עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > הידרולוגיה [מים]
מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכיתאוניברסיטת תל אביב. בית ספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי




תקציר
על מקורות המים בכדור הארץ, על המים כנוזל החיים, על מחזור המים בטבע, על מי התהום, על המים בשימוש האדם ועל זיהום מקורות המים.



מאגרי מים מתוקים
מחברים: יואב יאיר; ד"ר רמי קליין



כדור הארץ הכחול


החיים על פני כדור הארץ מתקיימים בזכותן של מולקולות קטנות. אלו הן מולקולות המים המצויות בשפע בהידרוספרה: באוקיינוסים, בנחלים, בנהרות, באגמים, בקרחונים וגם באוויר. כ-70% מכדור הארץ מכוסים במים, ולא בכדי מכנים אותו "כדור הארץ הכחול".

האוקיינוסים הם מאגר המים הגדול ביותר על פני כדור הארץ והם מהווים כ-97% מכלל המים שבהידרוספרה. לתהליכים המתרחשים בהם יש חשיבות רבה ביצירת עננים ומשקעים והם משפיעים על האקלים העולמי. שאר מרכיבי ההידרוספרה, כ-3%, הם הקרחונים ומקווי המים המתוקים למיניהם הנראים מעל פני הקרקע ומאגרי מי התהום הנאגרים וזורמים מתחת לפני הקרקע.

המים קיימים גם באטמוספרה, אך הם מצויים בה בצורה של אדים בלתי נראים. למרות כמותם הקטנה, כאלפית האחוז בלבד, יש להם חשיבות עצומה. אדי המים משמשים גם גז חממה - כלומר, הם קולטים את הקרינה ארוכת הגל הנפלטת מכדור הארץ וגורמים לכך שהטמפרטורה שלו תהיה גבוהה בעשרות מעלות מזו שהייתה יכולה להיות לולא נכחו באטמוספרה שלו גזי החממה. באופן זה מונעים אדי המים וגזי חממה אחרים מכדור הארץ להיות קפוא וחסר חיים.



המים - נוזל החיים


התכונות המיוחדות של מולקולות המים הן שהופכות את המים לנוזל החיים:

הקוטביות החשמלית של המולקולות שלהם מאפשרת להם להיות ממס מצוין של חומרים שונים; הם יכולים להתקיים במצבי צבירה שונים; קיבול החום שלהם גורם לאקלים להיות מתון יותר בקרבת חופים מאשר בלב יבשות; מתח הפנים שלהם מאפשר לגופים כבדים ציפה ולחרקים לרוץ בזריזות על פניהם; תכונת הנימיות של מולקולות המים מאפשרת למים "לטפס" למעלה במעלה שורשים של עצים, ואילו תכונת האנומליה של המים מאפשרת לקרח לצוף על פני אגמים ואוקיינוסים ולבעלי חיים וצמחים להתקיים מתחתיו.
לתמונת קשרי מימן במולקולות מים

מחזור המים בטבע


מרכיבי ההידרוספרה השונים נמצאים בכל שלושת מצבי הצבירה - מוצק, נוזל וגז. מרכיבים אלה קשורים זה בזה, והם מחליפים ביניהם חומר ואנרגיה באופן מתמיד. כך, מתקיים מעבר ממצב צבירה אחד לאחר: קרחונים נמסים, מים מתאדים או קופאים ואדי מים מתעבים. זהו מחזור המים בטבע הנקרא גם המחזור ההידרולוגי.

ראשיתו של המחזור בקרני השמש הפוגעות במים ומחממות אותם. אנרגיית השמש הנאגרת במי הים או במקווי המים ביבשה מאפשרת את שבירת הקשרים שבין מולקולות המים הנחוצה להתאדותם. אדי המים העולים למעלה מתקררים ומתעבים ויוצרים עננים. אלו נישאים עם הרוחות אל היבשה ומורידים שם גשמים. כ-35% ממי הגשמים היורדים על פני היבשות מקורם במים המתאדים מן האוקיינוסים. המים המתאדים מהאוקיינוסים וממקווי המים המתוקים חוזרים אליהם בצורה של משקעים, נהרות ומי תהום.
לתמונת מחזור המים בטבע

המעבר של מים ממצב צבירה אחד לאחר כרוך בקליטה של אנרגיה או בשחרורה. למשל, בעת ההתאדות של מי הים או בעת שקרחונים נמסים נקלטת אנרגיה. אנרגיה זהה נפלטת, כאשר אדי המים שבאוויר מתעבים, או כאשר מי הים קופאים.



המים הנסתרים מן העין


מתחת לפני הקרקע, סמויים מן העין, נמצאים כ-0.5% מן המים שבהידרוספרה - אלו הם מי התהום. למי התהום יש חשיבות עצומה, והם משמשים בעיקר לשתייה, לתצרוכת הביתית ולחקלאות. מקורם של מי התהום הוא בעיקר במי הגשמים המחלחלים אל תוך הקרקע. מים אלה נלכדים על גבי שכבות סלע אטומות או ביניהן ונשמרים במצב זה זמן רב.

