Obieg wody w przyrodzie

Woda jest nieomal synonimem życia. Wszędzie na Ziemi, gdzie tylko jest woda, poczynając od lodowatych wód pod biegunami, a na gorących źródłach kończąc, znajdują się istoty żywe. Także na odwrót: gdzie nie ma wody, nie ma i życia. Każda żywa istota posiada w swoim składzie wodę. Niektóre stworzenia morskie mają ciało ukształtowane prawie wyłącznie z wody, jak na przykład meduzy (98% masy ciała) czy glony (97%), inne posiadają ją w mniejszych ilościach. Jedno jest pewne, aby organizm przeprowadzał procesy życiowe, musi mieć wodę. Ale woda znajduje się nie tylko w ciałach. Ponad 2/3 powierzchni naszego globu pokrywa woda morska(morza i oceany). Obliczono, że morza zawierają 97,2% wody, jaka znajduje się na naszej Ziemi. Woda słodka stanowi zaledwie pozostałe 2,8% z czego 2,1% uwięzione jest w lodowcach, czyli zostaje okresowo wyłączona z obiegu wody. Zjawisko okresowego wyłączenia wody z obiegu nosi nazwę retencji. Jednakże nawet te zretencjonowane wody podziemne i zawarte w lodowcach podlegają bardzo powolnej wymianie trwającej 5 do 8 tysięcy lat.
Woda na Ziemi jest w ciągłym ruchu. Zmieniając stany skupienia krąży między Ziemią, a niebem. Woda jest jedną z nielicznych substancji, którą w normalnych warunkach na Ziemi można spotkać we wszystkich trzech fazach: stałej(lód), ciekłej i gazowej(para wodna).
W atmosferze woda w fazie stałej występuje w postaci płatków śniegu bądź lodowych kryształków w chmurach. Pojawia się ona również na Ziemi jako pokrywa śnieżna, zamarznięta woda w glebie, bądź przybiera kształt lodowców kontynentalnych lub górskich. Lód może również stanowić składową cześć środowiska-które popularnie nazywamy hydrosferą-tworząc góry lodowe i pola lodowe na oceanach, jak również pokrywę lodową jezior, potoków i rzek. Wzajemne oddziaływanie pomiędzy lodem, globem ziemskim, morzami i atmosferą nigdy nie ustaje. Lód w postaci lodowców przekształca wzniesienia lądów, wydziela się z atmosfery dzięki sublimacji, z hydrosfery zaś wskutek procesu zamarzania, by następnie powracać do tych ośrodków drogą parowania i topnienia. Lód ochładza środowisko powietrzne i wodne, sam zaś ogrzewa się.
Ponad 70% powierzchni Ziemi ukrywa się pod wodami oceanów, które stanowią główne zbiorniki wody w fazie ciekłej na naszej planecie. Wodę znajdujemy również w powietrzu w postaci chmur i spadającego deszczu, na powierzchni zaś Ziemi i w głębi skorupy-w postaci jezior, strumieni, rzek i wód gruntowych, a również jako składnik litosfery. Rola wody w fazie ciekłej we wzajemnym oddziaływaniu z powietrzem i lądami polega na erozji, przenoszeniu gleby i zmianach kształtu podłoża, oraz na przenoszeniu energii z mórz do atmosfery w drodze procesów parowania i kondensacji.

Para wodna to niewidzialna, gazowa faza wody. Pod tą postacią jest ona najobficiej reprezentowana w atmosferze. Para wodna dostaje się do powietrza dzięki parowaniu wody morskiej i słodkiej oraz wskutek transpiracji roślin, opuszcza natomiast powietrze kondensując się w postaci rosy, szronu, bądź cząstek tworzących chmury, które następnie opadają w postaci śniegu lub deszczu.
Czysta woda nie ulega w związku z tymi przemianami fazowymi żadnym reakcjom chemicznym. Jej wzór pozostaje zawsze H2O, niezależnie od tego, czy jest ona parą wodną, czy też ma postać cieczy czy lodu.

Krążenie wody obejmuje więc atmosferę, litosferę i biosferę i wiąże ze sobą wszystkie części hydrosfery-dzięki temu wszystkie wody Ziemi stanowią jedność. Siłami napędowymi krążenia jest energia promieniowania słonecznego i siła ciężkości. Pod wpływem ciepła następuje parowanie wody, a pod wpływem siły ciężkości-opadanie kropli deszczu, przepływ rzek, ruch wód glebowych i podziemnych.
Woda znajdująca się na powierzchni zbiorników wodnych, jak również woda zawarta w glebie i roślinach-paruje dostarczając parę wodną atmosferze, która z kolei powraca na powierzchnię w postaci opadów. Przy dostatecznie dużej wilgotności powietrza i obecności tzw. jąder kondensacji następuje kondensacja, czyli skraplanie pary wodnej do postaci drobniutkich kropelek, które grupują się w widoczne skupienia – chmury.

