1.10. Гидросфера

Всемирный океан с проникающей водной тропосфе­рой играет исключительную роль в биосфере. Он зани­мает 70,8 % поверхности земного шара (по весу 7–8 % земной коры). Ничего подобного ни для одной другой планеты не известно. Мировой океан насквозь пронизан жизнью, которая прямо или косвенно определяет все химические свойства океана. В.И. Вернадский считал, что в структуре планеты это самое мощное проявление жи­вого вещества. В океане (гидросфере) громадная мас­са воды сама по себе безжизненна, но переполнена вечно двигающимися живыми существами, являющимися цен­трами химических реакций. В нем можно различить сгу­щения живых организмов, среди которых преобладают, в конце концов, по числу и по мощности своего влияния микроскопические организмы – бактерии и грибы. Огром­ную роль играет планктон, покрывающий всю поверхность океана и идущий вглубь на десятки и сотни метров. Здесь в планктоне преобладают более высокоорганизованные организмы – одноклеточные растения и животные, нахо­дящиеся друг с другом в равновесии. Кроме поверхнос­тных слоев океана, известны еще три типа сгущения жиз­ни в гидросфере:

1) саргассовые «моря», состоящие из биогеоценозов, в которых преобладают высшие водоросли;

2) подводные «леса» и «поля» на шельфах, в которых сосредоточено огромное скопление организмов – бентос (моллюски, рыбы, ракообразные, актинозоа и т.д.);

3) особняком стоят коралловые острова – рифы, развивающиеся в тропических и подтропических обла­стях планеты. Эти сгущения жизни играют огромную роль в геохимической истории кальция, углекислоты и частично магния.

Вся вода планеты, в каком бы состоянии она ни была, – жидкая, твердая или газообразная – представляет собой единое и неразрывное целое, проникнутое газами и, как губка, охватывающее всю сушу, гидросферу и тропосферу, составляет единую водную оболочку планеты.

Химический состав этой оболочки достаточно хорошо известен. Выделяют с этой точки зрения два вида воды: океаническую и морскую.

Океаническая вода принадлежит к группе соленых вод, в то время как морские воды иногда являются рассола­ми (Красное море, Мертвое море) или полупресными (Азовское море), т.е. имеют иную концентрацию, чем мало меняющаяся в среднем составе океаническая вода (табл. 2).

Таблица 2

Элементный химический состав океанической и морских вод, %

Эле­мент	Содержание		Эле­мент	Содержание
	океан	море		океан	море
Cl	2,1–1,7	2,2–1,5–1	Са	6,4–2 –3,8–2	6,6–2 –3,5–3
Nа	1,7–9,1–1	1,8–1,5–1	Вr	7,1–3 –4,2–3	5,3–2 –2,2–4
О	2,0–1 –1,1–1	3,1–1 –2,1–1	С	4,8–3 –2,6–4	6,6–3 –1,6–4
Мg	1,5–1 –9,1–2	2,2–1 –1,6–2	N	2,3–3 –1,0–5	2,3–3 –1,0–3
S	1,0–1 –6,8–2	1,5–1 –1,2–2	Rb	1,4–3 –2,0–5	1,6–3 –2,9–4
K	1,0–1 –6,8–2	8,6–2 –5,9–3	Sr	1,4–3 –1,3–3	9,4–4 –1,3–6

В составе океанических и морских вод обнаружены также Si, Р, Fе, Аl, В, Zn, Н, F, Li, Сu, Рb, Аs, I, Ва, Мn, Sе, U, Сs, Аg, V, Мо, Аu, Се, La, Y, Нg, Rа, Bi, Gе, Ti, W, Su, Gа, Zr, Тh, и газы: Не, Nе, Аr, Кr, Хе, Rn.

Состав океанических вод очень часто ошибочно рас­сматривают как результат накопления речных вод. Од­нако В.И. Вернадский указывает, что это два разных типа вод. Порядок распространенности химических эле­ментов в речной и в океанической водах и их процент­ное увеличение и уменьшение прямо противоположны. В.И. Вернадский пишет, что, по-видимому, главная мас­са солей океанических и морских вод создавалась и про­должает создаваться из наземных вулканических извер­жений или выходами вулканов на морском дне.

Особая часть гидросферы – почвенно-грунтовые воды. Их химический состав, как и состав почв, может быть очень разным. Его надежное предсказание без конкретного анализа почвенно-химической ситуации, формирующей­ся в данном регионе, практически невозможно.

Элемент­ный состав почвенно-грунтовых вод обусловлен составом почв, почвообразующих пород, реакцией среды и четко связан с зональными особенностями почвообразования. Обобщение по природным зонам было выполнено В.А. Ковдой (табл. 3).

Почвенные растворы и водные вытяжки из различных почв и различных природных зон разнятся очень четко. На севере преобладают пресные гидрокарбонатно-кальциевые воды, к югу увеличивается минерализованность, возрастает содержание катионов и анионов. В нарастаю­щих количествах появляются карбонат-ион, сульфат-ион, а в бессточных впадинах юга России и хлорид-ион. Уров­ни накопления увеличиваются от сотых и десятых долей до целых единиц и даже десятков процентов.

Таблица 3

Педохимическая классификация почвенно-грунтовых вод (Ковда,1973)

Название вод	Концентрация, г/л	Типичные компоненты
Ультрапресные фульватно-железистые	0,01–0,3	Фульвокислоты, Fе+2, Мn+2, Al+3
Ультрапресные кремнеземистые силикатные	0,3–0,5	Подвитый кремнезем, бикарбонаты Са, Мg
Щелочные (содовые)	0,5–3	Бикарбонаты и карбонаты Nа, подвижный SiO2
Опресненные гипсовые нейтральные	0,5–3	Гипс и бикарбонат кальция
Слабоминерализованные щелочные	3–7	Бикарбонаты и сульфаты натрия (иногда хлориды)
Минерализованные сульфатные	5–15	Сульфаты Na, Мg, Са, примесь хлоридов
Сильноминерализованные хлоридные	20–50	Хлориды Nа, Мg и сульфаты Mg
Рассолы	70–200	Хлориды Мg, Са
Крепкие рассолы	300–600	Сульфаты Мg, хлориды

Меняется и катионный состав. Если на севере преобла­дают ионы водорода, кальция, частично магния, то на юге появляются, а затем и начинают преобладать катионы магния, натрия, иногда калия.

Таким образом, состав почвенно-грунтовых вод чрезвы­чайно изменчив по почвенным зонам, более того, можно ут­верждать, что состав почвенных растворов изменяется более значимо, чем состав твердой части почв. Это принци­пиальное положение (на которое редко обращают вни­мание в почвоведении), так как отражает различную спо­собность химических элементов к миграции.