המוזרויות של מחזור המים בטבע

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

מים הם אחד היסודות להופעתם של חיים אורגניים ביקום. זהו אחד המרכיבים החשובים על הפלנטה שלנו. מים ממלאים תפקיד חשוב בהתפתחות האדם, בהיותם הבסיס לחיי האדם. בבית הספר, בשיעורי מדעים, סיפרו לנו על מחזור המים על פני כדור הארץ.

התוכנית של תהליך זה היא פשוטה מאוד (איור 1). מים מתאדים מפני השטח של האוקיינוסים והיבשה, מולקולות האדים עולות כלפי מעלה, שם המים מתעבים בצורת עננים ונופלים בצורת משקעים על הקרקע. בהרים נמס השלג ונוצרים נחלים שמתמזגים יחד ליצירת נהר… חשבתם פעם כמה שלג צריך להמיס כל הזמן בהרים, אבל שם שלג שוכב כל השנה ולא נמס לפי הסדר לשמור על זרימת אפילו של נהר אחד?

הסכמה שלעיל נותנת הסבר נכון רק לכמה תופעות טבע והיא רחוקה מהתהליכים האמיתיים המתרחשים עם מים על הפלנטה. דיאגרמה זו אינה מסבירה מדוע נוצרים עננים בחורף, כאשר הטמפרטורה היא 30 מעלות מתחת לאפס, המים אינם יכולים להתאדות. מספרים לנו שהרוח מביאה עננים מהימים ומהאוקיינוסים לאמצע היבשת, אבל במזג אוויר רגוע נוצרים עננים גם מעל היבשה. תרשים זה אינו יכול להסביר את ההבדל בין סך המשקעים לכמות המים המאודים. תעלומה גדולה עוד יותר היא כמות המים שנישאת בנהרות.

מדענים חישבו את כמות המים על פני כדור הארץ - 1,386,000 מיליארד ליטר. עם זאת, נתון עצום כזה רק מבלבל, כי הערכת משקעים, קיטור באטמוספרה, נגר מים שנתי נעשה ביחידות מדידה שונות. לכן, רבים אינם יכולים לחבר את הדברים המובנים מאליהם למכלול אחד. ננסה לנתח את הנתונים ביחידות מדידת הנוזל הרגילות - ליטר.

אם ניקח בחשבון את כדור הארץ כולו, אזי יורדים בממוצע כ-1000 מילימטרים של משקעים בשנה. 1] … במטאורולוגיה, מילימטר אחד של משקעים שווה לליטר מים אחד למ"ר.

שטח הפנים של כדור הארץ הוא כ-510,072,000 קמ ר. המשמעות היא שכ-510,072 מיליארד ליטר משקעים יורדים על פני כל האזור. זהו שליש מכל עתודות המים של כדור הארץ.

בהתבסס על יסודות מחזור המים בטבע, המים צריכים להתאדות כמו משקעים. עם זאת, האידוי מפני השטח של האוקיינוסים הוא, לפי הערכות שונות, כ-355 מיליארד ליטר בשנה. המשקעים יורדים בכמה סדרי גודל יותר מאשר מתאדים מפני המים. פָּרָדוֹקס!

עם מחזור כזה, כדור הארץ היה צריך להיות מוצף מזמן. נשאלת שאלה נוספת - מהיכן מגיעים עודפי המים? לאחר בחינת חומרי העזר, ניתן למצוא את התשובה - מים נמצאים בכמויות אדירות באטמוספירה. מדובר ב-12,700,000 מיליארד ק"ג של אדי מים. 2].

ליטר מים באידוי נותן קילוגרם של אדים, כלומר בצורת אדים מופצים באטמוספירה 12.7 מיליון ליטר. נראה שהחוליה החסרה נמצאה, אבל שוב יש לנו סתירה. נוכחות המים באטמוספירה היא כמעט קבועה, ואם מים היו נשפכים על כדור הארץ בכמות כזו מהאטמוספירה, אז בתוך כמה שנים החיים על הפלנטה היו הופכים לבלתי אפשריים.

גם חישוב צריכת המים בנהרות נותן נתונים סותרים. לדוגמה, לפי ויקיפדיה, תוך ציטוט של מקורות רשמיים, נפח המים הנופלים במפלי ניאגרה אחד בלבד הוא 5700 מ ק לשנייה. במונחים של ליטר, זה יסתכם ב-179,755 מיליארד ליטר בשנה.

