De unde vine apa?

De la Capisci

Salt la: navigare, căutare

Toţi copiii se întreabă, mai devreme sau mai târziu, de unde vine sau unde se duce apa. Un răspuns foarte scurt ar fi că apa nu se duce nicăieri – ea se tot învârte, de multe ori, între noi oamenii şi restul planetei. Dar hai să vedem mai exact ce se întâmplă.

Cuprins

Apa în corpul tău

Ştii că din când în când ţi se face sete şi bei apă sau suc. După cum ai să vezi imediat, apa poate să apară sub foarte multe deghizări – şi sucul este de fapt tot apă, doar că are în plus şi alte substanţe care-i dau un gust, o culoare sau chiar bule. Deci sucul, chiar şi sucul de portocale făcut în casă, este ca un fel de sirop: este apă plus încă ceva.

În plus, mai ştii şi că apa pe care o bei nu rămâne pentru totdeauna în tine – nici n-ar avea loc, unde ai putea să ţii atâtea şi atâtea pahare de apă şi de suc? Apa pe care o bei iese în cea mai mare parte atunci când faci pipi. În afară de asta, dacă alergi sau te joci atunci transpiri, iar transpiraţia se evaporă – iar transpiraţia este tot apă care părăseşte corpul tău. În plus, ştii bine că iarna scoţi aburi când respiri, nu-i aşa? Aburii ies tot timpul, doar că atunci când este cald nu-i vedem – cum aburii sunt şi ei tot apă, asta e altă metodă prin care apa iese din corpul tău.

Unde se duce apa mai departe

Atunci când faci pipi la toaletă, apa ajunge la canal. Canalul este o ţeavă care merge pe sub pământ; ea porneşte de la casele oamenilor şi ajunge la un fel de fabrică. „Fabrica” asta se numeşte staţie de epurare a apei, iar treaba ei este să primească apă murdară (adică apa care vine prin canal) şi să o transforme în apă curată. Am spus mai sus că sucul pe care îl bei este ca un sirop: apă plus încă ceva. Apa murdară din canal este tot apă plus încă ceva – doar că aici e murdărie în loc de sirop. Deci staţia de epurare nu face decât să separe apa de murdărie – doar că e mult mai greu să scoţi ceva din apă decât să adaugi ceva în apă. De-asta e nevoie de ceva care seamănă cu o fabrică. Şi deşi trece printr-o fabrică întreagă, apa care iese din staţia de epurare este încă prea murdară ca să fie băută. Tocmai pentru că apa e atât de greu de curăţat este important să nu lăsăm robinetul pornit şi să nu tragem apa atunci când nu este nevoie: toată apa care ajunge în canal este curăţată cu greu într-o staţie de epurare.

Pe lângă faptul că apa murdară e greu de curăţat, mai e şi foarte multă. De exemplu numai în Bucureşti ajung la canal cam 40 de căzi de apă în fiecare secundă![1] După ce apa este curăţată în staţia de epurare, ea este lăsată să curgă în râuri. În felul ăsta, ea se întoarce în natură. Dar de acolo ce se întâmplă cu ea?

Circuitul apei în natură

Apa curgea în râuri cu mult înainte de a începe oamenii să construiască oraşe, canalizări şi staţii de epurare – faptul că oamenii aruncă apa folosită înapoi în râuri nu schimbă cu nimic felul în care circulă apa pe planeta noastră. Aşadar, cum circulă? Hai să pornim de la râuri, fiindcă aici am ajuns cu povestea – însă vei vedea că apa se învârte într-un cerc, deci în acest circuit nu există un început anume.

Pârâurile, râurile şi fluviile sunt toate ape curgătoare. O mică parte a apei din apele curgătoare se evaporă, însă cea mai mare parte curge mai departe, în jos. Şi curge, şi tot curge, până nu mai are unde să curgă: dacă nu mai există nimic mai jos decât fundul apei curgătoare, apa nu mai curge ci se adună într-un loc. Atunci când nu mai are unde să curgă, apa se numeşte apă stătătoare. În funcţie de câtă apă reuşeşte să se strângă la un loc, apele stătătoare sunt bălţi, lacuri, mări sau oceane.

