Значение имеет и размер гранул, и его происхождение: березовый, а тем более каменный уголь по качеству не сравнятся с кокосовым. Он лучше активируется, и получаемая площадь поверхности во много раз превосходит все ожидания от угля другого типа.

Современные фильтрующие смеси содержат не только уголь, но и дополнительные сорбенты, которые придают материалам синергетический эффект. В качестве такого элемента АКВАФОР использует микроволокно AКВАЛЕН™: это не только «ловушка» для тяжелых металлов, но и гидрофильный («любящий воду») агент, который позволяет использовать мельчайшие гранулы угля, а значит увеличивать площадь контакта с водой и глубину очистки.

Ионный обмен

В водоочистке это процесс, при котором ионы кальция и магния (солей жесткости, содержание которых определяет мягкость или жесткость воды) замещаются ионами натрия — то есть вода становится мягкой. Как правило, для этого применяют ионообменные смолы. В умягчителях они действуют сами по себе, выполняя свою основную функцию — умягчение, — а в сорбционных фильтрах сочетаются в тех или иных пропорциях с активированным углем и прочими фильтрующими средами.

Одно из главных и весьма полезных свойств ионообменных смол — это способность к регенерации: смолу можно «воскресить» обычной поваренной солью.

Ионообменные материалы (иониты) также для служат для очистки от тяжелых металлов — например, свинца. Но их эффективность в этом не так уж впечатляет, поскольку отсутствует селективность (избирательность): допустим, что на тысячу ионов кальция приходится один ион свинца, и в условиях такого количественного превосходства свинец чаще всего «проскользнет незамеченным». Чтобы исправить возможные недочеты, специалисты АКВАФОР разработали особое ионообменное микроволокно АКВАЛЕНТМ, которое «специализируется» именно на тяжелых металлах.

Человеческий организм не «оборудован» никакими защитными «противометаллическими» механизмами, и, скажем, мышьяк, ртуть и прочие незваные гости там просто накапливаются, приводя к непрогнозируемым последствиям — скорее всего, неприятным.

Полое волокно

Продвинутая технология мембранной очистки, отсеивающая мельчайшие примеси, включая бактерии и цисты (микрофильтрационная мембрана с порами до 0,1 мкм), а в некоторых случаях и вирусы (ультрафильтрационная мембрана с порами до 0,01 мкм, — поскольку вирусы относятся к самым мелким из возможных примесей).

Да, полое волокно это тоже мембрана: в фильтре ее можно расположить и в виде рулона, как в случае обратноосмотической, но для удобства и минимизации занимаемого пространства из нее делают тонкие «ниточки», стенки которых состоят из супермелких полых ячеек, через которые как раз и пытаются вместе с потоком воды пройти загрязнители — впрочем, безуспешно. Это гарантия антибактериальной защиты — исключительно механической, без всяких химических добавок, что особенно актуально для семей с маленькими детьми.

Обратный осмос

Очистка происходит за счет обратноосмотической мембраны, которая разделяет поток на чистую и дренажную воду. Никакие примеси — ни растворенные, ни нерастворенные — она не пропускает, и на сегодняшний день это самый эффективный способ фильтрации.

Перед обратноосмотической мембраной обязательно должны быть установлены предфильтрационные модули, чтобы избежать ее повреждения. А еще вода после очистки обратным осмосом требует минерализации, поскольку полезные минералы удаляются мембраной так же эффективно, как и вредные вещества.

Современные обратноосмотические системы прошли многочисленные этапы технологической «эволюции», стали менее дорогостоящими и занимают меньше места: не всем из них даже требуется отдельный накопительный бак.

Линейка современных обратноосмотических систем АКВАФОР DWM обеспечивает максимально возможную в домашних условиях степень очистки: в сравнении с традиционными системами у них более высокая скорость фильтрации, небольшие габариты и оптимальное соотношение чистой воды и дренажа — его намного меньше, чем в стандартных системах.

Сейчас качество жизни и здоровье напрямую зависят от интеграции технологий в жизнь. Так пусть это будут самые лучшие технологии, которые фундаментально меняют мир к лучшему. Выбирайте себя и своих близких — а АКВАФОР вас в этом поддержит.

Питьевая вода

Введение

Безопасная и доступная вода — важный фактор здоровья людей, независимо от того, используется ли она для питья, бытовых нужд, приготовления пищи или рекреационных целей. Улучшенная система водоснабжения и санитарии и более эффективное водопользование могут способствовать экономическому росту в странах и вносить существенный вклад в сокращение масштабов нищеты.

В 2010 году Генеральная Ассамблея ООН четко признала право человека на воду и санитарию. Каждый имеет право на достаточное, непрерывное, безопасное, физически доступное и приемлемое по цене водоснабжение для личных и бытовых нужд.

Службы питьевого водоснабжения

Задача 6.1 в рамках Целей в области устойчивого развития предполагает обеспечение всеобщего и равноправного доступа к безопасной и недорогой питьевой воде. Выполнение этой задачи отслеживается при помощи показателя «услуг водоснабжения, организованного с соблюдением требований безопасности», то есть снабжения питьевой водой из улучшенного источника воды, который находится по месту жительства, доступен по мере необходимости и свободен от загрязнения фекалиями и приоритетными химическими веществами. 

В 2017 г. 5,3 миллиарда человек пользовались услугами водоснабжения, организованного с соблюдением требований безопасности, то есть в их распоряжении имелись улучшенные источники воды, которые расположены по месту жительства, доступны по мере необходимости и не содержат загрязняющих веществ. В числе остальных 2,2 миллиарда человек, не обеспеченных безопасно организованными услугами в 2017 г., были: 

• 1,4 миллиарда человек, обеспеченных базовыми услугами, то есть улучшенным источником воды, на дорогу до которого и обратно затрачивается менее 30 минут;
• 206 миллионов человек, обеспеченных ограниченными услугами или улучшенным источником воды, на получение воды из которого требуется более 30 минут;
• 435 миллионов человек, получающих воду из незащищенных колодцев и природных источников;
• 144 миллиона человек, отбирающих необработанную поверхностную воду из озер, прудов, рек и ручьев.

В мире до сих пор сохраняется четко выраженное географическое, социально-культурное и экономическое неравенство, притом не только между сельскими и городскими районами, но и в небольших и крупных городах, в которых люди, проживающие в бедных, неофициальных и незаконных поселениях, обычно пользуются более ограниченным доступом к улучшенным источникам питьевой воды, нежели другие жители.

