Thủy quyển là một thuật ngữ dùng để chỉ tất cả lượng nước có trên trái đất. Nước không chỉ có trong các đại dương và biển mà còn tồn tại trong các hồ, sông, băng hà, các nguồn nước ngầm, và cả trong khí quyển dưới dạng hơi nước. Thủy quyển đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc duy trì sự sống trên hành tinh này vì nước là yếu tố thiết yếu cho mọi sự sống.
Nước là một chất lỏng không thể thiếu trong các quá trình sinh học, hóa học và vật lý trên Trái Đất. Từ sinh vật học, môi trường cho đến kinh tế, tất cả đều phụ thuộc vào nước. Thủy quyển có ảnh hưởng sâu sắc đến khí hậu, thời tiết, sinh thái học, và cả các chu trình địa chất.
2. Phân loại các nguồn nước trong thủy quyển
Thủy quyển có thể được chia thành nhiều nguồn nước khác nhau, bao gồm các nguồn nước bề mặt, nước ngầm, và nước trong khí quyển. Mỗi nguồn nước này đều có những đặc điểm riêng biệt và đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống cũng như cân bằng sinh thái của Trái Đất.
2.1 Nước bề mặt
Nước bề mặt là phần lớn nước có trên Trái Đất mà chúng ta dễ dàng quan sát được, bao gồm các đại dương, sông, hồ, suối và các vùng nước khác. Đây là phần nước chiếm đa số trong thủy quyển và được chia thành các dạng sau:
Đại dương: Chiếm khoảng 97% tổng lượng nước của Trái Đất. Các đại dương bao phủ hơn 70% bề mặt Trái Đất, và đóng vai trò điều tiết nhiệt độ của hành tinh, giúp duy trì sự ổn định của khí hậu và hỗ trợ các hệ sinh thái biển phong phú.Sông ngòi và hồ: Mặc dù chiếm tỷ lệ nhỏ hơn so với đại dương, sông, suối và hồ lại rất quan trọng đối với sự sống của con người và động thực vật. Sông ngòi cung cấp nước cho sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp và tạo ra các hệ sinh thái đất ngập nước phong phú.Hồ và đầm lầy: Các hồ, đầm lầy có vai trò điều hòa lượng nước mưa, cung cấp môi trường sống cho nhiều loài động thực vật, đồng thời là nơi lưu trữ nước ngọt quan trọng trong các mùa khô.
2.2 Nước ngầm
Nước ngầm là phần nước tồn tại dưới bề mặt Trái Đất, nằm trong các tầng đất, đá và các khe hở ngầm. Nước ngầm là nguồn cung cấp nước rất quan trọng, đặc biệt là ở những khu vực thiếu nước bề mặt. Nước ngầm không chỉ được sử dụng trong sinh hoạt và nông nghiệp mà còn là yếu tố quan trọng trong việc cung cấp nước cho các hệ sinh thái.
Nguồn nước ngầm: Có thể tìm thấy trong các tầng đất cát, đá vôi hoặc các lớp đất sét, nơi nước có thể tích tụ và di chuyển. Các nguồn nước ngầm này có thể là nước ngọt hoặc nước mặn tùy thuộc vào địa hình và các điều kiện môi trường.Nước ngầm sâu và nước ngầm nông: Nước ngầm có thể phân thành hai loại, đó là nước ngầm nông (gần bề mặt Trái Đất) và nước ngầm sâu (nằm ở các tầng sâu hơn). Nước ngầm sâu thường là nguồn nước sạch, ít bị ô nhiễm, trong khi nước ngầm nông có thể bị ô nhiễm do các hoạt động của con người.
2.3 Nước trong khí quyển
Nước trong khí quyển tồn tại chủ yếu dưới dạng hơi nước, mây, sương mù và mưa. Mặc dù nước trong khí quyển chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong tổng lượng nước của Trái Đất, nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong các chu trình khí hậu và thời tiết.
Hơi nước và mây: Hơi nước là phần nước có trong không khí, được tạo thành từ quá trình bay hơi nước từ các bề mặt nước như biển, hồ, sông. Hơi nước trong không khí sau đó có thể ngưng tụ lại tạo thành mây. Mây chính là yếu tố quan trọng trong việc hình thành mưa và các hiện tượng khí hậu khác.
Mưa và các hiện tượng khí hậu: Nước từ các đám mây có thể rơi xuống dưới dạng mưa, tuyết, hoặc mưa đá, tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ và độ ẩm trong không khí. Mưa là một yếu tố quan trọng trong chu trình nước và giúp cung cấp nước cho các nguồn nước bề mặt, cũng như cho các hoạt động sinh học.
3. Chu trình nước trong tự nhiên
Chu trình nước, hay còn gọi là chu trình thủy văn, là một quá trình tuần hoàn trong đó nước di chuyển qua các trạng thái khác nhau và qua các môi trường khác nhau trong thủy quyển. Chu trình nước bao gồm các bước bay hơi, ngưng tụ, mưa và dòng chảy, tạo ra một vòng tuần hoàn liên tục, duy trì sự cân bằng của nước trên Trái Đất.