Abia acum vine partea interesantă: unde se mai duce apa atunci când ajunge într-o apă stătătoare? Că doar e stătătoare, nu-i aşa? Pe de altă parte dacă ar rămâne acolo iar râurile şi fluviile ar tot aduce apă atunci s-ar umfla şi s-ar tot umfla şi ar ocupa tot Pământul! Ei bine, o parte a apei din apele stătătoare se evaporă – de-asta nu ne inundă apele stătătoare.

Am spus mai sus că o parte din apa pe care o bei se evaporă prin transpiraţie. Altă parte din apa pe care o bei iese sub formă de abur prin respiraţie, ceea ce e de fapt tot evaporare. Apoi am văzut că şi apa din apele curgătoare, dar mai ales din apele stătătoare se evaporă şi ea. Iar atunci când faci pipi, apa ajunge tot în ape curgătoare. În plus, îţi dai seama că nu doar oamenii fac pipi, transpiră şi respiră: toate animalele fac asta, de la şoarece la elefant. Ba chiar şi plantele transpiră apa pe care o absorb prin rădăcini! Până la urmă toată apa folosită pe Pământ ajunge să se evapore! Bine, dar ce se întâmplă cu toată apa asta?

Apa care se evaporă ajunge în aer, sub formă de vapori. Vaporii de apă sunt acelaşi lucru cu aburii pe care-i vezi ridicându-se din ceaiul fierbinte; ca şi aburul din ceai, vaporii de apă se ridică. Dar de ce se ridică? Pur şi simplu pentru că sunt mai uşori decât aerul – aşa cum o bucată de lemn scufundată în apă încearcă să se ridice, aşa şi vaporii de apă încearcă să se ridice atunci când sunt „scufundaţi” în aer. Şi se ridică, şi se tot ridică... până când?

Vaporii de apă nu pot urca mai sus, aşa că se grupează toţi într-un loc.

Ei bine, de obicei vaporii de apă se ridică până ajung la cer! Nu-i aşa că e extraordinar să te gândeşti că aburii din ceaiul tău ajung pe cer? La fel ca bucata de lemn care se ridică până când nu mai e apă deasupra ei, vaporii de apă se ridică până când deasupra lor nu mai e aer mai greu decât ei. Însă am văzut că jos, unde trăim noi, apa se evaporă tot timpul – din animale, din ape stătătoare, din ceaiul tău, vaporii de apă „curg” tot timpul în sus, spre cer. Iar acolo sus, în cer, vaporii se lovesc de o barieră, ca lemnele de suprafaţa apei. Aşa că se adună vapori de apă şi se tot adună, şi încă se mai adună din toată apa care se evaporă într-una până când vaporii de apă se strâng în nişte gogoşi atât de mari şi cu atât de mulţi vapori apă încât ajungem să-i vedem de jos, de unde locuim noi: aceştia sunt norii.

Imaginează-ţi un pahar plin cu apă în care torni sirop foarte, foarte încet. La început e numai apă transparentă. Pe urmă începe să se vadă un pic de sirop pe fundul paharului. Pe măsură ce siropul curge în apă, pe fundul paharului începe să se strângă un strat din ce în ce mai gros de sirop. Cam acelaşi lucru se întâmplă şi cu norii, numai că ei curg în sus. Apa se evaporă şi vaporii urcă tot timpul, aşa cum siropul curge către fundul paharului. La fel ca siropul, vaporii se tot adună şi devin din ce în ce mai groşi: la început nici nu-i vezi, pe urmă sunt străvezii, apoi devin albi şi pufoşi, iar în final sunt aproape negri.