Вода и здоровье

Загрязненная вода и плохая санитария связаны с передачей таких болезней, как холера, диарея, дизентерия, гепатит А, брюшной тиф и полиомиелит. Неадекватные или ненадлежащим образом управляемые службы водоснабжения и санитарии или их отсутствие создают предотвратимые риски для здоровья людей. Это особенно касается медицинских учреждений, где и пациенты и персонал подвергаются дополнительным рискам со стороны инфекций и болезней при отсутствии служб водоснабжения, санитарии и гигиены. В глобальных масштабах у 15% пациентов развивается инфекция во время их пребывания в больнице, а в странах с низким уровнем дохода этот показатель значительно выше.

Обработка городских, прoмышленных и сельскохозяйственных сточных вод означает, что питьевая вода, которой пользуются миллионы людей, характеризуется опасным уровнем заражения или загрязнения химическими веществами.

По оценкам, 829 000 человек ежегодно умирают от диареи вследствие небезопасной питьевой воды, небезопасных санитарных условий и небезопасной гигиены рук. Однако диарея в значительной мере поддается профилактике. Например, 297 000 случаев смерти детей в возрасте до 5 лет ежегодно можно было бы избежать, если бы соответствующие факторы риска были устранены. Там, где воды нет, люди могут подумать, что мытье рук — это неприоритетное мероприятие, в результате чего вероятность диареи и других болезней повышается.

Диарея — это наиболее хорошо известная болезнь, которая ассоциируется с загрязненной пищей и водой, однако она сопряжена и с другими опасностями. В 2017 г. более 220 миллионов человек нуждались в профилактическом лечении шистосомоза – острого и хронического заболевания, вызываемого паразитическими червями, которые попадают в организм человека при контакте с водой, зараженной паразитами.

Во многих районах мира насекомые, живущие или размножающиеся в воде, являются носителями и переносчиками таких болезней, как лихорадка денге. Некоторые из таких насекомых, называемых переносчиками инфекции, размножаются не в грязной, а чистой воде, и используемые в быту емкости для хранения питьевой воды могут служить местами для их размножения. Такая простая мера, как использование крышек для этих емкостей, может способствовать снижению уровней размножения переносчиков инфекции и к тому же имеет дополнительные преимущества с точки зрения предотвращения загрязнения воды фекалиями в домашних хозяйствах.

Экономические и социальные последствия

Когда вода поступает из улучшенных или более доступных источников, люди тратят меньше времени и усилий, собирая ее физически, а это означает, что они могли бы выполнять другую продуктивную работу. Это могло бы также привести к повышению безопасности людей, ограничив необходимость в долгих и рискованных походах за водой. Более качественные источники также означают меньше расходов на здоровье, поскольку в этом случае люди, скорее всего болели бы реже, им не пришлось бы нести медицинские расходы и они имели бы больше возможностей оставаться экономически продуктивными.

С учетом того, что дети особенно подвержены риску болезней, связанных с водой, доступ к улучшенным источникам воды означает для них меньше затрат времени на сбор воды, способствует укреплению их здоровья и более регулярному посещению школы, что в долгосрочном плане положительно сказалось бы на их жизни.

Проблемы

Изменение климата, увеличение дефицита воды, рост численности населения, демографические изменения и урбанизация уже и так создают проблемы для систем водоснабжения. К 2025 году половина мирового населения будет проживать в районах, для которых будет характерен дефицит воды. В настоящее время одна из важных стратегий состоит в повторном использовании сточных вод в целях рекуперации воды, питательных элементов или энергии. Страны все больше и больше используют сточные воды для орошения — в развивающихся странах на нее приходится 7% от общей площади орошаемых земель. Однако, если орошение выполняется неправильно, эта практика может создать определенные риски для здоровья, которые необходимо взвешивать на фоне потенциальных преимуществ увеличения производства продовольствия.

Варианты водных источников, используемых в качестве питьевой воды и орошения, будут развиваться и впредь с переносом акцента в этой работе в большей степени на подземные воды и альтернативные источники, включая сточные воды. Климатические изменения приведут к более существенным колебаниям в объемах сбора дождевой воды. Для того чтобы обеспечить наличие и качество воды, необходимо улучшать систему регулирования всех водных ресурсов.

Деятельность ВОЗ

В качестве международного органа в области общественного здравоохранения и качества воды ВОЗ возглавляет усилия на глобальном уровне по профилактике болезней, передаваемых через воду, консультируя правительства по целевым показателям и правилам в области здравоохранения.

ВОЗ готовит серию руководящих принципов по качеству воды, в том числе по качеству питьевой воды, безопасному использованию сточных вод и созданию безопасных условий для водоемов, используемых в рекреационных целях. Руководящие принципы по качеству воды строятся на необходимости устранения рисков и с 2004 г. в рамках «Руководств по обеспечению качества питьевой воды» поощряют принятие Рамочной основы в области обеспечения безопасности питьевой воды. В предлагаемой Рамочной основе рекомендуется установить целевые ориентиры, сформулированные с учетом требований охраны здоровья, поставщикам воды – разработать и внедрить Планы обеспечения безопасности воды, предназначенные для наиболее эффективного выявления рисков и управления ими по всей цепочке от водосбора до потребителя, а странам – наладить систему независимого надзора для обеспечения эффективного выполнения этих Планов и достижения установленных целевых ориентиров.

Кроме того, ВОЗ помогает странам в реализации руководства по обеспечению качества питьевой воды путем разработки практических методических пособий и предоставления им прямой поддержки. Это включает разработку учитывающих местные условия нормативных актов по качеству питьевой воды, приведенных в соответствие с принципами, изложенными в Руководстве, а также разработку, осуществление и аудит Планов обеспечения безопасности воды и укрепление практики надзора.

Руководства по обеспечению качества питьевой воды

Планы по обеспечению безопасности воды

Регулирование качества питьевой воды

С 2014 г. ВОЗ проводит тестирование продукции для обработки воды, используемой в домашнем хозяйстве, в соответствии с критериями ВОЗ, ориентированными на охрану здоровья, в рамках Международной системы ВОЗ по оценке технологий обработки воды в домашних хозяйствах. Этот проект направлен на обеспечение того, чтобы распределяемые продукты защищали пользователей от патогенов, вызывающих диарейные болезни, и на усиление механизмов для проведения политики, нормативного регулирования и мониторинга на национальном уровне в поддержку надлежащего целевого распределения и непрерывного и правильного использования такой продукции.

ВОЗ тесно сотрудничает с ЮНИСЕФ по ряду направлений, касающихся воды и здоровья, в том числе по вопросам водоснабжения, санитарии и гигиены в учреждениях здравоохранения. В 2015 г. два учреждения совместно разработали руководство для улучшения водоснабжения и санитарии в учреждениях здравоохранения (WASH FIT), представляющий собой адаптированный вариант метода планирования безопасности водоснабжения. Руководство WASH FIT призвано помочь небольшим учреждениям первичной медицинской помощи в странах с низкими и средними уровнями доходов внедрить непрерывный цикл улучшений, состоящий из проведения оценок, ранжирования рисков и определения конкретных адресных действий. В докладе за 2019 г. описываются практические шаги, которые могут предпринять страны для улучшения водоснабжения, санитарии и гигиены в медицинских учреждениях.