מאגרי מי התהום התת-קרקעיים נקראים אקוויפרים. קידוחים שנעשים באזורי האקוויפרים מאפשרים לשאוב מתוכם את מי התהום ולנצלם לצרכים השונים. בארץ קיימים שלושה אקוויפרים גדולים עיקריים המספקים חלק ניכר מתצרוכת המים שלנו.



המים בשימוש האדם


ללא מים אין חיים ולכן אין פלא שמרבית האוכלוסייה של כדור הארץ מרוכזת באזורים של חופים ושל אגמי מים מתוקים. בארץ, למשל, באזור אגן ההיקוות של הכינרת חיים באופן קבוע כ-200 אלף איש ומספר הנופשים הפוקדים את האגם בשנה עולה על מיליון!

המים לתצרוכת האדם מגיעים מאקוויפרים, מאגמים וממתקני אגירה של מי גשמים. המים הנשאבים ממקורות אלה משמשים לחקלאות, לתעשייה, לצריכה ביתית - שתייה, בישול ורחצה ולצריכה עירונית - גינון וניקיון. לעתים, נשאבים המים מאזור נביעתם ומובלים על פני מרחק רב אל אזורים שמקורות המים בהם דלים יותר. דוגמה לכך היא מפעל המוביל הארצי אליו נשאבים מי שתייה מן הכינרת בצפון ומובלים דרומה אל הנגב.

כמויות הגשמים המוגבלות בארץ והשימוש הגובר במים של האוכלוסייה הגדלה יוצרים מצוקת מים, שהולכת ומתגברת עם השנים. בעקבות זאת יש חשיבות גדולה לתהליכים של מיחזור מים כמו, למשל, השבת מי קולחין לשימוש חוזר בחקלאות ובתעשייה. לטיפול כזה במים יש שני יתרונות: האחד הוא הטיפול הסניטרי במי השפכים והפחתת הנזק שהם עלולים לגרום לסביבה, והשני הוא חיסכון במי השקיה שפירים והקצאתם לצריכה ביתית. בשנים האחרונות הוקמו בארץ מספר מכוני טיהור לטיפול בשפכים, והמים המטוהרים בהם מוזרמים בצינורות ומשמשים להשקיית השדות.



זיהום מקורות מים


מקורות המים בהידרוספרה חשופים למגוון רחב של זיהומים: זיהומי נפט באוקיינוסים, זיהומי שפכים בנהרות ובנחלים והמלחה וזיהום של מי התהום. התוצאה של זיהומים אלו היא הידלדלות מקורות המזון בים ובמקווי המים המתוקים ופגיעה משמעותית באיכות המים המשמשים לשתייה .

השימוש הגובר כיום במשאבי מים גורם להפרת שיווי המשקל במחזור המים ולפגיעה באיכות המים. אחת הבעיות המרכזיות היא זיהום של מי התהום ברעלים שונים שמקורם בתוצרי לוואי של התעשייה, בדשנים ובקוטלי מזיקים שמשתמשים בהם בחקלאות המודרנית או בשפכים ביתיים. כל אלו מחלחלים אל תוך מי התהום ומזהמים אותם.

בעיה אחרת היא המלחת מי התהום באקוויפרים בעקבות שאיבת יתר מהם. באקוויפרים רבים הנמצאים סמוך לחוף ים, כדוגמת אקוויפר החוף בארץ, גורמת שאיבת היתר של מי התהום לירידת המפלס ולחדירה של מי ים מלוחים לתוכם. בשנים האחרונות, עם השימוש הגובר במי קולחין מטוהרים להשקיה, נשקפת סכנת זיהום למי התהום ממים אלו, המכילים מלחים ותחמוצות חנקן בריכוזים גבוהים.

הרשויות האחראיות לשמירת האיכות של המים פועלות על מנת לצמצם את נזקי הזיהום. הן מנסות למנוע את חדירת המזהמים אל מי התהום וכן לשקם את מאגרי המים שזוהמו או הומלחו. הרשויות מקבלות מידע על מצב המים מבדיקות שגרתיות של ריכוזי המלחים ותחמוצות החנקן במים. מי התהום והמים שנשאבים ממאגרים שעל פני הקרקע עוברים תהליכים שונים של טיהור וחיטוי, לפני שהם מגיעים אל צינורות הבתים.



אל האסופה מסע במרחבי כדור הארץ : פרקים נבחרים בגאוגרפיה פיזית3

ביבליוגרפיה:
כותר: מאגרי מים מתוקים
שם  התקליטור: רוח ים : מאגר מידע מתוקשב להכרת מערכות האטמוספירה וההידרוספירה
מחברים: יאיר, יואב ; קליין, רמי (ד"ר)
תאריך: 1999
הוצאה לאור: מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית; אוניברסיטת תל אביב. בית ספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי
הערות: 1. התכנית פותחה בשיתוף אוניברסיטת תל-אביב. בית הספר לחינוך. המרכז לחינוך מדעי וטכנולוגי - מדע וטכנולוגיה לחטיבות הביניים.
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית