الماء أساس الحياة و هو مادة كيميائية تتكون من جزيئات المركب مستقر للغاية ولكنه شديد التفاعل ، والماء السائل هو أيضًا مذيب ممتاز. في العديد من السياقات ، يتم استخدام مصطلح المياه في المعنى المقيد للماء في الحالة السائلة ، أو للدلالة على محلول مائي مخفف (مياه عذبة ، مياه الشرب ، مياه البحر ، ماء الجير ..).
الماء موجود في كل مكان على الأرض وفي الغلاف الجوي ، في حالاته الثلاث ، صلب (جليدي) ، سائل وغاز (بخار الماء). المياه خارج كوكب الأرض وفيرة أيضًا ، على شكل بخار ماء في الفضاء وفي شكل مكثف (صلب أو سائل) على السطح ، بالقرب من السطح أو داخل عدد كبير من الأجرام السماوية.
الماء مكون بيولوجي مهم ، ضروري في شكله . السائل لجميع الكائنات الحية المعروفة . نظرًا لطابعها الحيوي وأهميتها في الاقتصاد وتوزيعها غير المتكافئ على الأرض ، تعتبر المياه موردًا طبيعيًا تخضع إدارته لقضايا جيوسياسية قوية.
جدول المحتويات
الماء أساس الحياة عاما
الصيغة الكيميائية للمياه النقية نادرًا ما تكون المياه الموجودة على الأرض عبارة عن مركب كيميائي نقي ، حيث أن المياه الجارية هي محلول من الماء والأملاح المعدنية والشوائب الأخرى. يستخدم الكيميائيون الماء المقطر في محاليلهم ، لكن هذه المياه نقية بنسبة 99٪ فقط: فهي لا تزال محلولًا مائيًا.
يمكن ملاحظته بشكل أساسي على الأرض في الحالة السائلة . وله خصائص مذيب قوي: يذوب بسهولة ويذوب بسرعة العديد من الأجسام في شكل أيونات ، بالإضافة إلى العديد من الجزيئات . الغازية الأخرى ، على سبيل المثال مكونات الهواء . في أكسجين خاص أو ثاني أكسيد الكربون. إن عبارة “مذيب عالمي”تخضع للعديد من الاحتياطات ، فالعديد من المواد الطبيعية (الصخور والمعادن ، إلخ) غير قابلة للذوبان في الماء (في معظم الحالات أو إلى حد صغير). 71٪ من سطح الأرض مغطى بالمياه (97٪ ماء مالح و 3٪ ماء عذب في خزانات مختلفة) بأشكال مختلفة:
سائل في المحيطات والبحيرات والأنهار والجداول. في أي مكان آخر غير الأراضي الرطبة الخثية أو المستنقعية إلى حد ما ، في البحار والمحيطات . توجد المياه في البحيرات . ، والبرك ، والبرك ، والأنهار ، والجداول ، والقنوات ، وشبكات الخنادق ، والأحواض المائية أو كمياه مسامية التربة ؛ مكربنة ، على شكل بخار ماء في الهواء.
تأتي رطوبة الهواء من تبخر البحار والمسطحات المائية وتبخر النباتات صلبة ، مثل الجليد في الأنهار الجليدية في حزمة الجليد ، والجبال الجليدية ، إلخ. يتم وصف دوران المياه داخل الأجزاء الأرضية المختلفة من خلال دورة المياه. كمركب أساسي للحياة ، فإن الماء له أهمية كبيرة للبشر ولكن أيضًا لجميع أنواع النباتات والحيوانات. مصدر الحياة وكائن للعبادة منذ نشأة الإنسان ، الماء مشترك ، في المجتمعات الغنية مثل فرنسا ،
إقرأ أيضا:اليوم العالمي للامتناع عن التدخيننتاج للاقتصاد وعنصر رئيسي للبيئة. يتكون جسم الإنسان من 65٪ ماء للبالغين و 75٪ للرضع و 94٪ للأجنة بعمر ثلاثة أيام. من ناحية أخرى ، تتكون الخلايا من 70٪ إلى 95٪ ماء. تتكون الحيوانات من 60٪ ماء في المتوسط و 75٪ نباتات. ومع ذلك ، هناك حالات متطرفة: قنديل البحر (98٪) والبذور (10٪) . من الضروري يتمتع الماء بخاصية خاصة تتمثل في إظهار شذوذ في قياس التوسيع: فطوره الصلب أقل كثافة من طورته السائلة ، مما يتسبب في طفو الجليد
علم أصل كلمة ماء واستخدامها:
مصطلح الماء هو مشتق مبسط للغاية من اللاتينية أكوا عبر ألسنة النفط. ثم تم استخدام مصطلح أكوا لتشكيل بضع كلمات مثل حوض السمك. الخليط المائي عبارة عن خليط يكون فيه المذيب عبارة عن ماء. البادئة مشتقة من اليونانية القديمة والتي تعني “ثعبان الماء” (ومن هنا . يشير هذا الرابط إلى صفحة توضيح). بكلمة “الماء” ، غالبًا ما نفهم سائلًا عديم اللون يتكون أساسًا من الماء ، ولكن ليس فقط الماء النقي. حسب تركيبته الكيميائية التي تستحث منشأه . أو استخدامه ، نحدد: المياه المعدنية ، المياه الغازية . مياه الينابيع ، مياه البحر ، المياه العذبة ، مياه الشرب ، مياه الأمطار ، مياه الصنبور ، مياه المائدة ، المياه الفوارة ، المياه الساكنة
؛ في الكيمياء ، نتحدث عن الماء الثقيل والماء الثلاثي والماء العسر والماء المقطر ؛ للاستخدام الأقدم ، نتحدث عن النقش لحمض النيتريك المخفف ، أكوا ريجيا لمزيج من الأحماض التي تذوب الذهب ، ولكن أيضًا من البراندي الذي يتكون من الإيثانول المخفف بمياه الشرب ؛ المرأة تفقد ماءها قبل الولادة.