Сколько всего воды на Земле?

СКОЛЬКО ВСЕГО ВОДЫ НА ЗЕМЛЕ?

Если посмотреть на фото того, как выглядит планета Земля во Вселенной, то она заметно выделяется свои мраморно-голубым цветом. И это не удивительно, ведь еще со школьной скамьи все мы знаем, что 2/3 поверхности составляют водные ресурсы. Вся водная оболочка нашей планеты называется гидросферой, она включается в себя Мировой океан, бассейны с поверхностными источниками, подземные ресурсы и ледники.

Наибольший водный объем находится в океанах (около 96,5%), второе место занимают ледники (1,86%), на третьем месте подземные ресурсы (1,68%) и, наконец, наименьшее количество содержится в поверхностных водах суши (0,02%), но при этом именно они являются основным источником водоснабжения и играют важную роль в жизни биосферы.

СКОЛЬКО И КАКОЙ ВОДЫ НА НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ В РАЗНЫХ ЕДИНИЦАХ ИЗМЕРЕНИЯ

Если рассматривать данный вопрос в процентном соотношении, следует отметить, что соленая водная среда занимает 97,5%, а пресная — 2,5%, из которых только 0,3% пригодны для использования человечеством. Но многих интересуют более конкретные, удобные для восприятия цифры, например, сколько литров воды на Земле? Наиболее приближенная к действительности цифра говорит о том, что на нашей планете всего 1,26 зетта-литров воды (1260 000 000 000 000 000 000 000 литров). При этом, если собрать все водные ресурсы планеты в одну емкость, получится шар диаметром 1380 км.

А знаете, сколько весит вся вода на планете? Общая масса гидросферы в килограммах, включая все ее составляющие, примерно равняется: 1,46 умноженному на 1 секстиллион (1 000 000 000 000 000 000 000) или 1,46×1000000000000000000 тонн. Это приблизительные данные, поскольку состояние ресурсов претерпевает изменения с каждым годом. Оценить водные запасы помогают специальные приборы для измерения физических, химических характеристик, разработаны научные способы измерения площадей и глубин водных масс, но многие данные имеют относительный характер, например, достаточно сложно вычислить общую массу подземных ресурсов, ведь Земля таит от человечества еще много неразгаданных тайн.

СКОЛЬКО ВСЕГО ВОДЫ НА ЗЕМЛЕ: ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ

Узнав, сколько литров и сколько весит вся вода на Земле, можно расширить свой кругозор еще и множеством интересных фактов. Например, несмотря на то, что вода покрывает примерно 70% площади нашей планеты, водные ресурсы составляют лишь почти одну тысячную ее объема, так как объем Земли 1000 млрд километров кубических, а Н2О — 1,4 млрд километров кубических. Также известны такие интересные факты, как:

• лидирующую позицию среди стран с большими запасами питьевой водицы занимает Бразилия (8233 куб.км), но при этом бедная часть населения крупнейшего города Сан-Пауло страдает от ее дефицита из-за слабой развитости систем водоснабжения;
• на каждого человека на планете, в среднем, приходится около 15 тыс.кубических метров пресной живительной влаги, что равняется шести олимпийским бассейнам;
• 70% мировых запасов пресных ресурсов задействуется в сельскохозяйственной деятельности;
• почти 1/5 мировых запасов пресной воды находится в бассейне озера Байкал, которое считается старейшим и самым глубоким на планете.

Сегодня одной из важных проблем на планете является сохранение качества пресных природных водных ресурсов. Такие факторы, как существенный прирост населения, загрязнение окружающей среды в результате промышленной, сельхоздеятельности, малоэффективные системы водоочистки, недостаточный контроль за выбросом сточных вод приводят к тому, что во многих регионах вода в скором времени может стать драгоценным природным ресурсом.

Дефицит воды – одна из величайших проблем нашего времени

«Вода – это драгоценный ресурс, имеющий решающее значение для реализации целей в области устойчивого развития» — Пан Ги Мун

12 Apr 2017

Вода необходима для сельскохозяйственного производства и продовольственной безопасности.  Это кровь экосистем, в том числе таких, как леса, озера и водно-болотные угодья, от которых зависит продовольственная и пищевая безопасность нынешнего и будущих поколений. Однако наши ресурсы пресной воды сокращаются с угрожающей быстротой. Растущий дефицит воды является сейчас одной из главных проблем для устойчивого развития.  И эта проблема будет только нарастать, поскольку население планеты продолжает увеличиваться, уровень жизни людей повышается, рацион питания меняется, а последствия изменения климата становятся все более ощутимыми. 

Объем воды, которую мы ежедневно «съедаем» с потребляемой пищей, гораздо больше того, что мы выпиваем. Знаете ли вы, что для производства пищевых продуктов, потребляемых ежедневно одним человеком, необходимо, в зависимости от рациона, от двух до пяти тысяч литров воды? Согласно оценкам, к 2050 году численность населения Земли достигнет 10 миллиардов человек; это означает, что спрос на продовольствие должен возрасти более чем на 50 процентов. Есть основания полагать, что при сохранении нынешних моделей потребления к 2025 году две трети населения будет жить в странах, испытывающих дефицит воды. Для того чтобы к 2030 году избавить мир от голода, меры надо принимать уже сейчас.  Вот лишь три направления, где наши усилия помогут сохранить этот ценнейший ресурс:  

1. Сельское хозяйство

Сельское хозяйство является одновременно и одной из основных причин дефицита воды, и главным «пострадавшим» в связи с этим дефицитом. На долю земледелия приходится почти 70 процентов всех водозаборов, а в ряде развивающихся стран этот показатель доходит до 95 процентов. Но при производстве продовольствия мы можем использовать воду более рационально. Например, количество воды, необходимой для выращивания сельскохозяйственных культур, существенно зависит от того, какие это культуры. Знаете ли вы, что у зернобобовых «водный след» очень невелик? Ведь для производства 1 кг чечевицы нужно всего 1 250 литров воды; и сравните это с 13 000 литров воды, которая необходима для производства 1 кг говядины!

