عجیب و غریب چرخه آب در طبیعت

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

آب یکی از پایه های پیدایش حیات ارگانیک در کیهان است. این یکی از عناصر مهم در سیاره ما است. آب نقش مهمی در رشد انسان دارد و اساس زندگی انسان است. در مدرسه، در درس های علوم، در مورد چرخه آب در این سیاره به ما می گفتند.

طرح این فرآیند بسیار ساده است (شکل 1). آب از سطح اقیانوس ها و خشکی ها تبخیر می شود، مولکول های بخار به سمت بالا بالا می روند، در آنجا آب به شکل ابر متراکم می شود و به صورت بارش بر روی زمین می ریزد. در کوهستان، برف ها ذوب می شوند و نهرهایی به وجود می آیند که با هم ترکیب می شوند و رودخانه ای ایجاد می کنند… آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چقدر برف باید دائماً در کوه ها آب شود، اما برف در تمام طول سال در آنجا نهفته است و به ترتیب آب نمی شود. برای حفظ جریان حتی یک رودخانه؟

طرح فوق فقط برای برخی از پدیده های طبیعی توضیح درستی می دهد و از فرآیندهای واقعی که با آب روی کره زمین اتفاق می افتد فاصله دارد. این نمودار توضیح نمی دهد که چرا در زمستان ابرها تشکیل می شوند، زمانی که دمای هوا 30 درجه زیر صفر است، آب نمی تواند تبخیر شود. به ما گفته می‌شود که باد ابرها را از دریاها و اقیانوس‌ها به وسط قاره می‌آورد، اما در هوای آرام، ابرها روی خشکی نیز تشکیل می‌شوند. این نمودار نمی تواند تفاوت بین کل بارش و مقدار آب تبخیر شده را توضیح دهد. معمای بزرگتر میزان آب حمل شده توسط رودخانه ها است.

دانشمندان مقدار آب روی کره زمین را 1386000 میلیارد لیتر محاسبه کرده اند. با این حال، چنین رقم عظیمی فقط گیج کننده است، زیرا ارزیابی بارش، بخار در جو، رواناب سالانه آب در واحدهای اندازه گیری مختلف انجام می شود. بنابراین، بسیاری نمی توانند چیزهای بدیهی را به یک کل واحد متصل کنند. ما سعی خواهیم کرد ارقام را در واحدهای اندازه گیری مایع معمول - لیتر - تجزیه و تحلیل کنیم.

اگر کل سیاره را در نظر بگیریم، به طور متوسط حدود 1000 میلی متر بارندگی در سال می بارد. 1] … در هواشناسی یک میلی متر بارندگی معادل یک لیتر آب در هر متر مربع است.

مساحت زمین تقریباً 510072000 کیلومتر مربع است. این بدان معناست که تقریباً 510072 میلیارد لیتر بارندگی در کل منطقه می‌بارد. این یک سوم کل ذخایر آبی سیاره است.

بر اساس اصول چرخه آب در طبیعت، آب باید به اندازه بارش تبخیر شود. با این حال، تبخیر از سطح اقیانوس ها، طبق برآوردهای مختلف، تقریباً 355 میلیارد لیتر در سال است. بارندگی با چندین مرتبه بزرگی بیشتر از تبخیر از سطح آب است. پارادوکس!

با چنین چرخه ای، این سیاره باید مدت ها پیش زیر آب می رفت. سوال دیگری مطرح می شود - آب اضافی از کجا می آید؟ پس از بررسی مواد مرجع، می توانید پاسخ را بیابید - آب در مقادیر زیادی در جو یافت می شود. این 12700000 میلیارد کیلوگرم بخار آب است. 2].

یک لیتر آب هنگام تبخیر یک کیلوگرم بخار می دهد، یعنی به صورت بخار 12.7 میلیون لیتر در جو پخش می شود. به نظر می رسد که حلقه مفقوده پیدا شده است، اما باز هم تناقض داریم. وجود آب در جو تقریباً ثابت است و اگر آب به طور غیرقابل برگشتی به این مقدار از جو به زمین ریخته شود، در چند سال آینده زندگی در این سیاره غیرممکن می شود.

محاسبه مصرف آب در رودخانه ها نیز داده های متناقضی به دست می دهد. به عنوان مثال، طبق ویکی پدیا به نقل از منابع رسمی، حجم آب ریزش تنها در یک آبشار نیاگارا 5700 متر مکعب در ثانیه است. این میزان از نظر لیتری به 179755 میلیارد لیتر در سال خواهد رسید.