Spre deosebire de sirop, vaporii de apă au o ciudăţenie. Deşi vaporii de apă sunt mai uşori decât aerul, atunci când se îngroaşă suficient, vaporii se transformă înapoi în apă.[2] Iar despre apă ştim bine că e mai grea decât aerul – altfel lacurile ar pluti în aer! Aşa că atunci când se îngroaşă suficient, norii se tranformă înapoi apă. Această apă cade înapoi pe pământ, iar noi o numim ploaie. Atunci când e frig apa din ploaie îngheaţă şi o numim zăpadă. Dar indiferent de anotimp, apa care cade din nori este întotdeauna apa care s-a evaporat de pe pământ.

Fie ploaie, fie ninsoare, apa din nori ajunge înapoi jos. Aici poate să cadă înapoi în apă sau pe pământ. Dacă ajunge în apă atunci nu se întâmplă nimic deosebit. Fie că pică într-o apă curgătoare sau într-una stătătoare, apa din nori se adaugă în circuitul despre care am vorbit mai sus: până la urmă ajunge într-o apă stătătoare, se evaporă şi se transformă în nori. Însă cu apa care ajunge pe pământ se întâmplă lucruri mult mai interesante.

Apa care cade pe pământ (şi nu pe apă) poate să păţească mai multe lucruri:

  • o parte curge pur şi simplu pe pământ. Dacă se strânge suficientă formează un pârâu, iar dacă se strâng mai multe pâraie se formează un râu.
  • o parte intră în pământ (se infiltrează), îşi face loc precum o râmă şi curge pe sub pământ. Oamenii folosesc apa asta atunci când sapă fântâni. Apa care curge pe sub pământ se numeşte apă freatică sau pânza freatică.[3]
  • o parte îngheaţă pe vârfurile munţilor. Ştii că dacă un munte e suficient de înalt, acolo e zăpadă şi vara. Deci zăpada care cade acolo nu se topeşte niciodată. Atunci când ninge cade zăpadă peste zăpada care era deja acolo, iar zăpada care era deja acolo stă peste un strat mai vechi de zăpadă, şi tot aşa. Jos de tot, greutatea zăpezii de deasupra împinge atât de tare încât zăpada se transformă într-o bucată uriaşă de gheaţă. Dar pentru că e frig tot timpul, gheaţa asta nu se topeşte niciodată – aceste bucăţi uriaşe de gheaţă sunt gheţarii. Pentru că gheţarii sunt foarte mari şi foarte grei, ei se rup încet-încet şi curg foarte încet pe munte, cam aşa cum curge glazura de ciocolată de pe vârful unei îngheţate de vanilie. Însă deşi sus, pe vârf, este întotdeauna foarte frig, în partea de jos a muntelui nu e tot timpul frig – aşa că la un moment dat partea de jos a gheţarului se topeşte şi se transformă în apă. La fel ca apa care cade din nori, şi apa topită din gheţari curge pur şi simplu sau se infiltrează în pământ.[4]

Uneori apa care se infiltrează întâlneşte sub pământ un strat de piatră, lut sau alt material prin care nu poate trece. De multe ori stratul acesta se termină sau este găurit, aşa că apa poate continua să curgă pe sub pământ, formând reţeaua de apă freatică. Însă uneori nu se întâmplă aşa, iar apa care s-a infiltrat într-un strat subţire de pământ este condusă înapoi la suprafaţă – aşa apar izvoarele.

Ei, de-acum ar trebui să fie destul de clar ce se întâmplă. Apa care curge pe pământ se transformă în pâraie, râuri şi fluvii, care ajung în bălţi, lacuri, mări şi oceane, din care se evaporă... şi aşa mai departe. O parte din apa freatică ajunge în izvoare, fântâni sau este scoasă în alte feluri şi este folosită de oameni. Chiar şi apa freatică pe care nu o folosesc oamenii ajunge până la urmă să curgă tot în ape stătătoare – deşi curge la adâncime, ea ajunge până la urmă tot în mări şi oceane.[5]

Am obţinut deci răspunsul la întrebările noastre: apa se duce în râuri şi vine din pânza freatică. Însă apa din râuri ajunge în ape stătătoare, de unde se evaporă, se transformă în nori şi curge înapoi pe pământ unde formează pânza freatică. Deci până la urmă apa nu face decât să se învârtă în cerc – ea nu pleacă nicăieri, ci este tot timpul lângă noi.

