წყლის ციკლის უცნაურობები ბუნებაში

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

წყალი სამყაროში ორგანული სიცოცხლის გაჩენის ერთ-ერთი საფუძველია. ეს არის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ელემენტი ჩვენს პლანეტაზე. წყალი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ადამიანის განვითარებაში, არის ადამიანის სიცოცხლის საფუძველი. სკოლაში, მეცნიერების გაკვეთილებზე, გვეუბნებოდნენ პლანეტაზე წყლის ციკლის შესახებ.

ამ პროცესის სქემა ძალიან მარტივია (ნახ. 1). წყალი აორთქლდება ოკეანეებისა და ხმელეთის ზედაპირიდან, ორთქლის მოლეკულები მაღლა იწევს, იქ წყალი ღრუბლების სახით კონდენსირდება და ნალექის სახით ეცემა მიწაზე. მთებში თოვლი დნება და წარმოიქმნება ნაკადულები, რომლებიც ერთმანეთს ერწყმის და ქმნიან მდინარეს… ოდესმე გიფიქრიათ, რამდენი თოვლი უნდა დნებოდეს მუდმივად მთებში, მაგრამ იქ თოვლი დევს მთელი წლის განმავლობაში და არ დნება რიგზე. რომ შევინარჩუნოთ თუნდაც ერთი მდინარის დინება?

ზემოაღნიშნული სქემა სწორ ახსნას იძლევა მხოლოდ ზოგიერთ ბუნებრივ მოვლენაზე და შორს არის პლანეტაზე წყალთან დაკავშირებული რეალური პროცესებისგან. ეს დიაგრამა არ ხსნის, რატომ წარმოიქმნება ღრუბლები ზამთარში, როცა ტემპერატურა 30 გრადუსზე დაბალია, წყალი ვერ აორთქლდება. გვეუბნებიან, რომ ქარს ზღვიდან და ოკეანეებიდან ღრუბლები მოაქვს კონტინენტის შუაგულში, მაგრამ მშვიდ ამინდში ღრუბლები წარმოიქმნება ხმელეთზეც. ეს დიაგრამა ვერ ხსნის განსხვავებას მთლიან ნალექსა და აორთქლებული წყლის რაოდენობას შორის. კიდევ უფრო დიდი საიდუმლოა მდინარეების მიერ გადატანილი წყლის რაოდენობა.

მეცნიერებმა პლანეტაზე წყლის რაოდენობა გამოთვალეს - 1 386 000 მილიარდი ლიტრი. თუმცა, ასეთი უზარმაზარი მაჩვენებელი მხოლოდ აბნევს, რადგან ნალექების, ორთქლის ატმოსფეროში, წლიური წყლის ჩამონადენის შეფასება ხდება სხვადასხვა საზომი ერთეულებით. მაშასადამე, ბევრი ვერ აკავშირებს აშკარა საგნებს ერთ მთლიანობაში. ჩვენ შევეცდებით გავაანალიზოთ ფიგურები ჩვეულებრივი სითხის საზომ ერთეულებში - ლიტრი.

თუ გავითვალისწინებთ მთელ პლანეტას, მაშინ საშუალოდ დაახლოებით 1000 მილიმეტრი ნალექი მოდის წელიწადში. 1] … მეტეოროლოგიაში ერთი მილიმეტრი ნალექი უდრის 1 ლიტრ წყალს კვადრატულ მეტრზე.

დედამიწის ზედაპირის ფართობი დაახლოებით 510,072,000 კვადრატული კილომეტრია. ეს ნიშნავს, რომ მთელ ტერიტორიაზე დაახლოებით 510,072 მილიარდი ლიტრი ნალექი მოდის. ეს არის პლანეტის წყლის მარაგის მესამედი.

ბუნებაში წყლის ციკლის საფუძვლებიდან გამომდინარე, წყალი უნდა აორთქლდეს ისევე, როგორც ნალექი. თუმცა, ოკეანეების ზედაპირიდან აორთქლება, სხვადასხვა შეფასებით, დაახლოებით 355 მილიარდი ლიტრია წელიწადში. ნალექები სიდიდის რამდენიმე რიგით მეტია, ვიდრე აორთქლდება წყლის ზედაპირიდან. პარადოქსი!

