Υδρόσφαιρα

Με τον όρο Υδρόσφαιρα χαρακτηρίζεται το υδάτινο περίβλημα της Γης, που αποτελούν οι Ωκεανοί, Θάλασσες, λίμνες και ποταμοί και στο οποίο συμπεριλαμβάνεται το σύνολο των υπογείων υδάτων καθώς και εκείνο των υδρατμών της ατμόσφαιρας.

Ο όρος αυτός είναι περισσότερο σε χρήση στη Βιολογία και ιδιαίτερα στην Υδροβιολογία, Γεωλογία, Οικολογία, Μετεωρολογία και σε άλλες με περιορισμένη χρήση.

Η Γη είναι ο μόνος πλανήτης του Ηλιακού μας Συστήματος όπου στην επιφάνειά της κυριαρχεί το υγρό στοιχείο. Το νερό καλύπτει το 71% της γήινης επιφάνειας (από το οποίο 97% είναι θαλάσσιο νερό και 3% γλυκό νερό και την χωρίζει σε πέντε ωκεανούς και επτά ηπείρους. Η τροχιά της Γης σε συνδυασμό με την ηφαιστειογένεια, την βαρύτητα, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, το μαγνητικό πεδίο και την ατμόσφαιρα πλούσια σε οξυγόνο είναι οι βασικές αιτίες που κάνουν την Γη τον πλανήτη του νερού.

Αν και η τροχιά της Γης είναι αρκετά απομακρυσμένη ώστε να διατηρεί υγρό νερό, το φαινόμενο του θερμοκηπίου αποτρέπει το νερό από το να παγώσει. Παλαιοντολογικές ενδείξεις δείχνουν πως κάποια στιγμή μετά την αποίκηση των ωκεανών από τα μπλε-πράσινα βακτήρια, το φαινόμενο του   θερμοκηπίου κατέρρευσε με αποτέλεσμα την πιθανή πήξη όλων των ωκεανών για μία περίοδο από 10 σε 100 εκατομμύρια χρόνια σε ένα γεγονός που καλείται «Γη - Χιονόμπαλα».

Σε άλλους πλανήτες, όπως στην Αφροδίτη, ο ατμός καταστρέφεται από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία και το υδρογόνο ιονίζεται και απομακρύνεται από τον πλανήτη μέσω του ηλιακού ανέμου. Αυτή είναι μία υπόθεση για την έλλειψη νερού στην Αφροδίτη, χωρίς υδρογόνο, το νερό αντιδρά με τα στερεά της επιφάνειας δημιουργώντας οξείδια.

Στην ατμόσφαιρα της Γης, ένα στρώμα όζοντος στην στρατόσφαιρα, απορροφά το μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας, αποτρέποντας την αποσύνθεση του νερού. Επιπλέον, η μαγνητόσφαιρα, αποτρέπει την αλληλεπίδραση μεταξύ των στοιχείων της ατμόσφαιρας και του ηλιακού ανέμου.

Τέλος, τα ηφαίστεια εκπέμπουν συνεχώς ατμούς από το εσωτερικό. Η τεκτονική των πλακών της Γης, ανακυκλώνουν τον άνθρακα και το νερό καθώς οι ασβεστόλιθοι εισέρχονται στον μανδύα και εξέρχονται μέσω των ηφαιστείων ως ατμός και διοξείδιο του άνθρακα. Εκτιμάται πως τα ορυκτά του μανδύα περιέχουν τουλάχιστον 10 φορές την ποσότητα του νερού των ωκεανών, αν και το μεγαλύτερο μέρος είναι παγιδευμένο και ποτέ δεν απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.
Αντιληπτό είναι ότι στον όρο Υδρόσφαιρα περιλαμβάνεται το νερό σε οποιαδήποτε κατάσταση κι αν αυτό βρίσκεται (π.χ. νέφος, πάγος κλπ) και σε οποιαδήποτε μορφή υετού ή κατακρημνισμάτων

    

 Κύκλος του νερού

Το φυσικό νερό (πηγών, ποταμών κ.λ.π.) δεν είναι καθαρή χημική ένωση. Περιέχει σχεδόν πάντοτε διαλυμένα ανόργανα άλατα, αέρια και άλλες ουσίες, πολλές φορές και οργανικές. Σχηματίζεται από τη συμπύκνωση των υδρατμών που παράγονται από την εξάτμιση του νερού των ποταμών, των λιμνών και των θαλασσών που πέφτει ως βροχή, χιόνι ή χαλάζι.