اما بیایید از محاسبات دور شویم تا زیبایی ونزوئلا را تحسین کنیم. همانطور که در (شکل 2) مشاهده می شود، بالای کوه یک فلات مسطح است که در آن هیچ برف یا دریاچه ای وجود ندارد که به اندازه کافی آبشارها را پشتیبانی کند. با این وجود، در پای این کوه، رودخانه های حوضه آمازون، اورینوکو و اسکیبو سرچشمه می گیرند.

و توضیح وجود منبع آبشارها در کوه رورایما با توجه به طرح مدرسه چرخه آب در طبیعت غیرممکن است.

از تاریخ علم مشخص است که V. I. ورنادسکی وجود تبادل گاز بین زمین و فضا را فرض کرد. ورنادسکی فرض کرد که برخی از مواد پوسیده می شوند و مواد دیگر در پوسته زمین سنتز می شوند. او در سال 1911 در دومین کنگره مندلیف در سن پترزبورگ گزارشی با عنوان "درباره تبادل گاز پوسته زمین" تهیه کرد. این در حال حاضر یک واقعیت علمی در نظر گرفته می شود.

مدت‌ها بعد، ژئوفیزیک‌دانان ایرلندی، کانادایی و چینی شرایطی را که برای داخل زمین معمول است مدل‌سازی کردند و نشان دادند که آب در نتیجه سنتز آن در داخل سیاره منشأ می‌گیرد. مطالب تحقیقاتی در مجله Earth and Planetary Science Letters منتشر شد 3].

شبنمی که ما به آن عادت کرده‌ایم فقط صبح‌ها روی چمن‌ها یافت می‌شود، اما کشاورزان به خوبی می‌دانند که شبنم زیرزمینی و همچنین شبنم روز وجود دارد که در زمین‌های زراعی می‌نشیند. بنابراین Ovsinsky I. E. در کتاب "نظام کشاورزی جدید" در مورد این پدیده ها صحبت می کند. موارد "سونامی یخ" (شکل 3) که در سال 2013 در ایالت مینه سوتا در ایالات متحده آمریکا و کانادا فیلمبرداری شد، تأییدی بر سنتز آب در طبیعت شد. برف در بهار در اردیبهشت ماه سنتز شد و چنین مواردی جدا نیست.

دانشمندان این واقعیت را ثابت کرده اند که زمین در طول حرکت خود در فضا، بخشی از جو را از دست می دهد. با این وجود، اتمسفر سیاره باقی می ماند، به این معنی که ماده از دست رفته در حال بازسازی است. این در مورد سایر مواد تشکیل دهنده سیاره ما صادق است.

بازیافت نفت در چاه های تهی شده به چنین واقعیت های سنتز مواد تبدیل شد. معلوم شد که 150 درصد نفت از ذخایر محاسبه شده قبلی در میادین کشف شده مدتها پیش تولید شده است. و از این قبیل مکان ها زیاد بود: مرز گرجستان و آذربایجان (دو میدانی که بیش از 100 سال است نفت تولید می کنند)، کارپات ها، آمریکای جنوبی و غیره. میدان ببر سفید در ویتنام از لایه های نفت تولید می کند. سنگ های بنیادی، جایی که نفت نباید باشد.

در روسیه، میدان نفتی رومشکینسکویه که بیش از 70 سال پیش کشف شد، طبق طبقه بندی بین المللی یکی از ده فوق غول پیکر است. در نظر گرفته شد که 80٪ تخلیه شده است، اما هر سال ذخایر آن 1.5-2 میلیون تن دوباره پر می شود. طبق محاسبات جدید تا سال 2200 می توان روغن تولید کرد و این محدودیت نیست.

اولین چاه در اواخر قرن نوزدهم در میادین Staryye در گروزنی حفر شد و تا اواسط قرن گذشته، 100 میلیون تن نفت از آن خارج شد. بعدها، این میدان تخلیه شده در نظر گرفته شد و پس از 50 سال، ذخایر شروع به احیاء کردند. 4].

بر اساس این حقایق، می توان نتیجه گرفت که سنتز عناصر در این سیاره یک معجزه یا یک ناهنجاری نیست - این یک پدیده طبیعی است. آب در شرایط خاصی و در مناطق خاصی از ناهمگونی سیاره ما سنتز می شود. چرخه آب در طبیعت بدون شک وجود دارد، اما این یک فرآیند تبدیل ماده است که با روند ظهور سیاره ما زمین مرتبط است.

برای درک اینکه چرا سنتز مواد در این سیاره وجود دارد، باید بدانید که سیاره ما چگونه شکل گرفته است. پاسخ این سوالات را در کتاب های دانشمند روسی نیکولای ویکتورویچ لواشوف می یابیم.