אבל בואו נסתה מהחישובים כדי להתפעל מהיופי של ונצואלה. כפי שניתן לראות (איור 2), פסגת ההר היא רמה שטוחה, שבה אין שלג או אגמים כדי לתמוך מספיק במפלים. אף על פי כן, למרגלות ההר הזה, מוצאם נהרות האמזונס, אורינוקו ואסקיבו.

ואי אפשר להסביר את קיומו של מקור המפלים בהר רוריימה לפי סכמת בית הספר של מחזור המים בטבע.

ידוע מההיסטוריה של המדע כי V. I. ורנדסקי הניח את קיומו של חילופי גזים בין כדור הארץ לחלל. ורנדסקי הניח שחלק מהחומרים מתכלים וחומרים אחרים מסונתזים בקרום כדור הארץ. ב-1911 הוא פרסם דוח "על חילופי הגזים של קרום כדור הארץ" בסנט פטרבורג בקונגרס מנדלייב השני. זה נחשב כיום לעובדה מדעית.

הרבה יותר מאוחר, גיאופיזיקאים אירים, קנדים וסינים דגלו את התנאים האופייניים לפנים כדור הארץ והראו שמקור המים כתוצאה מהסינתזה שלהם בחלק הפנימי של כדור הארץ. חומרי מחקר פורסמו בכתב העת Earth and Planetary Science Letters 3].

את הטל שהורגלנו אליו אפשר למצוא רק בבוקר על הדשא, אבל החקלאים מודעים היטב לכך שיש טל תת-קרקעי, וגם טל יום השוקע בתוך אדמה לעיבוד. אז אובסינסקי I. E. בספרו "מערכת חקלאית חדשה" מדבר על התופעות הללו. מקרי "צונאמי הקרח" (איור 3), שצולמו בווידאו בשנת 2013 במדינת מינסוטה בארה"ב ובקנדה, הפכו לאישור לסינתזה של מים בטבע. שלג סונתז באביב בחודש מאי, ומקרים כאלה אינם בודדים.

מדענים קבעו את העובדה שבמהלך תנועתו בחלל, כדור הארץ מאבד חלק מהחומר של האטמוספירה. עם זאת, האטמוספירה של הפלנטה נשארת, מה שאומר שהחומר האבוד משוחזר. זה נכון לגבי חומרים אחרים המרכיבים את הפלנטה שלנו.

התאוששות הנפט בבארות מדולדלת הפכה לעובדות כאלה של סינתזה של חומרים. התברר כי 150% מהנפט מהעתודות שחושבו בעבר הופקו בשדות שהתגלו לפני זמן רב. והיו הרבה מקומות כאלה: הגבול של גאורגיה ואזרבייג'ן (שני שדות שמייצרים נפט כבר יותר מ-100 שנה), הקרפטים, דרום אמריקה וכו'. שדה הנמר הלבן בווייטנאם מייצר נפט משכבות של סלעים בסיסיים, שבהם שמן לא צריך להיות.

ברוסיה, שדה הנפט Romashkinskoye, שהתגלה לפני יותר מ-70 שנה, הוא אחד מעשרת הענקים העל לפי הסיווג הבינלאומי. הוא נחשב ל-80% מדולדל, אבל בכל שנה מאגריו מתחדשים ב-1.5-2 מיליון טון. לפי חישובים חדשים ניתן להפיק נפט עד 2200 וזה לא הגבול.

הבאר הראשונה נקדחה בשדות Staryye בגרוזני בסוף המאה ה-19, ועד אמצע המאה הקודמת נשאבו 100 מיליון טון נפט. מאוחר יותר נחשב השדה מדולדל, ולאחר 50 שנה החלו העתודות להתאושש. 4].

בהתבסס על עובדות אלה, אנו יכולים להסיק שהסינתזה של אלמנטים על הפלנטה אינה נס או חריגה - זו תופעה טבעית. מים מסונתזים בתנאים מסוימים ובאזורים מסוימים של ההטרוגניות של הפלנטה שלנו. מחזור המים בטבע קיים ללא ספק, אך זהו תהליך של טרנספורמציה של החומר, הקשור לתהליך הופעתו של כדור הארץ שלנו.

כדי להבין מדוע יש סינתזה של חומרים על הפלנטה, אתה צריך לדעת איך הפלנטה שלנו נוצרה. אנו מוצאים את התשובה לשאלות אלה בספריו של המדען הרוסי ניקולאי ויקטורוביץ' לבשוב.

