Apa Sursa vieţii

Stare naturală. Apa este una din cele mai răspândite substanţe în natură, găsindu-se în toate cele trei stări de agregare: solidă (gheaţă, zăpadă, grindină, chiciură), lichidă (apă de ploaie, ape subterane, oceane, mări, fluvii, râuri, lacuri, bălţi etc.) şi gazoasă (vaporii de apă din atmosferă şi emanaţiile vulcanice).
În natură nu există apă pură. Apele naturale conţin dizolvate cantităţi variate de diferite substanţe.
APA, H2O, masa mol. 18,02, lichid incolor, de culoare albastră-verzuie în straturi groase. Are structură unghiulară (A 104,5°), care în realitate este pseudo-tetraedrică, rezultată prin hibridizare sp3, molecula de apa dispunând de doi orbitali hibrizi ocupaţi cu câte o pereche de electroni neparticipanţi.
C Compoziţia a fost stabilită în perioada 1871—1905 prin experienţele lui Macquer, Cavendish, Lavoisier, Laplace şi alţii.
Hidrogenul şi oxigenul având mai mulţi izotopi, apa obişnuită conţine în proporţie mică şi combinaţiile reciproce ale aces-tora : H216O ; H217O ; H218O ; HD16O ; HD17O ; HD18O; D216O ; D217O ; D218O şi T2O. Prezintă un pronunţat moment electric de dipol µ 1,84, fiind un bun solvent, capabil să funcţioneze ca donor de electroni. Dacă în stare de vapori apa este formată din molecule neasociate, în stare lichidă şi în gheaţă, ele sunt asociate prin legătura de hidrogen. Gheaţa cristalină are o structură afinată, cu simetrie hexagonală, analogă cu a β-tridimitului, în care orice moleculă de apa este coordinată de alte patru molecule de apa, respectiv fiecare atom de oxigen este înconjurat tetraedric de alţi patru atomi de oxigen întocmai ca atomii de carbon în diamant.



Structura cristalină cu simetrie hexagonală a gheţii (a) şi coordinarea tetraedrică a atomilor de oxigen în gheaţă (b).

Totodată, fiecare atom de oxigen al unei molecule de apă este legat covalent de doi atomi de hidrogen ai moleculei proprii şi de alţi atomi de hidrogen proveniţi din două molecule diferite, prin legături de hidrogen. Apa prezintă o serie de proprietăţi anormale dato-rită asocierii moleculelor prin legături de hidrogen. Astfel, densitatea apei în loc să scadă continuu cu temperatura, aşa cum se întâmplă la celelalte lichide, are valoarea maximă la 4°C şi anume egală cu unu. La 0° C, apa se solidifică mărindu-şi volumul (d.0,9168) cu 9% fiind mai uşoară decât apa lichidă, pe care pluteşte. Valoarea mică a densităţii gheţii este atri-buită structurii afinate a reţelei cristaline. Drept consecinţă, sub 4°C, apa răcită îngheaţă, se ridică la suprafaţă sub forma unui strat protector faţă de temperatura exterioară, făcând posibilă viaţa acvatică. Apa trece în stare de vapori la 100°C mărindu-şi volumul de ~1700 ori. Intervalul de temperatură anormal de mare în care apa se află în fază lichidă (0°C — 100°C) este atribuit, de asemenea, asocierii moleculelor de apa, res-pectiv legăturilor de hidrogen. Cele două puncte extreme ale apei, de solidificare, respectiv de fierbere la presiune nor-mală, constituie temperaturile 0°C şi 100°C în scara termometrică în grade Celsius. Căldura specifică mare a apa (4,18 J-g-1) are un rol regulator asupra temperaturii apa, deoarece tem-peratura lacurilor şi mărilor se schimbă mai lent decât a solu-lui. Căldura latentă de vaporizare este anormal de mare : 40,7 kj/mol. Apa se dovedeşte un lichid puţin compresibil, prezentând un minim la presiuni joase. În stare pură, ca ur-mare a unei ionizări proprii extrem de reduse, apa are o conductibilitate electrică mică :

