Hydrosfære

(Omdirigert frå Hydrosfæren)

Hydrosfære er alt vatnet som ligg på, under og over overflata til ein planet, småplanet eller ein naturleg satellitt. Ordet «hydrosfære» (frå gammalgresk hydōr (ὕδωρ), 'vatn'[1] og sphaira (σφαῖρα), 'sfære'[2]) blei innført som tysk Hydrosphäre av den austerrikske geologen Eduard Suess i 1875 gjennom boks Die Entstehung der Alpen.[3]

Vatn i ulike former ved Dome Creek i British Columbia i Canada i 2019.
Stillehavet med skyer over, ein del av hydrosfæren til jorda.
Rørsla til vatnet rundt, over og gjennom jorda vert kalla vasskrinslaupet, ein nøkkelprosess i hydrosfæren.

Hydrosfæren til jorda har vore til i rundt 4 milliardar år.[4][5] Han har endra seg og fortset å endra seg, til mellom anna på grunn av havbotnspreiing og kontinentaldrift, som endrar forma på hav og land.[6]

Jorda sin hydrosfæreEndra

Jorda sin hydrosfære består av vatn i flytande, fast og gassform. Dette inkluderer havet (som utgjer største delen), andre overflatevatn som innhav, innsjøar og elvar, regn, grunnvatn (under overflata), is (isbrear og snø) og atmosfærisk vassdamp (som skyer). Middeldjupet på alle hava er 3 794 meter, meir enn fem gongar middelhøgda til kontinenta. Massen til hava er om lag 1,35 × 1018 tonn, eller om lag 1/4400 av den totale massen til jorda (andre kjelder oppgjer desse tala frå 1,347 × 1021 til 1,4 × 1021 kg.[7]) Alt vatnet har eit estimert volum på 1,36 milliardar kubikkilometer.[8] Saltvatn utgjer 97,5 % av den totale mengda, medan ferskvatn utgjer 2,5 %. Av dette ferskvatnet er 68,9 % i form av is og permanent snødekke i Arktis, Antarktis og isbrear; 30,8 % er grunnvatn medan berre 0,3 % av ferskvatnet er lett tilgjengeleg i innsjøar, reservoar og elvesystem.[8]

Rundt 71 % av jordoverflaten på rundt 361 millionar kvadratkilometers er dekt av hav. At jorda har så mykje vatn skil planeten frå dei andre planetane i solsystemet. Kombinasjonen av jorda si plassering i omløpet rundt sola, vulkanisme, tyngdekraft, drivhuseffekt, magnetfelt og den oksygenrike atmosfæren gjer jorda til ein vassplanet

Jorda er eigentleg for langt ute til å vere varm nok til å danne flytande vatn. Utan nokon form for drivhuseffekt ville vatnet på jorda ha frose til is. Paleontologiske funn indikerer at ei stund etter at blågrøne bakteriar hadde spreidd seg i hava, så forsvann drivhuseffekten, og verdshava kan ha vore totalt frose til i ein periode på 10 til 100 millionar år, ei hending som vert kalla Snøballjorda.

I jordatmosfæren absorberer eit tynt ozonlag i stratosfæren det meste av den energirike UV-strålinga høgt i atmosfæren, slik at spaltingseffekten vert redusert. Ozon kan òg berre produserast i ein atmosfære med store mengder frie toatomisk oksygen, og er derfor avhengig av biosfæren (planter). Magnetosfæren hindrar òg ionosfæren frå å verte reinsa av solvinden.

Til slutt sprøytar vulkanar kontinuerleg ut vassdamp frå jorda sitt indre. Platetektonikk på jorda resirkulerer karbon og vatn når kalkstein forsvinn ned i mantelen ved subduksjon, og vulkanane sprøytar så dette tilbake til atmosfæren i form av karbondioksid og vassdamp. Det er estimert at mineral i mantelen kan innehalde opp til 10 gonger vassmengda som finst i verdshava i dag, sjølv om det meste av dette vatnet aldri vil verte frigjeve.

Vasskrinslaupet skildrar korleis vatnet vert transportert rundt i hydrosfæren. Denne syklusen inkluderer vatn under jordoverflata og i grunnfjellet (litosfæren), vatnet i plantar og dyr (biosfæren), vatnet som dekkjer overflata i form av flytande og faste former, og vatnet i atmosfæren i form av vassdamp, skyer og nedbør. Det er lett å sjå denne rørsla i elvar, men det er verre å sjå om det er rørsle i innsjøar og vatn.

Vatnet i havet flyttar på seg, sidan forskjellige område av havet har forskjellig temperatur og salinitet. Overflatevatnet vert òg flytta av dei store vindsystema, og fører til havstraumar. Varmt vatn er lettare eller har lågare tettleik enn kaldt vatn, medan saltvatn er tyngre eller har større tettleik enn ferskvatn. Denne kombinasjonen avgjer om vatnet vil stige til overflata, søkke til botn eller halde seg i ro.

