دورة مياه الأرض

هناك دورة مياه معروفة على الأرض ، والتي تشير إلى تبادل ونقل المياه في دوائر مختلفة ، وإلى حد ما يشكل البشر في الواقع جزءًا من دورة المياه.

لآلاف السنين ، تم الحفاظ على الكمية الإجمالية للمياه على الأرض عند 1.37 10 ^ 9 (كم ^ 3) ، والتي تشمل المياه في المحيط والمياه في دورة المياه. على الرغم من أن الماء في دورة المياه يتغير باستمرار ديناميكيًا ، إلا أن الحجم الكلي للمياه على الأرض يظل دون تغيير تقريبًا. يعتبر هذا الرقم نتيجة جيدة بين العديد من الكواكب ، ولكن في النظام الشمسي بأكمله ، فإن نسبة المحتوى المائي ليست عالية.

ومع ذلك ، فإن كل ما سبق ذكره هو في الأساس ماء على سطح الأرض ، أو ماء متجمع بالقرب من السطح. في الواقع ، لا تحتوي الأرض فقط على مصادر مائية وفيرة بالقرب من السطح ، ولكن باطن الأرض غني بالفعل بالموارد المائية ، وهذا المحتوى أكبر بكثير من الموجود بالقرب من سطح الأرض.

اكتشف العلماء ذات مرة أن هناك نوعًا من الحجر على عمق 200 كيلومتر من سطح الأرض ، وهو ما نسميه الآن الإسبنيل الزبرجد الزيتوني ، أيضا يسمى رينجوود ستون . هذا النوع من الخام غني بالمياه ، ووفقًا للتقديرات ، تصل جزيئات الماء في Ringwoodite إلى حوالي 2000 جزيء ماء لكل مليون جزيء بلوري.

عندما يصل العمق إلى 410 كيلومترات إلى 660 كيلومترًا ، يمكن أن يصل تركيز جزيئات الماء في Ringwoodite إلى 1.5 جزيء ماء لكل 100 جزيء بلوري.

ووجد العلماء أيضًا أن هناك الكثير من الرينغوودايت في طبقة الوشاح ، وحتى لو كان أقل تقديرًا ، فقد وصل محتوى الماء هنا إلى 4.485 * 10 ^ 9 (كم ^ 3) ، وهو إجمالي حجم الماء بالقرب من السطح. حوالي 3 مرات.

وفقًا للنظرية السائدة الحالية ، تأتي كل من جزيئات الماء في Ringwoodite والماء بالقرب من سطح الأرض من الماء الذي ترسله الكويكبات والمذنبات في الفضاء الخارجي بعد تكوين الأرض. إذن ، بجانب دورة المياه بالقرب من السطح ، هل هناك دورات مائية أخرى؟

البحر يُبتلع

في الواقع ، للأرض دورة مياه بديلة ، ودورة المياه هذه مستمرة جنبًا إلى جنب مع تطور الأرض بأكملها ، خاصة عندما تتحرك الصفائح.

قام بعض العلماء ذات مرة بتحليل خندق ماريانا العظيم بعناية ووجدوا أن خندق ماريانا العظيم يبتلع مئات الملايين من الأطنان من مياه البحر كل عام.

ومع ذلك ، فقد اكتشفت أنه بغض النظر عن الطريقة التي يبتلع بها خندق ماريانا البحر ، فإن ما يتعين علينا مواجهته الآن هو حقيقة ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي ، وفي المستقبل ، ستظل بعض البلدان تعاني من ارتفاع مستوى سطح البحر. فلماذا هو كذلك؟

في الواقع ، السبب الرئيسي لارتفاع مستوى سطح البحر هو الاحتباس الحراري ، ولكن في نفس الوقت ، لم تختف مياه البحر المبتلعة بعد ابتلاعها ، ولكنها عادت إلى سطح الأرض من "دورة مائية" أخرى. ماذا يحدث هنا؟

سيبدأ هذا منذ 4.6 مليار سنة ، عندما كانت هناك سحابة جزيئية مدتها سنتان ضوئيتان بالقرب من الشمس الحالية ، وتحت انهيار الجاذبية ، تشكلت الشمس تدريجيًا. في هذه العملية ، هناك بعض القصاصات التي شكلت أجرام سماوية أخرى في النظام الشمسي اليوم ، بما في ذلك الأرض.