H20 H+ + OH- ; K = 1,04-10-11 la 25°C

Din această cauză, apa pură este greu de electrolizat în schimb, ea are o constantă dielectrică mare ( ε 81), fapt care-i conferă excelente proprietăţi ionizante şi de dizolvant, fiind unul din cei mai importanţi dizolvanţi pentru electroliţi şi chiar pentru combinaţii nepolare anorganice şi organice.
Solubilitatea substanţelor în apa se datoreşte fie existenţei în molecula aces-tora de grupe OH capabile să formeze legături de hidrogen cu moleculele de apă, fie caracterului polar al unor ioni apţi a se înconjura cu molecule de apă prin forţe ion-dipolice. Conductibilitatea termică a apei este mică, de cca 100 ori mai mică decât a argintului, apa fiind totuşi un conductor termic mai bun decât multe lichide organice. Molecula de apă, dato-rită caracterului puternic exoterm, este atât de stabilă, încât abia se disociază 10% prin ridicarea temperaturii la 2500°C. Spre deosebire de oxigen, azot, iod, seleniu, telur, arsen şi stibiu, care nu reacţionează cu apa, numeroase elemente ne-metalice sau metalice descompun apa la diferite temperaturi. Astfel, clorul reacţionează la întuneric, bromul la lumină, sulful la fierbere, fosforul la 250°C, borul, carbonul şi siliciul la roşu. Corespunzător cu poziţia lor în seria tensiunilor electrochimice, metalele reacţionează foarte diferit cu apa asemănător reacţiei acestora cu acizii minerali. Spre deosebire de metalele alcaline care reacţionează violent cu apa la rece, cu degajare de hidrogen, magneziul reacţionează numai la 100°C, iar fierul la 800°C. în contact cu oxizii unor nemetale sau cu oxizi ai unor metale plurivalente în stări de oxidare superioare, apa formează acizi, iar cu oxizii metalelor alcaline şi alcalino-pământoase (excepţie beriliul), baze. Unele carburi, siliciuri, azoturi, fosfuri, arseniuri, sulfuri, selenuri, telururi reacţio-nează cu apa cu formare de hidroxizi metalici şi degajare de compuşi hidrogenaţi corespunzători. Sărurile provenite dintr-un acid tare cu o bază slabă hidrolizează sub acţiunea apei, cu caracter acid, iar cele ale unui acid slab cu o bază tare, cu caracter bazic. Apa are proprietatea de a cataliza numeroase reacţii, cum sunt cele ale halogenurilor cu oxigenul, a hidro-genului sulfurat cu oxizii de azot, a hidrogenului cu clorul la lumină şi altele. Substanţele capabile să fixeze un număr de molecule de apă şi având o compoziţie chimică definită se numesc hidraţi
Apa ca solvent. Apa este cel mai important dintre toţi sol-venţii utilizaţi în tehnică sau apărând în natură. Apa dizolvă electroliţi (acizi, baze şi săruri), formând soluţii în care aceşti compuşi sunt ionizaţi. De aseme-nea apa dizolvă numeroase substanţe, atât anorganice cât şi organice, care conţin atomi capabili de a forma legături de hidrogen cu moleculele H2O.
Numeroase reacţii au loc în soluţie apoasă. Printre acestea au o deosebită, însemnătate reacţiile biochimice din organismele vii, care la un loc constituie viata.
Solvatare. Hidratare. Solubilitatea se datoreşte formării unor legături slabe, între moleculele schitului si ale solventului. Fenomenul se numeşte solvatare, iar când solventul este apă, hidratare. Hidratarea se datoreşte fie formării unor legături de hidrogen, în cazul substanţelor neionizate, fie unor atracţii ion-dipoli; când solutul este compus din ioni.
În soluţiile compuşilor ionici, ionii de semn contrar rămân, într-o mare măsură, despărţiţi (nu formează perechi sau asociaţii de ioni), în primul rând din cauza constantei dielectrice mari a apei. Acesta nu este însă singurul factor care determină solubilitatea mare a electroliţilor în apă. Unele lichide a căror constantă, dielectrică este mai mare decât a apei nu sunt solvenţi buni pentru electroliţi. Solubilitatea în apă a compuşilor ionici este determi-nată de puterea mare a acesteia de a solvata ionii. Fiecare ion se înconjoară de-o atmosferă de molecule de apă. Moleculele apei, datorită momentului lor electric (μ = l,84 D) sunt orientate, în cazul cationilor, cu oxigenul (polul negativ) spre ion, iar în cazul anionilor cu un atom de hidrogen spre ion, în aceste interacţiuni solut-solvent, se degajă călduri de hidratare considera-bile; de acelaşi ordin de mărime cu energiile de reţea .
Un ion se solvatează cu atât mai puternic (numărul de molecule legate şi căldura degajată sunt cu atât mai mari) cu cât volumul ionului este mai mic şi sarcina electrică mai mare.
Numărul de molecule de apă, legate de fiecare ion dizolvat, poate fi evaluat cu oarecare aproximaţie din experienţe de transport al ionilor în electrolize. Următoarele date sunt bazate pe măsurători de acest fel:
Ionul: Li+, Na+, K+, NH4+, OH3+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Cl-, Br-, I-
Molecule H2O
legate de un ion: 13 8 4 4 3 14 10 8 4 2 2 3
Hidraţii. Apă de cristalizare. Metoda curentă pentru purifi-carea substanţelor solide constă în cristalizarea dintr-un solvent. Din apă substanţele se depun fie anhidre, fie sub formă de cristale conţinând apă de cristalizare. Asemenea substanţe se numesc hidraţi. Din apă cristali-zează anhidre relativ puţine substanţe (de ex. unele halogenuri, ca NaCl, NaBr, KI, CsI, substanţe organice ca zaharoza etc.). Majoritatea electroliţilor şi chiar multe substanţe neionice, anorganice şi organice, formează hidraţi.
Se disting trei mari categorii de hidraţi: hidraţii electroliţilor (acizi, baze, săruri); hidraţii gazelor (stabili de obicei numai sub presiune; v. mai departe) şi hidraţii compuşilor formaţi din ioni de dimensiuni foarte mari (anioni sau amfioni macromoleculari). Hidraţii din primele două clase (sin-gurii de care ne ocupăm aici) au compoziţie stoechiometrică definită şi con-stantă. Aceşti hidraţi sunt compuşi chimici stabili numai în stare solidă. Prin îndepărtarea apei, reţeaua cristalină se prezintă; se formează substanţe anhidre a căror reţea nu are nici o legătură cu reţeaua cristalină a hidratului.
Moleculele de apă de cristalizare fac parte integrantă din reţelele crista-line ale hidraţilor. Hidraţii compuşilor macromoleculari (cum sunt unii silicaţi şi proteinele) includ apă în interstiţiile reţelei lor, care în unele cazuri se dilată, fără a se modifica esenţial.
Hidraţii că substanţe definite, Sulfatul de sodiu cristalizează din soluţii saturate, la temperaturi mai joase decât 32,383°, cu zece molecule de apă de cristalizare: Na2SO4 • 10 H20. Deasupra acestei temperaturi cristalizează Na2S04 anhidru. La temperatura indicată mai sus decahidratul, sulfatul anhidru, soluţia saturată şi vaporii de apă sunt în echilibru. Solubilitatea sulfatului de sodiu creşte cu temperatura, fiind maximă; anume 33,2% (cea. 50g substanţă anh. în 100 g H2O) la 32,383°; ea scade apoi încet cât temperatura. Punctul de solubilitate maximă, într-o diagramă solubilitate-temperatură, reprezintă o discontinuitate ce delimitează dome-niul de stabilitate al decahidratului şi cel al sulfatului anhidru.
O comportare similară cu a sulfatului de sodiu prezintă sulfatul feros cu deosebirea că faza stabilă peste punctul de transformare nu este sulfatul anhidru, ci monohidratul, FeSO4 • H2O. Clorura de calciu, CaCl2, formează hidraţi cu 6, 4, 2 şi l moleculă H2O, fiecare din ei fiind stabil într-un anumit domeniu de temperatură.