HistorieEndra

DanningEndra

Det er fleire teoriar om korleis hydrosfæren til jorda vart danna. Planeten inneheld mykje meir overflatevatn enn dei andre planetane i det indre solsystemet. Utgassing av vatn frå jorda sitt indre kan ikkje aleine forklare dei store vassmengdene.

Ein hypotese som er populær hos mange forskarar er at jorda tidleg i historia si vart bombardert av kometar og vassrike asteroidar. Mykje av overflatevatnet meiner ein har sitt opphav i dei ytre delane av solsystemet, som frå trans-neptunske lekamar.

IstiderEndra

For meir om dette emnet, sjå Istid.

Gjennom historia til Jorda har det vore ei rekkje periodar der store delar av hydrosfæren har frose til is. Det finst ein hypotese om at havisen i den kryogene perioden strekte seg heilt til ekvator, Snøballjorda.

I alt meiner ein at det har vore fire store istider gjennom jorda si historie. Den siste perioden start for om lag 40 millionar år sidan, og auka i omfang i kvartærtida. Den siste tilbaketrekkinga av isdekke skjedde for berre 10 000 år sidan.

LivEndra

Alt liv ein i dag kjenner til er avhengig av ein aktiv hydrosfære. Vasskrinslaupet i jorda sin hydrosfære gjer at saltvatn kan gjerast om til ferskvatn. Fordamping og myrområde fjernar ein stor del av forureining frå atmosfæren (t.d. sur nedbør). Gjennom denne prosessen reinsar vasskrinslaupet gassane i atmosfæren. Sjølv om det meste av livet på planeten lever i det salte havet, er t.d. pattedyr svært avhengige av ferskvatn.

Sidan livet på jorda er så avhengig av vatnet er leitinga etter liv på andre planetar fokusert på å først finne vatn. Det vert òg forska på hydrosfæren til andre planetar for å finne stader der menneske kan busette seg utan å måtte transportere alt vatnet med seg.

SluttenEndra

Forskarar har estimert at om tilnærma 4 × 109 år, så vil sola ha blåst ut alt av hydrogen som finst her, og byrje å utvikle seg til ei superkjempe. Dei ytre delane av sola vil utvide seg og jorda vil etter kvart hamne i fotosfæren. Under denne prosessen vil overflatetemperaturen på jorda stige langt over kokepunkt til vatn, slik at alt av vatn på jorda vil fordampe.

Andre hydrosfærarEndra

 
To moglege modellar av Europa

På andre planetar, som Venus, vart vassdampen spalta av ultrafiolett solstråling, og hydrogenet ionisert eller blese bort av solvinden. Denne effekten virkar seint men ubønnhørleg. Dette er ein av hypotesane som forklarar kvifor Venus ikkje har noko vatn. Utan hydrogen, vekselverkar oksygenet med overflata og er knytt opp i faste mineral.

Ein meiner at det finst ein tjukk hydrosfære på Jupiter-månen Europa. Dei ytre laga av denne hydrosfæren er nesten heilt overfrosen, men straummodellar har vist at det kan vere eit opp til 100 km djupt hav under isen. Dette havet er flytande på grunn av tidvasskreftene på månen når han krinsar rundt Jupiter.

Det er òg forskarar som meiner at månen Ganymedes kan ha flytande vatn under isen. Dette isdekket er derimot tjukkare enn på Europa.

Sjå ògEndra

KjelderEndra

  1. ὕδωρ, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, Perseus
  2. σφαῖρα, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, Perseus
  3. «Definition of HYDROSPHERE», www.merriam-webster.com (på engelsk), henta 8. juli 2021 
  4. «Hydrosphere». Encyclopædia Britannica. 
  5. Albarède, Francis; Blichert-Toft, Janne (November 2007). «The split fate of the early Earth, Mars, Venus, and Moon». Comptes Rendus Geoscience 339 (14–15): 917–927. Bibcode:2007CRGeo.339..917A. doi:10.1016/j.crte.2007.09.006. Henta March 26, 2020. High d18O in ~4.4-Ga old zircons from Jack Hills (western Australia) strongly indicates the presence of material altered under low-or medium-temperature hydrous conditions in the source of their parent granites and is considered as strong evidence for the early presence of a hydrosphere 
  6. "Our Changing Planet: an Introduction to Earth System Science and Global Environmental Change." Our Changing Planet: an Introduction to Earth System Science and Global Environmental Change, by Fred T. Mackenzie, 2nd ed., Pearson Education, 2011, pp. 88–91.
  7. The Physics Factbook, http://hypertextbook.com/facts/1998/AvijeetDut.shtml
  8. 8,0 8,1 World Water Resources: A New Appraisal and Assessment for the 21st Century, UNESCO, 1998, arkivert frå originalen 27. september 2013, henta 13. juni 2013