اهمیت چرخهٔ آب: سبب تصفیهٔ طبیعی آب، انتقال مواد معدنی و تنظیم دمای زمین می‌شود.

بروزرسانی شده در: 10:32 1404/08/29 مشاهده: 6 دسته بندی: کپسول آموزشی

چرخهٔ آب: موتور حیات سیارهٔ زمین

سفر بی‌پایان قطره‌های آب در طبیعت و نقش آن در پاکسازی، غنی‌سازی و تنظیم دمای زمین

خلاصه: چرخهٔ آب^۱ که به آن چرخهٔ هیدرولوژیک^۲ نیز می‌گویند، یک فرآیند طبیعی و پیوسته است که در آن آب از سطح زمین به هوا رفته و دوباره بازمی‌گردد. این چرخه نه تنها آب‌های کرهٔ زمین را تصفیه می‌کند، بلکه مواد معدنی^۳ را در خاک پخش کرده و مانند یک سیستم تهویهٔ مطبوع طبیعی، دمای زمین را متعادل نگه می‌دارد. درک این چرخه برای حفظ محیط زیست و زندگی ما ضروری است.

چرخهٔ آب چگونه کار می‌کند؟

چرخهٔ آب مراحل مشخصی دارد. این مراحل را می‌توانیم در زندگی روزمره خود ببینیم. برای مثال، وقتی پس از یک باران سنگین، آب‌های جاری در کوچه و خیابان را می‌بینید که به تدریج ناپدید می‌شوند، یا وقتی شبنم^۴ صبحگاهی را روی برگ گیاهان مشاهده می‌کنید، در حال تماشای بخشی از این چرخه هستید.

نام مرحله	شرح فرآیند	مثال ملموس
تبخیر^۵	تبدیل آب از حالت مایع به بخار آب توسط انرژی خورشید	خشک شدن لباس‌های خیس روی بند، خشک شدن چاله‌های آب پس از باران
تعرق^۶	خروج بخار آب از سطح برگ گیاهان	وقتی یک کیسهٔ پلاستیکی را دور شاخهٔ پربرگ یک گیاه می‌بندید و پس از چند ساعت قطرات آب را در داخل آن می‌بینید.
میعان^۷	تبدیل بخار آب به قطرات ریز مایع (تشکیل ابر)	تشکیل قطرات آب روی سطح خارجی یک لیوان نوشیدنی سرد
بارش^۸	فرود آب از آسمان به اشکال باران، برف، تگرگ و غیره	باریدن باران پس از یک روز ابری و سنگین
نفوذ^۹ و رواناب^۱۰	ورود آب به داخل خاک (نفوذ) یا جاری شدن آن روی سطح زمین (رواناب)	جاری شدن آب در جوی‌ها پس از بارش یا خشک شدن آهستهٔ خاک گلدان پس از آبیاری

چرخهٔ آب؛ یک تصفیه‌خانهٔ طبیعی رایگان

یکی از شگفت‌انگیزترین کارهای چرخهٔ آب، تصفیهٔ طبیعی آن است. وقتی آب دریاها، رودخانه‌ها و حتی آب‌های آلوده تبخیر می‌شود، فقط مولکول‌های آب ($H_2O$) به صورت بخار بالا می‌روند و نمک‌ها، گردوغبار، آلودگی‌ها و باکتری‌ها در پشت باقی می‌مانند. این فرآیند دقیقاً مانند تقطیر^۱۱ در آزمایشگاه است. سپس این بخار آب خالص در ارتفاع سرد شده و به صورت باران پاک و شیرین به زمین بازمی‌گردد. به همین دلیل است که آب باران (در مناطق غیرصنعتی) برای آشامیدن و آبیاری گیاهان مناسب است.

یک آزمایش ساده: اگر یک کاسه را پر از آب شور کنید و روی آن یک سلفون بکشید و یک سنگ کوچک در مرکز آن قرار دهید تا مخروطی شکل شود و سپس آن را زیر نور خورشید بگذارید، پس از چند ساعت خواهید دید که قطرات آب شیرین روی سطح داخلی سلفون جمع شده‌اند. این یک مدل کوچک از تصفیهٔ طبیعی آب توسط چرخهٔ آب است.

انتقال مواد معدنی؛ پیک‌های نامرئی چرخهٔ آب

آب باران هنگام نفوذ به خاک یا جاری شدن به صورت رودخانه، مواد معدنی مفید را از سنگ‌ها و لایه‌های خاک حل می‌کند و آن‌ها را به مناطق مختلف منتقل می‌کند. این مواد معدنی برای رشد گیاهان و سلامت جانوران ضروری هستند. برای مثال، نیترات^۱۲ و فسفات^۱۳ که مانند ویتامین برای گیاهان هستند، از این طریق به ریشهٔ آن‌ها می‌رسند. همچنین، انتقال این مواد به دریاها باعث غنی‌سازی آب اقیانوس‌ها و تغذیهٔ موجودات دریایی می‌شود.