În natură, atmosfera conţine vapori de apă în concen-traţii ce variază cu temperatura şi presiunea. Aceştia provin în majoritate din evaporarea mărilor şi oceanelor şi în mică parte, din evaporarea gheţari-lor. Vaporii de apă din atmo-sferă se condensează sub formă de nori, ceaţă, ploaie, grindină sau zăpadă, când este atinsă presiunea de saturaţie la temperatura respectivă şi sub formă de rouă, brumă sau chiciură, când condensarea apei are loc heterogen, pe suprafeţe reci (apă meteorică).
Hidrosfera. Din suprafaţa totală (de 5,1 • 108 km2) a globului pământesc 71% (sau 3,62 • 108 km2) este ocupată de mări şi oceane. Din suprafaţa
uscatului (1,48 • 108 km2), puţin mai mult de 10% (1,58 • 107 km2) este acoperită cu gheţari.
Volumul mărilor şi oceanelor este evaluat la 1,37 • 109 km3.(cca. 1/800 din volumul planetei). Volumul gheţarilor din regiunea arctică şi antarctică este apreciat la 2,9 • 107 km3. La polul sud grosimea gheţii este de 2700 m, iar în punctul cel mai adânc al continentului antarctic atinge 4200 m. S-a săpat acolo, într-un loc, o sondă până la roca de bază la 2187 m, găsindu-se la fund apă lichidă. Dacă toţi gheţarii s-ar topi, nivelul oceanelor s-ar ridica cu cca. 80 m.
Prin cantitatea mare de apă din straturile sale exterioare pământul se deosebeşte fundamental de celelalte planete, care sunt sărace în apă sau lipsite de apă.
Apa oceanelor conţine în medie 35 g săruri la litru (din care 27 g sunt NaCl). Mările interioare au concentraţii în săruri fie mai mari (Marea Mediterană) fie mai mici (Marea Neagră, cu cca. 17,7 g săruri la litru, din care 14 g NaCI) decât apa oceanelor, în tabelul este redată lista celor 20 elemente mai abundente din apa de ocean. Afară de acestea au mai fost identificate în apa de mare cca. 50 elemente, în concentraţii mici sau foarte mici. Cu alte cuvinte toate elementele conţinute în scoarţa pământului apar şi în apa de mare.
Tabel Elemente în apa de ocean (în mg/l)
Clor 19 000 Bor 4,8
Sodiu 10 600 Siliciu 3,0
Magneziu l 300 Fluor 1,3
Sulf 900 Azot 0,8
Calciu 400 Argon 0,6
Potasiu 380 Litiu 0,2
Brom 65 Rubidiu 0,12
Carbon. 28 Fosfor 0,07
Oxigen 8 Iod 0,05
Stronţiu 8 Bariu 0,03