ასეთი ციკლით პლანეტა დიდი ხნის წინ უნდა ყოფილიყო დატბორილი. ჩნდება კიდევ ერთი კითხვა - საიდან მოდის ზედმეტი წყალი? საცნობარო მასალების შესწავლის შემდეგ შეგიძლიათ იპოვოთ პასუხი - წყალი ატმოსფეროში დიდი რაოდენობითაა ნაპოვნი. ეს არის 12,700,000 მილიარდი კგ წყლის ორთქლი. 2].

ლიტრი წყალი აორთქლებისას იძლევა კილოგრამ ორთქლს, ანუ ორთქლის სახით 12,7 მილიონი ლიტრი ნაწილდება ატმოსფეროში. როგორც ჩანს, დაკარგული რგოლი ნაპოვნია, მაგრამ ისევ წინააღმდეგობა გვაქვს. ატმოსფეროში წყლის არსებობა დაახლოებით მუდმივია და თუ წყალი შეუქცევად დაასხამდა დედამიწას ატმოსფეროდან ასეთი რაოდენობით, მაშინ რამდენიმე წელიწადში პლანეტაზე სიცოცხლე შეუძლებელი გახდებოდა.

მდინარეებში წყლის მოხმარების გაანგარიშებაც ურთიერთსაწინააღმდეგო მონაცემებს იძლევა. მაგალითად, ვიკიპედიის თანახმად, ოფიციალურ წყაროებზე დაყრდნობით, მხოლოდ ერთ ნიაგარას ჩანჩქერში ჩამოვარდნილი წყლის მოცულობა წამში 5700 კუბური მეტრია. ლიტრით ეს იქნება 179 755 მლრდ ლიტრი წელიწადში.

ოღონდ ვენესუელას სილამაზით აღფრთოვანებას გამოვთვალოთ გამოთვლებიდან. როგორც ჩანს (ნახ. 2), მთის მწვერვალი არის ბრტყელი პლატო, სადაც არ არის თოვლი ან ტბები, რომ საკმარისი იყოს ჩანჩქერები. მიუხედავად ამისა, ამ მთის ძირში სათავეს იღებს ამაზონის, ორინოკოსა და ესეკიბოს აუზის მდინარეები.

და შეუძლებელია რორაიმას მთაზე ჩანჩქერების წყაროს არსებობის ახსნა ბუნებაში წყლის ციკლის სასკოლო სქემის მიხედვით.

მეცნიერების ისტორიიდან ცნობილია, რომ ვ.ი. ვერნადსკიმ ივარაუდა დედამიწასა და კოსმოსს შორის გაზის გაცვლის არსებობა. ვერნადსკიმ ივარაუდა, რომ ზოგიერთი ნივთიერება იშლება და სხვა ნივთიერებები სინთეზირდება დედამიწის ქერქში. 1911 წელს მან გააკეთა მოხსენება „დედამიწის ქერქის გაზის გაცვლის შესახებ“პეტერბურგში მენდელეევის მეორე კონგრესზე. ეს ახლა მეცნიერულ ფაქტად ითვლება.

მოგვიანებით, ირლანდიელმა, კანადელმა და ჩინელმა გეოფიზიკოსებმა შექმნეს დედამიწის ინტერიერისთვის დამახასიათებელი პირობების მოდელირება და აჩვენეს, რომ წყალი წარმოიშვა პლანეტის შიგნით მისი სინთეზის შედეგად. კვლევის მასალები გამოქვეყნდა ჟურნალში Earth and Planetary Science Letters 3].