2. Изменение климата

Ожидается, что в результате изменения климата дефицит воды будет усиливаться.  Согласно прогнозам, к 2050 году повышение глобальной температуры может составить от 1,6°С до целых 6°С. И с каждым градусом глобального потепления порядка 7 процентов населения планеты будет терять не менее 20 процентов возобновляемых водных ресурсов. Более частые и суровые засухи сказываются на сельскохозяйственном производстве, а из-за повышения температуры возрастает потребность в воде, необходимой для растениеводства. Помимо повышения эффективности водопользования и производительности труда в сельском хозяйстве мы должны принять меры для сбора и повторного использования ресурсов пресной воды и повысить безопасность использования сточных вод. Засухи этим не предотвратить, но благодаря этому можно предотвратить голод и социально-экономические потрясения, которые являются следствием засух. 

3. Продовольственные потери и пищевые отходы

Сокращение продовольственных потерь и пищевых отходов играет важную роль в повышении эффективности использования водных ресурсов.  Ежегодно треть производимых в мире продуктов питания пропадает или идет в отходы. Из-за этого объем воды, впустую затрачиваемой в сельском хозяйстве, примерно в три раза превышает объем Женевского озера. Необходимо помнить: выбрасывая еду, мы напрасно тратим и те ресурсы, которые нужны для ее производства. Каждый из нас может внести в свою повседневную жизнь небольшие изменения, позволяющие сократить пищевые отходы: использовать в готовке остатки еды, не покупать лишнего. 

4. Продовольственные системы

В продовольственной производственно-сбытовой цепи вода очень часто используется неэффективно. Кроме того, такие ключевые решения, как выбор участка, технологии производства и поставщиков зачастую принимаются без учета последствий хозяйственной деятельности для наличия и качества водных ресурсов, особенно если вода не является ограничивающим фактором ни в плане количества, ни по цене. Мы можем содействовать распространению передовой практики, принятой в частном секторе, призвав всех остальных явным образом учитывать эти последствия в своих бизнес-планах.

ФАО ведет работу со странами в целях обеспечения более эффективного, продуктивного, справедливого и экологически безопасного водопользования в сельском хозяйстве. Это включает производство большего количества продовольствия с использованием меньшего количества воды, создание устойчивости сельскохозяйственных общин к засухам и наводнениям и применение технологий очистки воды, обеспечивающих защиту окружающей среды. 

Решение проблемы дефицита воды составляет самую суть устойчивого развития. Чтобы сохранить этот драгоценный ресурс для будущих поколений, действовать надо незамедлительно.  

 

А вы знаете, сколько пресной воды на Земле?

Каждый день мы пьем воду, используем ее для готовки, мытья и прочих бытовых нужд, совершенно не задумываясь о том, что ее запасы на Земле могут скоро окончательно исчерпаться. Ведь по оценкам некоторых ученых, пресная вода на планете закончится раньше, чем запасы нефти. И недаром утверждают, что все войны будущего будут вестись только за пресную воду! А вам интересно, сколько пресной воды на Земле осталось? Тогда эта статья специально для вас!

Тем более, что сегодня чистая вода фильтры для которой продаются в специализированных магазинах, пользуется все возрастающим спросом.

Ужасающая статистика

Как утверждают исследования, сегодня на Земле имеется почти полтора миллиарда кубических километров воды. Казалось, нереальная цифра, но следует учитывать, что в нее входит не только пресная, но и соленая.

Так, более 96% от этого объема приходится на воды мировых океанов. То есть, это соленая вода, которая не подходит для пития и приготовления пищи. Еще около 1% — скрытые подземные воды. То есть, на все человечество остается всего лишь 3% — именно таковы объемы пресной воды от общего ее количества. Что не так уж и много. Особенно, с учетом того, что из этих 3% еще часть относится к ледникам.

В ежегодных докладах Организации Объединенных Наций постоянно поднимается проблема нехватки питьевой воды. Так, согласно таких отчетов сегодня от острой нехватки питьевой воды страдает как минимум каждый 10 житель планеты. И эти цифры, скорее всего, занижены. Ведь во многих регионах питьевая вода имеется в достаточном количестве, но ее качество крайне низкое.

А вот в докладах ООН утверждается, что около 40% населения Африканского континента не имеет доступа к чистой, пригодной к употреблению воде.

Еще более катастрофическую статистику приводит французская организация Solidarites International. По ее данным от нехватки питьевой воды страдает едва ли не каждый третий житель планеты — как утверждают цифры исследований, воды не хватает почти 2 млрд. человек из 7 млрд, населяющих Землю. В будущем эта проблема будет только усугубляться.

Основные риски

Естественно, негативно на запасы питьевой воды влияют:

• деятельность человека;
• увеличения количества населения на планете;
• изменения климата и т.д.

Во многих странах мира запасы питьевой воды уже на исходе, что обусловлено не контролированным использованием природных богатств, а также засильем промышленности, негативно влияющей на экологическую обстановку. Если уже сейчас не заниматься этим вопросом всерьез, то, по оценкам специалистов, уже в 2030 году от нехватки питьевой воды будет страдать около 5 млрд. человек.

Где взять чистую воду?

Во многих городах Украины уже сегодня возникают проблемы с водоснабжением. Зачастую коммунальные предприятия подают низкокачественную, не пригодную для пития воду.

В такой ситуации рекомендуется использовать очистительное оборудование. Благо, современные фильтры способны удалять из воды все виды примесей и загрязнителей. Купить такие системы можно на сайте компании FILTER.UA, где представлено множество моделей различного типа. К примеру, даже фильтр для воды грубой очистки поможет сделать ее гораздо более чистой.

Water Corporation, Перт, Западная Австралия,

Для любого, кто бывал в океане или плавал на пляже, довольно ясно, что на Земле много воды, на самом деле ее всего около 1 385 миллионов кубических километров. Чтобы помочь вам понять это, если всю эту воду из всех наших океанов, морей, рек, озер и подземных водоносных горизонтов со всей Земли поместить в куб, длина сторон будет примерно 1115 км. Это примерно такое же расстояние, как от Перта до Эксмута.

Из этой воды около 97% — это соленая вода, обнаруженная в наших океанах, что оставляет всего 35 миллионов кубических километров пресной воды. Это вода из всех рек, озер, болот, ледников и ледников, а также подземные воды в мире. Стороны этого куба будут иметь длину около 325 км или расстояние от Перта до Огасты.

Большая часть этой воды заморожена или недоступна, в результате чего на Земле остается 0,1 миллиона кубических километров питьевой воды — стороны этого куба будут иметь длину 47 км, что меньше расстояния от Перта до Мандуры.

Это вода, которой мы делимся со всем населением Земли, включая всех животных. Если смотреть в перспективе, нам действительно не так уж много пить. Вот почему так важно, чтобы все мы вносили свой вклад в сохранение этого драгоценного ресурса, чтобы обеспечить его запасы для будущих поколений.

