A kék bolygó - Tananyag

Az óceánokban és tengerekben bővelkedő Föld szüntelen rója útját a Világegyetemben. A vízburok különbözteti meg a Földet a Naprendszer többi bolygójától. A víz napjainkban is az egyik legfontosabb – ugyanakkor a légkörhöz hasonlóan veszélyeztetett – természeti kincsünk, erőforrásunk. A különböző halmazállapotú természetes vizek összefoglalóan a Föld vízburkát, idegen szóval a hidroszférát alkotják. A vízburok nagyjából 10 km magasságig keveredik a légkörrel, hozzávetőleg 5 km mélységig pedig a szilárd kéreggel. A földi vízkészlet folytonos változásban, körforgásban van, amelyet a napsugárzás működtet.

A világtenger az 510 millió km² összterületű Föld felületének 71%-ára, 361 millió km²-re terjed ki. Az egységes világtengert óceánokra és tengerekre osztjuk. Az óceánok nagy kiterjedésű (több tízmillió km²), önálló medencével és abban önálló áramlásrendszerrel rendelkező víztömegek. Közepes mélységük 3900 m. A Föld mai óceánjai hosszú földtörténeti fejlődés során alakultak ki. A tengerek az óceánoktól szigetekkel, félszigetekkel, illetve tengerszorosokkal elválasztott, kisebb kiterjedésű (átlagosan egymillió km² körüli) víztömegek. Nem mindegyiknek van önálló medencéje vagy áramlásrendszere. Az óceánhoz széles kapukkal csatlakozó, attól csak szigetekkel, félszigetekkel elválasztott tengerek a peremtengerek. A beltengerek beékelődnek a földrészekbe, vizük csak keskeny tengerszorosokon át érintkezik az óceánnal.

A tengervíz híg sós oldat, átlagos sótartalma 35‰. A tenger – a víz nagy fajlagos hőkapacitása, illetve hőtároló képessége, valamint a mélyebbre hatoló napsugarak miatt – lassabban és kevésbé melegszik fel, illetve hűl le, mint a szárazföld. A sótartalomhoz hasonlóan a hőmérséklet-eloszlás is az óceánokban kiegyenlítettebb. Az óceánok vizének évi közepes hőingása általában 2–5 °C. A sarki vizek hőmérséklete egész évben 0 °C körüli.

A tenger vize soha nincs nyugalomban. A hullámzás és a tengerjárás szerepet játszik a tengerpartok felszínének formálásában, a tengeráramlások pedig kontinensnyi méretű területek éghajlatát befolyásolják.

A tenger hullámzását a vízfelszín fölötti légréteg nyomáskülönbségei és a nyomukban fellépő szél keltik. Az eltérő nyomás hatására a víz felszíne emelkedik és süllyed. Az emelkedés és süllyedés azért jön létre, mert az egyes vízrészecskék körpályán gördülnek. Maguk a hullámok tehát nem haladnak, a kiemelkedő hullámhegy besüllyedő hullámvölggyé huppan vissza. A mozgás látszatát a hullámhegyek és -völgyek ritmikus váltakozása kelti. Az erős szél azonban a hullámhegy gerincéről a vizet előrelöki. Erre mondjuk, hogy tarajoznak a hullámok.

Tengeráramlásnak a tengervíz tartósan egy irányba haladó mozgását nevezzük. A tengeráramlásokban csak a felső, néhány száz méter vastag vízrétegek vesznek részt, mivel a belső súrlódás a mozgást a mélység felé fokozatosan lelassítja, majd kioltja. A nagy távolságokat bejáró óceáni áramlásokat a huzamosan azonos irányba fújó szelek, elsősorban az általános légkörzés jellegzetes szelei mozgatják.

Az egyes tengeráramlások irányát azonban a Coriolis-erő és a szárazföldek szabálytalan eloszlása módosítja. A háromféle szélrendszer hajtotta áramlások tehát fogaskerekekként fogazódnak egymásba. A szélességi körökkel párhuzamos áramlások vízhőmérséklete környezetük vízhőmérsékletével nagyjából azonos. Az Egyenlítőtől a sarkok felé haladó áramlások a környezetükhöz képest melegebbek (meleg tengeráramlások), a sarkok felől az Egyenlítő felé tartók viszont a környezetüknél hidegebbek (hideg tengeráramlások).

A meleg és hideg tengeráramlások jelentősen módosítják a közeli partvidékek éghajlatát. Hatásukra a parti területek évi középhőmérséklete melegebb, illetve hidegebb lesz, mint az adott szélességi kör átlagos évi középhőmérséklete. Ezt az eltérést pozitív, illetve negatív hőmérsékleti anomáliának nevezzük. A tengeráramlások a partvidékek csapadékviszonyait is módosítják. A Föld leggazdagabb halászterületei az oxigén dús hideg és a planktonban gazdag meleg tengeráramlások találkozásánál vannak.

Tengerjáráskor ugyanazon a helyen a tenger szintje naponta kétszer emelkedik (dagály van) és csökken (apály van).

Az óceánok és a légkör összefüggő körforgási rendszerei határozzák meg bolygónk éghajlatát. A hatalmas víztömeg mérsékli az éghajlat szélsőségeit, ezért éghajlat-szabályozó hatása jelentős. A tenger fontos élelem- és takarmányforrás. A világtenger sós vizéből előállítható ugyan öntöző- és ivóvíz, de nagyon költséges a ma ismert technológiákkal (pl. desztillálással). A tengerek aljzatában sokféle ásványkincs rejtőzik. A tengerhajózás különösen az árufuvarozásban tölt be fontos szerepet.

A víz körforgása nemcsak a felszín felett, hanem alatta is folyik, noha nem látható. A felszínre hulló csapadék a felszín alá szivárog. A talajnedvesség zónáján át a vízzel telített zónáig jut. A talajvízszint elérése után válik igazán felszín alatti vízzé. A telítettségi zónában a kőzetek pórusain át mozog, egészen addig, ameddig forrásként vagy tavakba, folyókba, lagúnákba, esetleg a tengerbe érkezik.

A felszín alá került víz mozgását a víz helyzeti energiájának helyenkénti különbsége és a kőzet minősége befolyásolja. A belvizek károkozásának gyakori oka, hogy nem a táji adottságokhoz igazodva használják a területet. Mindezek alapján láthatjuk, hogy a vízáramlási rendszerek révén távoli területek vizei is kapcsolatban lehetnek egymással. A vízáramlások mindig a nagyobb energiájú, magasabb talajvízszintű utánpótlódási területek felől tartanak az alacsonyabb talajvízszintű megcsapolódási területek irányába. A forrásokban a felszín alatti víz természetes úton a felszínre kerül. Az artézi kutakban a víz a felszín fölé emelkedik.

A víz felszín fölé emelkedése a mély talajvízszintű, megcsapolódási területeken fúrt kutakban várható. Ezek jellemzően üledékes medencékben alakíthatók ki. Az üledékes medencék többségében (hazánkban az Alföldön és a Kisalföldön, Franciaországban a Párizsi-medencében vagy Ausztráliában a Nagy-Artézi-medencében) képződtek vízvezető és vízfogó kőzetek. A beszivárgó víz közvetlenül a felszínről származik, ezért annak minden szennyeződése károsíthatja a felszín alatti vizet. A felszín alatti víz tisztaságának megőrzése elemi érdekünk, hiszen Magyarországon szinte mindenki ezt fogyasztja ivóvízként.

Egy-egy terület felszín alatti vizeinek hőmérséklete az ott uralkodó geotermikus gradiens és a vízáramlások mélységétől függ. Általánosságban úgy fogalmazhatunk: minél mélyebbről érkezik a felszínre a víz, annál magasabb a hőmérséklete. A közvetlen felszíni környezet évi középhőmérsékleténél melegebb vizet hévíznek (termálvíznek) nevezzük. A hazai szakemberek csak a 30 °C-nál melegebb források és kutak vizét tekintik hévíznek. A budai Duna-part vonalában fakadó források hőmérséklete 40–60 °C.

