وجود الماء على كوكب الأرض
يُعرّف الماء بأنّه مادة كميائية تتكوّن بشكلٍ رئيسيّ من عنصريّ الهيدروجين والأكسجين، وهو عديم الطعم والرائحة في درجة حرارة الغرفة، كما يُع دّ الماء المركّب الأكثر وفرةً على سطح الأرض.
ومن أهمّ مميزاته قدرته الفائقة على إذابة المواد؛ لذلك يُعدّ تواجده في تركيبته الكيميائية النقية نادراً جداً، فأينما تواجد الماء فإنّه يُذيب العديد من المواد والعناصر الموجودة في محيطه.
يُسمّى كوكب الأرض بالكوكب الأزرق لأنّ الماء يغطّي 71% من مساحة سطحه الكليّة، ويتواجد الماء أيضاً في باطن الأرض وفي الغلاف الجوي كبخار ماء، والجدير بالذكر أنّ كمية الماء على كوكب الأرض ثابتة لا تتغيّر منذ ملايين السنين، حيث يتغيّر فقط توزيعها وأشكالها خلال دورة الماء نتيجةً لنظام كوكب الأرض المغلق.
توزيع الماء على سطح الكرة الأرضية
يتوزّع الماء على كوكب الأرض بنسبٍ متفاوتة، فالمحيطات تحتوي على النسبة الأكبر من الماء الموجود على سطح الأرض وهي 97%، أمّا نسبة 3% المتبقية فهي ماء عذب ذو تراكيز منخفضة من الأملاح.
ويُمثّل الماء المتجمّد في الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية في جزيرة جرينلاند النسبة الأكبر من الماء العذب، ومن الجدير بالذكر أنّ كلّ مصدر من مصادر الماء على كوكب الأرض يُسمّى خزّاناً مائياً سواء كان محيطاً أو نهراً جليديّاً أو حتّى الغلاف الجوي.
أهمية الماء في الطبيعة
الماء هو أساس الحياة، مثل ضوء الشمس والهواء والطعام، ولا يمكن استمرار الحياة بدونه، وفيما يأتي تفصيل لأهمية الماء في الطبيعة :
- تتمثل أهمية المياه الأساسية في تحفيز النباتات على النمو.
- يعتبر مكانًا وموطنًا للعديد من الكائنات الحية؛ كالأسماك، والبرمائيات.
- يوفر الغذاء، والعناصر الغذائية والمعادن الضرورية لاستمرار الحياة.
- ينقل الأكسجين والمواد الغذائية والمعادن وفضلات النباتات من وإلى الخلايا.
- يعتبر الماء ضروري للجهاز الهضمي ليستطيع العمل بشكل سليم، كما يعمل على تشحيم الطبقات المخاطية في الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي.
- ينظم الماء درجة حرارة الجسم ويوجد كحشوة بين الدماغ والنخاع الشوكي وبين المفاصل في الهيكل العظمي.
حالات الماء في الطبيعة
يُوجد الماء في الطبيعة في حالات المادة الثلاث:
- الصلبة.
- السائلة.
- الغازية.
فالغيوم تتكوّن نتيجة تكاثف قطرات ماء صغيرة أو بلورات ثلجية، وتتكوّن ندفة الثلج من عدد من البلّورات الجليدية الصلبة، أمّا المطر فما هو إلّا ماء سائل.
كما يمتاز الماء بخصائص كيميائية فريدة تمنحه إياها روابطه الهيدروجينية التي تربط جزيئاته معاً، وبما أنّ الماء المكوّن الرئيسي لجزء كبير من أجسام الكائنات الحيّة، فإنّ خصائصه الكيميائية تلعب دوراً رئيسياً في حياة هذه الكائنات والحفاظ عليها، نظراً إلى وظائفه البيولوجية داخل أجسامها.
يعتمد تشكّل الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء أو تكسّرها على درجة حرارة الماء، فحين ترتفع درجة حرارة الماء تكسب روابطه الهيدروجينية طاقةً حركيّةً تؤدّي لانزلاقها وتكسّرها عن بعضها، وعند وصوله لدرجة الغليان تتكسّر الروابط تماماً ممّا يسمح لجزيئات الماء بالانفصال عن بعضها وانطلاقها على شكل بخار ماء في الغلاف الجويّ.