ნამი, რომელსაც ჩვენ შეჩვეული ვართ, მხოლოდ დილით გვხვდება ბალახზე, მაგრამ ფერმერებმა კარგად იციან, რომ არის მიწისქვეშა ნამი, ისევე როგორც დღის ნამი, რომელიც სახნავ მიწებში მკვიდრდება. ასე რომ, ოვსინსკი ი.ე. თავის წიგნში „ახალი მეურნეობის სისტემა“საუბრობს ამ ფენომენებზე. „ყინულის ცუნამის“შემთხვევები (ნახ. 3), რომელიც ვიდეოზე გადაიღეს 2013 წელს აშშ-სა და კანადაში, მინესოტას შტატში, ბუნებაში წყლის სინთეზის დადასტურება გახდა. მაისში გაზაფხულზე თოვლი სინთეზირდა და ასეთი შემთხვევები იზოლირებული არ არის.

მეცნიერებმა დაადგინეს ის ფაქტი, რომ კოსმოსში გადაადგილებისას დედამიწა კარგავს ატმოსფეროს ნივთიერების ნაწილს. მიუხედავად ამისა, პლანეტის ატმოსფერო რჩება, რაც ნიშნავს, რომ დაკარგული მატერია აღდგება. ეს ეხება სხვა ნივთიერებებს, რომლებიც ქმნიან ჩვენს პლანეტას.

ნივთიერებების სინთეზის ასეთ ფაქტად იქცა ნავთობის ამოღება ამოწურულ ჭაბურღილებში. გაირკვა, რომ ადრე გამოთვლილი მარაგებიდან ნავთობის 150% დიდი ხნის წინ აღმოჩენილ საბადოებში იწარმოებოდა. და ასეთი ადგილები ბევრი იყო: საქართველოსა და აზერბაიჯანის საზღვარი (ორი საბადო, რომლებიც 100 წელზე მეტია ნავთობს აწარმოებენ), კარპატები, სამხრეთ ამერიკა და ა.შ. ვიეტნამის თეთრი ვეფხვის საბადო ნავთობს აწარმოებს ფენებიდან. ფუნდამენტური ქანები, სადაც ნავთობი არ უნდა იყოს.

რუსეთში, 70 წელზე მეტი ხნის წინ აღმოჩენილი რომაშკინსკოეს ნავთობის საბადო, საერთაშორისო კლასიფიკაციის მიხედვით სუპერგიგანტის ათიდან ერთ-ერთია. ითვლებოდა 80%-ით ამოწურულად, მაგრამ ყოველწლიურად მისი მარაგები 1,5-2 მლნ ტონით ივსება. ახალი გათვლებით, ნავთობის წარმოება შესაძლებელია 2200 წლამდე და ეს არ არის ლიმიტი.

პირველი ჭა გაბურღეს გროზნოში სტარიას საბადოებზე XIX საუკუნის ბოლოს და გასული საუკუნის შუა ხანებისთვის 100 მილიონი ტონა ნავთობი იყო ამოტუმბული. მოგვიანებით საბადო ამოწურულად მიიჩნიეს და 50 წლის შემდეგ რეზერვებმა დაიწყეს აღდგენა. 4].

ამ ფაქტებზე დაყრდნობით შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ პლანეტაზე ელემენტების სინთეზი არ არის სასწაული ან ანომალია - ეს ბუნებრივი მოვლენაა. წყალი სინთეზირდება გარკვეულ პირობებში და ჩვენი პლანეტის ჰეტეროგენურობის გარკვეულ ადგილებში. ბუნებაში წყლის ციკლი უდავოდ არსებობს, მაგრამ ეს არის მატერიის ტრანსფორმაციის პროცესი, რომელიც დაკავშირებულია ჩვენი პლანეტის დედამიწის გაჩენის პროცესთან.

იმის გასაგებად, თუ რატომ ხდება პლანეტაზე ნივთიერებების სინთეზი, თქვენ უნდა იცოდეთ როგორ ჩამოყალიბდა ჩვენი პლანეტა. ამ კითხვებზე პასუხს რუსი მეცნიერის ნიკოლაი ვიქტოროვიჩ ლევაშოვის წიგნებში ვპოულობთ.

