دورة الماء في الطبيعة على سطح الارض

==دورة الماء ==1 دورة المياه

فوق الأرض نجد أن دورة الماء the water cycle تبين أن الماء فوق الأرض في حركة دائمة منذ بلايين السنين مابين سائل أو بخار أو مادة صلبة . فالأرض لاتصلح للحياة بدون الماء . ودورة المياه ليس لها نقطة بداية وتسيرها الشمس . فنجدها تسخن مياه المحيطات حيث توجد معظم مياه الدنيا . فيتبخر بعضها بالهواء . كما نجد ان الجليد والثلج يمكن أن يتساميا sublimateمباشرة ويتحولان من الحالة الصلبة لبخار ماء مباشرة . فنجد التيارات الهوائية ترقع البخار بالجو مع ما ينتحه النبات او ما يتبخر من التربة من بخار ماء حيث يبرد بطبقات الجو العليا متكثفا ومكونا سحبا تسيرها الرياح حول الأرض لتنزل علي الأرض كمطر أو جليد مكونة القلنسوة الجليدية التي تحتفظ بالمياه المتجمدة لآلاف السنين .
قد ينصهر الجليد في المناخ الدافيء متحولا لماء دافق فوق الأرض كمجاري وأنهار أو تبتلعه التربة كمياه جوفية أو يصب في المحيطات والبحيرات ليعود لسيرته الأولي في عملية تدويرية منتظمة ومنظمة بحرارة الشمس . ويتميز بخار الماء بالتكثيف من الجو الدافيء لو لامس سطحا باردا . وهذا ما نلاحظه حول كوب ماء مثلج حيث يتكون عليه من الخارج قطرات الماء . ولو تصاعد الهواء لطبقات الجو العليا الباردة تكثف ما به من بخار ماء وتكونت قطرات تتجمع معا مكونة السحب . وهذا ما نلاحظه في الجو البارد عندما نتنفس . فنري هواء الزفير الدافيء يخرج ليصطدم بالهواء البارد فيتكثف ما به من بخار مكونا سحابة . فمصادر المياه في الطبيعة هي الأمطار ومياه البحار والبحيرات حيث المياه سطحية و مياه الآبار والينابيع حيث المياه جوفية. فماء المحيطات والبحار يصعد إلى الهواء، عن طريق عملية التبخر (Evaporation)، حيث يُكوِّن السحاب، الذي تدفعه الرياح إلى مناطق مختلفة . ويتكثف ويهطل أمطاراً على الأرض . ثم يرجع إلى المحيطات مرة أخرى .
هناك كمية قليلة من السحاب، الذي يتكّون من خلال عملية البخر من الرطوبة، الموجودة في سطح التربة وعملية النتح (Transpiration) من أوراق النبات .ثم يتكثف هذا السحاب، ليسقط أمطاراً على الأرض. وتسقط معظم هذه الأمطار، مرة أخرى، في المحيطات و البحار، ويتبقى جزء قليل يسقط على اليابسة. .ثم تبدأ دورة جديدة للمياه من المحيطات، إلى الهواء، إلى الأرض، ثم إلى المحيط. وهذه الدورة الدائمة لمياه الأرض، تُسمى دورة الماء (WaterCycle)، أو (Hydrologic Cycle). .ونتيجة لهذه الدورة، فإن كمية الماء العذب الموجودة على سطح الأرض، هي الكمية نفسها منذ قديم الأزل . وهذه الكمية يعاد تدويرها مرة بعد مرة
صفات الماء