היקום שלנו נוצר על ידי שבעה חומרי יסוד בעלי תכונות ואיכויות ספציפיות. מתמזגים זה עם זה, עניינים ראשוניים יוצרים צורות היברידיות של עניינים. החומרים של הפלנטה שלנו נוצרים מהם.

מיזוג עניינים ראשוניים אפשרי רק בתנאים מסוימים. מצב כזה הוא שינוי בממדיות החלל.

מימד הוא הכימות (חלוקה) של המרחב בהתאם לתכונות ולאיכויות של עניינים ראשוניים. שינוי בממדיות המספיקה ליצירת צורות היברידיות (חומר) מתרחש במהלך פיצוץ סופרנובה. במקרה זה, גלים קונצנטריים של הפרעה של ממדיות החלל מתפשטים ממוקד הפיצוץ, אשר יוצרים אזורים של חוסר הומוגניות של החלל, בהם נוצרים כוכבי הלכת. אתה יכול לקרוא עוד על היווצרות מערכות פלנטריות במאמר Oort Cloud.

כאשר חומרים ראשוניים נכנסים לאזורים אלה, הם מתחילים להתמזג וליצור צורות היברידיות של חומר, כולל חומר צפוף פיזית. תהליך זה יימשך עד למילוי כל אזור ההטרוגניות. כתוצאה מתהליך הסינתזה של החומר, מתרחש שחזור הדרגתי של הממדיות באזור האי-הומוגניות לרמה שהייתה לפני פיצוץ הסופרנובה.

כתוצאה מתהליך הסינתזה של חומר צפוף פיזית וצורות היברידיות אחרות מחומרים ראשוניים, נוצרות שש ספירות חומריות באזור של חוסר הומוגניות של הממד, המקוננות זו בזו. ספירות אלו נוצרות מצורות היברידיות של עניינים ראשוניים, שונים במספר העניינים הראשוניים שהם חלק מכל אחת מששת הספירות הללו. זהו המבנה של כדור הארץ שלנו (איור 4.)

כדור צפוף פיזית (1) מכדור הארץ, מורכב מ-7 עניינים ראשוניים, לחומר של כדור זה יש ארבעה מצבי צבירה - מוצק, נוזלי, גזי ופלזמה. מצבי צבירה שונים נוצרים כתוצאה מתנודות במימד בכמות קטנה.

לכל חומר יש רמת מימד משלו, שבה החומר הזה בהתמדה והוא מופץ לפי ההבדל הממדים ממרכז היווצרות כוכב הלכת. ליסודות כבדים יש מקסימום, ולאלמנטים קלים יש מימד מינימלי בתוך אזור ההטרוגניות.

מים נוצרים מסינתזה של יסודות קלים - חמצן ומימן והם גביש נוזלי. האטמוספרה היא 20% חמצן. מימן הוא הקל ביותר מבין הגזים, אך כמותו באטמוספירה אינה משמעותית - 0, 000 055% 5] … למרות זאת, יורד גשם על הפלנטה שלנו - מולקולות מים ממצב גזי (אדים באטמוספירה) עוברות למצב נוזלי (איור 5).

אם התרחשו תנודות בממדיות ברמת הגבול בין חומר מוצק לאטמוספירה, טל יורד, אם ברמת עכירות, תהליך היווצרות הטיפות מקבל אופי שרשרת, יורד גשם. האווירה הולכת ומאבדת מהחומר שלה. חוסר ההומוגניות של החלל נותר ללא פיצוי. לאחר השלמת היווצרות הפלנטה, צורות החומר שיצרו אותו ממשיכות את תנועתן דרך ההטרוגניות הפלנטרית שלנו, ואינן מתמזגות עוד זו עם זו. אבל כאשר נוצרים תנאים מתאימים, עניינים ראשוניים שוב יוצרים חומר. אדי מים מוחזרים באטמוספרה.

מדענים רבים נוטים לתיאוריה שמימן וגזים אחרים מגיעים מבטן כדור הארץ. 6] … זה הוצע עוד בשנת 1902 על ידי E. Suess. הוא האמין שמים קשורים לתאי מאגמה, ומשם הם, כחלק מתוצרים גזים, משתחררים לחלקים העליונים של קרום כדור הארץ. 7].