جهان ما توسط هفت ماده اولیه با ویژگی ها و کیفیت های خاص تشکیل شده است. مواد اولیه با ادغام با یکدیگر، اشکال ترکیبی از مواد را تشکیل می دهند. مواد سیاره ما از آنها تشکیل شده است.

ادغام امور اولیه فقط در شرایط خاصی امکان پذیر است. چنین شرایطی تغییر در ابعاد فضا است.

بعد عبارت است از کوانتیزاسیون (تقسیم) فضا مطابق با خصوصیات و کیفیت مواد اولیه. تغییر در ابعاد کافی برای تشکیل اشکال ترکیبی (ماده) در طی یک انفجار ابرنواختری رخ می دهد. در این حالت، امواج متحدالمرکز اغتشاش ابعاد فضا از مرکز انفجار منتشر می شود که مناطق ناهمگونی فضا را ایجاد می کند که در آن سیارات تشکیل می شوند. در مقاله ابر اورت می توانید درباره شکل گیری منظومه های سیاره ای بیشتر بخوانید.

هنگامی که مواد اولیه وارد این مناطق می شوند، شروع به ادغام می کنند و اشکال ترکیبی ماده، از جمله ماده متراکم فیزیکی را تشکیل می دهند. این روند تا زمانی که کل منطقه ناهمگنی پر شود ادامه خواهد داشت. در نتیجه فرآیند سنتز ماده، بازیابی تدریجی ابعاد در ناحیه ناهمگن به سطح قبل از انفجار ابرنواختر رخ می دهد.

در نتیجه فرآیند سنتز ماده متراکم فیزیکی و سایر اشکال ترکیبی از مواد اولیه، شش کره مادی در ناحیه ناهمگونی ابعاد تشکیل می‌شوند که درون یکدیگر تودرتو هستند. این کره‌ها از اشکال ترکیبی مواد اولیه ایجاد می‌شوند و در تعداد مواد اولیه که بخشی از هر یک از این شش کره هستند، متفاوت هستند. این ساختار سیاره ما زمین است (شکل 4.)

کره چگال فیزیکی (1) از زمین، از 7 ماده اولیه تشکیل شده است، ماده این کره دارای چهار حالت تجمع است - جامد، مایع، گاز و پلاسما. حالت های مختلف تجمع در نتیجه نوسانات ابعاد به مقدار کمی ایجاد می شود.

هر ماده دارای سطح بعدی خود است که در آن این ماده به طور پیوسته و بر اساس تفاوت ابعادی از مرکز شکل گیری سیاره توزیع می شود. عناصر سنگین دارای حداکثر و عناصر سبک دارای ابعاد حداقلی در ناحیه ناهمگونی هستند.

آب از سنتز عناصر سبک - اکسیژن و هیدروژن تشکیل می شود و یک کریستال مایع است. اتمسفر 20 درصد اکسیژن است. هیدروژن در بین گازها سبک ترین است، اما مقدار آن در جو ناچیز است - 0,000 055% 5] … با این وجود، در سیاره ما باران می بارد - مولکول های آب از حالت گازی (بخار در جو) به حالت مایع می روند (شکل 5).

اگر نوسانات ابعاد در سطح مرز بین ماده جامد و جو رخ دهد، شبنم می ریزد، اگر در سطح ابری، فرآیند تشکیل قطرات یک ویژگی زنجیره ای به خود بگیرد، باران می بارد. جو ماهیت خود را از دست می دهد. ناهمگونی فضا جبران نشده باقی می ماند. پس از تکمیل شکل گیری سیاره، اشکال ماده ای که آن را ایجاد کرده اند به حرکت خود از طریق ناهمگونی سیاره ای ما ادامه می دهند و دیگر با یکدیگر ادغام نمی شوند. اما وقتی شرایط مناسب به وجود می آید، دوباره امور اولیه ماده را تشکیل می دهند. بخار آب در جو بازیابی می شود.

بسیاری از دانشمندان به این نظریه تمایل دارند که هیدروژن و سایر گازها از روده های زمین می آیند. 6] … این در سال 1902 توسط E. Suess پیشنهاد شد. او معتقد بود که آب با اتاقک های ماگما مرتبط است و از آنجا به عنوان بخشی از محصولات گازی به قسمت های بالایی پوسته زمین رها می شود. 7].