În afară de cele enumerate mai sus, oceanul conţine şi aproape toate celelalte elemente chimice, dar în cantităţi şi mai mici. De exemplu, într-o tonă de apă de mare, sunt conţinute 0,000004 g de aur. După cum se vede din tabelă, în apa oceanului sunt puţine săruri de potasiu în comparaţie cu cele de sodiu. Acest lucru este determinat de faptul că primele sunt mult mai puternic reţinute de sol. Această din urmă circum-stanţă este de o mare importanţă pentru viaţa plantelor de pe suprafaţa solului, deoarece sărurile de potasiu le sunt mult mai necesare decât cele de sodiu. Părţile cele mai greu solubile ale apei de mare sedimentează permanent pe fundul oceanului.
S-a calculat că în fiecare an sedimentează, în acest fel, aproape 2300 milioane tone de săruri, din care partea principală revine carbonatului de calciu. De aceea se formează zăcăminte masive de calcar şi cretă, care reprezintă o aglomeraţie de rămăşiţe microscopice, cochiliile infuzorilor de mare, care şi-au clădit locuinţa din carbonatul de calciu dizolvat în apă (fig. alăturată). Aceste zăcă-minte se pot forma însă numai în părţile puţin adânci ale oceanului, deoarece la adâncimi mari, ca urmare a creşterii conţinutului de gaz carbonic dizolvat, CaCO3 g precipitat, se dizolvă din nou. În locuri adânci, fundul oceanului este acoperit cu o specie de argilă roşie, care s-a format probabil din cenuşa erupţiilor vulcanice, cât şi a prafului cosmic care cade pe pământ din spaţiul interstelar. În urma cutremurelor şi altor cataclisme geologice, mările şi-au schimbat de multe ori configuraţia în decursul istoriei pământului.