3.1 Bay hơi và thẩm thấu
Quá trình bay hơi là sự chuyển đổi của nước từ thể lỏng (nước biển, hồ, sông) thành thể hơi. Nước bề mặt của các đại dương, hồ, sông hay thậm chí các cây cối cũng sẽ bay hơi lên không khí. Quá trình này xảy ra mạnh mẽ vào những ngày nắng nóng và có thể góp phần tăng độ ẩm trong khí quyển.
Thẩm thấu: Đây là quá trình mà nước từ mặt đất và thực vật (qua lá) được hấp thụ vào khí quyển. Thẩm thấu giúp điều hòa lượng nước trong đất và môi trường sống của các loài thực vật.
3.2 Ngưng tụ và mây
Khi hơi nước trong khí quyển gặp phải nhiệt độ thấp, chúng sẽ ngưng tụ lại, tạo thành các giọt nước nhỏ li ti và kết hợp lại thành các đám mây. Quá trình này tạo ra các hiện tượng khí quyển như mưa, sương mù và mây.
Mây: Các đám mây chính là sự tập hợp của các giọt nước nhỏ hoặc các tinh thể băng. Mây có thể hình thành từ hơi nước bay hơi trong khí quyển khi nhiệt độ giảm xuống.
3.3 Mưa và dòng chảy
Khi các giọt nước trong mây trở nên quá nặng để duy trì trạng thái lơ lửng trong không khí, chúng sẽ rơi xuống mặt đất dưới dạng mưa. Mưa có thể xảy ra dưới nhiều hình thức như mưa nhẹ, mưa rào hay mưa lớn.
Dòng chảy: Nước mưa sẽ chảy từ các vùng cao (núi, đồi) xuống các vùng thấp (thung lũng, sông, hồ). Quá trình này tạo ra dòng chảy và cung cấp nước cho các hệ sinh thái bề mặt.
3.4 Thẩm thấu và tích tụ
Sau khi mưa rơi xuống, nước có thể được hấp thụ vào trong đất (thẩm thấu) và trở thành một phần của nguồn nước ngầm, hoặc nước có thể chảy vào các hồ, sông và biển. Nước cũng có thể bốc hơi trở lại và tiếp tục chu trình.
4. Nước trên lục địa
Nước trên lục địa chiếm khoảng 2,5% tổng lượng nước trên Trái Đất, trong đó phần lớn là nước ngọt. Nước trên lục địa tồn tại dưới dạng các dòng sông, suối, hồ và các nguồn nước ngầm, có vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp.
4.1 Hồ và sông ngòi
Hồ và sông ngòi là các nguồn nước bề mặt quan trọng của lục địa. Các sông ngòi cung cấp nước cho các vùng đất canh tác, trong khi hồ là nơi lưu trữ nước cho các mùa khô.
4.2 Nước ngầm trên lục địa
Nước ngầm trên lục địa cũng rất quan trọng, đặc biệt ở những vùng khô hạn. Các tầng đất chứa nước ngầm giúp duy trì sự sống cho động thực vật và phục vụ cho các hoạt động của con người.
5. Mối quan hệ giữa nước và sinh thái
Nước là yếu tố thiết yếu không chỉ đối với con người mà còn đối với mọi sinh vật sống trên Trái Đất. Nước duy trì sự sống, là môi trường sống của các loài động vật và thực vật, và cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến các chu trình sinh thái.
Hệ sinh thái nước ngọt: Các sông, hồ, đầm lầy là nơi sinh sống của hàng nghìn loài động thực vật. Nước ngọt không chỉ cung cấp nước cho sinh vật mà còn giúp điều hòa nhiệt độ và tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loài.
Hệ sinh thái biển: Nước biển có ảnh hưởng rất lớn đến khí hậu toàn cầu và là nơi sinh sống của các loài động vật biển như cá, tôm, hải cẩu, và các loài thực vật thủy sinh.
6. Sự thay đổi của thủy quyển và tác động của con người
Thủy quyển không phải là một hệ thống cố định, mà nó luôn thay đổi. Hoạt động của con người, như việc khai thác nước, ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu, đã và đang gây ảnh hưởng lớn đến thủy quyển.
6.1 Ô nhiễm nước
Ô nhiễm nước là một trong những vấn đề lớn nhất mà thế giới hiện nay phải đối mặt. Các chất thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt, và hóa chất độc hại xâm nhập vào các nguồn nước, làm giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và sinh vật.
6.2 Biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu làm thay đổi các chu trình thủy văn, tạo ra những biến động lớn về lượng mưa, dòng chảy sông ngòi và mức độ nước ngầm. Những thay đổi này ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước cho các vùng đất và sinh thái.