Ha a víz természetesen védett víztartó rétegből származik, és literenként legalább 1 gramm ásványi anyagot tartalmaz, ásványvíz a neve. Közöttük olyan is van, amelynek orvosilag bizonyítottan gyógyhatása van, ezt gyógyvíznek mondjuk.

A kőzeteket csoportosíthatjuk aszerint, hogy miként tárolják, és hogyan vezetik a vizet. A vízfogó kőzetek, mint a márga vagy az agyag, képesek jelentősen lelassítani a víz mozgását. A víztartók vagy vízvezetők (pl. a mészkő, a homokkő és a kavics) tárolják és mozgásában segítik a felszín alatti vizet. Minden kőzet képes valamilyen mértékben vezetni a vizet. A legtöbb kőzet a pórusaiban tárolja a vizet. Ha a kőzetek repedéseiben tartózkodik a víz, akkor résvíz a neve. A mészkőhegységekben a beszivárgó víz a réseket üregekké tágítja.

A felszín alá ásva tapasztalható, hogy a talaj és a kőzet nedves, mindig tartalmaz több-kevesebb vizet. A talaj- és kőzetszemcséket vízburok veszi körül, de nem tölti ki teljesen a szemcsék közötti hézagokat, levegő is van közöttük. A talajvízszint alatt viszont a pórusokban már nincs levegő. A talajvíz szintje az év folyamán változik, csapadékos időszak vagy hóolvadás után megemelkedik, hosszú szárazság idején lesüllyed. A mezőgazdaság számára fontos az optimális talajvízszint. Ha túl magas, akkor a növények gyökérzete nem jut levegőhöz, ha túl alacsony, akkor pedig nincs számukra elég nedvesség.

A talajvíz szintjét az emberi tevékenység is befolyásolja. A mezőgazdasági munkák, a külszíni bányászat, az építkezések is hatással vannak a felszín alatti víz mozgására. A mélyebb domborzati helyzetű területeken a talajvízszint közelebb van a felszínhez, ezért a talajvízszint emelkedésekor könnyen a felszínre bukkanhat a víz, ami belvíz kialakulásához vezet. A belvizek keletkezése, veszélyes méretű elterjedése gyakran emberi gondatlanság következménye.

A folyó felszínformáló munkáját számos környezeti tényező befolyásolja. A folyó vízhozamának, a meder esésének, a víz sebességének, a benne szállított hordalék anyagának és mennyiségének közvetlen hatása van a munkavégző képességre. Az éghajlatnak, a meder anyagának és a környező növényzetnek csak közvetett hatása van.

A folyóvíz ereje az egyik legfontosabb erőhatás, amely formálja bolygónk arculatát. A folyóvíz (mint minden külső erő) felszínformáló tevékenysége a lepusztítással, a kimélyítéssel kezdődik, a tovaszállítással folytatódik, a felhalmozás révén válik teljessé.

A folyók a Föld összes víztérfogatának mindössze 0,0001%-át alkotják. E látszólag elenyésző vízmennyiség azonban igen fontos szerepet játszik a víz körforgásában. A felszíni vízfolyások vize részben a napvilágra lépő forrásokból és a felszínről lefolyó csapadékvízből, részben pedig közvetlenül a csapadékból, a jeges területeken az olvadékvízből származik. Azokat a területeket, amelyeknek vizei nem jutnak el a tengerbe, belső lefolyású területeknek nevezzük. Ilyen például Belső-Ázsia egy része, az Andok magas fekvésű medencéi, Ausztrália belső medencéi.

A folyók által szállított víz mennyisége állandóan változik, ezért változik a mederben a vízszint magassága, azaz a vízállás is. Attól függően, hogy a folyómederben mennyi víz van, alacsony, közepes és magas vízállást különböztetünk meg.

Egy folyó vízállása alapján megkülönböztetünk kis-, közép- és árvizet. A vízhozam és a vízállás többé-kevésbé szabályszerű ingadozását vízjárásnak nevezzük.

Az árvízvédelem célja, hogy lehetőleg megakadályozza a veszélyes árhullámok kialakulását, és kezelje a magas vízállások jelentette árvízi veszélyt.