Источники:
Помещаем всю воду мира в большой куб, Подожди, но почему 2013 https://waitbutwhy. com/2013/09/putting-all-worlds-water-into-big-cube.html
Water in Crisis, Oxford University Press, 1993 https://www.academia.edu/1/Water_in_Crisis_Chapter_2_Oxford_University_Press_1993
Freshwater Crisis, National Geographic https://www.nationalgeographic.com/freshwater-fresh /
Сколько воды на Земле, USGS https://www.usgs.gov/special-topic/water-science-school/science/how-much-water-there-earth
Worldwide Water Supply, USBR 2019 https: // www.usbr.gov/mp/arwec/water-facts-ww-water-sup.html

В земной коре прячется 6 квинтиллионов галлонов воды

Большинство из нас думает о круговороте воды как о чем-то, что происходит над землей: вода падает с неба, испаряется обратно в атмосферу, а затем снова конденсируется в дождь или снег .

Но вода, которая находится над землей, составляет лишь часть всей водной истории нашей планеты.

В земной коре скрыты огромные запасы «грунтовых вод», воды, которая падала с неба, а затем просачивалась в трещины и щели между песком, гравием и камнями под нашими ногами. Этот ресурс составляет 95% пресной воды, которая не связана ледниками или ледяными шапками.

Смотрите самые читаемые истории в журнале Science за этот час >>

Мы не можем видеть эти подземные воды, но более 2 миллиардов человек во всем мире пьют их каждый день. В засушливых районах его выкачивают из земли для выращивания сельскохозяйственных культур. Он также играет важную экологическую роль, поддерживая течение ручьев и рек во время засухи.

Еще в 1970-х годах группа ученых подсчитала, сколько воды на планете скрыто под землей.Этот расчет не обновлялся 40 лет — до этого месяца.

В исследовании, проведенном в журнале Nature Geoscience, исследователи использовали десятки тысяч дополнительных точек данных, чтобы определить, сколько воды хранится в коре планеты. Они также исследовали, как долго он находился под землей.

По словам Тома Глисона, гидрогеолога из Университета Виктории в Канаде, который руководил исследованием, результаты показывают, где на планете подземные воды быстро обновляются, а где они находятся уже очень давно.

«Это важно, потому что это помогает нам увидеть районы, которые наиболее чувствительны к загрязнению человека и изменениям, вызванным изменением климата», — сказал он.

Глисон и его команда сообщают, что в верхних 1,2 милях земной коры содержится 6 квинтиллионов галлонов грунтовых вод. Если бы вы могли волшебным образом выкачать все это из земли и распределить по континентам, то образовался бы слой воды высотой 600 футов. Это вдвое больше Статуи Свободы.

Чтобы получить это число, ученые использовали компьютерные модели, которые учитывают 40 000 различных измерений того, сколько воды хранится в различных типах горных пород по всей планете.

Исследователей также интересовало возрастное распределение этих подземных вод. Предыдущие исследования показали, что грунтовые воды могли упасть с неба всего день назад или даже миллионы, а то и миллиарды лет назад.

Глисон хотел знать, в частности, какая часть подземных вод Земли была «современной», то есть попала в подземную систему за последние 50 лет.

Количественная оценка количества молодых подземных вод на Земле имеет решающее значение по ряду причин, утверждают авторы исследования: это более возобновляемый ресурс, чем старые «ископаемые» подземные воды, и они более уязвимы для промышленного или сельскохозяйственного загрязнения.

Чтобы увидеть, сколько подземных вод современно, они посмотрели на количество трития, которое было обнаружено в подземных водах по всему миру. Тритий — это радиоактивный изотоп водорода, который увеличился в дождевой воде примерно 50 лет назад в результате испытаний надземной термоядерной бомбы.

Команда изучила научную литературу и в конечном итоге обнаружила 3700 измерений трития в подземных водах из 55 стран. Из этого набора данных они определили, что всего 5,6% подземных вод в мире имеют возраст менее 50 лет.Этой воды достаточно, чтобы добраться до вершины знака остановки на всех континентах, если ее выкачивают из-под земли.

Грэм Фогг, гидрогеолог из Калифорнийского университета в Дэвисе, который не участвовал в исследовании, похвалил исследователей за попытку выяснить, сколько подземных вод было современным, особенно потому, что они представляют собой воду, которая, скорее всего, была загрязнена в результате деятельности человека. .

«Подземные воды, которые мы перекачиваем, старше 50 или 60 лет, как правило, слишком стары, чтобы мы могли их загрязнить», — сказал он.

Однако он не согласился с их утверждением, что этот объем молодой воды представляет собой долю подземных вод, которая является возобновляемой.

«Существуют всевозможные проблемы управления водными ресурсами, которые связаны с забором большего количества воды из системы, а затем ее можно заменить», — сказал он. Но возраст этой воды — 10, 100 или 1000 лет — не имеет к этому никакого отношения.

Фогг объяснил, что вода под нашими ногами связана на обширных территориях, что-то вроде огромной водопроводной системы.Даже если вы перекачиваете 1000-летние грунтовые воды в одном районе, они могут быть пополнены гораздо более молодой водой с поверхности или водой из бассейнов подземных вод на много миль. По его словам, это может произойти в течение нескольких месяцев или даже нескольких дней.

Но, по словам Глисона, на замену большей части грунтовых вод, использованных во время опустошительной засухи в Калифорнии, потребуется гораздо больше времени.

«В Центральной долине Калифорнии люди откачивают воду возрастом в несколько десятков тысяч лет, образовавшуюся во время последнего оледенения», — сказал он.Вода «будет обновляться, но не в человеческом масштабе».

В эссе, сопровождавшем исследование Nature, гидролог Рутгерского университета Ин Фань Рейнфельдер написал, что будущие исследователи могут исследовать древние запасы воды на Земле, чтобы больше узнать о прошлом нашей планеты.

Новый отчет «намекает на медлительность и необъятность старых запасов подземных вод в мире, которые могут фиксировать климат и тектоническую историю на протяжении веков, тысячелетий или даже миллионов лет», — написал Фан Райнфельдер, который не участвовал в исследовании. .

Глисон сказал, что следующим шагом его команды будет объединение новых оценок молодых грунтовых вод с местными оценками использования подземных вод.

«Мы хотим узнать, через какое время у нас закончится этот критически важный ресурс», — сказал он.

Правила науки! Подписывайтесь на меня @DeborahNetburn и ставьте лайки Los Angeles Times Science & Health на Facebook.

