مراحل دورة الماء في الطبيعة

دورة الماء

الماء هو العنصر الأساسي للحياة على الأرض؛ إذ تبدو معظم مساحة الأرض من المياه عند النظر إلى الكوكب من الفضاء مع محيطاته الشاسعة والعميقة، ودورة المياه ديناميكية تصف حركة الماء المستمرة بين سطح الأرض والغلاف الجوي وانتقاله من حالة لأخرى؛ إذ تبدأ دورة المياه بالتبخر، ولأن الغلاف الجوي لا يمكنه حمل كمية الماء المتبخرة من البحار والمحيطات جميعها فإن الماء المتبخر ينتقل من المكان الأكثر رطوبةً وحرارةً إلى مكان أقل منه، ويعد الهطول والتبخر والتجمد والذوبان والتكاثف جزءًا من دورة المياه الهيدرولوجية على كوكب الأرض؛ إذ تنتقل من الغيوم إلى اليابسة والمحيطات ثم تعود إلى الغيوم مرةً أخرى، وترتبط دورة المياه هذه ارتباطًا وثيقًا بتبادل الطاقة بين الغلاف الجوي والمحيطات واليابسة^[١][٢].

مراحل دورة الماء في الطبيعة

غالبًا ما تُدرس دورة المياه كدورة مستمرة بسيطة من التبخر والتكاثف والهطول رغم أن هذا قد يكون نموذجًا مفيدًا؛ إلا أن الواقع أكثر تعقيدًا، إذ تعدّ مسارات وتأثيرات المياه عبر النظم الإيكولوجية للأرض معقدةً للغاية وغير مفهومة تمامًا، وتُظهر دورة المياه الحركة المستمرة للماء داخل الأرض والغلاف الجوي وهي نظام معقد يتضمن العديد من العمليات المختلفة، وهي^[٣][٤]:

• التبخر: في هذه العملية يتحوّل الماء السائل لبخار، وهي إحدى العمليات الرئيسية في الدورة؛ إذ تنتقل المياه من سطح الأرض إلى الغلاف الجوي عن طريق التيارات الهوائية المتصاعدة التي تنقل الماء المتبخر بفعل حرارة أشعة الشمس الساقطة على مصادر الماء المختلفة، ويحدث هذا النقل عندما تصل بعض جزيئات الماء إلى الطاقة الحركية الكافية لتفككها من سطح الماء، وتؤثر العديد من العوامل الرئيسية على التبخر وهي درجة الحرارة والرطوبة وسرعة الرياح والإشعاع الشمسي، ويعدّ المصدر الرئيسي لبخار الماء هو المحيطات والبحار، لكن التبخر يحدث أيضًا في التربة والثلوج والجليد، ويعد بخار الماء الشكل الرئيسي للرطوبة الجوية؛ إذ يعدّ مهمًا للغاية في تكوين مصدر الرطوبة للندى والصقيع والضباب والسحب والهطول.
• التكاثف: هي المرحلة التي يتحوّل بها الماء من حالة البخار إلى الحالة السائلة، وهو من أهم مراحل دورة الماء؛ وفيه تتشكل السحب التي هي البخار المتصاعد الذي يتعرض لدرجة حرارة باردة في طبقات الغلاف الجوي، ويتحوّل لسحب، وتحمي الغيوم وبخار الماء الأرض من أشعة الشمس القوية.
• الهطول: وهو المرحلة النهائية لدورة الماء، وفيها يسقط الماء من السحب على شكل أمطار أو ثلوج أو بَرَد.

أماكن تواجد المياه في الأرض

يختلف توفر المياه من مكان إلى مكان، ويؤثر توافر المياه على نوع ووفرة الغطاء النباتي الذي هو المصدر الرئيسي للغذاء للحيوانات والإنسان في السلسلة الغذائية؛ إذ يتواجد الماء في الأرض بعدة أشكال، أبرزها^[٢]:

• الجريان السطحي: يكون الماء متدفقًا بالسيلانات على اليابسة مشكلًا الجداول والأنهار.
• المسطحات المائية: تضمُّ المسطحات المائية البحار والمحيطات والبحيرات.
• المياه الجوفية: هي المختزنة داخل الأرض الناتجة من ترشّح الماء عبر مسامات الأرض والصخور.
• الجليد: إذ يكون الماء متجمدًا في بعض مناطق الأرض ذات الحرارة المنخفضة جدًا، وينتشر في هذه الحالة في القطبين الشمالي والجنوبي.
• النتح: تنتقل المياه الجوفية إلى النباتات بامتصاصه من التربة، وينتج النتح من تبخر الماء من النباتات إلى الجو من خلال المسامات الدقيقة أو الثغور في أوراق النباتات.

