Но доля, пресной воды в жидком виде, которая так важна для нас, является лишь крошечной долей от общего количества.
Если бы можно было собрать воедино всю воду на Земле, все моря, озера, реки, лед, облака и грунтовые воды и превратить ее в сферическую водяную каплю, она бы располагалась на площади размером с Восточную Европу.
Я иногда использую графическое изображение именно этого на лекциях. Меня всегда поражало, что маленькая капля воды едва смочила бы большую сухую скалу (Землю), на которой она находится. Что еще более поразительно, так это то, как эта капля подразделяется.
Практически вся она - это океан, а значит, соленая вода - целых 97,5 процента находится в этом состоянии. Из оставшихся 2,5% пресной воды около двух третей заключено в ледяных шапках и ледниках. Почти вся оставшаяся треть находится под землей в скалах, оставляя только треть от 1 процента пресной воды на планете в реках, озерах, ручьях, облаках и дождях.
Эта исчезающе тонкая часть общего объема воды, дополненная грунтовыми водами, является тем, что поддерживает глобальную экономику и поддерживает все разнообразие форм жизни на суше. Это так же важно для нашего существования, как воздух, которым мы дышим.
Едва ли менее значительным является тот факт, что вода одновременно находится на нашей планете в трех различных состояниях: лед, жидкость и пар. Все три жизненно важны для функционирования системы Земля. Ледяные шапки, среди прочего, отражают солнечную радиацию и сохраняют на Земле более прохладную температуру, чем она могла бы быть в противном случае.
Ледники в высоких горах являются источником летнего речного стока, в том числе через массивные реки, которые поставляют большую часть воды, необходимой для поддержания на плаву экономики двух самых густонаселенных стран на Земле. Состояние пара переносит пресную воду по планете в облаках, которые приносят дождь, снег и туман. Жидкая фаза позволяет растениям расти, животным жить, а озерам и рекам существовать.
Конечным источником пресной воды является испарение из океанов с помощью солнечной энергии. Излучение нашей домашней звезды попадает в воду и заставляет ее принимать форму пара. Однако это еще не все.
Для образования облаков водяному пару нужны ядра, чтобы конденсироваться вокруг них. Крошечные частицы пыли и соляные брызги играют важную роль, но их недостаточно, чтобы объяснить огромное количество облаков, которые образуются на Земле каждый день. Недавние исследования показывают, что процессу образования облаков помогают крошечные организмы, в том числе растительный планктон, называемый кокколитофоридами.
Эти крохотные организмы, дрейфующие по поверхности океана, выделяют химическое вещество, называемое диметилсульфидом - это одно из веществ, от которого у моря возникает такой запах.
Находясь в воздухе, диметилсульфид соединяется с кислородом с образованием крошечных частиц сульфата.
Облака переносят пресную воду по планете, в том числе с моря на сушу. Облака также способствуют тому, чтобы на планете было прохладнее, чем в противном случае, поскольку их белые вершины отражают солнечные лучи обратно в космос. Как правило, чем теплее море, тем быстрее растет водоросль, а значит, образуется больше охлаждающих облаков.
Другими словами, водоросли помогают регулировать климат, производя охлаждающий эффект, когда становится теплее.
Растения также объединяются для повторного использования воды, выпавшей в виде дождя. Облака, порожденные над Атлантическим океаном, приносят влагу в восточную часть Южной Америки. Однако беглый взгляд на карту растительности показывает, что тропические леса северной части Южной Америки не ограничиваются побережьем.
Он простирается прямо через весь этот обширный континент и простирается до влажных субтропических и умеренных лесов, которые покрывают (или, по крайней мере, когда-то покрывали) склоны Анд в Колумбии, Эквадоре, Перу и Боливии. Некоторые из облаков, которые приходят сюда, сначала образовались над Атлантическим океаном, но большая часть дождя, выпадающего на обширных западных окраинах бассейна Амазонки, происходит из-за повторного дождя, который сначала упал дальше на восток.
Часть дождя, выпадающего на тропический лес, впадает в реки и ручьи, но большая часть его улавливается растениями. Во время фотосинтеза они снова высвобождают его из тех маленьких пор в нижней части своих листьев, которые они открывают для выделения отработанного кислорода.
Этот процесс называется эвапотранспирацией, и в некоторых местах он оказывает большое влияние на круговорот воды. В этом случае лес выпускает столько воды, что появляются новые облака, образующие дождь. Они дрейфуют по лесу в западном направлении, забирая воду все дальше и дальше от океана, где впервые возникли дождевые облака.
И, как и в случае над океаном, где крошечные частицы сульфата способствуют возникновению дождя, облака над лесом частично засеяны шлейфами микроскопической пыльцы, производимой миллиардами цветов и разносимой в теплый воздух. Эти крошечные ядра заставляют воду конденсироваться в капли, которые в конечном итоге сливаются в виде дождя. А некоторые облака, порождаемые лесом, распространяются далеко за пределы бассейна Амазонки.
Облачные леса
Таким образом, многие влажные леса поддерживаются круговоротом воды, который в значительной степени создается самим лесом. Последствия этого для постоянной водной безопасности очевидны. Если леса будут удалены, то возникнут нарушения в распределении воды на больших территориях. В некоторых частях мира из-за вырубки лесов количество осадков уменьшается.
Леса играют жизненно важную роль в круговороте воды не только потому, что они испаряют воду и создают облака; некоторые виды леса также собирают воду из облаков, пополняя при этом ручьи, родники и грунтовые воды.
Например, на острове Тенерифе, на Канарах, высокая вулканическая гора, которая поднимается из глубокого океана, часто окутана облаками с северной стороны.
Облака образуются большую часть дней и примерно на одной высоте. Хотя они часто недостаточно плотны, чтобы вызывать дождь, тем не менее они несут много влаги. Туман кружится вокруг деревьев, и в воздухе ощущается прохладная свежесть, облегчающая жаркие сухие условия в низине и по другую сторону горы. Деревья усыпаны папоротниками и мхами, с них капает влага.
Как и парамо, эти леса собирают воду из облаков, впитывают ее, накапливают и затем сбрасывают в землю, ручьи и родники. Это облачный лес, и во многих частях мира такие экосистемы жизненно важны для водной безопасности.
Облачные леса разбросаны по многим тропическим и субтропическим частям мира. Обычно они встречаются на высоте около 2000 метров и расположены в горах, где постоянно поступает влажный воздух.
Во многих низинах можно точно узнать, где расположены облачные леса, просто взглянув на место, где каждый день основание облаков встречается с горами. Одной из определяющих характеристик является тот факт, что они собирают из воздуха больше воды, чем выделяют за счет эвапотранспирации. Другими словами, они являются чистыми производителями и, в некоторых случаях, основным источником воды для городов и сельского хозяйства.
Профессор Нил Берджесс - биолог-эколог, проявляющий особый интерес к Восточной Африке. Он потратил несколько десятилетий на то, чтобы лучше понять леса в этой части мира, в том числе облачные леса, которые важны для городского водоснабжения. «Леса собирают много воды, но не выпускают сразу всю воду», - объясняет он.