ومن ناحيةٍ أخرى عند وصول الماء لدرجة التجمّد تُشكّل جزيئاته بنيةً بلوريةً بواسطة روابطها الهيدروجية، ونتيجةً لعدم وجود طاقة كافية لا تتمكّن الروابط من التكسّر، بالتالي تكون كثافة الجليد أقلّ من كثافة الماء السائل على عكس السوائل الاخرى.
مصادر المياه في الطبيعة
يمكن استخراج المياه الطبيعية من مصادر عدّة ، وفيما يأتي أبرزها:
تُعدّ مياه الأنهار والبحيرات من المصادر المتجددة بانتظام، ومع ذلك لا يمكن شرب هذه المياه من الوسط المائي دون أن يتم معالجتها وتنقيتها من خلال محطات معالجة المياه.
تُخزن المياه الجوفية داخل الأرض، وتحديدًا ما بين طبقات الصخور، حيث تعتبر المياه الجوفية مصدرًا طبيعيًا للآبار، كما تُستخدم من قِبل الأشخاص الذين ليس لديهم القدرة على الوصول إلى مياه البلدية، ويجدر بالذكر أنّ مواسم الجفاف تُشكل تهديدًا خطيرًا على المياه الجوفية.
هي عملية إزالة الأملاح الزائدة والمعادن الموجودة أو الذائبة في المياه، وذلك بهدف جعلها صالحة للاستخدام البشري كالشرب وغيرها، ويجدر بالذكر أنّ هذه الطريقة تتطلب قدرًا عاليًا ومكلفًا من الكهرباء؛ لتستطيع تشغيل محطات معالجة المياه.
يُعدّ جمع مياه الأمطار أمرًا شائعًا في المناطق التي تمتاز بكونها جافة جدًا، حيث تُساهم هذه العملية في توفير تكاليف تمديدات مياه الشرب لسقي المحاصيل والمحافظة على المناظر الطبيعية العامة.
نبذة عن دورة الماء في الطبيعة
تُعرّف دورة الماء في الطبيعة بأنّها انتقال الماء المستمرّ بين أغلفة الأرض، حيث يتبخّر الماء السائل ويتحوّل إلى بخار ماء، ثمّ يتكاثف مكوّناً السحب، ويهطل عائداً إلى الأرض مرّةً أخرى على شكل مطر أو ثلج.
ويبقى الماء في حركة مستمرة ضمن أغلفة الأرض الرئيسية، ففي الغلاف الجويّ يتصاعد بخار الماء وتهطل الأمطار والثلوج، أمّا على سطح الأرض يتدفّق الماء عبر عمليات الجريان السطحيّ، أو يترشّح ويترسّب وينتقل إلى جوف الأرض مُشكّلاً الماء الجوفي.
تستفيد النباتات من الماء الجوفي وتمتص حاجتها منه، ثمّ يتبخّر الماء من النباتات إلى الغلاف الجويّ عن طريق عمليّة النتح، وأخيراً يتكاثف مرّةً أخرى للحالة السائلة، كما يُمكن انتقال الجليد من الحالة الصلبة مباشرةً إلى الغازية عبر عملية تُسمّى التسامي، بينما يمكن حدوث عكس ذلك، أيّ انتقال بخار الماء من الحالة الغازية إلى الصلبة عبر عملية الترسيب (بالإنجليزية: Deposition).
يعتبر الماء العنصر الأساسي في الطبيعة، فبدون الماء لن يتمكّن أي كائن حي من البقاء على قيد الحياة، حيث تكمن أهميته بالنسبة للإنسان، والحيوان، والنبات، والكائنات البحرية ككل، ومن أهم مصادره الطبيعية؛ الأنهار والبحيرات، والمياه الجوفية، وتحلية مياه البحار، بالإضافة لاستغلال مياه الأمطار والعمل على تجميعها.
