ملخص الغلاف المائي على كوكب الأرض — أولى ثانوي

مقدمة

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — البند 1-1

لماذا يبحث العلماء عن الماء على الكواكب الأخرى قبل أي شيء آخر؟ لأن الماء شرط الحياة كما نعرفها. والأرض هي الكوكب الوحيد في المجموعة الشمسية الذي يتميز بغلاف مائي يغطي معظم سطحه. في هذا الدرس نتعرف البيئة وأغلفة الأرض، ثم الغلاف المائي ودورة الماء التي تحرك الماء باستمرار حول الكرة الأرضية.

أهداف التعلم

أن تعرّف البيئة والنظام البيئي وتذكر أغلفة الأرض الأربعة.
أن تحدد نسب توزيع المياه على كوكب الأرض.
أن تشرح عمليات دورة الماء في الطبيعة ولماذا تُعد نظامًا مغلقًا تقريبًا.
أن تفسر دور النتح والعمليات البيولوجية في دورة الماء.

شرح الدرس

البيئة والنظام البيئي

البيئة (Environment): مشتقة من كلمة فرنسية تعني “المحيط”، أي كل ما يحيط بنا. وتشمل عوامل حيوية (الإنسان والنبات والحيوان والكائنات الدقيقة) وعوامل غير حيوية (الضوء والهواء والماء والتربة)، والعلاقات المتبادلة بينها. والبيئة نظام كامل لا تنفصل مكوناته، ويتكون من عناصر فيزيائية وكيميائية وبيولوجية.
النظام البيئي: مجتمع من الكائنات الحية يتفاعل بعضه مع بعض ومع المكونات غير الحية للتكيف مع الظروف المتغيرة، مثل النظم البيئية المائية والصحاري والغابات.

أغلفة الأرض الأربعة المترابطة:

الغلاف	بالإنجليزية
الغلاف المائي	Hydrosphere
الغلاف الجوي	Atmosphere
الغلاف الصخري	Lithosphere
الغلاف الحيوي	Biosphere

وهذه الأغلفة في تغير مستمر، تتأثر بالأنشطة البشرية وتؤثر فيها.

الغلاف المائي وتوزيع المياه

الغلاف المائي: الماء الموجود في كوكب الأرض، وهو ما يميز الأرض عن بقية كواكب المجموعة الشمسية. وتغطي المياه نحو 70% من سطح الكرة الأرضية، وتتوزع كالآتي:

النوع	النسبة التقريبية	أين يوجد؟
مياه مالحة	97%	المحيطات والبحار والبحيرات الملحية، وهي غير صالحة للشرب أو الري مباشرة لارتفاع محتواها من الأملاح
مياه متجمدة	2%	القمم الجليدية القطبية والأنهار الجليدية
مياه عذبة متاحة	1%	الأنهار والبحيرات والجداول والخزانات والمياه الجوفية الصالحة للاستهلاك البشري

دورة الماء في الطبيعة (الدورة الهيدرولوجية)

يوجد الماء على الأرض في حالة تغير مستمر بين حالات المادة الثلاث (الصلبة والسائلة والغازية) في نطاق درجات الحرارة المعروفة على سطح الأرض، ويتحرك باستمرار من مكان لآخر في مسارات تشكل نظامًا مغلقًا تقريبًا يسمى دورة الماء في الطبيعة. وهي نظام قادر على تغيير سطح الأرض فيزيائيًّا وكيميائيًّا وبيولوجيًّا. وتشمل:

التبخر (Evaporation): تحول الماء إلى بخار من المسطحات المائية بفعل حرارة الشمس.
العمليات البيولوجية: مثل التنفس والإخراج في النبات والحيوان، والنتح في النبات.
التكثف (Condensation): تحول بخار الماء إلى قطرات، فيساهم في تكوين السحب.
الترسيب (Precipitation): سقوط الماء في صورة أمطار أو ثلج وغيرها.
التسرب: تسرب المياه خلال مسام التربة والصخور الرسوبية لتكوين المياه الجوفية، ويجري جزء منها على السطح إلى الأنهار والبحيرات (الجريان السطحي).