ჩვენი სამყარო ჩამოყალიბებულია შვიდი ძირითადი მატერიით, სპეციფიკური თვისებებითა და თვისებებით. ერთმანეთთან შერწყმა, პირველადი მატერიები ქმნიან საკითხთა ჰიბრიდულ ფორმებს. მათგან წარმოიქმნება ჩვენი პლანეტის ნივთიერებები.

პირველადი საკითხების შერწყმა შესაძლებელია მხოლოდ გარკვეულ პირობებში. ასეთი მდგომარეობა არის სივრცის განზომილების ცვლილება.

განზომილება არის სივრცის კვანტიზაცია (დაყოფა) პირველადი ნივთიერებების თვისებებისა და თვისებების შესაბამისად. ჰიბრიდული ფორმების (მატერიის) ფორმირებისთვის საკმარისი განზომილების ცვლილება ხდება სუპერნოვას აფეთქების დროს. ამ შემთხვევაში, აფეთქების ეპიცენტრიდან ვრცელდება სივრცის განზომილების დარღვევის კონცენტრული ტალღები, რომლებიც ქმნიან სივრცის არაჰომოგენურობის ზონებს, რომლებშიც წარმოიქმნება პლანეტები. პლანეტარული სისტემების ფორმირების შესახებ მეტი შეგიძლიათ წაიკითხოთ სტატიაში Oort Cloud.

როდესაც პირველადი ნივთიერებები შედიან ამ ზონებში, ისინი იწყებენ შერწყმას და ქმნიან მატერიის ჰიბრიდულ ფორმებს, მათ შორის ფიზიკურად მკვრივ მატერიას. ეს პროცესი გაგრძელდება მანამ, სანამ ჰეტეროგენურობის მთელი ზონა არ შეივსება. მატერიის სინთეზის პროცესის შედეგად, განზომილების თანდათანობითი აღდგენა არაჰომოგენურობის ზონაში ხდება იმ დონეზე, რაც იყო სუპერნოვას აფეთქებამდე.

პირველადი ნივთიერებებისგან ფიზიკურად მკვრივი მატერიისა და სხვა ჰიბრიდული ფორმების სინთეზის პროცესის შედეგად, განზომილების არაერთგვაროვნების ზონაში წარმოიქმნება ექვსი მატერიალური სფერო, რომლებიც ბუდობენ ერთმანეთში. ეს სფეროები შექმნილია პირველადი ნივთიერების ჰიბრიდული ფორმებისგან, განსხვავდება პირველადი ნივთიერებების რაოდენობით, რომლებიც ამ ექვსი სფეროდან თითოეულის ნაწილია. ეს არის ჩვენი პლანეტა დედამიწის სტრუქტურა (ნახ. 4.)

ფიზიკურად მკვრივი სფერო (1) დედამიწისგან შედგება 7 პირველადი ნივთიერებისაგან, ამ სფეროს ნივთიერებას აქვს აგრეგაციის ოთხი მდგომარეობა - მყარი, თხევადი, აირისებრი და პლაზმური. აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობა წარმოიქმნება განზომილების მცირე რაოდენობით რყევების შედეგად.

თითოეულ ნივთიერებას აქვს განზომილების საკუთარი დონე, რომელშიც ეს ნივთიერებაა სტაბილურად და განაწილებულია პლანეტის ფორმირების ცენტრიდან განზომილებიანი სხვაობის მიხედვით. მძიმე ელემენტებს აქვთ მაქსიმუმი, ხოლო მსუბუქ ელემენტებს აქვთ მინიმალური განზომილება ჰეტეროგენურობის ზონაში.

წყალი წარმოიქმნება მსუბუქი ელემენტების - ჟანგბადისა და წყალბადის სინთეზით და წარმოადგენს თხევად კრისტალს. ატმოსფერო 20% ჟანგბადია. წყალბადი ყველაზე მსუბუქია გაზებს შორის, მაგრამ მისი რაოდენობა ატმოსფეროში უმნიშვნელოა - 0,000 055% 5] … მიუხედავად ამისა, ჩვენს პლანეტაზე წვიმს - წყლის მოლეკულები აირისებრი მდგომარეობიდან (ატმოსფეროში ორთქლი) გადადის თხევად მდგომარეობაში (სურ. 5).