Το νερό της βροχής διαλύει διάφορα συστατικά της ατμόσφαιρας, π.χ. διοξείδιο του άνθρακα (CΟ₂), λίγο οξυγόνο και άζωτο, συμπαρασύρει σκόνη, αιθάλη και άλλες αιωρούμενες ουσίες. Φτάνει στη γη ως αραιότατο οξύ, λόγω του διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα. Για το λόγο αυτόν, το φυσικό νερό διαλύει τα δυσδιάλυτα ανθρακικά άλατα του ασβεστίου και του μαγνησίου και τα μετατρέπει σε ευδιάλυτα όξινα ανθρακικά άλατα των στοιχείων.

Κατά την εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια της γης απορροφάται το 30% της ενέργειας του ήλιου που φτάνει στην επιφάνεια της γης με μορφή ακτινοβολίας. Σε αυτό οφείλονται μετεωρολογικά φαινόμενα όπως τυφώνες και τροπικές καταιγίδες

Επιπλέον το κλίμα μιας περιοχής εξαρτάται από την εγγύτητα σε γεωγραφικές περιοχές νερού αλμυρές ή γλυκές, όσο πιο κοντά είναι μια περιοχή σε νερό τόσο πιο ομαλό είναι το κλίμα εξ' αιτίας της μεγάλης θερμοχωρητικότητας του νερού.

Ο κύκλος του νερού (γνωστός επιστημονικά ως «υδρολογικός κύκλος») αναφέρεται στη συνεχόμενη ανταλλαγή του νερού μέσα στην υδρόσφαιρα, δηλαδή μεταξύ ατμόσφαιρας, επιφανειακού νερού, εδαφικού νερού, υπόγειου νερού και βιόσφαιρας.

Το νερό κινείται αέναα μεταξύ αυτών των περιοχών του υδρολογικού κύκλου που αποτελείται (κυρίως) από τις ακόλουθες μεταφορικές διεργασίες:
Δες βίντεο για τον κύκλο του νερού εδώ

1. Εξάτμιση του νερού από τις επιφάνειες των ωκεανών, τις υπόλοιπες υδάτινες επιφάνειες αλλά και τη διαπνοή της βιόσφαιρας (φυτά, ζώα, άνθρωποι κ.τ.λ.) στην ατμόσφαιρα.
2. Συμπύκνωση (συνήθως) σε σύννεφα που περιέχουν σταγονίδια ή και παγοκρυστάλλους και κατακρήμνιση του νερού από τα σύννεφα (συνήθως) με τις μορφές των διαφόρων μετεωρολογικών φαινομένων.
3. Επιστροφή με αποστράγγιση στη θάλασσα, σε άλλες υδάτινες επιφάνειες και στη βιόσφαιρα.

Το μεγαλύτερο ποσοστό του νερού των υδρατμών πάνω από τους ωκεανούς επιστρέφει στους ωκεανούς, αλλά οι άνεμοι μεταφέρουν το υπόλοιπο ποσοστό πάνω από την ξηρά με τον ίδιο ρυθμό με την αποστράγγιση του επιφανειακού ύδατος στη θάλασσα. Ο ρυθμός αυτός εκτιμήθηκε σε 47 τρισεκατομμύρια τόννους ύδατος το χρόνο.

Πάνω από την ξηρά, η εξάτμιση υδάτινων επιφανειών της ξηράς και η διαπνοή της βιόσφαιρας συνεισφέρουν (κατ' εκτίμηση) άλλους 72 τρισεκατομμύρια τόννους ύδατος το χρόνο. Συνολικά μια κατακρήμνιση με ρυθμό που εκτιμήθηκε σε 119 τρισεκατομμύρια τόννους ύδατος το χρόνο, συμβαίνει πάνω από την ξηρά. Η κατακρήμνιση αυτή γίνεται με τα διάφορα μετεωρολογικά φαινόμενα. Τα πιο συνηθισμένα από αυτά περιλαμβάνουν τη βροχή, το χιόνι, το χαλάζι, την ομίχλη, τη δροσιά και την πάχνη. Η δροσιά είναι σταγονίδια νερού που συμπυκνώνονται όταν υψηλής συγκέντρωσης υδρατμοί έρθουν απευθείας σε επαφή με ψυχρό έδαφος. Αν το έδαφος είναι πολύ ψυχρό, μπορεί η δροσιά να μετατραπεί σε πάχνη, με την κρυστάλλωση των σταγονιδίων σε μικρούς παγοκρυστάλλους. Η δροσιά και η πάχνη εμφανίζονται συνήθως την αυγή, λίγο πριν ανατείλει ο ήλιος, οπότε συνήθως η θερμοκρασία του εδάφους είναι η ελάχιστη. Συμπυκνωμένη υγρασία στον αέρα μπορεί επίσης να αναλύσει το ηλιακό φως σχηματίζοντας τοπικά και πρόσκαιρα ουράνιο τόξο.