وتُعد الدورة مغلقة تقريبًا لأن كمية الماء على الأرض ثابتة تقريبًا؛ فالماء لا يُفقد ولا يُضاف بل ينتقل بين المسطحات والهواء واليابس وأجسام الكائنات الحية.

النتح والإخراج

النتح: تخلص النبات من الماء الزائد في صورة بخار ماء من سطحه المعرض للهواء، ويتم معظمه عن طريق فتحات ميكروسكوبية في الأوراق والسيقان الخضراء تسمى الثغور. ومن أهميته:
- خفض درجة حرارة جسم النبات.
- خلق قوة تسحب الماء والأملاح خلال نسيج الخشب فتصعد من الجذر إلى الأجزاء العليا.
الإخراج: يتخلص فيه الكائن الحي من فضلات عمليات التمثيل الغذائي، مثل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والفضلات النيتروجينية (الأمونيا واليوريا وحمض البوليك).

أمثلة وتطبيقات

لو توقف التبخر لاضطرب توازن دورة الماء على سطح الأرض وفي الغلاف الجوي مباشرة؛ لأنه المصدر الرئيسي لبخار الماء في الهواء.
زيادة معدل النتح تؤثر في دورة الماء بطريقة غير مباشرة عن طريق زيادة بخار الماء في الغلاف الجوي.
حساب: إذا كان مجموع مياه منطقة ما 1000 وحدة، فإن المياه العذبة المتاحة منها بنسبة 1% تساوي $1000 \times \frac{1}{100} = 10$ وحدات فقط؛ وهذا يوضح لماذا يجب ترشيد استهلاك المياه العذبة.

ملاحظات مهمة

لا تخلط بين 70% (نسبة سطح الأرض المغطى بالمياه) و97% (نسبة المياه المالحة من إجمالي المياه).
المياه العذبة المتاحة نحو 1% فقط، أما المتجمدة فنحو 2%.
النتح من النبات، والتبخر من المسطحات المائية؛ وكلاهما يضيف بخار الماء للهواء.
الثغور هي المسؤولة عن معظم النتح.

المفاهيم الأساسية

البيئة: كل ما يحيط بنا من عوامل حيوية وغير حيوية والعلاقات بينها.
أغلفة الأرض: المائي والجوي والصخري والحيوي.
توزيع المياه: 97% مالحة، و2% متجمدة، و1% عذبة متاحة، وتغطي 70% من سطح الأرض.
دورة الماء: تبخر، وعمليات بيولوجية، وتكثف، وترسيب، وتسرب؛ وهي نظام مغلق تقريبًا.
النتح: خروج بخار الماء من الثغور، يخفض حرارة النبات ويساعد على صعود الماء والأملاح.

ملخص الدرس

تتكون البيئة الطبيعية من أربعة أغلفة مترابطة: المائي والجوي والصخري والحيوي. ويغطي الماء نحو 70% من سطح الأرض، معظمه مالح (97%)، والمتاح منه للشرب نحو 1% فقط. ويتحرك الماء في دورة شبه مغلقة بالتبخر والنتح والتنفس والتكثف والترسيب والتسرب، فيغير سطح الأرض فيزيائيًّا وكيميائيًّا وبيولوجيًّا. وللنتح دور في خفض حرارة النبات وصعود الماء والأملاح في الخشب.

أسئلة للتدريب

اذكر أغلفة الأرض الأربعة، وعرّف النظام البيئي.
ما نسبة المياه المالحة والعذبة المتاحة والمتجمدة على الأرض؟
اذكر العمليات البيولوجية التي تساهم في دورة الماء.
لماذا تُعد دورة الماء نظامًا مغلقًا تقريبًا؟
ما أهمية عملية النتح للنبات؟