حالات الماء في الطبيعية

عادةً ما يطلق الناس اسم الماء على الحالة السائلة منه؛ إلا أنّ الماء يوجد في أركان البيئة بثلاث حالات مادية وهي كما يأتي^[٥][٦]:

• الحالة السائلة: يتألف الماء من ذرتين من عنصر الهيدروجين تربط بين كل منهما رابطة كيميائية مع ذرة أكسجين واحدة، وتدخل في تركيبة معظم ذرات الهيدروجين نوات مؤلفة من بروتون فقط، وتتضمن نوعين من النظائر هما التريتيوم والدوتريوم، أما النواة الذرية في الماء فإنها تتألف من نيوترون واحد، ويملك الماء خصائص كيميائية وفيزيائية شديدة التعقيد؛ فمثلًا تعد الدرجة المئوية صفر، هي نقطة الانصهار له، بينما تصل درجة الغليان إلى 100 درجة مئوية، ويُعدّ ذلك مرتفعًا جدًّا مقارنةً ببقية المركبات الأخرى، كما تمتلك ذرة الأكسجين الموجودة في الماء قدرةً كهرسلبية كبيرة جدًّا مقارنةً بذرة الهيدروجين، لذلك فإنها تقترن معًا بعلاقة قطبية تكون فيها شحنة الأكسجين سالبةً، بينما شحنة الهيدروجين موجبةً.
• الحالة الصلبة: في حالة تحول الماء إلى حالته الصلبة أي الجليد، فإنّ كلّ ذرّة أكسجين تحاط بأربع ذرات هيدروجين نتيجة حدوث تفاعلات بين الجزيئات الداخلة في تركيبته، وتقترن اثنتان من ذرات الهيدروجين مع ذرة الأكسجين برابطة تساهميّة، وتصبح كثافة الماء المتجمد أقل منها في الحالة السائلة، وتنشطر أشكال الجليد إلى 18 نوعًا تتكون نتيجة تعرضها لعوامل خارجية منها درجات الحرارة والضغوطات الخارجية.
• الحالة الغازيّة: تحوّل الماء إلى حالته الغازية يحدث نتيجة التبخر نتيجة تعرّض الماء للحرارة، وتحرك الجزيئات بسرعة، ممّا يجعلها قادرةً على التصاعد نحو الغلاف الجوي، ويُعدّ التبخّر من أهم الأجزاء في دورة الماء في الطبيعة، وتسهم حرارة الشمس في حدوث ذلك، وكلما ازدادت درجة حرارة أشعة الشمس تدنى مستوى الماء في المحيطات والبحيرات، وتتصاعد جزيئات الماء إلى الأجواء مما يترك أثرًا رطبًا في الأجواء، وكلما ارتفعت درجة التبخر كان الجو رطبًا أكثر.

شرح بسيط لدورة المياه في الطبيعة

إن دورة المياه في الطبيعة عملية معقدة ولا يمكن شرحها بسهولة للأطفال دون تبسيطها، فيمكن الاستعانة بشرح بسيط يضمُّ رحلة المياه المستمرة من البحر إلى السماء وإلى الأرض والعودة إلى البحر مرةً أخرى، وتسخن أشعة الشمس مياه البحار فتتحول إلى بخار في الهواء وهذا ما يسمى بعملية التبخر، وبمجرد أن ترتفع في السماء يبرد البخار بالتحول إلى سائل مائي بعملية التكاثف، وتشكل قطرات الماء غيومًا مما يؤدي إلى ثقلها، ثمّ تتساقط من السماء على صورة مطر أو ثلج أو برد؛ وهذا ما نسميه هطول الأمطار، وتجمّع المحيطات والبحيرات المياه التي سقطت، ويتبخر الماء إلى السماء مرةً أخرى وتستمر الدورة^[٧].

ويمكن القيام ببعض الأنشطة البيتية التي تسهم في شرح دورة المياه للأطفال، وتتلخّص فيما يأتي^[٧]:

• عندما تمطر يجب مناقشة الطفل عن كيفية حدوث المطر عن طريق سؤاله من أين يأتي المطر، وما هي الغيوم، فضلًا عن ضرورة استخدام المفردات الصحيحة كالتبخر، والتكاثف والهطول خلال الشرح له.
• التفكير في تبخر الماء من وعاء واسع مثلًا، فيُرسم خط من الطباشير على مستوى الماء ومراقبة ما يحدث للماء بعد ساعات.
• الطلب من الطفل المساعدة على نشر بعض الغسيل، ومناقشته كيف يتبخر الماء في الهواء الدافئ لتجفيف الملابس، وطرح الأسئلة مثل أين يذهب الماء، وماذا يُطلق عليه، والتأكد من استخدام المفردات الصحيحة مثل التبخر التكاثف وهطول الأمطار.
• إنشاء رسم تخطيطي لدورة المياه على لوحة كرتونية مثلًا، مستعينًا بالقطن كغيمة وتشكيل قطرات من الماء، واستخدام الألوان لرسم البحر والشمس، وتسمية كل مرحلة باسمها الصحيح.
• الاطلاع على فيديوهات مخصصة للأطفال تشرح دورة المياه.