ТАКЖЕ:

Самая масштабная пересадка лица, когда-либо выполненная успешно в Нью-Йорке

Исследователи определили происхождение таинственных каменных колонн вдоль озера Кроули

ДНК мальчика инков, принесенного в жертву 500 лет назад, показывает, как люди распространились в Южную Америку

Древняя Земля была водным миром | Наука

На протяжении веков уровень моря повышался и понижался вместе с температурами, но общая площадь поверхностных вод Земли всегда считалась постоянной.Сейчас появляется все больше свидетельств того, что около 3–4 миллиардов лет назад океаны планеты содержали почти вдвое больше воды — этого достаточно, чтобы затопить сегодняшние континенты выше пика Эвереста. Наводнение могло запустить двигатель тектоники плит и затруднить зарождение жизни на суше.

Считается, что скалы в сегодняшней мантии, толстый слой породы под земной корой, изолируют океаническую воду или более в своих минеральных структурах. Но в начале истории Земли согретая радиоактивностью мантия была в четыре раза горячее.Недавние исследования с использованием гидравлических прессов показали, что многие минералы не могут удерживать столько водорода и кислорода при температуре и давлении мантии. «Это говорит о том, что вода должна была быть где-то в другом месте», — говорит Джунджи Донг, аспирант по физике минералов Гарвардского университета, который руководил моделью, основанной на этих лабораторных экспериментах, которая была опубликована сегодня в AGU Advances . «И наиболее вероятный резервуар — это поверхность».

Эта статья имеет интуитивный смысл, — говорит Майкл Уолтер, петролог-экспериментатор из Научного института Карнеги.«Это простая идея, которая может иметь важные последствия».

Два минерала, обнаруженные глубоко в мантии, сегодня хранят большую часть ее воды: вадслеит и рингвудит, разновидности вулканического минерала оливина, находящиеся под высоким давлением. Камни, богатые этими минералами, составляют 7% массы планеты, и хотя сегодня вода составляет лишь 2% от их веса, «немного прибавляет к большому», — говорит Стивен Якобсен, экспериментальный минералог из Северо-Западного университета.

Якобсен и другие создали эти минералы мантии, сжав порошки горных пород до десятков тысяч атмосфер и нагревая их до 1600 ° C или более.Команда Донга провела эксперименты, чтобы показать, что вадслеит и рингвудит удерживают меньше воды при более высоких температурах. Более того, команда предсказывает, что по мере охлаждения мантии самих этих минералов станет больше, что повысит их способность впитывать воду по мере старения Земли.

Не только эти эксперименты предполагают наличие планеты, связанной с водой. «Есть довольно четкие геологические свидетельства», — говорит Бенджамин Джонсон, геохимик из Университета штата Айова. Концентрация титана в кристаллах циркона из Западной Австралии возрастом 4 миллиарда лет позволяет предположить, что они образовались под водой.И некоторые из самых старых известных горных пород на Земле, образований возрастом 3 миллиарда лет в Австралии и Гренландии, представляют собой подушечные базальты, луковичные породы, которые образуются только при охлаждении магмы под водой.

Работа Джонсона и Босуэлла Уинга, геобиолога из Университета Колорадо в Боулдере, предлагает больше доказательств. Образцы из куска океанической коры возрастом 3,24 миллиарда лет, оставшегося на материковой части Австралии, были намного богаче тяжелым изотопом кислорода, чем современные океаны. Поскольку вода теряет этот тяжелый кислород, когда дождь вступает в реакцию с континентальной корой, образуя глины, его обилие в древнем океане предполагает, что к тому времени континенты почти не образовались, заключили Джонсон и Уинг в исследовании Nature Geoscience 2020 года.Открытие не обязательно означает, что океаны были больше, отмечает Джонсон, но «легче иметь затопленные континенты, если океаны больше».

Хотя из-за большого океана континентам было бы сложнее высовывать шеи, это могло бы объяснить, почему они, кажется, двигались в начале истории Земли, говорит Ребекка Фишер, экспериментальный петролог из Гарварда и соавтор. в исследовании AGU Advances . Океаны большего размера могли способствовать возникновению тектоники плит, поскольку вода проникала в трещины и ослабляла кору, создавая зоны субдукции, в которых одна плита коры опускалась ниже другой.И как только погружающаяся плита начала погружаться, сушилка, по своей природе более прочная мантия, помогла бы согнуть плиту, гарантируя, что погружение продолжится, говорит Джун Коренага, геофизик из Йельского университета. «Если вы не можете сгибать плиты, у вас не может быть тектоники плит».

Свидетельства того, что более крупные океаны бросают вызов сценариям возникновения жизни на Земле, говорит Томас Карелл, биохимик из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана. Некоторые исследователи полагают, что это началось с богатых питательными веществами гидротермальных источников в океане, тогда как другие предпочитают мелкие водоемы на суше, которые часто испарялись, создавая концентрированную ванну с химическими веществами.

Более крупный океан усугубляет самый большой удар по подводному сценарию: сам океан разбавил бы любые зарождающиеся биомолекулы до минимума. Но, затопив большую часть земли, он также усложняет сценарий тонкого пруда. Карелл, сторонник прудов, говорит в свете новой статьи, что теперь он рассматривает другое место рождения жизни: защищенные водные карманы в океанических скалах, которые выступают на поверхности вулканических подводных гор. «Может быть, у нас были маленькие пещеры, в которых все происходило», — говорит он.

Древний водный мир также является напоминанием об условности эволюции Земли. Планета, вероятно, была иссушена до тех пор, пока богатые водой астероиды не обстреляли ее вскоре после ее рождения. Если бы астероиды отложили вдвое больше воды или нынешняя мантия не имела бы аппетита к воде, то континенты, столь важные для жизни и климата планеты, никогда бы не появились. «Земля — ​​очень хрупкая система, — говорит Донг. «Слишком много воды или слишком мало, и это не сработает.«

Как вода попала на Землю?

Около 70% поверхности нашей планеты Земля покрыто водой. Мы расположились в нашей солнечной системе как раз на нужном расстоянии от Солнца для существования этой жидкой воды. Пройдет дальше, и эта вода замерзнет во льду. Если приблизиться, температура будет слишком высокой, и мы окажемся в опасности для безудержного парникового эффекта, подобного тому, что происходит на раскаленной поверхности Венеры. Наша не слишком холодная, не слишком горячая позиция в так называемой «зоне Златовласки» — это очень хорошо, потому что, конечно, вода необходима для жизни.

Но как эта вода попала сюда? Вода является определяющей характеристикой нашей планеты и играет такую ​​важную роль в нашей повседневной жизни. Понимание того, как вода попала на Землю, является ключевой частью понимания того, как и когда здесь развивалась жизнь. Но мы даже не знаем, как это произошло. Ученые до сих пор активно исследуют, почему наша планета вообще стала такой влажной.