Cum funcţionează circuitul apei?

Am vorbit mult despre felul în care apa se tot învârte între apă şi nori. Dar te-ai întrebat de ce se întâmplă asta? Sigur că odată ce s-a evaporat şi s-au format norii apa e nevoită să cadă înapoi pe pământ mai devreme sau mai târziu. Dar de ce se evaporă? De ce nu stă cuminte în lacuri, mări şi oceane?

Soarele. Razele Soarelui încălzesc Pământul, deci şi apa de pe Pământ. Cu cât Pământul se încălzeşte mai mult de la Soare, cu atât apa îngheţată se topeşte şi apa lichidă se evaporă. Invers, cu cât Pământul se încălzeşte mai puţin, cu atât apa lichidă îngheaţă mai mult şi se evaporă mai puţin. Dacă te gândeşti la circuitul apei în natură ca la un motor care se tot învârte, razele Soarelui sunt „benzina” acestui motor.

Dar motoare diferite folosesc benzina în mod diferit. Unele o ard mai repede, altele mai încet; unele merg mai mult cu aceeaşi cantitate de benzină, altele mai puţin. Şi Pământul poate folosi căldura de la Soare în mai multe feluri. Dacă aerul este curat atunci o parte din razele Soarelui se lovesc de pământ (sau de apă) şi se reflectă ca într-o oglindă înapoi spre Soare. Însă dacă aerul este murdar atunci Pământul e ca o oglindă murdară, din care nu se mai întoarce la fel de multă lumină. Iar dacă lumina nu se întoarce spre Soare înseamnă că rămâne pe Pământ – deci cu cât aerul este mai murdar, cu atât Pământul se încălzeşte mai mult.

Din păcate toate lucrurile care ne fac viaţa comodă strică aerul. Cu cât ţii calculatorul sau lumina pornită mai mult timp, cu atât consumi mai mult curent şi o centrală electrică de undeva trebuie să ardă cărbune ca să producă electricitate, aşa că aerul este poluat (adică murdărit, îmbibat de fum şi dioxid de carbon). Cu cât te plimbi mai mult cu maşina cu atât maşina arde mai multă benzină sau motorină, aşa că aerul este poluat. Cu cât consumi mai multă apă caldă cu atât cineva arde un combustibil ca s-o încălzească, deci aerul este mai poluat. Cu cât iroseşti mai multă apă cu atât staţiile de epurare trebuie să muncească mai mult, deci folosesc energie, deci aerul este mai poluat. Cu cât cumperi mai multe lucruri noi cu atât fabrica munceşte mai mult, consumă energie şi poluează aerul.

Până de curând oamenii nu şi-au dat seama că poluarea lor schimbă felul în care funcţionează Pământul. Aşa că multă vreme nu ne-a interesat prea mult câtă benzină consumăm, cât cărbune ardem sau câtă apă irosim. Însă încet-încet oamenii încep să-şi dea seama că lucrurile care ne fac viaţa comodă sunt cele care schimbă Pământul. Dar oare cât sunt de importante schimbările astea? Hai să vedem.

Importanţa şi echilibrul circuitului apei

Experiment

Verifică singur cum se curăţă apa prin evaporare!