وتجدر الإشارة إلى أن دورة حياة الماء التي تحدث في الطبيعة تُسهم في تنقية وتصفية المياه الموجودة على سطح الأرض؛ وذلك حتى تستفيد الكائنات الحية جميعها منها، وهي في حالتها النقية وقبل أن تتعرّض لعوامل تلوّثها، فالماء الملوّث يؤثر على حياتها ويهددها، ويتسبب في وفاتها وانتشار الأمراض؛ لما يحتويه من شوائب وبكتيريا، وفيروسات منتقلة؛ أي أنّ دورة المياه لا تؤدي لتغيير كمية الماء الموجودة على الأرض، إنّما تعيد تشكيله من حالة إلى حالة بفعل التأثيرات الطبيعية، كما تُجري وكالة ناسا نظامًا تجريبيًا عالميًا لرصد دورة المياه والطاقة يجمع بين الأقمار الصناعية البيئية وأنظمة الاستشعار عن بُعد المتقدمة لأشكال التساقط الصلبة ورطوبة التربة وتخزين المياه الجوفية، فمعرفة توافر المياه العذبة في العالم تحت تأثير تغير المناخ تزداد أهميةً مع نمو السكان^[١].

من حياتكِ لكِ

أهمية دورة الماء في الطبيعة

تتمثل أهمية دورة الماء في الطبيعة بتفسير الحركة المتواصلة للماء وتوضيحها بدءًا من الأرض وصولًا للغلاف الجوي ثم العودة مع التكرار، وتُعدّ هذه الدورة نظامًا معقدًا يعتمد على حدوث مجموعة من العمليات المختلفة ليتحول الماء لحالات مادية مختلفة، فتتكون الغيوم نتيجة تبخر الماء السائل بشكل بخار، ثم يهطل بشكل أمطار أو ثلوج فوق سطح الأرض، ثمّ يتدفّق فوق سطح الأرض، وينتقل بواسطة الجريان السطحي، كما يتسرّب أيضًا، ويتسلّل إلى مناطق تخزين المياه الجوفية، وغيرها الكثير من العمليات.

كما أن للمياه دورًا عظيمًا في إحداث تقلباتٍ في المناخ والطقس وتغيراتهما، فالجفاف والفيضانات تعتمد بنسبةٍ كبيرة على الماء، وتعد المياه بالنسبة للكائنات الحية عنصرًا بالغ الأهمية، وتحديدًا للبشر؛ إذ يستخدمونه في الشرب وري المزروعات والتطبيقات الصناعية والترفيه والطاقة المائية وغيرها من الاستخدامات؛ لذلك فإن الاهتمام بالحفاظِ على مصادر المياه وترشيد استهلاكها من قبل البشرية أمر ضروري لا بد منه، إذ إنّ بعض المناطق تستنزف الإمدادات المائية نتيجة النمو السكاني والاكتظاظ والتلوث والتنمية، فيترتب على ذلك حدوث تغيراتٍ في المناخ فضلًا عن اختلال في الدورة الهيدرولوجية^[٨].

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "Earth's Water Cycle", nasa, Retrieved 2019-11-7. Edited.
2. ^ ^{أ ب} "NASA Earth Science: Water Cycle", nasa, Retrieved 2019-11-7. Edited.
3. ↑ "Water cycle", National Oceanic and Atmospheric Administration, Retrieved 2019-11-7. Edited.
4. ↑ "Water cycle", Encyclopaedia Britannica , Retrieved 2019-11-7. Edited.
5. ↑ Steven S. Zumdahl (25-11-2019), "Water"، britannica, Retrieved 10-12-2019. Edited.
6. ↑ "The Process of Evaporation", nationalgeographic, Retrieved 10-12-2019. Edited.
7. ^ ^{أ ب} "What is the water cycle?", The School Run, Retrieved 2019-11-7. Edited.
8. ↑ "Water cycle", noaa, Retrieved 10-12-2019. Edited.