جغرافیای آب

مقدمه
در تکوين منظومه خورشيدي امکان پيدايش آب براي همه سيارات وجود داشته و آثار آن در بيشتر سيارات شناخته شده است. در زهره که نزديکتر از زمين به خورشيد است به سبب دماي زياد و در مريخ که دورتر از آن قرار گرفته در نتيجه برودت زياد، آب به صورت مايع درنيامده است. تنها زمين است که در چنان موقعيتي نسبت به خورشيد قرار گرفته که آب به صورت مايع بوده و با تغيير مختصر دما مي تواند به حالت بخار يا جامد درآمده و از اين طريق در چرخه هاي بزرگ و کوچک در حرکت باشد. پيدايش حيات در سياره زمين مرهون همين تغيير حالت و چرخش آب مي باشد.

آب موجود در سياره زمين و چرخه آب شناسي
اگر برآمدگي قاره ها و فرورفتگي حوضه هاي اقيانوسي، يکنواختي سطح کره زمين رابهم نمي زد، آبهاي موجود تمام سطح سياره را به صورت لايه اي به ضخامت نزديک به 3 کيلومتر مي پوشاند. در حال حاضر 8/70 درصد سطح زمين را اقيانوس ها و درياها فرا گرفته اند. مقدار آبي که در اين پهنه وسيع جمع شده کمي بيش از 1370 ميليون کيلومتر مکعب مي باشد.
آب اقيانوس ها و درياها پيوسته و يکپارچه مي باشد، از اين رو آب آنها را «دنياي اقيانوس» (The World Ocean) ناميده اند. مقدار آب موجود در سطح قاره ها که شامل درياچه ها، رودخانه ها و آبهاي زيرزميني مي باشد، در مقايسه با مقدار آب اقيانوس ها خيلي ناچيز است. آب قابل دسترسي موجود در سطح و لايه هاي سطحي قاره ها اگرچه نسبت به آبهاي اقيانوسي خيلي ناچيز به نظر مي آيد، ولي از نظر نقشي که در حيات موجودات زنده دارد، از اهميت ويژه اي برخوردار است.
آب درياچه هاي سطح زمين در مجموع 230 هزار کيلومتر مکعب و آبي را که در هر لحظه در رودخانه ها وجود دارد 1200 کيلومتر مکعب محاسبه کرده اند. حجم آبي که در يخچالهاي قاره اي و کوهستاني وجود دارد، مطابق جديدترين محاسبه ها حدود 24 ميليون کيلومتر مکعب تخمين زده مي شود. در مورد حجم آبهاي زيرزميني ارقام خيلي تقريبي است. مجموع آب موجود تا عمق 16 کيلومتري قسمت بالايي پوسته زمين در حدود200 ميليون کيلومتر تخمين زده شده که نزديک به 60 ميليون کيلومتر مکعب آن تا عمق 5 کيلومتري سطح زمين قرار گرفته و با امکانات تکنيکي فعلي به آساني قابل دسترسي است. مقداري آب به صورت رطوبت در خاک و مقداري هم به شکل بخار در اتمسفر کره زمين وجود دارد که حجم آنها به ترتيب 83 و 14 هزار کيلومتر مکعب (آب) مي باشد.

بين آبهاي قاره اي و آبهاي اقيانوسي هم از لحاظ مکان و کميت و هم از نظر ويژگي هاي فيزيکي و شيميايي (کيفيت) اختلاف وجود دارد. اما با وجود اين تفاوت ها همه آبهاي کره زمين در اصل يکي بوده و اختلاف موجود به علت شرايط مکاني آنها است.
اساساً آب در طبيعت در حال گردش است و در هر نقطه بسته به شرايط محيط کيفيت جداگانه اي دارد.