*الجيوفيزياء: الماء على الأرض وفي الكون
الماء أساس الحياة في الكون
تم العثور على الماء في السحب البينجمية في مجرتنا درب التبانة. يُعتقد أن الماء موجود بوفرة في المجرات الأخرى أيضًا ، لأن مكوناته ، الهيدروجين والأكسجين ، من بين أكثر المكونات وفرة في الكون. تتركز الغيوم البينجمية في النهاية في السدم الشمسية وأنظمة النجوم مثل نظامنا. يمكن بعد ذلك العثور على المياه الأولية في المذنبات والكواكب والكواكب القزمة وأقمارها الصناعية. المقال الرئيسي: الماء السائل في الكون.
لا يُعرف الشكل السائل للماء إلا على الأرض ، على الرغم من وجود علامات تدل على وجوده (أو كان) موجودًا تحت سطح إنسيلادوس ، أحد الأقمار الصناعية الطبيعية لزحل ، على أوروبا . وعلى سطحه. يبدو أن هناك ماء على شكل جليد على القمر في بعض الأماكن ، لكن هذا لم يتأكد بعد. والسبب المنطقي لهذا التأكيد هو أن العديد من المذنبات قد سقطت فيه وأنها تحتوي على جليد ، ومن هنا يأتي الذيل الذي نراه (عندما تضربهم الرياح الشمسية ، تاركة وراءها أثر بخار). إذا تم اكتشاف ماء في المرحلة السائلة على كوكب آخر ، فقد لا تكون الأرض الكوكب الوحيد الذي نعرف أنه يؤوي الحياة.
أصل الماء على الأرض
تختلف الآراء حول أصل الماء على الأرض.
يتشكل الماء على الأرض:تتعلق دورة المياه (المعروفة علميًا باسم الدورة الهيدرولوجية) بالتبادل المستمر للمياه بين الغلاف المائي والغلاف الجوي ومياه التربة والمياه السطحية والمياه الجوفية والمياه الجوفية والنباتات. توجد المياه السائلة في جميع أنواع المسطحات المائية . مثل المحيطات والبحار والبحيرات والجداول مثل الأنهار والجداول والجداول والقنوات والبرك. معظم المياه الموجودة . على الأرض عبارة عن مياه بحر ، كما أن الماء موجود أيضًا في الغلاف الجوي في طور سائل وبخار. كما أنه موجود في المياه الجوفية (طبقات المياه الجوفية).
توزيع الماء على الأرض:يبلغ الحجم التقريبي للمياه على الأرض (جميع احتياطيات المياه في العالم) 1،360،000،000 كيلومتر مكعب. في هذا المجلد: تم العثور على 1،320،000،000 كيلومتر مكعب (97.2٪) في المحيطات ؛ تم العثور على 25،000،000 كيلومتر مكعب (1.8 ٪) في الأنهار الجليدية والغطاء الجليدي ؛ 13.000.000 كم 3 (0.9٪)
عبارة عن مياه جوفية ؛ 250.000 كيلومتر مكعب (0.02٪) كمياه عذبة في البحيرات والبحار الداخلية والأنهار ؛ ما يعادل 13000 كيلومتر مكعب (0.001٪) من الماء السائل على شكل بخار ماء جوي في أي وقت. إذا كان جزء الماء في الصورة الغازية هامشيًا ، فإن الأرض قد فقدت خلال تاريخها ربع مياهها في الفضاء . من المعروف منذ عام 2014 أن جزءًا كبيرًا من غطاء الأرض يتكون أساسًا من الرينغووديت . بعمق يتراوح بين 525 و 660 كم ، ويمكن أن يحتوي على ما يصل إلى ثلاثة أضعاف حجم المياه في محيطات اليوم . (وسيكون المصدر الرئيسي). لم يكن التحديد الكمي نهائيًا بعد ، ولكنه قد يتسبب في اختلاف حجم المياه المتاحة على الأرض بشكل كبير ، حتى لو كانت قابليتها للاستخدام العفوي وتوافرها موضع شك.