نام ماده معدنی	نقش اصلی	محل یافت در زندگی روزمره
کلسیم (Ca)	استحکام استخوان‌ها و دندان‌ها، رشد گیاهان	شیر، آب‌های سخت، پوستهٔ تخم مرغ
پتاسیم (K)	سلامتی قلب، رشد میوه‌ها	موز، سیب زمینی
آهن (Fe)	ساخت گلبول‌های قرمز خون، سبزی شدن برگ گیاهان	اسفناج، گوشت قرمز

تنظیم دمای زمین؛ کولر و بخاری طبیعی

چرخهٔ آب مانند یک ترموستات^۱۴ غول‌پیکر برای کرهٔ زمین عمل می‌کند. تبخیر آب، گرما را از سطح زمین جذب می‌کند و باعث خنک‌شدن محیط می‌شود. حتماً متوجه شده‌اید که پس از آبیاری باغچه یا زمانی که روی زمین خیس راه می‌روید، هوا خنک‌تر به نظر می‌رسد. برعکس، هنگامی که بخار آب در هوا به قطرات ریز آب (ابر) تبدیل می‌شود، گرمایی را که قبلاً جذب کرده بود، دوباره آزاد می‌کند. این گرمای آزاد شده، هوای اطراف را گرم می‌کند و از سرد شدن بیش از حد زمین در شب جلوگیری می‌نماید.

فرمول ساده: انرژی مورد نیاز برای تبخیر آب را می‌توان به صورت $ Q = m \times L $ نشان داد. در این فرمول، $ Q $ انرژی (گرما)، $ m $ جرم آب و $ L $ گرمای نهان^۱۵ تبخیر است. این فرمول نشان می‌دهد تبخیر حتی مقدار کمی آب هم به انرژی زیادی نیاز دارد و این انرژی از محیط اطراف گرفته می‌شود و باعث خنک‌شدن می‌گردد.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

سوال: آیا آب‌هایی که تبخیر می‌شوند، برای همیشه از دست می‌روند؟
پاسخ: خیر. آب هرگز از چرخه خارج نمی‌شود. فقط شکل و مکان آن تغییر می‌کند. همان آبی که امروز از یک ابر می‌بارد، ممکن است هزاران سال پیش از اقیانوس آرام تبخیر شده باشد. مقدار کل آب روی زمین ثابت است.

سوال: آیا چرخهٔ آب می‌تواند کاملاً متوقف شود؟
پاسخ: خیر، چرخهٔ آب یک فرآیند پیوسته است که توسط انرژی خورشید به حرکت درمی‌آید. مادامی که خورشید می‌درخشد، این چرخه نیز ادامه خواهد داشت. اما فعالیت‌های انسان می‌تواند سرعت یا الگوی بخش‌هایی از آن را تغییر دهد.

سوال: چرا در شهرهای بزرگ، گاهی پس از بارش باران، سیلاب ایجاد می‌شود؟
پاسخ: یکی از دلایل اصلی، کاهش نفوذ آب به خاک به خاطر وجود آسفالت و بتن است. وقتی زمین نتواند آب را به خود جذب کند، حجم زیادی رواناب^۱۰ در خیابان‌ها جاری می‌شود که می‌تواند منجر به سیل شود. این موضوع اهمیت حفظ فضای سبز و خاک را در چرخهٔ آب نشان می‌دهد.

جمع‌بندی: چرخهٔ آب یک سیستم حیاتی و خودکار برای کرهٔ زمین است. این چرخه نه تنها با تصفیهٔ طبیعی، آب آشامیدنی و کشاورزی را برای ما فراهم می‌کند، بلکه با انتقال مواد معدنی، مزارع و باغ‌های ما را حاصلخیز نگه می‌دارد و با تنظیم دما، شرایط مناسبی برای زندگی تمام موجودات ایجاد می‌نماید. حفاظت از این چرخه، به معنای حفاظت از بنیادی‌ترین منبع حیات است.

پاورقی

^۱ چرخهٔ آب (Water Cycle)
^۲ چرخهٔ هیدرولوژیک (Hydrologic Cycle)
^۳ مواد معدنی (Minerals)
^۴ شبنم (Dew)
^۵ تبخیر (Evaporation)
^۶ تعرق (Transpiration)
^۷ میعان (Condensation)
^۸ بارش (Precipitation)
^۹ نفوذ (Infiltration)
^۱۰ رواناب (Runoff)
^۱۱ تقطیر (Distillation)
^۱۲ نیترات (Nitrate)
^۱۳ فسفات (Phosphate)
^۱۴ ترموستات (Thermostat)
^۱۵ گرمای نهان (Latent Heat)

چرخه آبتصفیه طبیعیمواد معدنیتنظیم دمامحیط زیست

پایهٔ هفتم علوم هفتم اهمیت چرخهٔ آب

اطلاع از تغییرات در بسته‌های گاما

کاربر عزیز سلام!