W wyniku ochładzania na niewielkich wysokościach powietrza zawierającego parę wodną powstają mgły. Chmury, niesione wiatrem przemieszczają się nad powierzchnią lądów, mórz i oceanów. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łączą się ze sobą w większe krople i opadają na ziemię jako deszcz, śnieg lub grad. Woda powracająca na powierzchnię Ziemi jest słodka, bowiem sól i inne związki mineralne rozpuszczone w morzu, nie biorą udziału w procesie parowania. Fakt ten jest niezwykle ważny, ponieważ organizmy żywe do przemiany materii potrzebują wody słodkiej.

Ziemia wchłania opady atmosferyczne i gromadzi je w postaci wód gruntowych. W niektórych miejscach wody gruntowe wydostają się na powierzchnię i tak powstają źródła. Z nich biorą początek strumyki, te z kolei łączą się ze sobą w większe strumienie i rzeki, które wpadają do morza lub oceanu. W ten sposób zamyka się obieg wody w przyrodzie.
Jest to niezbędny warunek życia na Ziemi, kształtuje także powierzchnię planety. Wzgórza i doliny w dużym stopniu zawdzięczają swój wygląd fizycznemu i chemicznemu działaniu wody.

Ciągły obieg wody między kontynentami i oceanami umożliwia także przekazywanie ważnych składników chemicznych.
Zazwyczaj uważa się, że im więcej opadów, tym bujniejsza roślinność. Niemniej jednak ważniejsze jest zestawienie strat i zysków wody w ciągu roku na określonym obszarze, które nazywane jest bilansem wodnym. Mówiąc o roku na myśli mam rok hydrologiczny, który trwa od listopada do października. Dobrym przykładem są tutaj tereny arktycznej tundry, gdzie ilość opadów zbliżona jest do ilości opadów na pustyniach, jednakże bardzo niskie parowanie powoduje, że bilans wodny jest zrównoważony. Taka równowaga wodna przyczyniła się również do powstania żyznych stepów Ukrainy i prerii w USA. Inaczej sytuacja wygląda na terenach puszcz tropikalnych, gdzie opady znacznie przekraczają parowanie. Występuje tam bogaty ekosystem na ubogich glebach. Paradoks ten spowodowany jest faktem, że znaczne ilości wody wypłukują z gleby czynne związki biogenne czyniąc ją jałową. Na szczęście większość z nich zostaje niezwłocznie pochłonięta przez rośliny lub grzyby. Wynika stąd, że jeżeli puszcza zostałaby wycięta, to na jej odtworzenie należałoby czekać co najmniej kilkanaście stuleci. Na szczęście w Polsce taka sytuacja nie występuje i wycięty las może się odtworzyć o własnych siłach w ciągu kilkunastu dziesięcioleci.

Ciekawa sytuacja pojawia się również, gdy do ekosystemów woda dociera inaczej niż z opadów, np. nawadniania przez człowieka. Właśnie w ten sposób wylewy Nilu wspomagały cywilizacje starożytnego Egiptu i późniejsze. Wody rzeki nawadniały pola uprawne, dostarczały mułu - próchnicy biogenów, a także utrzymywały się przez cały okres rozwoju i dojrzewania plonów. Sztuczne nawadnianie przez człowieka na terenach, gdzie parowanie jest wyższe od opadów jest zdecydowanie niekorzystne dla gleby, gdyż prowadzi do kumulacji rozpuszczonych w niej soli, które są bardzo trudne do usunięcia. Takie plantacje pojawiły się w XX wieku zwłaszcza w Kalifornii i Izraelu. Dzisiaj, problem ich zasolenia nie ma tam - jak również w innych miejscach - konkretnego rozwiązania.

Odmienna sytuacja pojawia się na skutek niszczycielskiej działalności człowieka. Na całym świecie zdarzają się powodzie-co pewien czas świat dowiaduje się o tragedii Bangladeszu, gdzie kolejne powodzie powodują czasem dziesiątki, a czasem setki tysięcy ofiar ludzkich. Niektóre są wynikiem wezbrania wód morskich. Wiele z nich jednak wynika z tego, że wody, zamiast wsiąkać w grunt, spływają po jego powierzchni. Niegdyś katastrofalne powodzie zdarzały się raz na 50 lat, pod koniec XX wieku-już co 4-5 lat i coraz częściej. Przyczyna jest prosta-wycięto lasy na stokach Himalajów.

Obieg wody w przyrodzie jest zamknięty, lecz człowiek coraz bardziej ingerując w jego istnienie, może doprowadzić do poważnych zniszczeń. Jeśli tego nie zatrzymamy, nasza planeta bardzo na tym ucierpi, a co za tym idzie, także i my.