מחזור המים

המים מיוחדים מכל שאר התרכובות הכימיות בטבע בכך שהם נוכחים, בתנאים השוררים על פני כדור הארץ, בשלושה מצבי צבירה - גזי (אדים או קיטור), נוזלי (שאליו מתכווונים בדרך כלל כאשר מדברים על "מים") ומוצק (קרח). מחזור המים מתבטא במעבר המים ממצב צבירה למשנהו, ובמסגרת כל מצב, במעברם ממקום למקום. המדע החוקר את פיזורם של המים בכדור הארץ, את יחסי הגומלין בינם לבין שאר הסביבה ואת מחזור המים נקרא הידרולוגיה. חלק ניכר מעיסוקו הוא מעקב אחר התנועה המחזורית של המים בין פני השטח לאטמוספירה, אשר מוּנעת בעיקרה על ידי חום, כמתואר להלן.  

לפי ההערכות, יש בעולמנו (לרבות האטמוספירה) בין מיליארד ורבע למיליארד וחצי קילומטרים מעוקבים של מים (כשלושה רבעים מפני השטח של כדור הארץ מכוסים במים).

מתוך הכמות הזאת, 2.5% בערך מוגדרים כ"מים חיים" - נוחים לצריכה ישירה על ידי רוב האורגניזמים (מספר אורגניזמים, כגון צמחי מלחה, מסוגלים לצרוך מים ברמת מליחות גבוהה יותר מהרגיל). כל שאר המים מוגדרים כ"מלוחים" - מומסת בתוכם כמות גדולה או קטנה של כימיקלים שונים, בעיקר מלחים לסוגיהם המרובים. לנוכח הביקוש הגובר למים חיים מזה, וכמותם הזעומה יחסית מזה,

 ובהתחשב בזיהום ההולך וגובר של מקורות מים חיים, אין פלא שמאמצים ניכרים מושקעים כיום בפיתוח שיטות כלכליות להתפלת מים. יצוין כי עם התאיידות המים ועם קפיאתם, הם משחררים את רוב המלחים המומסים בהם.

כמעט כל המים בעולמנו מצויים במצב הצבירה הנוזלי: לפי אומדן, מעל 96% מהם נמצאים באוקיינוסים ובימים. כמחצית מהיתרה נמצאת במצב מוצק, כקרח וכשלג עד. ריכוז משמעותי של מים מצוי תחת פני הקרקע, באחת משתי צורות: רובו כמי תהום, זורמים או נקווים במאגר (אקווה), ומקצתו כמים קפואים בתוך הקרקע, הקרויים כפור-עד (permafrost), במקומות שטמפרטורת הקרקע נמוכה מנקודת הקיפאון לאורך זמן. בכל זמן נתון, רק חלק זעום של המים הללו משתתפים במחזור המים: לדוגמה, כמות מי האוקיינוסים המתאיידים מדי שנה היא פחות משלוש מאיות האחוז. ובכל זאת, די בכך לקיום החיים בכדור הארץ.

כנקודת פתיחה לתיאורו של מחזור המים, ראוי לבחור בקרינת השמש, הפוגעת במשטחי המים הנוזליים והקפואים ומעלה את הטמפרטורה שלהם. חלק זעיר של המים הללו נעשה גזי בתהליך של התאדות (בעיקר, אם כי יש תרומה זעומה גם מהמראה ישירה של מים ממצב מוצק לגזי). תרומה נוספת, קטנה עוד יותר, מספקים תהליכי ההזעה ובעיקר הדיות של בעלי חיים וצמחים, בהתאמה, המשחררים מים מגופיהם (שכמעט כולם הופכים לאדים). אדי המים נוטים להתפזר באטמוספירה, אך בתנאים המתאימים, הם מצטברים כעננים.

בעננים מתרחש חלק הארי של השלב הבא במחזור המים - שקיעה. המים מתקררים ומתעבים לגבישי קרח ולטיפות מים נוזליים, ואלה צונחים מטה תחת כובד משקלם וחוזרים אל פני השטח כמשקעים: גשם, שלג או ברד. מקצת המים מתעבים בצמוד לפני השטח, כטל. בהתאם לתנאי הסביבה השוררים במקום שבו ירדו המשקעים, הם עשויים:

(א) להצטרף למקווה מים נוזלים קיים (ים, אגם);

(ב) להצטרף למאגר של מים מוצקים (כיפת קרח, קרחון, שלג עד), או ליצור אותו (שכבת שלג עונתית);

(ג) לזרום על פני הקרקע, כמי נֶגֶר המצטרפים יחדיו בנחלים ובנהרות, הזורמים רובם ככולם אל מקווה מים; או

(ד) לחלחל אל תוך הקרקע. במקרה אחרון זה, המים עשויים

      (1) להישאר בשכבת העפר העליונה עד אשר יישאבו בשורשי צמחים;

      (2) להתאדות מתוך הקרקע עם חימומה בקרני השמש ולחזור

            לאטמוספירה;

      (3) להתרכב עם מינרלים שונים בסלעים ובאדמה; או

      (4) לחלחל עוד מטה ולהפוך למי תהום. 

מחזור המים בטבע

בעת שהמים באים במגע עם העפר, הסלעים והמינרלים השונים שבאדמה - על פניה או במעמקיה - הם ממיסים מלחים שונים ונושאים אותם עמם. מלחים אלה מגיעים בסופו של דבר אל הים, ומצטברים בו: כאשר מי הים מתאיידים, רק מולקולות המים עצמן (H₂O) הופכות לגז, אבל לא המלחים המומסים בתוכן; אלה נשארים במקווה המים. משום כך הולך וגדל ריכוז המלחים השונים במימי הים, וזו הסיבה לטעמם המלוח. תהליך זה בולט במיוחד באגמים חסרי מוצא במקומות חמים, שם קצב התנדפות המים מהיר במיוחד, ולכן ריכוז המלחים באגמים אלה גבוה מהרגיל.

יש שמי התהום זורמים עד שהם מגיעים למקום שבו הם יוצאים שוב אל פני השטח (מעיין, גייזר),  ויש שהם נותרים במקומם למשך זמן רב, כמאגרים של מי תהום - אָקווֹת (אקוויפרים). הדבר תלוי בקיומן של שכבות סלע אטומות למים, שאינן מאפשרות את זרימתם. אך ברבות הימים ייתכנו תהליכים גיאופיסיים שישנו את מבנה השכבות הללו ויאפשרו שוב זרימה. האדם, המבקש עוד ועוד מים חיים, עשוי לקדוח בארות אל תוך האקוות, ואלה מחזירות את מימיהן למחזור.

מכאן ואילך חוזר מחזור המים על עצמו: המים שנאגרו במקווים, או הזורמים על פני הקרקע, חשופים שוב להתאדות ולהמראה; חלק מהמים שהגיעו לצמחים ולבעלי חיים עובר שוב דיות והתנדפות; המים שהצטברו כקרח וכשלג מפשירים בחלקם ונעשים נוזליים, וגם הם עשויים להתאדות ולחזור לאטמוספירה.

לסיכום, הרי לכם מחזור המים במספרים (הנתונים שונים במקצת ממקור למקור):

מחזור המים במספרים

לכתבה המלאה – לחצו כאן.