Metalele sunt conţinute în apa de mare sub formă de cationi (Na+, Mg2+, Ca2+ etc.) halogenii sub formă de anioni (Cl-, Br- etc.), sulful ca ioni de sulfat (SO42—), iar carbonul sub formă de CO2 şi de ioni de carbonat acid (HCO3-).

Apa izvoarelor şi a mărilor. Apa meteorică, o dată ajunsă pe pământ,
poate străbate prin straturi permeabile (humus, nisip) până ajunge la o pătură
impermeabilă (argilă), deasupra căreia formează o pânză de apă subterană
(apă freatică). Apa subterană reapare, la suprafaţă, în izvoare, sau este extrasă,
prin fântâni, puţuri sau sonde.
Compoziţia chimică a acestei ape variază cu natura rocilor cu care a fost în contact. Cel mai scăzut conţinut în, substanţe minerale dizolvate îl are apa izvoarelor de munte (cca. 50 mg materii solide la litru) şi aceea provenită din topirea gheţarilor. Apele freatice au de obicei un conţinut mai mare în substanţe minerale (normal cca. 2 g/1), iar în apele râurilor se mai găsesc şi substanţe minerale suspendate şi materii organice.
Apa izvoarelor şi a râurilor conţine, dizolvate, gazele din aer: oxigen, azot şi bioxid de carbon; cationi: calciu, magneziu si sodiu şi anioni de bicar-bonat, sulfat şi clorură. O apă cu un conţinut mare de bicarbonat de calciu, o apă dură, nu face spumă cu săpunul şi depune carbonat de calciu la fier-bere (formarea de cruste în cazanele de aburi). O apă subterană bogată în bicarbonat de calciu degajă, când iese la aer, CO3 şi depune carbonat de calciu (formarea stalactitelor; despre echilibrul: carbonat ± bicarbonat de calciu). Apa râurilor este din ce în ce mai mult poluată, cu deşeuri industriale. Acestea au o influenţă nocivă asupra animalelor şi plantelor acvatice. Puri-ficarea apelor reziduale industriale este una din problemele importante ale vremurilor noastre.
Apa bună de băut trebuie să îndeplinească urmă-toarele condiţii: să fie limpede, incoloră, fără miros; să fie bine aerată; să aibă o temperatură de 7—15°C; să conţină dizolvate mici cantităţi de săruri, mai ales clorură de sodiu şi bicarbonat de sodiu; să nu con-ţină bacterii patogene.
Centrele populate folosesc ca apă de spălat şi băut apa din râuri, purificată în instalaţii speciale. Apa de râu este adusă cu pompa 1 în vasul cu agitator 2, în care se introduc cantităţi mici de sulfat


Schema instalaţiilor de purificarea apei de râu.

de aluminiu, care reacţionează cu apa, când un precipitat voluminos de hidroxid de aluminiu 3. De aici, apa este filtrată prin filtrul 4, constituit din straturi de pietriş. Hidroxidul de aluminiu antrenează suspensi-ile ce se găsesc în apă şi le depune în bazinul de sedimentare şi nisip, şi apoi trecută în vasul de clorurare 5, pentru distrugerea bacteriilor patogene. Cu ajutorul pompei 6, apa este acumulată în castelul de apă 7.
Apele minerale sunt ape naturale subterane, mai rar superficiale, termale sau atermale, cu un conţinut variabil de săruri, de gaze sau de substanţe minerale radioactive, caracterizate prin proprietăţi terape-utice.
După natura substanţelor conţinute, apele minerale pot fi: carbo-nice, sărate, amare, feruginoase, sulfuroase, iodurate etc.
Apele industriale sunt apele destinate diferitelor exploatări indus-triale: pentru alimentarea cazanelor de abur, ca mediu hidraulic, ca materie primă în diverse procese de fabricaţie.
Condiţiile ce se cer apei industriale depind de specificul procesului tehnologic în care este folosită. Apele folosite la alimentarea cazanelor de abur nu trebuie să conţină substanţe care să corodeze părţile meta-lice şi nici să depună săruri ce ar împiedica transmiterea căldurii şi deci ar mări consumul de combustibil necesar vaporizării apei şi ar putea da naştere la fisuri sau chiar explozii ale cazanului. De aceea se iau măsuri ca înainte de intrarea apei în cazan să se înlăture din ea substanţele dăunătoare, operaţie numită dedurizare.
Duritatea şi purificarea apelor. Totalitatea sărurilor de calciu şi mag-neziu, exprimată în grade de duritate, ce se găsesc dizolvate în apă consti-tuie duritatea apei. Se deosebesc: duritatea temporară şi duritatea perma-nentă. Duritatea temporară se datoreşte bicarbonaţilor de calciu şi magneziu Ca (HCO3)2, Mg(HCO3)2, iar duritatea permanentă, clorurilor şi sulfaţilor de calciu şi magneziu. Suma durităţilor temporară şi per-manentă formează duritatea totală.


