آب بر روی کره زمین به چه شکل هایی یافت می شود؟
حالت آب، به دما و فشار محیط بستگی دارد. آب در کره زمین به شکل مایع (آب اقیانوس، دریا، دریاچه، رود)، جامد (یخ یا برف موجود در ارتفاعات، یخچال‌ها، نواحی سرد) و گاز (بخار حاصل از تبخیر، ابر و غیره) یافت می‌شود.
منابع آبی زمین چه هستند؟
منابع آبی کره زمین، در سه گروه آب‌های سطحی، آب های زیر زمینی و آب باران قرار می‌گیرند. اقیانوس، دریا، خلیج‌ها، کلاهک‌های یخی، یخچال‌های طبیعی، برف‌های دائمی، آب زیر زمینی، رطوبت خاک، یخ‌های سطحی، خاک منجمد، دریاچه‌ها، اتمسفر (ابرها)، باتلاق، رود، آب‌های زیستی (آب درون موجودات زنده) و غیره، از منابع اصلی آب کره زمین به شمار می‌روند. درصد بسیاری زیادی از این آب‌ها، کاربرد محسوسی در زندگی ما ندارند. با این وجود، حضور آن‌ها در چرخه آب، اهمیت بسیار بالایی دارد.
آب‌های سطحی، بیش از 97 درصد از آب‌های زمین را به خود اختصاص می‌دهند. این آب‌ها، به دلیل دسترسی راحت‌تر، کاربردهای بیشتری نسبت به دیگر منابع آبی دارند. به عنوان مثال، انسان‌ها با احداث سد در مسیر رودخانه‌ها، این آب‌های سطحی را جمع‌آوری می‌کنند و آن‌ها را برای مقاصدی مانند تامین برق، تامین آب کشاورزی، تامین آب آشامیدنی، جلوگیری از سیل، احیای زمین، انحراف مسیر آب و ترابری مورد استفاده قرار دهند. با وجود کاربرد گسترده و اهمیت منابع آب سطحی، انسان‌ها در بسیاری موارد به منابع آب زیرزمینی وابسته هستند.
آب های زیرزمینی چیست؟
به آب‌هایی که در زیر سطح زمین حضور دارند، آب زیرزمینی (Groundwater) می‌گویند. این آب‌ها، بخشی از چرخه طبیعی آب محسوب می‌شوند. آب حاصل از بارش باران و برف، سرنوشت‌های متفاوتی دارد. مقداری از این آب، وارد جریان‌های سطحی نظیر رودها و دریاچه‌ها می‌شود. مقداری دیگر، سطح زمین را مرطوب می‌کند. مقداری توسط گیاهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقداری نیز بخار می‌شود و دوباره به جو بازمی‌گردد.
ناحیه غیر اشباع، سطح آب زیر زمینی و ناحیه اشباع، سه بخش اصلی برای تعریف نواحی دارای آب های زیر زمینی هستند.
سرنوشت آب حاصل از باران، به همینجا ختم نمی‌شود. بخشی از آب باران، به درون خاک نفوذ می‌کند تا به یک محیط سخت و غیرقابل نفوذ می‌رسد و در آنجا شروع تجمع و اشباع لایه‌های بالایی می‌کند. به این ترتیب، سطح آب بالای لایه سخت، بالا می‌آید. به سطح آب در بالای ناحیه اشباع، سطح آب زیرزمینی (Water Table) می‌گویند.
تعریف آب زیرزمینی به زبان ساده
مقداری از آب باران و برف در زمین فرو می‌رود. وقتی این آب به سنگ‌ها یا خاک رس برسد، در بالای آن جمع می‌شود. این آب را آب زیرزمینی می‌نامند. این تعریف در کتاب‌های دبستان به‌ویژه سوم دبستان کاربرد دارد.
اهمیت آب های زیر زمینی در چیست؟
آب های زیر زمینی، حدود 30 درصد از منابع آب آشامیدنی را در خود جای می‌دهند. حدود 69 درصد از منابع آب قابل شرب زمین، درون یخچال‌ها و برف کوهستان‌ها قرار دارند. کمتر از 1 درصد از این منابع نیز در رودها و دریاچه‌ها یافت می‌شوند. تامین آب آشامیدنی از یخچال‌ها، کار ساده‌ای نیست. از این‌رو، بهره‌برداری از آب‌های زیر زمینی و رودها، در اولویت قرار می‌گیرد. به طور میانگین، حدود یک‌سوم آب شرب مصرفی انسان‌ها، از طریق منابع آب زیر زمینی تامین می‌شود. در برخی از نقاط دنیا، این نسبت به 100 درصد می‌رسد.
آب های زیر زمینی، یکی از مهمترین منابع طبیعی محسوب می‌شوند. این منابع، تاثیر قابل توجهی بر روی اقتصاد یک کشور دارند. آب‌های زیر زمینی به عنوان منبع اصلی آب در کشاورزی و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. حدود 70 درصد از مصرف آب در دنیا، به آبیاری و کشاورزی اختصاص می‌یابد. نزدیک به 43 درصد از این 70 درصد، توسط آب های زیر زمینی تامین می‌شود.
