Thủy quyển là gì? Nguồn gốc, vai trò, đặc điểm thuỷ quyển?

1. Thủy quyển là gì?

1.1. Khái niệm:

Thuỷ quyển là lớp vỏ mềm không cố định bao xung quanh Trái Đất, nó chứa nước ngọt và nước mặn tồn tại ở cả 3 trạng thái cứng – lỏng – hơi. Theo đó thì tất cả nước có trên Trái Đất cả trên bề mặt và bên trong của Trái Đất sẽ tạo nên thuỷ quyển. Trên Trái Đất, nước ở dạng lỏng thường tập trung tại trên mặt đất dưới dạng biển, hồ, sông, suối, …… Ngoài ra, nó cũng tồn tại ở dưới đất như là nước ngầm hay trong hồ nước cùng những lớp ngậm nước. Hơi nước chúng ta có thể trông thấy rõ ràng nhất chính là mưa và sương phù. Còn phần đông đá của thuỷ quyển Trái Đất lại được cấu tạo bởi băng hoặc ở sông băng, băng, ….. hay được gọi với tên riêng là tầng lạnh. Nước di chuyển trong thuỷ quyển theo chu kỳ, nước được lấy từ những đám mây sau đó chảy trở lại Trái Đất dưới dạng mưa hoặc tuyết. Lượng nước mưa sẽ được lưu trữ trong sông, hồ hay biển. Tiếp đến thì nó lại bay hơi lên bầu khí quyển để tiếp tục xảy ra một chu kỳ mới và chu kỳ cứ lặp lại như thế được gọi là chu trình nước.

1.2. Nguồn gốc của thủy quyển:

Trong quá trình hình thành vật chất trên trái đất, nước ở trạng thái lỏng và khí. Nước trên hành tinh của chúng ta, lúc ban đầu của trái đất, chỉ là hơi nước. Điều này là do nhiệt độ cao phổ biến trên hành tinh của chúng ta, quá nóng. Quả cầu lửa đang cháy đó là Trái đất ở thời kỳ đầu tiên, có nghĩa là nước chỉ có thể ở trạng thái hơi. Sau đó, khi hành tinh của chúng ta đang nguội dần, nó sẽ chuyển sang trạng thái lỏng, tạo ra các đại dương trên trái đất. Nó cũng bị đóng băng, tạo nên những thác nước và núi tuyết. Một phần nước cuối cùng vẫn còn trong không khí dưới dạng hơi nước, tạo nên những đám mây.

Do đó lớp cặn nước đầu tiên đã được hình thành. Tuy nhiên, chúng ta biết rằng nước không thay đổi trong toàn bộ lịch sử Trái đất. Nói cách khác, trong vòng tuần hoàn của nước, khi khí hậu thay đổi thì tỷ lệ trạng thái của nước (rắn, lỏng, khí) cũng thay đổi. Điều này dẫn đến các đặc điểm của môi trường tự nhiên trong vài năm qua cũng thay đổi liên tục. 

Diện tích bề mặt bị xâm chiếm bởi nước cũng thay đổi theo những động lực trên cạn. Ngoài việc thay đổi các thay đổi lý hoá và sinh học mà nước đã trải qua, sinh học cũng mang lại những thay đổi đáng kể đối với thuỷ quyển. Sự hình thành của vi khuẩn và các thay đổi về mặt sinh học của chất hữu cơ cũng gây ra những thay đổi trong nước. Hành động của con người có ảnh hưởng nhiều nhất đối với chu trình nước, bởi vì sự ấm lên toàn cầu đã gia tăng nhiệt độ, tạo ra những thay đổi đối với chu trình nước, quá trình lọc, ô nhiễm và trạng thái vật lý. Nó đã thay đổi và thay đổi theo thời gian kể từ khi nước ngưng tụ khi hành tinh nguội đi.

2. Đặc điểm và thành phần của thủy quyển:

Như chúng ta đã cùng biết trong phần giới thiệu định nghĩa thuỷ quyển là gì thì thuỷ quyển bao gồm đại dương, biển, hồ, sông cùng nước ngầm và tuyết và nó có khối lượng khoảng 1,4.1018 tấn. Trong đó, chiếm 97,4% khối lượng của toàn thuỷ quyển đó là đại dương, 1,98% là băng tuyết trên núi cao thuộc 2 cực của Trái Đất, 0,6% là nước ngầm cùng còn lại 0,02% là ao, hồ, sông ngòi, tuyết và hơi nước. Thuỷ quyển được khẳng định với ranh giới trên là bề mặt của những đại dương, ao, hồ. Tuy nhiên, đối với ranh giới dưới của thuỷ quyển thì cũng tương đối phức tạp. Ranh giới dưới có thể được tính từ những đáy đại dương với độ sâu hàng chục km, vài chục mét ở các tầng nước ngầm cho tới hàng chục cen-ti-mét ở các vùng ngập nước.

Theo diện tích bao phủ thì thuỷ quyển chiếm đến 70,8% bề mặt của Trái Đất hay tương ứng với 361 triệu km2 và độ sâu trung bình khoảng 3.800 m. Sự phân bố của thuỷ quyển là không đều trên bề mặt Trái Đất, ở bán cầu Bắc là 60,7% và ở Bán cầu nam là 80,9%. Ngoài ra, đại dương là yếu tố chiếm phần lớn của Trái Đất gồm: Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương, Bắc Băng Dương và Đại Tây Dương. Trong đại dương, người ta còn chia đại dương thành những diện tích nhỏ hơn gồm: biển Nam Trung Hoa, biển Đông, biển Ban Tích hay biển Bắc, Tuy nhiên có một vài biển không có bất kỳ một liên hệ nào với đại dương ví dụ như: biển Caspi hay biển Aral và chúng được gọi là biển hồ. Một số biển là một phần nhỏ của đại dương hay biển lấn sâu vào đất liền được gọi chung là vịnh như: vịnh Bắc Bộ hay vịnh Thái Lan.

3. Vai trò của thủy quyển:

Ước tính Trái Đất được che phủ không đồng đều bởi mặt nước chiếm tới 71% tức là khoảng 361 triệu km2 và phần nước này hình thành nên thuỷ quyển. Vì vậy mà tài nguyên nước là một thành phần chủ yếu của sự sống cho nên nó dường như quyết định đến sự thành công trong những chiến lược, quy hoạch cũng như những kế hoạch về sự phát triển kinh tế – xã hội và đảm bảo quốc phòng, an ninh quốc gia. Có thể nói rằng con người cũng như tất cả mọi sinh vật trên Trái Đất đều khó lòng có thể duy trì được sự sống nếu thiếu tài nguyên nước. Bởi vậy nên nước được coi là một tài nguyên vật liệu quan trọng nhất của con người cũng như tất cả sinh vật trên Trái Đất. Con người cần 250 lít nước mỗi ngày dành cho sinh hoạt, 1.500 lít nước khi các hoạt động sản xuất và 2.000 lít nước khi các hoạt động sản xuất được diễn ra. Hơn nữa, nước chiếm khoảng 99% trọng lượng của sinh vật sống trong môi trường nước và chiếm khoảng 44% trọng lượng cơ thể của con người. Ví dụ như: Cần có đủ 250 tấn nước cho để sản xuất ra được 1 tấn giấy, cần 600 tấn nước để chế sản xuất 1 tấn đạm hay cần 1.000 tấn nước để chế sản xuất 1 tấn chất bột.

Vai trò của thuỷ quyển nói chung hay vai trò của nước không chỉ dừng lại với việc tham gia các chu trình sống trên mà nó còn là chất mang năng lượng như: hải triều hay thuỷ năng; là chất mang nhiên liệu cũng như là tác nhân để điều hoà nhiệt độ và thực hiện những chu trình tuần hoàn vật chất trong sinh quyển. Bởi vậy mà chúng tôi lời khẳng định đầu tiên của phần nội dung trên đây: sự sống của con người cũng như tất cả sinh vật trên Trái Đất hoàn toàn phụ thuộc vào nước. Theo ước tính tổng tài nguyên nước ở trên thế giới hiện nay là 1,39 tỷ km3. Trong đó, tập trung chủ yếu trong thuỷ quyển chiếm khoảng 97,2% (tương đương 1,35 tỷ km3) và phần còn lại trong khí quyển và thạch quyển. 94% lượng nước là nước mặn, 2% là nước ngọt thường phân bố trong băng ở cả 2 cực của Trái Đất, 0,6% là nước ngọt và phần còn lại là nước mặn ở sông ngòi và hồ. 

Lượng nước trong đại dương chiếm khoảng 0,001% tổng lượng nước trên Trái Đất, trong sinh quyển là 0,02% và trong sông ngòi là 0,00007%. Lượng nước ngọt được con người khai thác phần lớn xuất phát từ nước mưa. Hàng năm lượng nước ngọt trên Trái Đất khoảng 105.000 km3/năm. Theo ước tính, con người sử dụng với lượng nước khoảng 35.000 km3/năm, trong đó 8% dành cho sinh hoạt, 23% dành cho công nghiệp và 63% dành cho các hoạt động nông nghiệp. 

Tuy nhiên, nguồn tài nguyên thiên nhiên hiện nay hết sức quý giá và vô cùng quan trọng lại đang phải đối mặt với các nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng và cạn kiệt. Nguy cơ thiếu nguồn nước và đặc biệt là nước ngọt và nước sạch đang là một hiểm hoạ lớn đe doạ sự sống còn của con người và toàn thể sự sống trên Trái Đất.

4. Những nguyên nhân gây ra ô nhiệm nguồn nước:

Một trong những vấn đề lớn nhất chúng ta đang đối mặt ngày nay là sự ô nhiễm nguồn nước do con người gây ra. Với hoạt động kinh tế của con người, chúng ta đang làm suy giảm và hạ thấp mực nước xuống mức tốt. Nói thế nào thì nói, hiếm có vùng biển nào hoang sơ trên trái đất. Chúng ta gây ô nhiễm và làm suy giảm nguồn nước nơi chúng ta đang sinh sống.

May mắn thay, chúng ta có khả năng tái tạo nước và giảm thiểu ô nhiễm. Chúng ta cũng có thể khử mặn trong nước biển và nước biển để có thể sử dụng lâu dài. Vấn đề của tất cả những thứ này là, ngoài ra, nó liên quan đến tiêu hao năng lượng nhiều và ô nhiễm cao hơn. Các chất gây ô nhiễm nước chủ yếu bao gồm vi khuẩn, virus, ký sinh trùng, hoá chất, thuốc trừ sâu, dược phẩm, nitrat, kim loại, nhựa, phân bón, v.v. ngay cả chất phóng xạ. Những yếu tố này không phải lúc nào cũng tạo màu cho nước, làm phát sinh ô nhiễm nước vô hình trong mọi tình huống. Vì lý do này, các mẫu nhỏ và phân tích hoá học của các loài thuỷ sinh cũng được dùng để đánh giá tình trạng chất lượng nước.

Các yếu tố môi trường, chẳng hạn như thuỷ ngân rửa trôi từ vỏ trái đất, có thể gây ô nhiễm đại dương, sông, ngòi, kênh rạch và hồ chứa. Tuy nhiên, nó cũng xảy ra khi sự suy giảm của nước bắt nguồn từ hoạt động của con người và hậu quả của nó, được chúng tôi trình bày cụ thể dưới đây: 

– Sự ấm lên Trái đất: Sự tăng nhiệt độ của Trái đất làm nước nóng hơn do thải ra khí cacbonic, làm cho hàm lượng ôxy của nước giảm xuống. 

– Nạn phá rừng: chặt phá rừng làm suy kiệt nguồn nước và sản sinh ra chất thải hữu cơ là nơi cư trú của vi sinh vật gây ô nhiễm. 

– Hoạt động sản xuất, nông nghiệp và chăn nuôi: Việc sử dụng các sản phẩm hoá chất thuộc những ngành trên là một trong các tác nhân chủ yếu gây ra tình trạng phú dưỡng nước. 

– Rác thải và nước thải: Liên hợp quốc nói rằng hơn 80% nước thải trên toàn cầu chảy ra đại dương và sông ngòi không qua xử lý.

– Giao thông hàng hải: Phần lớn nhựa gây ô nhiễm đại dương đến từ tàu cá, tàu chở nhiên liệu và hàng hoá.

– Rò rỉ nhiên liệu: Việc vận chuyển và lưu trữ dầu diesel và các dẫn xuất của dầu có thể làm xuất hiện những vết rò rỉ dầu vào các nguồn nước.