منشاء آب
آب خالص، ترکيبي از دو عنصر اکسيژن و هيدروژن مي باشد. در اين ترکيب وزن هيدروژن به اکسيژن يک در هشت است به عبارت ديگر آب از ترکيب يک مولکول گرم اکسيژن (به جرم اتمي 16) و دو مولکول گرم از هيدروژن (به جرم اتمي1) به وجود آمده است. هريک از عناصر فوق داراي دو ايزوتوپ مي باشند، که از ترکيب آنها علاوه بر آب معمولي، 17 نوع آب ديگر مي توان به دست آورد. ولي مقدار نسبي آنها در طبيعت به قدري ناچيز است که از ديد جغرافيا قابل بحث نمي باشد.

اشکال متغير آب
آب در اشکال متفاوتي در سطح زمين و اتمسفر آن يافت مي شود. تنها ماده اي است که در طبيعت به هر سه حالت جامد، مايع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دريا، کوه يخي، توده هاي يخي در دل کوه ها و آبشارها و منابع آب زيرزميني از اشکال مختلف آب مي باشند. طي اعمال تبخير، معيان، انجماد و ذوب آب مرتباً از حالتي به حالت ديگر تبديل مي شود. اين پديده تبديل آب را چرخه بزرگ آب مي نامند.
آب هاي روي سطح زمين، نقش هاي مهمي را ايفا مي کنند. رودخانه ها آب مورد نياز کشاورزي را فراهم مي کنند و درياها وسيله اي براي تجارت و مبادله کالاها محسوب مي شوند. فرسايش بوسيله آب نقش مهمي در شکل محيط زيست ايفا مي کنند.

خواص شگفت انگيز آب
آب خواص مهمي دارد که زندگي انسانها از آن متأثر است. از مهمترين اين ويژگي ها مي توان به موارد زير اشاره نمود:
1- آب حلال بسيار خوبي است.
2- آب چگالي بالايي دارد و جالب اين است که وقتي يخ مي زند يا حرارت مي بيند، چگالي آن کاهش مي يابد (برعکس ساير مواد).
3- گرماي تبخير آب بالاست، بدين معني که براي تبديل مقدار کمي از آب به بخار، گرماي زيادي لازم است. اين خاصيت براي بدن ما بسيار با اهميت مي باشد. گرماي اضافي بدن با تبخير تنها مقدار کمي از آب بدن از طريق منافذ پوست کاسته مي شود.
4- نيروي کشش سطحي آب به طور شگفت انگيزي زياد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روي سطح آب بوده ايم در اين حالات آب به دليل نيروي کشش سطحي فوق العاده اي که دارد از هم گسيخته نمي شود.
5- بسياري از واکنش هاي شيميايي تنها درحضور آب انجام مي شود. البته پاره اي از مواد با آب مخلوط نمي شوند، مثل ليپيدها و ديگر مواد هيدروکربني. غشاء سلولي که حاوي ليپيدها و پروتئين است، از اين خاصيت آب سود جسته و تعاملات محتويات سلولي را با مواد شيميايي خارج سلولي به دقت کنترل مي نمايد.

6- يکي از ويژگي هاي منحصر به فرد آب، حالت جامد آن، يعني يخ مي باشد. هنگامي که آب بر اثر سرما به يخ تبديل مي شود، انبساط مي يابد، بدين معنا که حجم بيشتري را اشغال مي کند.

مصرف آب
تحقيقات آماري در بسياري از کشورها نشان مي دهد که ميانگين مصرف روزانه آب براي هر نفر، حدود 300 ليتر است. در حالي که مصرف نهان آب براي هر نفر، حدود 6000 ليتر و از قرار زير مي باشد:
1-آبياري کشتزارها و تهيه و توليد مواد غذايي 2600 ليتر
2-تأمين انرژي 2400 ليتر
3-منابع و معادن 700 ليتر
4-امور بازرگاني و خدمات 34 ليتر
منبع کمياب
در بسياري از کشورها، آب نوعي منبع استراتژيک محسوب مي شود. بسياري از جنگ ها از جمله جنگ 6 روزه در خاور ميانه، بر سر به دست آوردن منابع آبي بيشتر صورت گرفت. البته کارشناسان مشکلات بيشتري را هم پيش بيني مي کنند که ناشي از افزايش رشد جمعيت، آلودگي آب ها و گرم شدن زمين مي باشد.