Ранняя Земля

Наша текущая картина формирования планет начинается с протопланетного диска — большого диска из газа и пыли, вращающегося вокруг нашего недавно сформированного Солнца.По мере того как частицы пыли и льда в диске взаимодействуют друг с другом, эти зерна начинают образовывать все большие и большие сгустки. В конечном итоге эти сгустки образуют то, что мы называем планетезималиями, строительными блоками скалистых планет и планет-гигантов.

Но в ранний период формирования нашей Солнечной системы этот диск был намного горячее в том месте, где сейчас находится наша Земля. Таким образом, хотя, скорее всего, в беспорядке из обломков, из которых состоял диск, присутствовали молекулы воды, вода была слишком горячей, чтобы конденсироваться в жидкость, и вместо этого она испарялась.Более того, на ранней Земле еще не было атмосферы, облегчающей вылет капель жидкой воды в космос. Это оставляет нам небольшую загадку. Если Земля не могла образоваться из диска с уже нетронутыми океанами, как они сюда попали?

Кометы против астероидов

Если вода на Земле не образовалась вместе с Землей, то, как подозревают планетологи, она должна была быть доставлена ​​позже через внеземного посланника. И астероиды, и кометы посещают Землю и , как известно, покрытые льдом.(Не уверены в разнице между астероидом и кометой? Посмотрите мой предыдущий эпизод.) Фактически, модели составов астероидов и комет предполагают, что они даже содержат достаточно льда, чтобы доставить количество воды, равное океанам Земли.

Итак, проблема решена? Не совсем. Была ли это комета или астероид, принесший воду на Землю? Было это одно событие или много? А как давно это произошло?

Один из способов определить, астероид или комета принес нам наши океаны, — это посмотреть на химический состав этих космических объектов и сравнить его с Землей, чтобы увидеть, какие из них более похожи.Например, молекула воды всегда имеет 10 протонов (8 от молекулы кислорода и по одному от молекулы водорода) и обычно имеет 8 нейтронов (только от молекулы кислорода). Но у разных изотопов воды могут быть лишние нейтроны. Например, тяжелая вода — это то, что мы называем водой, состоящей из кислорода и дейтерия, который является изотопом водорода, или просто водородом с добавленным нейтроном.

В одном исследовании, опубликованном в журнале Science в 2014 году, изучались относительные количества различных изотопов воды — молекул воды с различным количеством нейтронов — в метеоритах, которые, как считается, упали на Землю с древнего астероида Веста.Веста — второй по величине объект в Поясе астероидов, и его поверхность покрыта кратерами, что свидетельствует о жестоком прошлом, полном столкновений.

Образцы породы Весты имели то же распределение изотопов, что и на Земле. Это не означает, что Веста обязательно была источником нашей воды, но что объект или объекты, похожие на Весту по возрасту и составу, могут быть ответственны за это.

Но спор еще далек от разрешения. Какое-то время исследования комет, казалось, подтверждали идею о том, что вода на Земле поступает из астероидов.Недавний космический аппарат Rosetta первым вышел на орбиту кометы, а затем первым отправил посадочный модуль (названный Philae) на поверхность кометы. Благодаря Розетте и Филэ ученые обнаружили, что соотношение тяжелой воды (воды, сделанной из дейтерия) к «обычной» воде (сделанной из обычного старого водорода) на кометах отличалось от соотношения на Земле, предполагая, что не более 10% Земляная вода могла образоваться на комете.

Однако в 2018 году близкое прохождение кометы 46P / Wirtanen позволило планетологам более подробно изучить ее изотопный состав с помощью SOFIA, гигантского реактивного самолета с телескопом на борту — очень круто.Они обнаружили, что в комете соотношение дейтерия и водорода такое же, как и на Земле. Итак, чем же эта комета отличается от той, которую изучали Розетта и Филы?

Что ж, комета 46P / Виртанен происходит из класса так называемых «гиперактивных» комет, что означает, что они выделяют больше воды по мере приближения к Солнцу, чем обычная комета. Как они это делают? Когда стандартная комета приближается к солнечному теплу, частицы льда из ее ядра сублимируются или переходят непосредственно из твердого льда в газ, который затем может конденсироваться позже в жидкую воду, если, скажем, прибыть на поверхность планеты.Но гиперактивная комета теряет не только лед из своего ядра, но и богатые льдом частицы в своей атмосфере, которые ранее были нагреты и высвобождены из ядра, но все еще остаются поблизости. Эти ледяные частицы могут быть причиной того, что гиперактивные кометы имеют соотношение изотопов более похожее на земное.

Таким образом, даже несмотря на то, что гиперактивные кометы встречаются реже, тот факт, что у них такой же изотопный баланс, как и у наблюдаемых на Земле, снова заставляет их бороться за космических носителей воды Земли.

»Читать далее« Как вода попала на Землю? » на QuickAndDirtyTips.com

Количество воды | Преподавание науки о Великих озерах

Несмотря на то, что на Земле много воды, пресная вода составляет лишь небольшой процент. Еще меньшее количество этой пресной воды доступно людям и животным, которые в ней нуждаются. По мере роста населения человечества количество доступной пресной воды на человека сокращается. Относительно небольшое количество доступной пресной воды демонстрирует, насколько важно для всех поддерживать чистоту и здоровье озер и ручьев.

Grade Level: 4-8 классы

Ожидаемые результаты:

• 5-ESS2-2 Системы Земли. Опишите и нанесите на график количество и процентное содержание воды и пресной воды в различных резервуарах, чтобы предоставить доказательства распределения воды на Земле.
• MS-ESS3-4 Земля и деятельность человека. Приведите аргумент, подкрепленный доказательствами того, как увеличение численности населения и потребление природных ресурсов на душу населения влияет на системы Земли.

Для выравнивания см .: Сводка NGSS по количеству воды

Цели

• Почувствуйте относительную нехватку пресной воды на планете.
• Объясните, почему некоторые участки земной воды труднодоступны.
• Сравните и сопоставьте системы поверхностных и подземных вод с точки зрения их относительных размеров как пресноводных резервуаров Земли.
• Управляйте простыми инструментами, помогающими в наблюдении и сборе данных, выполняйте точные измерения с соответствующими единицами измерения.
• Используйте инструменты и оборудование, подходящие для научных исследований.
• Проведение научных исследований с использованием соответствующих инструментов и методов.

Фон

Сколько воды доступно?

