§ 38. Гидросфера и человек

Система научно обоснованных мер, законодательных правил и инженерно-технических решений, направленных на предотвращение загрязнения, истощения и деградации водных ресурсов Земли.

• 1. Причины экологического кризиса — колоссальный рост водопотребления фабриками, заводами и теплоэлектростанциями; интенсивное химизированное орошение полей; сброс неочищенных промышленных и канализационных стоков; загрязнение рек бытовым мусором и вырубка водоохранных лесов по берегам.
• 2. Масштабы опасности — на суше загрязнено около 1/5 (20%) всех поверхностных водоёмов; по данным Всемирной организации здравоохранения, около 80% всех болезней в мире прямо или косвенно связаны с неудовлетворительным качеством употребляемой питьевой воды.
• 3. Катастрофы в океане — аварии нефтеналивных танкеров и утечки нефти при бурении на морском шельфе вызывают экологические катастрофы, покрывая поверхность моря тонкой плёнкой, блокирующей газообмен и приводящей к массовой гибели планктона, рыбы и морских птиц.
• 4. Пути решения проблемы — строительство современных дорогих очистных сооружений; внедрение замкнутых систем оборотного технического водоснабжения; бережное, рациональное и экономичное расходование пресной воды каждым человеком в быту.

Естественные (океаны, моря, проливы, судоходные реки, озёра) и искусственные (каналы, шлюзованные водные системы, водохранилища) водные пространства, используемые для регулярного движения пассажирских и грузовых судов.

• 1. Преимущества водного транспорта — водные пути отличаются колоссальной грузоподъёмностью и наименьшей себестоимостью перевозок на дальние расстояния; по ним транспортируются миллионы тонн насыпных и наливных грузов (нефть, руда, зерно, хлопок, уголь, контейнеры с машинами и оборудованием).
• 2. Крупнейшие морские порты и каналы — в мире функционируют несколько тысяч морских портов, среди которых ведущие позиции занимают гигантские логистические хабы, такие как Роттердам в Европе и Сингапур в Азии; наиболее оживлённое судоходство наблюдается в проливе Ла-Манш, а также в искусственных Суэцком и Панамском каналах.
• 3. Речные коммуникации — реки издавна служат естественными внутренними магистралями; плотность заселения речных долин максимальна (на Москве-реке стоит столица России, а на морских побережьях проживает почти треть населения Земли); однако речной транспорт зависит от сезонного режима рек (межени, половодья, ледостава).

Гигантские гравитационные длиннопериодные морские волны огромной разрушительной силы, порождаемые подводными землетрясениями, резкими тектоническими подвижками участков океанического дна или подводными извержениями вулканов.

• 1. Особенности движения в открытом океане — в глубоководных районах волна цунами имеет незначительную высоту (от 0,5 до 1–2 метров) при огромной длине (до сотен километров) и перемещается с колоссальной скоростью — до 700–800 км/ч (скорость реактивного лайнера), оставаясь незаметной для проходящих судов.
• 2. Эффект мелководья — при выходе на прибрежную отмель и в узкие заливы скорость волны резко тормозится о дно, её длина сокращается, а накопленная энергия сжимается, стремительно вздымая колоссальную стену воды высотой от 10 до 30–50 метров, которая смывает портовые сооружения, постройки и уносит жизни людей.
• 3. Предвестники и мониторинг — перед ударом цунами вода часто внезапно и далеко отступает от берега, обнажая морское дно на сотни метров; предотвратить цунами невозможно, но современная наука способна с помощью донных датчиков давления и сейсмографов рассчитать время прихода волны с точностью до нескольких минут для заблаговременной эвакуации.

Колоссальные массивы пресного материкового глетчерного льда, отколовшиеся от сползающих в океан ледниковых куполов суши и свободно дрейфующие по морским просторам.

• 1. Центры зарождения — абсолютными лидерами образования айсбергов являются покровный щит Антарктиды (образующий колоссальные столообразные айсберги длиной в десятки и сотни километров) и ледники Гренландии (пирамидальные и куполообразные айсберги Арктики).
• 2. Физический закон плавучести — поскольку плотность пресного кристаллического льда (0,92 г/см³) меньше плотности тяжёлой солёной океанической воды (1,025–1,03 г/см³), над водной гладью выступает лишь 10–15% видимой высоты айсберга, тогда как 85–90% его колоссального объёма и массы скрыто в подводных глубинах.
• 3. Опасность для судоходства — дрейфуя под воздействием морских течений и ветров в зоны активного судоходства, айсберги представляют скрытую смертельную опасность для кораблей в условиях полярной ночи и густых туманов (хрестоматийный пример — катастрофа суперлайнера «Титаник» в апреле 1912 года в Северной Атлантике).
• 4. Ресурсный потенциал — айсберги сложены древним, экологически безупречным пресным льдом; они рассматриваются мировыми учёными и инженерами как потенциальные плавучие источники питьевого водоснабжения для засушливых прибрежных государств.