Experimentul

  1. Roagă un părinte sau un bunic să-ţi facă o ceaşcă de cafea tare. (O să fie distractiv să vezi cum reacţionează când le ceri să-ţi facă o cafea!)
  2. Roagă-i să-ţi arate cum se face cafeaua şi să-ţi explice ce se întâmplă.
    Nu încerca să faci tu cafea, nici după ce ai văzut cum se face – te poţi opări foarte tare şi ai putea să suferi foarte mult timp!
  3. După ce se răceşte cafeaua aşează ceaşca într-un loc unde să nu încurce pe nimeni dar să te poţi uita la ea oricând doreşti. Nu o lăsa afară dacă e iarnă, o să îngheţe şi nu se va întâmpla nimic interesant.
  4. Las-o acolo câteva zile. Eventual fotografiază cafeaua din ceaşcă din când în când (probabil de două-trei ori pe zi, n-are rost să o fotografiezi mai des).
  5. Compară fotografiile de la o zi la alta şi încearcă să-ţi dai seama când nu se mai schimbă nimic.

Rezultatele

Citeşte acest articol, fă experimentul şi încearcă să răspunzi singur la următoarele întrebări:

  • Ce observi că se întâmplă cu cafeaua din ceaşcă pe măsură ce trece timpul?
  • Ce rămâne în ceaşcă? Ce pleacă din ceaşcă? Cum se întâmplă asta?
  • Ce crezi că se va întâmpla până la urmă? De ce?
  • După câte zile nu se mai întâmplă nimic? De ce nu se mai schimbă nimic?

Fotografiază-ţi experimentul, trimite-ne fotografiile şi promitem să le publicăm pe site! Pentru detalii vezi Capisci:Fotografii experimente.

Am văzut mai sus că pentru a curăţa apa murdară din canal este nevoie de staţii de epurare. Dar acestea nu curăţă apa perfect – ar fi prea dificil şi inutil. Dacă vă gândiţi un pic la apele stătătoare în care ajunge apa până la urmă o să vă daţi seama că cea mai mare parte a apei de pe Pământ este sărată – doar lacurile conţin apă dulce, dar ele sunt mici în comparaţie cu toate mările şi oceanele de pe Pământ. Atunci cum de avem tot timpul apă bună de băut? Cheia este evaporarea apei: atunci când apa se evaporă ea lasă în urmă toate substanţele cu care era amestecată – sare, sirop, murdărie, totul rămâne în urmă. Dacă circuitul apei ar fi deranjat atunci am rămâne cu apa murdară din canale şi apa sărată din oceane, deci ar fi tare greu să mai găsim apă de băut!

Acum gândiţi-vă un pic la felul în care se întâmplă lucrurile într-un lac de munte izolat de mări şi oceane. În fiecare moment câteva pârâuri, câteva izvoare poate câteva râuri aduc apă din vârful muntelui. Pe de altă parte, în fiecare moment o parte din apa lacului se evaporă. Aceste două lucruri se întâmplă de milioane de ani în fiecare moment din fiecare zi din fiecare an, absolut tot timpul! Dacă într-un an vine mai multă apă decât se evaporă atunci lacul inundă pădurile şi oraşele din jur. Dacă într-un an se evaporă mai multă apă decât vine atunci nivelul lacului scade şi poate chiar să sece. Dar lacul nici nu a scăzut şi nici nu a crescut de mii de ani! Asta înseamnă că în lac vine tot timpul exact atâta apă câtă se evaporă – sau putem spune invers, se evaporă exact atâta apă câtă vine. Iar acum gândiţi-vă că acelaşi lucru se întâmplă în toate apele din lume – toate râurile, fluviile, lacurile, mările şi oceanele din lume se află în echilibru de mii de ani, deşi apa curge şi se evaporă tot timpul!