Duritatea temporară se îndepărtează prin fierberea apei, când bicarbonaţii se descompun şi depun carbonaţii respectivi, sau prin tratare cu var:
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 = 2CaCO2+2H2O (Carbonatul de calciu se îndepărtează periodic.)
Duritatea permanentă se îndepărtează prin tratare cu sodă (car-bonat de sodiu).
CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4
Procedeul este ieftin, se pretează la epurarea apelor foarte dure şi operaţia durează puţin. Prezintă dezavantajul că dedurizarea nu este completă şi că excesul de var se poate depune sub formă de crustă.
În ultimul timp, pentru dedurizarea apelor industriale se între-buinţează răşini sintetice de ioni.
Ape minerale. Multe izvoare au prilejul să dizolve din straturile scoarţei pământului cu care vin în contact, substanţe solide sau gazoase, în cantităţi anormal de mari, sau substanţe neobişnuite. Se disting următoarele categorii de ape minerale: izvoare acide simple, cu un con-ţinut mare de CO2 şi puţine substanţe minerale; izvoare carbonice, cu CO2 şi bicarbonat de sodiu, calciu şi magneziu: izvoare alcaline, conţinând mult bicarbonat şi puţin CO2; izvoare sărate, cu un conţinut de p 33 ts 15 g/l NiCl; izvoare antare, conţinând sulfaţi de sodiu şi mag-neziu ; izvoare sulfuroase, conţinând sulfuri alcaline şi H2S liber; izvoare iodurate, conţinând ioni I şi izvoare arsenicale, conţinând,trioxid de arsen sau arseniţi.
Apa pură se obţine din apă obişnuită, prin distilare, eventual repetată,
în condiţii în care să nu poată dizolva gaze din aer sau substanţe solide
din recipientele în care este conservată (de ex. alcalii din sticla obişnuită).
Apa curată nu conduce aproape deloc curentul electric. Ea se caracterizează prin căldura ei specifică, care este mai mare decât la toate substanţele lichide şi solubile adică pentru încălzirea apei trebuie cheltuită mai multă căldură decât pentru încălzirea cu un acelaşi număr de grade, a unei cantităţi egale de lichid sau solid oarecare. Dimpotrivă, la răcirea cu câteva grade, ea dă mai multă căldură decât o cantitate egală dintr-o substanţă solidă sau lichidă oarecare.