תנאים מספיקים לסינתזה של מולקולות מורכבות מתעוררים במעיים של הפלנטה, שכן עניינים ראשוניים, העוברים דרך ההטרוגניות הפלנטרית, נושאים איתם יסודות קלים, שהסינתזה שלהם אפשרית בתוך ההטרוגניות כולה. הרכב המאגמה באמת כולל מים בצורה של קיטור, וגם המאגמה מכילה כמעט את כל היסודות של הטבלה המחזורית.

בשאיפה לכבוש את רמת הממדיות שלהן, מולקולות המימן והחמצן נופלות לאזורים של הטרוגניות, שבהם סינתזת מים אפשרית. הקיטור, העולה מהמעמקים, מגיע לגבולות המשטח המוצק, שם, עקב שינויים לא משמעותיים בממדיות, מולקולות המים מהמצב הגזי עוברות למצב נוזלי. כך נוצרים נהרות.

הגבולות של טווחי היציבות של החומר הם רמות ההפרדה בין האטמוספירה, האוקיינוסים והמשטח המוצק של כוכב הלכת. גבול היציבות של המבנה הגבישי של הפלנטה חוזר על צורת האי-הומוגניות, לכן על פני הקרום המוצק יש שקעים ובליטות.

המספרים מציינים: 1. רמת הממדיות של האטמוספירה. 2. רמת המימד של האוקיינוסים. 3. רמת הממדיות של קרום כדור הארץ. 4. רמת הממדיות של מאגמה

ומכיוון שהמים הם גביש נוזלי, יש להם גם רמת מימד משלהם והם נוטים לתפוס את טווח היציבות המקביל, אזי טווח הממדים שהם תופסים יהיה בין גבול האטמוספירה למבנה הגבישי של כוכב הלכת.המים ימלאו את החללים שנוצרו. שם ישאפו הנהרות על הפלנטה, ולא במקרה הם זורמים לים ולאוקיינוסים. אין זה מקרי שהמים זזים, שואפים לתפוס את מיקומם היציב בחלל. אגב, הנהרות זורמים לא רק מהמדרון. ישנם מקומות רבים על פני כדור הארץ (אוזבקיסטן, קרים, גאורגיה, מולדובה, קפריסין וכו'), המוכרים כאנומליים, שבהם זורמים מים במעלה ההר.

אחד מהנהרות הללו נמצא בסמוך להר Aragats באזור Aragatsotn במערב ארמניה, 30 ק מ מהגבול עם טורקיה.

האמור לעיל נכון גם לגבי חומרים אחרים. עם אובדן חלקי של האטמוספירה של כדור הארץ, מים, שמן, גבישים נדירים או כל יסוד כימי אחר, באזורי ההטרוגניות, הם משוחזרים - סינתזה. רק קצב הסינתזה יכול להיות שונה. לכן, השימוש חסר המחשבה במשאבי הפלנטה שלנו משבש את האיזון הטבעי של החומר. פעולות כאלה עלולות להוביל לתוצאות הרות אסון.

אלמנטים קלים (מימן וחמצן) יכולים להיות מסונתזים בתוך כל טווח היציבות של חומר צפוף פיזית. לכן, סינתזה של מים יכולה להתרחש הן בבטן האדמה והן באטמוספירה. לכן, נכון יהיה לדבר לא על "מחזור המים בטבע", אלא על "מחזור" החומר במרחב.

חומרים בשימוש:

1] מקור: ויקיפדיה, geografya.ru

2] מקור: ויקיפדיה. אתה יכול להשתמש בחומרי עזר אחרים. מקורות רבים נותנים נתונים שונים על תכולת המים של כדור הארץ. המשמעות היא שהחישובים ההיפותטיים והמדויקים הללו בוצעו לא בניסוי, אלא באופן מתמטי. השתמשנו במקורות הפופולריים ביותר.

3] מקור: newscientist.com "כוכב הלכת מייצר מים משלו מאפס עמוק במעטפת."

4] שבועון "טיעונים ועובדות" מס' 40 2007-10-03

5] מקור ויקיפדיה (האווירה של כדור הארץ) בציטוט מקורות רשמיים.

6] Voitov G. I., Osika D. G. (1982). נשימת מימן של כדור הארץ כהשתקפות של תכונות המבנה הגיאולוגי והפיתוח הטקטוני של המגה-מבנים שלו.

7] מי נוער. אנציקלופדיה סובייטית 1969-1978

לבשוב נ.ו. יקום לא הומוגני 2006

לבשוב נ.ו. מהות ונפש. כרך 1.2012

לבשוב נ.ו. הפנייה האחרונה לאנושות 2012.