دور الماء أساس الحياة في ظهور الحياة
يبدو أن الماء السائل قد لعب ، ولا يزال يلعب ، دورًا أساسيًا في ظهور واستمرار الحياة على الأرض. الشكل السائل ، على عكس الحالات الغازية أو الصلبة . يزيد من التلامس بين الذرات والجزيئات ، وبالتالي يزيد من تفاعلاتها. الماء جزيء قطبي ومذيب جيد ، قادر على إذابة العديد من الجزيئات. تلعب دورة المياه دورًا رئيسيًا ، لا سيما من خلال تآكل القارات ، مما يجعل من الممكن جلب كميات كبيرة من المعادن الضرورية للحياة في الأنهار والبحيرات والمحيطات. يسمح تجميد الماء للصخور بالانفجار . ويزيد من توافر هذه المعادن
الماء خلال “الأنثروبوسين
خلال “الأنثروبوسين” ، عطلت البشرية دورة المياه ، عن طريق الاستغلال المفرط لبعض منسوب المياه ، وإزالة الغابات ، وتغير المناخ ، وتوجيه الأنهار الكبيرة ، والسدود الكبيرة ، والري على نطاق واسع. لقد فعلت ذلك بسرعة وعلى نطاق لا يمكن مقارنته بالأحداث التاريخية الماضية ، وبتأثيرات تفوق تأثيرات القوى الجيولوجية العظمى.
خصائص الماء
الخصائص الفيزيائية:الماء حساس للاختلافات القوية في الجهد الكهربائي. وبالتالي فمن الممكن إنشاء جسر من الماء السائل بطول بضعة سنتيمترات بين كوبين من الماء المقطر مع تعريضهما لفرق جهد قوي . لوحظت “حالة كمومية” جديدة للماء عندما تتراصف جزيئات الماء . في أنبوب نانوي كربوني يبلغ قطره 1.6 نانومتر وتتعرض لانتثار النيوترونات. عندئذٍ تمتلك بروتونات ذرات الهيدروجين والأكسجين . طاقة أعلى من طاقة الماء الحر ، بسبب حالة كمية مفردة. هذا يمكن أن يفسر الطبيعة الموصلة بشكل استثنائي للمياه من خلال أغشية الخلايا البيولوجية .
النشاط الإشعاعي: يعتمد على الفلزات والمعادن ونظائرها الموجودة في الماء ، ويمكن أن يكون له أصل طبيعي أو صناعي (تداعيات التجارب النووية ، التلوث الإشعاعي ، التسريبات ، إلخ).
في فرنسا ، تتم مراقبته من قبل معهد الحماية من الإشعاع والسلامةالنووية ، بما في ذلك مياه الصنبور الماء كسائل ديناميكي حراري:الماء هو سائل ديناميكي حراري شائع الاستخدام ، فعال واقتصادي :الماء مستقر في درجة حرارة تصل إلى قيمة عالية ؛ إنه مستقر تحت الإشعاع . بما في ذلك الإشعاع النيوتروني ؛ تبلغ كثافة الماء القصوى 1000 كجم / م 3 (أي 1 كجم / لتر في الأصل هو تعريف الكيلوجرام . بالضبط 999.975 كجم / م 3 عند 3.98 درجة مئوية) ؛ يتمتع الماء بأعلى سعة حرارية عند ضغط ثابت لجميع السوائل (75.711 جول مول – 1 كلفن – 1 أو 4.202 6 كيلوجول كجم – 1 كلفن – 1 عند 20 درجة مئوية).
محيطات الماء
المحيطات مراكم حرارة جيدة. يحتوي الماء على موصلية حرارية منخفضة جدًا (0.604 واط / (م⋅ كلفن) عند 20 درجة مئوية) ؛ يحتوي الماء على أعلى حرارة كامنة لتبخر جميع السوائل (44.22 كيلوجول / مول أو 2454.3 كيلوجول / كيلوجرام عند 20 درجة مئوية) ، ومن هنا جاءت كفاءة النتح كوسيلة من وسائل الانتعاش ؛ يحتوي الماء على حرارة انصهار كامنة عالية (6.00 كيلوجول / مول أو 333.0 كيلوجول / كيلوجرام) . ؛ يحتوي الماء على أعلى توتر سطحي بين جميع السوائل (72 ملي نيوتن / متر عند 20 درجة مئوية) باستثناء الزئبق ؛ في الهواء الرطب ،
يتم تسهيل تكوين القطرات الماء أساس الحياة ؛ يرتفع الماء في أنبوب شعري ، مثل النسغ في الأشجار ؛ الماء شفاف للضوء المرئي ، لذلك يمكن للكائنات المائية أن تعيش لأن ضوء الشمس يمكن أن يصل إليها ؛ ومع ذلك ، فإنه معتم للأشعة تحت الحمراء ، يمتصه الهيدروجين والأكسجين وروابطهما ؛ تحت سمك كبير ، يكون الماء والجليد بلون مزرق.
التحلل الإشعاعي:التحلل الإشعاعي للماء هو التفكك ، عن طريق التحلل الكيميائي للماء (H2O) (السائل أو بخار الماء) إلى هيدروجين وهيدروكسيل على التوالي في شكل H · و H O · الجذور ، تحت تأثير إشعاع الطاقة المكثف (الإشعاع المؤين). تم عرضه تجريبيا منذ حوالي قرن.