شرایط کافی برای سنتز مولکول های پیچیده در روده های سیاره ایجاد می شود، زیرا مواد اولیه که از ناهمگونی سیاره ای عبور می کنند، عناصر سبک را با خود حمل می کنند که سنتز آنها در کل ناهمگنی امکان پذیر است. ترکیب ماگما واقعاً شامل آب به شکل بخار است و همچنین ماگما تقریباً تمام عناصر جدول تناوبی را در خود دارد.

مولکول های هیدروژن و اکسیژن در تلاش برای اشغال سطح ابعاد خود در مناطق ناهمگونی قرار می گیرند، جایی که سنتز آب امکان پذیر است. بخار که از اعماق بالا می رود به مرزهای سطح جامد می رسد، جایی که به دلیل تغییرات ناچیز در ابعاد، مولکول های آب از حالت گازی به حالت مایع می روند. اینگونه رودخانه ها تشکیل می شوند.

مرزهای محدوده پایداری ماده، سطوح جدایی بین جو، اقیانوس ها و سطح جامد سیاره است. مرز پایداری ساختار کریستالی سیاره شکل ناهمگنی را تکرار می کند، بنابراین سطح پوسته جامد دارای فرورفتگی ها و برجستگی ها است.

اعداد نشان می دهد: 1. سطح ابعاد جو. 2. سطح بعد اقیانوس ها. 3. سطح ابعادی پوسته زمین. 4. سطح ابعاد ماگما

و از آنجایی که آب یک کریستال مایع است، سطح ابعاد خود را نیز دارد و تمایل دارد که محدوده پایداری مربوطه را اشغال کند، پس محدوده ابعادی که اشغال می کند بین مرز جو و ساختار کریستالی سیاره خواهد بود.آب حفره های تشکیل شده را پر می کند. آنجاست که رودهای این سیاره تلاش خواهند کرد و تصادفی نیست که به دریاها و اقیانوس ها می ریزند. تصادفی نیست که آب حرکت می کند و تلاش می کند موقعیت پایدار خود را در فضا به دست آورد. به هر حال، رودخانه ها نه تنها از شیب جاری می شوند. مکان های زیادی روی زمین (ازبکستان، کریمه، گرجستان، مولداوی، قبرس و غیره) وجود دارد که به عنوان غیرعادی شناخته می شوند، جایی که آب به بالای کوه می ریزد.

یکی از این رودخانه ها در نزدیکی کوه آراگاتس در منطقه آراگاتسوتن در غرب ارمنستان و در 30 کیلومتری مرز ترکیه قرار دارد.

موارد فوق در مورد سایر مواد نیز صادق است. با از دست دادن نسبی جو سیاره، آب، نفت، کریستال های کمیاب یا هر عنصر شیمیایی دیگر، در مناطق ناهمگونی، آنها بازسازی می شوند - سنتز. فقط سرعت سنتز می تواند متفاوت باشد. بنابراین، استفاده بدون فکر از منابع سیاره ما، تعادل طبیعی ماده را بر هم می زند. چنین اقداماتی می تواند منجر به عواقب فاجعه بار شود.

عناصر سبک (هیدروژن و اکسیژن) را می توان در کل محدوده پایداری یک ماده متراکم فیزیکی سنتز کرد. بنابراین، سنتز آب می تواند هم در روده های زمین و هم در جو اتفاق بیفتد. بنابراین، درست است که نه در مورد "چرخه آب در طبیعت"، بلکه در مورد "چرخه" ماده در فضا صحبت کنیم.

مواد استفاده شده:

1] منبع: ویکی پدیا، geografya.ru

2] منبع: ویکی پدیا می توانید از سایر مواد مرجع استفاده کنید. بسیاری از منابع ارقام متفاوتی در مورد محتوای آب سیاره ارائه می دهند. یعنی این محاسبات فرضی و دقیق نه به صورت تجربی، بلکه به صورت ریاضی انجام شده است. ما از محبوب ترین منابع استفاده کرده ایم.

3] منبع: newscientist.com "سیاره زمین آب خود را از ابتدا در اعماق گوشته می سازد."

4] هفته نامه ادله و حقایق شماره 40 1386/03/10

5] منبع ویکی پدیا (اتمسفر زمین) به نقل از منابع رسمی.

6] Voitov G. I., Osika D. G. (1982). تنفس هیدروژنی زمین به عنوان بازتابی از ویژگی های ساختار زمین شناسی و توسعه تکتونیکی ابرساختارهای آن.

7] آب های نوجوان. M. دایره المعارف شوروی 1969-1978

لواشوف N. V. جهان ناهمگن 2006

لواشوف N. V. ذات و ذهن. جلد 1.2012

لواشوف N. V. آخرین درخواست برای بشریت 2012.