Ένα ποσοστό των κατακρημνίσεων συσσωρεύεται σε ρυάκια ή και σε χειμάρρους που τελικά ενώνονται σε ποταμούς. Ένα μαθηματικό μοντέλο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσομοιάσει τη ροή των χειμάρρων και των ποταμών και να υπολογίσει παραμέτρους ποιότητας του ύδατος ονομάζεται «μοντέλο υδρολογικής μεταφοράς». Κάποιο ποσοστό από το νερό των ποταμών διοχετεύεται μέσω της άρδευσης στις αγροτικές εκμεταλλεύσεις. Ακόμη, τα ποτάμια, οι λίμνες και οι θάλασσες συχνά παρέχουν ευκαιρίες για ταξίδια και εμπόριο. Μέσω της αποσάθρωσης και της διάβρωσης, οι κατακρημνίσεις μεταβάλλουν το σχήμα του περιβάλλοντός μας, σχηματίζοντας κοιλάδες και δέλτα, που παρέχουν εύφορα εδάφη που χρησιμοποιούνται ως πληθυσμιακά κέντρα. Μια πλημμύρασυμβαίνει όταν μια χαμηλή (συνήθως) περιοχή ξηράς καταλαμβάνεται από νερό. Αυτό συχνά συμβαίνει όταν ποτάμια υπερχειλίζουν και πλημμυρίζουν τις γύρω χαμηλές περιοχές, αλλά μερικές φορές και η θάλασσα πλημμυρίζει παράκτιες χαμηλές περιοχές. Μια παρατεταμένη ξηρασία για μήνες ή ακόμη και για χρόνια δημιουργεί σε μια περιοχή έλλειψη στην παροχή νερού. Αυτό συμβαίνει όταν μια περιοχή λαμβάνει για σημαντικό συνεχές χρονικό διάστημα κατακρημνίσεις κάτω από τον αναμενόμενο μέσο όρο.

Είναι απαραίτητο σε όλες τις γνωστές μορφές ζωής στον πλανήτη μας. Οι άνθρωποι και τα ζώα έχουν στο σώμα τους 55-78% νερό (κατά βάρος), ενώ φθάνει μέχρι και το 90% εκείνου των κυττάρων.

Η παραπάνω εικόνα δείχνει την ποσότητα νερού πάνω στον πλανήτη. Αν και το νερό αποτελεί το 70% της συνολικής επιφάνειας της Γης, επειδή οι ωκεανοί και οι θάλασσες δεν είναι τόσο βαθιές όσο η λιθόσφαιρα, το συνολικό νερό δημιουργεί μια "σταγόνα" με ακτίνα μικρότερη των 700 χλμ. μισή δηλαδή από την ακτίνα της Σελήνης.

Εικονογράφηση Credit & Πνευματικά Δικαιώματα: Jack Cook, WHOI, Χάουαρντ Perlman, USGS εξήγηση από: http://apod.nasa.gov/apod/ap120515.html 

Δείτε περισσότερα:  http://earthspacecircle.blogspot.gr/2013/01/all-water-on-planet-earth.html#.VXOPgfhb344.blogger 

Πιο συγκεκριμένα, 

96,5% του νερού της Γης βρίσκεται στους ωκεανούς (και τις θάλασσες)

1,7% στα υπόλοιπα επιφανειακά νερά (λίμνες, ποτάμια, έλη, κ.τ.λ.) 

1,7% στα παγοκαλύμματα και στις παγωμένες σπηλιές της Ανταρκτικής και της Γροιλανδίας, 0,001% ως υγρασία της ατμόσφαιρας και σε σύννεφα.