چرخه آب چیست؟
چرخه آب، حرکت پیوسته آب بین زمین و اتمسفر است. این چرخه، محل قرارگیری آب و نحوه حرکت آن در محل‌ها را نمایش می‌دهد. آب، در اتمسفر، بر روی سطح زمین و زیر زمین حضور دارد. افزایش دما، باعث تبخیر آب‌های روی زمین و تغییر حالت آن‌ها از مایع به گاز می‌شود. آب تبخیر شده، پس از مدتی متراکم و سرد می‌شود و به شکل ابر درمی‌آید. در نهایت، با کاهش دمای ابرها، آب تشکیل‌دهنده آن‌ها به شکل باران و برف مجدد به زمین بازمی‌گردد.
آب باران یا بر روی سطح جاری می‌شود و به منابع آب سطحی می‌پیوندد یا به درون خاک نفوذ کرده و سفره‌های آب زیر زمینی را پر می‌کند. آب های زیر زمینی، از طریق مسیرهای مختلف (حفره‌های درون خاک، شکستگی‌های درون سنگ و غیره) به رودها، اقیانوس‌ها می‌ریزند. به علاوه، این آب‌ها به شکل چشمه نیز به سطح زمین بازمی‌گردند. سپس، طی فرآیند تبخیر، همراه با آب‌های سطحی دوباره وارد چرخه آب می‌شوند.
آب زیر زمینی چگونه تشکیل می شود؟
خاک، لایه بالایی پوسته زمین و ماده‌ای متشکل از ذرات جامد آلی و غیرآلی است. آرایش ذرات جامد تشکیل‌دهنده خاک، باعث به وجود آمدن شبکه‌ای از حفره‌های توخالی در ساختار آن می‌شود. به این ویژگی خاک، تخلخل می‌گویند. تصویر زیر، ساختار متخلخل خاک را نمایش می‌دهد.
اگر حفره‌های خاک/سنگ به یکدیگر متصل بوده و قابلیت جذب و انتقال آب را داشته باشند، تخلخل خاک/سنگ از نوع موثر یا مفید بوده و در غیر اینصورت، خاک/سنگ دارای تخلخل غیرموثر یا غیرمفید است. در هنگام بارش باران یا در نواحی نزدیک به جریان‌های سطحی، آب به درون حفره‌های خاک نفوذ می‌کند. در صورت موثر بودن تخلخل، آب از طریق مسیر حفره‌ها به سمت لایه‌های زیرین حرکت می‌کند.
زمین، از لایه‌های مختلف خاک و سنگ تشکیل می‌شود. برخلاف خاک، ساختار سنگ متخلخل نبوده یا دارای تخلخل مفید نیست. البته درز و شکاف‌های موجود در برخی از سنگ‌ها، مسیر انتقال آب به نواحی دیگر را فراهم می‌کنند. به هر حال، آب درون حفره‌های خاک یا شکاف سنگ‌ها، با رسیدن به لایه‌های سخت و نفوذناپذیر، متوقف می‌شود. این لایه می‌تواند سنگ، رس یا هر محیط نفوذناپذیر دیگری باشد. به این ترتیب، سطح آب به مرور زمان بالا می‌آید. به آب جمع شده در بالای لایه‌های سخت اعماق زمین، سفره آب زیرزمینی یا آبخوان (Aquifer) می‌گوییم.
عوامل موثر در تشکیل آب های زیر زمینی چه هستند؟
جاذبه، اولین عامل در تشکیل آب های زیر زمینی است. بدون جاذبه، امکان حرکت آب به لایه‌های پایین‌تر وجود نخواهد داشت. دومین عامل موثر بر تشکیل سفره‌های آب زیر زمینی، سنگ بستر است. پوسته زمین، از لایه‌های مختلف با درصد تخلخل و میزان نفوذپذیری، مختلف تشکیل می‌شود. اگر تمام لایه‌های پوسته زمین از سنگ‌های سخت مانند گرانیت تشکیل شده بود، حتی جاذبه نمی‌توانست آب را به اعماق زمین هدایت کند.
در واقعیت، سنگ‌های پوسته زمین، به مرور هوازده و خرد می‌شوند و محیط‌های متخلخل (خاک) را به وجود می‌آورند. به این ترتیب، فضا و مسیر مورد نیاز برای حرکت آب به اعماق زمین فراهم می‌شود. برخی از سنگ‌های درون زمین مانند سنگ آهگ، در آب حل می‌شوند. اگر سنگ بستر از این نوع سنگ‌ها تشکیل شده باشد، به مرور زمان، لایه سخت از بین می‌رود و یک فضای بزرگ برای تجمع آب به وجود می‌آید. به این ترتیب، عوامل موثر بر تشکیل آب های زیر زمینی را می‌توانیم به موارد زیر تقسیم کنیم:
-جاذبه
-میزان و نوع تخلخل لایه‌های در تماس با آب
-نوع سنگ بستر
لایه‌های مختلف زمین، یکی از عوامل موثر بر نحوه تشکیل انواع آب های زیر زمینی هستند.
منبع: فرادرس
دریافت صفحه با کد QR