• Океаны и моря содержат более 97% воды на планете. Поскольку это соленая вода, пить ее для людей и животных вредно.
• Остальные 2,5% воды на Земле — это пресная вода.
• Из них количество пресной воды, доступной для использования живыми существами, очень мало.Например, около 70 процентов пресной воды Земли «заперто» в ледяных шапках и ледниках.
• Большая часть остатка пресной воды на Земле — около 30% — присутствует в виде почвенной влаги или находится в глубоких подземных водоносных горизонтах в виде грунтовых вод и недоступна.
• Таким образом, менее 1% мировой воды доступно для использования. Это вода, которую можно найти в озерах, реках и подземных источниках, которые достаточно мелкие, чтобы их можно было использовать по доступной цене.
• Из них Великие озера содержат 20 процентов мировых поверхностных пресных вод.

Поскольку водная система является «закрытой» системой, запасы воды на Земле остаются прежними. На планете столько воды, сколько когда-либо будет. Тем не менее, население мира продолжает расти. Относительно небольшое количество доступной пресной воды поддерживает более 7 миллиардов человек. По мере увеличения этого числа количество доступной пресной воды на человека уменьшается. Таким образом, поддержание качества доступной пресной воды на Земле имеет жизненно важное значение.

Количество воды в каждом крупном резервуаре на Земле:

• Соленая вода в океанах: 97.2%
• Ледяные шапки и ледники: 2,14%
• Подземные воды: 0,61%
• Поверхностные воды: 0,009%
• Влажность почвы: 0,005%
• Итого: 100%

Действия

Опишите распределение воды на Земле

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в качестве ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Плохая астрономия | Мантия Земли могла поглотить много воды с планеты

Была ли когда-то поверхность Земли затоплена водой?

Новое умное исследование, сочетающее физические модели с экспериментами, добавляет все больше доказательств того, что миллиарды лет назад Земля была водным миром, покрытым вдвое большим количеством воды, чем сейчас на поверхности, и, возможно, затопившими даже самые высокие пики.

Это не доказательство, но вещи действительно начинают выравниваться, что это так.

Тайна здесь кроется в мантии Земли. Это слой чрезвычайно горячей (но не расплавленной!) Породы под относительно тонкой корой, которая простирается почти на 3000 километров под поверхностью и содержит две трети массы Земли. Давление и температура мантии создают минералы, которых нет на поверхности, такие как вадслеит, рингвудит и бриджманит, которые являются формами оливина.

Эти минералы могут удерживать воду в своей структуре примерно до 3% от их веса. Это может показаться не таким уж большим, но помните, что мантия удерживает большую часть массы Земли. Там есть лот этих минералов, и они могут вместить лот воды.

Ключевые вопросы: сколько они могут и могут ли они держать сейчас, и сколько они могли держать в прошлом? Были проведены эксперименты для моделирования условий в мантии с использованием алмазной наковальни для измельчения минерального порошка, который нагревается до высоких температур, а затем измеряется, чтобы увидеть, сколько воды могут удерживать полученные минералы.

Новое исследование рассматривает, насколько хорошо эти минералы могут удерживать воду в зависимости от их давления и температуры, согласовывая данные с моделями поведения минералов. То, что они обнаружили, довольно впечатляет: общая мантия Земли может удерживать в 2,3 раза больше массы поверхности океана Земли (на самом деле они обнаружили диапазон от 1,9 до 4,4, при этом 2,3 является средним значением). Другими словами, если вы возьмете всю воду на Земле — около 1,4 x 10 ¹⁸ тонн, 1,4 квинтиллионов тонн — мантия может хранить в своих минералах вдвое больше.

Он мог хранить то, что , теперь , то есть. В прошлом мантия была горячее, и именно здесь новые исследования становятся интересными. 3-4 миллиарда лет назад мантия была примерно на 300 ° C горячее, чем сейчас (текущая температура имеет диапазон, но составляет примерно 1300 ° C). Глядя на эксперименты и используя свои модели, они обнаруживают, что более горячие минералы не могут удерживать в себе столько воды. Более горячая мантия может удерживать только 0,52–1,69 массы воды на поверхности Земли, со средним значением около 0.8.

Это значительно меньше. Если текущее значение водоемкости мантии правильное, это означает, что в прошлом мантия не могла удерживать столько воды, сколько есть в мантии сейчас. Это, в свою очередь, означает, что вода, которую мы видим сейчас, должна быть откуда-то .

Они утверждают, что эоны назад на поверхности Земли было намного больше воды, может быть, вдвое больше, чем сейчас. Вода, просачивающаяся в трещины в коре, могла ослабить кору, впервые положив начало тектонике плит.Когда одна плита скользила под другой (так называемая субдукция , ), она приносила с собой воду, которая затем накапливалась в мантии. Шло время, и мантия остывала, и она могла удерживать все больше и больше воды (плюс, когда мантия остывает, легче образовывать вадслеит и рингвудит, поэтому она могла впитывать еще больше воды). Они предполагают, что со временем мантия поглотила около половины воды на поверхности, оставив нам то, что мы видим сегодня.

Вот кое-что, чего я не знал, пока не прочитал эту статью: происходит обмен воды, спускающейся в мантию в результате субдукции, и воды, высвобождаемой из мантии вулканами.Чистый эффект — потеря поверхностных вод в мантию, которая оценивается в миллиард тонн в год! Это довольно шокирует.

Это эквивалентно примерно кубическому километру в год. Может показаться, что это много, но на самом деле это ничтожно мало по сравнению с огромным океаном. Тем не менее, за миллиард лет это действительно складывается. Несомненно, чистая сумма со временем изменилась, но за время жизни Земли этой потери достаточно, чтобы учесть уменьшение наполовину поверхности океана ^* .

Были и другие свидетельства того, что на древней Земле тоже было больше воды, включая изменение изотопных соотношений и другие минералогические исследования (и, если это звучит знакомо, нечто подобное могло случиться и с Марсом миллиарды лет назад).

Идея заполненной водой Земли, безусловно, интересна (и послужила основой для нескольких фильмов), но это больше, чем просто праздная мысль. Это могло действительно изменить то, как мы думаем, возникла сама жизнь! Одна из идей происхождения жизни состоит в том, что органические молекулы и другой материал были бы сконцентрированы в приливных бассейнах на суше, что позволило им смешиваться вместе и становиться более сложными, в конечном итоге достигая биологического статуса.Если бы не было земли, этого не могло бы быть. С другой стороны, это может укрепить идею о том, что жизнь образовалась глубоко под водой из-за гидротермальных жерл, где химические вещества и тепло, выбрасываемые из глубины земной коры, могут помочь.

Обязаны ли мы своим существованием чуть более горячей мантии и необычным минералам, таким как вадслеит, рингвудит и бриджманит, минералам, которые были обнаружены совсем недавно?

Странно думать, что Земля может находиться в таком хрупком равновесии, но вот мы здесь.Наша биосфера — хрупкая вещь, на которую действует множество сил, которые могут ее сильно изменить. Я думаю, это очень важно помнить.