الماء النقي سائل شفاف عديم اللون لا رائحة له، يستوي في ذلك الماء المالح والماء العذب. إلاّ أن الماء العذب عديم الطعم ، بينما الماء المالح له طعم مالحا؛ نتيجة ذوبان أملاح به. و الماء له زرقة خفيفة تتدرج حسب عمق المياه في البحار والمحيطات و المياه النقية تغلي عند درجة 100 مئوية والصفر المئوي في مستوي سطح البحر حبث يكون الضغط الجوي العادي 76سم زئبقي . أما فوق المرتفعات حيث يقل الضغط الجوي نجد أن الماء يغلي عند درجة أقل من 100 درجة مئوية . وهذا ما يجعل بيضة مسلوقة تأخذ وقتا حتي تسوي فوق جبل, ولو أذيبت مادة في الماء ، فإن درجة التجمد تنخفض. ولهذا يرش الملح أثناء فصل الشتاء فوق الشوارع لمنع تكون الجليد . عسر الماء الطبيعي Hardness of natural waterسببه أملاح الكالسيوم والماغنسيوم . ولوكان العسر للمياه سببه بيكربونات وكربونات الكالسيوم والماغنيبوم فيعتبر عسرا مؤقتا temporary hardnessويمكن ازالته بالغليان .
أما عسر المياه الدائم فيمكن ازالته بطرق كيماوية . والماء كأي سائل يأخذ شكل الإِناء الذي يوضع فيه. ويمكن تحويله إلى الحالة الغازية عندما يتبخر بتأثير الحرارة، كـما بمكن تحويله إلى حالة صلبة عندما يصبح ثلجا عند درجة الصفر المئوي. ويرتبط الهيدروجين الموجب الشحنة الكهربائية بالأكسجين السالب الشحنة الكهربائية داخل جزيء الماء، برابطة تساهمية (Covalent Bond) تشترك فيها كل ذرة بجزء منها مع ذرة أخرى، لتكون جزيئاً قوياً للغاية يصعب تحلله .و كل جزيء ماء يتجاذب بالجزيئات المجاورة له، من خلال تجاذب كهربي بشكل يشبه قطبي المغناطيس. فطرف ذرة الأكسجين يمثل شحنة سالبة، وطرفا ذرتي الهيدروجين يمثلان شحنة موجبة. ونتيجة لهذا الاختلاف في الشحنات الكهربية، تتجاذب كل ذرةهيدروجين في جزئ الماء، مع ذرة أكسجين في الجزيء المجاور، بنوع من التجاذب الكهربي، يطلق عليه "الروابط الهيدروجينية" (Hydrogen Bond) وتُعد الروابط التساهمية والهيدروجينية بين جزيئات الماء، مسؤولة عن الخواص الفريدة للماء. لأن الجزيئات في حركة دائمة . فسرعة حركة هذه الجزيئات تولد الحالة التي يكون عليها الماء سواء أكانت غازية (بخار) أو سائلة (ماء) أو صلبة (جليد). و كل جزيئات الماء تجذب بعضها البعض وهذا ما جعلها تتجمع معا وهذا ما يجعل نقطة الماء كروية الشكل . والماء النقي ليس حامضيا ولا قلويا بل متعادل(7pH) ويذيب معظم المواد ولاسيما في التربة أو في النبات أوفي أجسامنا .
وعندما تنخفض درجة حرارة الماء إلى درجة الصفر المئوي، تفقد جزيئات الماء طاقتها، وتقل حركتها، ويزيد ترابطها بالروابط الهيدروجينية، بما يزيد من الفراغات بين جزيئات الماء كما في حالة الجليد. حقيقة المواد تنكمش بالبرودة، .والماء حينما يبرد، ينكمش أيضا حتى يصل إلى 4 درجات مئوية، ثم يبدأ بعدها في التمدد بزيادة انخفاض درجة الحرارة. فالماء عندما يتجمد يتمدد في الحجم وتقل كثافته، ويطفو كقشرة من الجليد فوق سطح الماء. و لولا هذه الخاصية الشاذة والعلاقة بين انخفاض الكثافة وانخفاض درجة الحرارة للماء ، لازدادت كثافة الثلج المتكون على السطح عن بقية الماء، وهبط إلى القاع، معرضاً سطح الماء، الذي تحته، إلى درجة حرارة منخفضة. فتتجمد كل طبقات الماء، في مياه المناطق القطبية، أوالمتجمدة بسبب شدة البرودة . ويستحيل معها الحياة . لكن الحقيقة نجدها مع انخفاض درجة حرارة الجو، تتجمد طبقات الماء العليا فقط، وتقل كثافتها وتتمدد، فتطفو على سطح الماء، وتعزل بقية الماء تحتها، عن برودة الجو، فيبقى الماء سائلاً ويسمح باستمرار الحياة. والماء فوق الأرض ينظم حرارتها