Забота о качестве воды — важнейший вопрос выживания человека и биосферы:

• Физиологическая незаменимость: вода — основа жизнедеятельности всех организмов на Земле; человеческий организм на 60–70% состоит из воды, и для поддержания здоровья человеку ежедневно необходима чистая питьевая вода без вредных примесей;
• Угроза здоровью и жизни: по оценкам врачей и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), до 80% всех заболеваний на планете вызвано употреблением загрязнённой, недоброкачественной воды, содержащей патогенные бактерии, вирусы, соли тяжёлых металлов и токсичные химические вещества;
• Нарастающий дефицит чистой пресной воды: на планете уже сейчас загрязнена почти пятая часть всех поверхностных водоёмов суши; чистой пресной воды требуется всё больше для растущего населения, городов, фабрик, заводов и сельского хозяйства;
• Дороговизна очистки: современные многоступенчатые водоочистные сооружения и опреснительные установки требуют гигантских финансовых затрат и высоких технологий, поэтому предотвратить загрязнение водоёмов и бережно экономить воду неизмеримо проще и выгоднее, чем очищать отравленные реки и озёра.

Океаны, моря и реки играют ключевую роль во всех сферах жизни человечества:

• Пространство расселения и истоки цивилизаций: люди издавна селились по берегам водоёмов; на реках возникли величайшие древние цивилизации и современные мировые столицы (например, Москва стоит на Москве-реке), а на морских и океанических побережьях сегодня проживает почти треть населения земного шара;
• Источник питьевой воды и сырья: реки служат главным источником пресной воды для городов, орошения полей и промышленности; моря и океаны поставляют ценнейшее минеральное сырьё (нефть и газ шельфа, поваренную соль, бром, магний, жемчуг и кораллы);
• Продовольственные ресурсы: рыболовство и марикультура являются древнейшими занятиями человека; рыба и морепродукты (крабы, креветки, мидии, устрицы, кальмары) — незаменимый источник белка, микроэлементов и витаминов для сотен миллионов людей;
• Глобальные транспортные артерии: водные пути остаются самым экономичным и грузоподъёмным транспортом; через океаны курсируют тысячи судов, соединяя крупнейшие мировые порты (Роттердам, Сингапур) через критически важные проливы (Ла-Манш) и искусственные каналы (Суэцкий, Панамский);
• Источник чистой энергии: сила течения рек и энергия морских приливов и отливов используются на гидроэлектростанциях (ГЭС) и приливных электростанциях (ПЭС) для выработки экологически чистой электроэнергии;
• Рекреационное и оздоровительное значение: морские и речные побережья — излюбленные места туризма, отдыха, спорта и курортного лечения.

Загрязнение гидросферы человеком разрушительно влияет на естественный круговорот воды в природе:

• Глобальный перенос загрязнителей: вода в гидросфере находится в непрерывном движении; ядовитые промышленные отходы, смытые с полей минеральные удобрения, нефтепродукты и канализационные стоки, попадая в ручьи и реки, с течением переносятся в озёра, моря и Мировой океан, распространяясь на тысячи километров от источника загрязнения;
• Нарушение испарения и теплообмена: разливы нефти и нефтепродуктов в результате аварий танкеров и аварий на морских скважинах покрывают миллионы квадратных километров водной глади тончайшей плёнкой; эта нефтяная плёнка препятствует нормальному испарению воды, нарушает газообмен между океаном и атмосферой и угнетает развитие фитопланктона — главного производителя кислорода на Земле;
• Кислотные дожди в цикле круговорота: токсичные газообразные выбросы металлургических заводов, ТЭС и транспорта (оксиды серы и азота) насыщают атмосферу, вступают в реакцию с парами воды в облаках и выпадают в виде кислотных дождей и снега обратно на сушу и в водоёмы, отравляя поверхностные и грунтовые воды, уничтожая леса и вызывая закисление озёр;
• Накопление ядов по пищевым цепям: токсичные вещества не исчезают в цикле круговорота; они оседают в донных илах, поглощаются микроорганизмами, водорослями, накапливаются в тканях рыб и морских животных и в итоге попадают на стол человека, вызывая тяжёлые заболевания.