Μόνο το 2,5% του νερού της Γης είναι «γλυκό» και 

το 98,8% του πόσιμου νερού βρίσκεται στα παγοκαλύμματα και στα υπόγεια ύδατα. Λιγότερο από 0,3% του γλυκού νερού της Γης βρίσκεται σε ποτάμια, λίμνες και στην ατμόσφαιρα,

το μικρότερο ποσοστό (0,003%) περιέχεται στα σώματα των βιολογικών όντων και σε ανθρώπινης παραγωγής προϊόντα.

Το νερό υπάρχει σ' όλους τους (γνωστούς) ζωντανούς οργανισμούς, ζωικούς και φυτικούς. Στις τροφές υπάρχει σε μεγάλο ποσοστό. Το γάλα π.χ. περιέχει 87%, οι πατάτες 78 %, τα αβγά 74 %, τα λαχανικά και τα φρούτα μέχρι 93 % νερό. 

Στο ανθρώπινο σώμα το νερό περιέχεται σε ποσότητα 70% και στο αίμα 90 %. Μερικές φορές προσκολλάται σε διάφορες χημικές ουσίες και σχηματίζει μ' αυτές ένυδρες ενώσεις, συνήθως κρυσταλλικές, όπως είναι ο ένυδρος θειικός χαλκός, ο γύψος, το θειικό ασβέστιο κ.ά. Το νερό αυτό ονομάζεται «κρυσταλλικό νερό». Άλλοτε πάλι το νερό ενώνεται σταθερά με τα μόρια των χημικών ενώσεων και σχηματίζεται νέα χημική ένωση. 

Το νερό στη Γη κινείται συνεχόμενα μέσω του «κύκλου του νερού» (μια φυσική ανακύκλωση) που περιλαμβάνει την εξάτμιση (κυρίως των θαλασσών), τη μεταφορά της υγρασίας, τη συμπύκνωση, την κατακρήμνιση (με βροχή, χιόνι, χαλάζι, κ.ά. Δείτε λεπτομέρειες παρακάτω) και την αποστράγγιση με την οποία το μεγαλύτερο ποσοστό επιστρέφει στις θάλασσες. Η εξάτμιση και η μεταφορά υγρασίας συνεισφέρουν στις κατακρημνίσεις πάνω από την ξηρά.

                           

                

   

Το νερό ως φυσικός πόρος

Το νερό είναι ένα από τα βασικά συστατικά της ζωής. Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται στα περίπου δύο τρίτα του από νερό, ανάλογα με το μέγεθος του σώματος και την ηλικία. Οι πιο πολλοί οργανισμοί στα βασίλεια των ζώων και των φυτών βασίζονται στο νερό για να πραγματοποιήσουν τις απαραίτητες βιοχημικές αντιδράσεις, προκειμένου να επιβιώσουν.
Εκτός από τις χρήσεις του νερού ως πόσιμο και για την καθαριότητα, οι άνθρωποι επίσης χρησιμοποιούν το νερό για άρδευση. Οι λίμνες, τα ποτάμια και οι θάλασσες αποτελούν τόπο διαμονής των ψαριών, τα οποία είναι άλλη μια πηγή τροφής για τους ανθρώπους.

Το νερό διαδραματίζει επιπλέον περιβαλλοντικό ρόλο. 

Επειδή μπορεί να απορροφήσει μεγάλες ποσότητες θερμότητας πριν αυξηθεί η θερμοκρασία του (θερμοχωρητικότητα), οι ωκεανοί της Γης ρυθμίζουν την θερμοκρασία του πλανήτη. 

Επιπλέον, οι ωκεανοί έχουν μεγάλη ικανότητα αποθήκευσης του CO2, γεγονός που έχει ζωτική σημασία στις μέρες μας, με την αλλαγή του κλίματος και την παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας που προκαλείται από το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Ακόμα κι αν υπάρχει πολύ νερό στον πλανήτη, πολύ λίγο είναι πραγματικά διαθέσιμο στους ανθρώπους. 

Περίπου 97% του συνόλου των υδάτων βρίσκεται στους ωκεανούς, το οποίο είναι υπερβολικά αλμυρό για πόσιμο. 

Από το υπόλοιπο 3%, τα δύο τρίτα βρίσκονται στους πάγους και τους παγετώνες, ή είναι κατεψυγμένα, αφήνοντας μόνο 1% που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους ανθρώπους. Το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του πάγου στη Γη, περίπου το 90%, βρίσκεται στην Ανταρκτική, ενώ οι πάγοι της Γροιλανδίας περιέχουν το υπόλοιπο 10% της παγκόσμιας μάζας πάγου. Στη Γροιλανδία το μέσο πάχος πάγου είναι 1.500 μέτρα, αλλά μπορεί να μπορεί να φτάσει και τα 4.300 μέτρα.