في عملية تكوين الأرض ، يتم احتواء الماء في الشبكة البلورية للسحابة الجزيئية تحت تأثير الماء على شكل أيونات الهيدروجين ومجموعات الهيدروكسيل. عندما تشكلت الأرض لأول مرة كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية ، وكان الماء في البلورات موجودًا على الأرض على شكل غاز ، وبسبب وجود الجاذبية الأرضية لم تطفو بعيدًا. في وقت لاحق ، مع انخفاض درجة حرارة الأرض ، هطلت أمطار غزيرة امتدت لعشرات الملايين من السنين ، قبل 3.8 مليار إلى 4 مليارات سنة ، ضربت الكويكبات والمذنبات على نطاق واسع الأرض وجلبت الكثير من الماء. في الوقت الحاضر ، يأتي الماء على أرضنا من هذا المطر الغزير و "حركة الماء" ، والتي شكلت أيضًا المحيط الأصلي للأرض.

في البداية ، كانت الأرض عبارة عن قطعة أرض وقطعة من المحيط ، بدلاً من العديد من الصفائح القارية والعديد من المحيطات كما هي الآن. إذن متى صارت الأرض ما هي عليه الآن؟

انجراف اللوحة

اكتشف العلماء من خلال دراسة الظروف الجيولوجية في قاع المحيط اليوم: تشكل المحيط الحديث قبل 220 مليون سنة . كيف نفهم هذه المشكلة؟

في الواقع ، يمكننا ببساطة وبوقاحة اعتبار المحيط "حفرة" بالإضافة إلى "مياه البحر". لقد وجد العلماء أن عمر "حفرة" المحيط لا يزيد عن 220 مليون سنة. لذلك ، في الواقع ، فإن أرض الأرض والمحيطات في عملية تطور ديناميكي ، لكن هذه العملية بطيئة للغاية لدرجة أننا بالكاد نشعر بها. كيف حدث هذا التطور؟

سيبدأ هذا من انجراف اللوحة. وفقًا للنظرية السائدة الحالية ، حدثت حركة جيولوجية عنيفة على الأرض منذ 220 مليون سنة. في هذه العملية ، تم تقسيم القارة بأكملها.

نعلم جميعًا أن المؤسسات الداخلية للأرض ليست ثابتة ولكنها منظمة. تحت السطح توجد القشرة ، وتحت القشرة يوجد الوشاح.

القشرة المحيطية ثقيلة جدًا ورقيقة في نفس الوقت ؛ القشرة القارية هي عكس ذلك تمامًا ، خفيفة جدًا ولكنها سميكة جدًا. بعبارة صريحة ، تختلف كثافة الاثنين. وتحت القشرة يوجد الوشاح ، ودرجة حرارة الوشاح عالية جدًا ولزجة جدًا. سوف يتدفق الوشاح ببطء تحت تأثير الحمل الحراري. سوف يجلب تدفق عباءة

لأن القشرة المحيطية أثقل وأرق من القشرة القارية ، لذلك تحت تأثير الجاذبية ، ستندفع الصفيحة المحيطية بواسطة الوشاح إلى الأسفل ، وستتدفق كمية كبيرة من مياه البحر في الوشاح. هذه هي عملية ابتلاع الماء التي ذكرناها أعلاه. لكن هذا لا يعني أن مياه البحر ستظل موجودة دائمًا في الوشاح. في الواقع ، سيعودون إلى السطح مع الصهارة ، ثم يشاركون في دورة المياه على سطح الأرض مرة أخرى ، مما يضمن أيضًا الحفاظ على إجمالي المياه على سطح الأرض خلال فترة زمنية ولن يتسبب في انخفاض مستوى سطح البحر. في هذه العملية ، أصبحت القارات والمحيطات على سطح الأرض كما هي الآن.