Rolul apei în natură. În faza iniţială a pământului, când temperatura de la suprafaţa sa atingea câteva mii de grade, a început să se formeze apa din hidrogen şi oxigen. Istoria ulterioară a întregii scoarţe solide pământeşti, este în modul cel mai strâns legată de apă. Minereurile care apăreau într-o masă lichidă şi topită, includeau parţial apa în compoziţia lor chimică şi întărindu-se sub o presiune mare, reţineau vaporii de apă (pe lângă alte gaze), sub formă de soluţie. Dacă încălzim, de exemplu, o bucată de granit la peste 1000°, ea degajă gaze, al căror volum depăşeşte cu mult vo-lumul ei propriu, iar cea mai mare parte a volumului gazos degajat aparţine vaporilor de apă.
La o răcire ulterioară a scoarţei pământeşti, apa care a rămas nelegată a trecut în stare lichidă, şi a acoperit aproape 3/4 din întreaga suprafaţă a pământului (510 mi-lioane km2). Mările calde care s-au format atunci au servit drept mediu pentru naşterea vieţii; tocmai în aceste mări au apărut, după toate probabilităţile, în decursul lungilor epoci geologice şi s-au dezvoltat primele celule ale materiei vii.
Pe urmă, viaţa a trecut parţial pe uscat, totuşi apa a rămas substanţa de bază necesară întreţinerii ei.
Cantitatea totală de apă pe pământ este evaluată la 2 • 1018 tone. Aproape 3/5 din această cantitate este concentrată în mări şi oceane. Din cele 2/5 rămase, o parte, relativ mică, revine apelor şi gheţurilor de pe uscat, cât şi vaporilor de apă din aer, iar o parte mai mare intră în compoziţia substanţelor solide ale scoarţei pământeşti.
Din apele dulci ale suprafeţei pământului, partea principală (circa 23 milioane km3) revine maselor de gheaţă ale continentelor, în primul rând a Antarcticei şi Groen-landei. Râurile şi apele solului formează împreună numai cea 250 000 km3. Cam aceeaşi parte revine lacurilor. Atmosfera conţine aproape 13000 km3 de apă sub formă de vapori. Dacă s-ar însuma toate apele dulci ale pământului, atunci s-ar căpăta aproximativ 24 mili-oane km3, adică o cantitate care echivalează numai 2% din masa apelor oceanelor.
In decursul perioadelor geologice cunoscute, cantitatea de apă liberă a rămas aproximativ aceeaşi. Cu toate că actualmente au loc procese la care ea intră în combi-naţii stabile, totuşi există şi procese inverse, care echilibrează această pierdere. În straturile adânci ale scoarţei pământeşti, în urma reacţiilor chimice care au loc la tempe-raturi şi presiuni mari, se formează aşa numitele ape „juvenile", care ies apoi la supra-faţă sub formă de izvoare calde şi reci. Şi unele şi altele se pot forma de asemenea pe socoteala apelor subterane obişnuite şi conţin deseori săruri şi gaze dizolvate. Atunci ele sunt numite izvoare minerale şi sunt folosite în parte pentru scopuri medicinale şi industriale.
Căldura specifică mare a apei (care întrece aproximativ de 3300 de ori căldura specifică a unui volum egal de aer), determină influenţa climaterică a oceanelor. Puter-nicii curenţi calzi şi reci determină climatul părţilor de uscat pe lângă care trec. De exemplu, clima Europei este strâns legată de curentul oceanic cald Golfstrom, care începe lângă Ecuator, trece pe lângă malurile Floridei (America de Nord), apoi pe lângă Anglia şi Norvegia şi se pierde în Marea Polară de Nord. Sfârşitul lui cuprinde peninsula sovie-tică Kola. Graţie acestuia, Murmansc este un port ce nu îngheaţă, în timp ce, de exemplu portul Leningradului, care este situat mult mai la Sud, iarna îngheaţă. Blândeţea cli-matului Europei occidentale este determinată mai ales de influenţa Golfstromului, care în tot timpul anului poartă pe lângă malurile ei, mase mari de ape încălzite, care în-dulcesc variaţiile brusce de temperatură. În opoziţie cu climatul „umed", climatul „continental" al ţărilor îndepărtate de ocean se caracterizează prin schimbări brusce de temperatură, în diferite anotimpuri. În urma aceleiaşi cauze — a marei călduri spe-cifice a apei — diferenţa de temperatură între zi şi noapte este foarte bruscă pentru ţările cu climă continentală şi devine aproape imperceptibilă pe insulele oceanului.
Dizolvând gazele din atmosferă şi ducându-le prin curenţi la distanţe mari, oceanul odată cu vânturile are rolul de regulator al compoziţiei atmosferei. În această direcţie, rolul lui este deosebit de important, în ce priveşte gazul carbonic.