Acest echilibru extraordinar al nivelului apei pe tot Pământul este aproape magic. Nici cele mai avansate cercetări nu reuşesc să explice cum şi de ce se păstrează acest echilibru. Şi asta pentru că există o mulţime de lucruri mai mici sau mari care influenţează tot timpul acest echilibru între cantitatea de apă care se evaporă, cantitatea de apă care curge pe pământ şi prin pământ şi cantitatea de apă care îngheaţă şi se topeşte în fiecare moment, pe tot Pământul. Mai mult, fiecare din lucrurile care influenţează circuitul apei se influenţează până la urmă şi ele unele pe altele. De exemplu dacă e mai cald atunci se topeşte mai multă apă, deci se evaporă mai multă apă, deci plouă mai mult, deci bate vântul mai mult, deci se face mai frig – deci, până la urmă, dacă e mai cald atunci e mai frig! Însă alte dăţi, dacă e mai cald atunci se topeşte mai multă apă îngheţată, iar apa lichidă absoarbe mai multă căldură, deci e mai cald – deci cu cât e mai cald, cu atât se face şi mai cald!

Tocmai pentru că acest echilibru este foarte fragil şi foarte greu de înţeles, din ce în ce mai multă lume este îngrijorată că s-ar putea ca felul în care se comportă oamenii pe planeta noastră să strice acest echilibru. Nimeni nu ştie exact ce s-ar putea întâmpla dacă deranjăm acest echilibru, însă mulţi oameni cred că s-ar întâmpla tot felul de lucruri rele: mulţi n-am mai avea apă de băut, ar putea să fie din ce în ce mai multe furtuni şi inundaţii, ba chiar s-ar putea ca apa din mări şi oceane să se ridice atât de mult încât să inunde permanent multe zone care acum sunt locuite.

Deşi nimeni nu ştie sigur ce s-ar putea întâmpla dacă l-am da peste cap, circuitul apei este atât de important încât din ce în ce mai mulţi oameni spun că ar trebui să ne străduim cu toţii să nu-l stricăm. Cu toţii putem ajuta, chiar şi tu:

  • Reciclează: nu arunca hârtie, plastic şi sticlă la gunoi – strânge-le separat şi pune-le în containerele de reciclare din cartierul tău. Dacă nu ştii unde, vorbeşte cu părinţii. Dacă nu există, întreabă-i de ce oraşul vostru nu reciclează.
  • Economiseşte: nu lăsa lumina aprinsă degeaba. Nu lăsa caloriferul pornit atunci când eşti plecat de acasă sau aeriseşti. Nu lăsa robinetul pornit degeaba. Nu trage apa la toaletă doar pentru o bucăţică de hârtie.
  • Discută: interesează-te şi vorbeşte cu părinţii şi prietenii despre mediu – bunicii şi părinţii tăi nu au fost foarte grijulii cu el, aşa că tu şi prietenii tăi sunteţi cei care trebuie să-l facă bine. Deci este foarte important ca voi să ştiţi cât se poate de multe despre felul în care este ameninţat şi felul în care trebuie protejat.

Note

  1. În jur de 14-15 m³, conform articolului Bucureşti, singura capitală din Europa fără staţie de epurare, ziarul Adevărul, aprilie 2009.
  2. Procesul prin care vaporii de apă se transformă înapoi în apă se numeşte condensare. Condensarea este inversul evaporării – evaporarea este transformarea unui lichid în vapori, condensarea este transformarea unor vapori în lichid.
  3. I se spune „pânză” pentru că apa freatică curge printr-o reţea de pâraie subterane, iar această reţea invizibilă poate fi imaginată şi ca o ţesătură, ca o pânză.
  4. Pe vârful muntelui e frig tot timpul, dar mai jos e frig iarna şi cald vara. Aşa că iarna gheţarii pot să ajungă destul de jos pe munte şi imediat cum începe să se încălzească partea de jos a gheţarilor de topeşte. Din acest motiv primăvara au loc multe inundaţii, unele şi la noi în ţară.
  5. În funcţie de particularităţile straturilor subterane, apa freatică poate ajunge înapoi la suprafaţă în câteva zile sau în mii de ani. Cel mai lent „filon” de apă freatică a fost descoperit în Australia, unde apa a stat sub pământ cel puţin un milion de ani!