თუ განზომილებების რყევა მოხდა მყარ მატერიასა და ატმოსფეროს შორის საზღვრის დონეზე, ცვივა ნამი, თუ ღრუბლიანობის დონეზე წვეთების წარმოქმნის პროცესი ჯაჭვურ ხასიათს იღებს, წვიმს. ატმოსფერო კარგავს თავის არსს. სივრცის არაჰომოგენურობა რჩება აუნაზღაურებელი. პლანეტის ფორმირების დასრულების შემდეგ, მატერიის ფორმები, რომლებმაც ის შექმნეს, განაგრძობენ მოძრაობას ჩვენი პლანეტარული ჰეტეროგენურობის გავლით, აღარ ერწყმის ერთმანეთს. მაგრამ როდესაც შესაბამისი პირობები ჩნდება, პირველადი საკითხები კვლავ ქმნიან მატერიას. წყლის ორთქლი აღდგება ატმოსფეროში.

ბევრი მეცნიერი მიდრეკილია თეორიისკენ, რომ წყალბადი და სხვა აირები დედამიწის ნაწლავებიდან მოდის. 6] … ეს ჯერ კიდევ 1902 წელს შემოგვთავაზა ე. სუესმა. მას სჯეროდა, რომ წყალი დაკავშირებულია მაგმა კამერებთან, საიდანაც იგი, როგორც აირისებრი პროდუქტების ნაწილი, გამოიყოფა დედამიწის ქერქის ზედა ნაწილებში. 7].

რთული მოლეკულების სინთეზისთვის საკმარისი პირობები წარმოიქმნება პლანეტის ნაწლავებში, რადგან პირველადი ნივთიერებები, პლანეტარული ჰეტეროგენურობის გავლით, თან ატარებენ მსუბუქ ელემენტებს, რომელთა სინთეზი შესაძლებელია მთელ ჰეტეროგენურობაში. მაგმის შემადგენლობაში ნამდვილად შედის წყალი ორთქლის სახით, ასევე მაგმა შეიცავს პერიოდული ცხრილის თითქმის ყველა ელემენტს.

მათი განზომილების დონის დაკავების მცდელობისას, წყალბადის და ჟანგბადის მოლეკულები ხვდებიან ჰეტეროგენურობის ზონებში, სადაც შესაძლებელია წყლის სინთეზი. სიღრმიდან ამომავალი ორთქლი აღწევს მყარი ზედაპირის საზღვრებს, სადაც განზომილების უმნიშვნელო ცვლილებების გამო, აირისებრი მდგომარეობიდან წყლის მოლეკულები გადადიან თხევად მდგომარეობაში. ასე იქმნება მდინარეები.

მატერიის სტაბილურობის დიაპაზონის საზღვრები არის ატმოსფეროს, ოკეანეებსა და პლანეტის მყარ ზედაპირს შორის განცალკევების დონეები. პლანეტის კრისტალური სტრუქტურის მდგრადობის საზღვარი იმეორებს არაჰომოგენურობის ფორმას, ამიტომ მყარი ქერქის ზედაპირს აქვს ჩაღრმავებები და გამონაზარდები.

რიცხვები მიუთითებს: 1. ატმოსფეროს განზომილების დონეს. 2. ოკეანეების განზომილების დონე. 3. დედამიწის ქერქის განზომილების დონე. 4. მაგმის განზომილების დონე

და რადგან წყალი თხევადი კრისტალია, მას ასევე აქვს განზომილების საკუთარი დონე და მიდრეკილია დაიკავოს სტაბილურობის შესაბამისი დიაპაზონი, მაშინ განზომილების დიაპაზონი, რომელიც მას უკავია, იქნება ატმოსფეროს საზღვარსა და პლანეტის კრისტალურ სტრუქტურას შორის.წყალი შეავსებს წარმოქმნილ ღრუებს. სწორედ იქ იბრძვიან პლანეტის მდინარეები და შემთხვევითი არ არის, რომ ისინი მიედინება ზღვებში და ოკეანეებში. შემთხვევითი არ არის, რომ წყალი მოძრაობს, ცდილობს დაიკავოს თავისი სტაბილური პოზიცია სივრცეში. სხვათა შორის, მდინარეები არა მხოლოდ ფერდობიდან მოედინება. დედამიწაზე არის მრავალი ადგილი (უზბეკეთი, ყირიმი, საქართველო, მოლდოვა, კვიპროსი და სხვ.), ანომალიურად აღიარებული, სადაც წყალი მიედინება მთაზე.

ერთ-ერთი ასეთი მდინარე მდებარეობს არაგაცის მთასთან, არაგაცოტნის რეგიონში, დასავლეთ სომხეთში, თურქეთის საზღვრიდან 30 კილომეტრში.

ზემოაღნიშნული ასევე ეხება სხვა ნივთიერებებს. პლანეტის ატმოსფეროს, წყლის, ზეთის, იშვიათი კრისტალების ან სხვა ქიმიური ელემენტების ნაწილობრივი დაკარგვით, ჰეტეროგენურობის ზონებში ხდება მათი აღდგენა - სინთეზი. მხოლოდ სინთეზის სიჩქარე შეიძლება იყოს განსხვავებული. ამიტომ, ჩვენი პლანეტის რესურსების დაუფიქრებელი გამოყენება არღვევს მატერიის ბუნებრივ წონასწორობას. ასეთმა ქმედებებმა შეიძლება გამოიწვიოს დამღუპველი შედეგები.

მსუბუქი ელემენტები (წყალბადი და ჟანგბადი) შეიძლება სინთეზირებული იყოს ფიზიკურად მკვრივი ნივთიერების სტაბილურობის მთელ დიაპაზონში. აქედან გამომდინარე, წყლის სინთეზი შეიძლება მოხდეს როგორც დედამიწის ნაწლავებში, ასევე ატმოსფეროში. მაშასადამე, სწორი იქნებოდა საუბარი არა „ბუნებაში წყლის ციკლზე“, არამედ სივრცეში მატერიის „ციკლზე“.

გამოყენებული მასალები:

1] წყარო: Wikipedia, geografya.ru

2] წყარო: ვიკიპედია. შეგიძლიათ გამოიყენოთ სხვა საცნობარო მასალები. მრავალი წყარო იძლევა განსხვავებულ მონაცემებს პლანეტის წყლის შემცველობაზე. ეს ნიშნავს, რომ ეს ჰიპოთეტური და ზუსტი გამოთვლები განხორციელდა არა ექსპერიმენტულად, არამედ მათემატიკურად. ჩვენ გამოვიყენეთ ყველაზე პოპულარული წყაროები.

3] წყარო: newscientist.com "პლანეტა დედამიწა თავის წყალს აწარმოებს მანტიის სიღრმეში."

4] ყოველკვირეული „არგუმენტები და ფაქტები“No40 10.03.2007წ.

5] წყარო ვიკიპედია (დედამიწის ატმოსფერო) ოფიციალურ წყაროებზე დაყრდნობით.

6] ვოიტოვ გ.ი., ოსიკა დ.გ.(1982). დედამიწის წყალბადის სუნთქვა, როგორც მისი მეგასტრუქტურების გეოლოგიური სტრუქტურისა და ტექტონიკური განვითარების თავისებურებების ასახვა.

7] არასრულწლოვანთა წყლები. M. საბჭოთა ენციკლოპედია 1969-1978 წწ

ლევაშოვი ნ.ვ. არაჰომოგენური სამყარო 2006 წ

ლევაშოვი ნ.ვ. არსი და გონება. ტომი 1.2012წ

ლევაშოვი ნ.ვ. ბოლო მიმართვა კაცობრიობისადმი 2012 წ.