Το νερό γίνεται όλο και πιο σπάνιο αγαθό, και υπάρχουν αρκετές προειδοποιήσεις ότι η επόμενη παγκόσμια σύγκρουση θα μπορούσε να γίνει για την κυριαρχία των υδάτινων πόρων.

Εδώ μπορείς να δεις την πρόβλεψη για 

τα αποθέματα γλυκού νερού στον πλανήτη το 2025

Επειδή το νερό είναι τόσο πολύτιμο, είναι πολύ σημαντικό να γίνει σωστή διαχείριση, με την ελαχιστοποίηση των ζημιών και την αποφυγή της μόλυνσης του, διασφαλίζοντας ότι ο κύκλος του νερού θα συνεχίζεται.

Ο Κύκλος του Νερού

Ο υδρολογικός κύκλος, ή αλλιώς ο κύκλος του νερού, είναι η διαδρομή που κάνει το νερό από τον ουρανό, στην επιφάνεια της γης και κάτω από το έδαφος, πριν ανέβει και πάλι στην επιφάνεια και κινηθεί προς τον ουρανό.

 Το νερό της Γης είναι πάντα σε κίνηση και πάντα σε αλλαγή, από την υγρή μορφή στην αέρια ή σε πάγο ξανά και αντίστροφα. Ο κύκλος του νερού λειτουργεί εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια. Η ζωή στη Γη εξαρτάται απ’ αυτόν. Η Γη θα ήταν πολύ αφιλόξενο μέρος για τη ζωή χωρίς τον υδρολογικό κύκλο.

Υπάρχουν πέντε βασικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια του κύκλου του νερού:

1. Ξεκινώντας με τα σύννεφα, το νερό φθάνει στην επιφάνεια της Γης με τη μορφή των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων (βροχή, χιόνι ή πάγος/χιονόνερο, χαλάζι).
2. Το νερό που φθάνει στην επιφάνεια της Γης απορροφάται από το έδαφος (υπόγεια νερά) και προχωράει προς τα υπόγεια στρώματα του εδάφους (κατείσδυση ή διήθηση), ή ρέει υπόγεια, συναντώντας τα ποτάμια και φθάνοντας τελικά στις λίμνες ή τον ωκεανό.
3. Όταν το έδαφος είναι κορεσμένο με νερό, το περίσσιο νερό ρέει δεν μπορεί να απορροφηθεί και ρέει στις πλαγιές (απορροή), σχηματίζοντας ρέματα και ποτάμια, που τελικά φθάνουν σε μια λίμνη ή στον ωκεανό.
4. Τα νερά στο έδαφος στη συνέχεια θα πρέπει τραβιούνται προς τα πάνω στην επιφάνεια από το ριζικό σύστημα της βλάστησης, και μετατρέπονται από νερό σε υδρατμούς. Από τα φυτά διαφεύγουν μέσω των κυτταρικών μεμβρανών και τους πόρους των φύλλων (διαπνοή). Ένας άλλος τρόπος για το νερό να επανέλθει στην ατμόσφαιρα είναι μέσω της εξάτμισης. Οι υψηλές θερμοκρασίες, οι ισχυροί άνεμοι και η χαμηλή ατμοσφαιρική υγρασία, όλα συμβάλλουν στην εξάτμιση του νερού από τα υδάτινα σώματα (ποτάμια, λίμνες, ωκεανοί).
5. Τέλος, οι ατμοσφαιρικοί ατμοί σχηματίζουν σύννεφα (συμπύκνωση) και όταν επιτευχθεί μια ορισμένη πυκνότητα, το νερό πέφτει στη Γη σε μορφή βροχής.

Αποθήκευση γλυκού νερού: Γλυκό νερό στην επιφάνεια της Γης

Ένα μέρος του υδρολογικού κύκλου, που είναι προφανώς ζωτικής σημασίας για τη ζωή πάνω στη Γη, είναι το γλυκό νερό που βρίσκεται στην επιφάνεια του εδάφους. 

Το επιφανειακό νερό περιλαμβάνει:

• υδατορεύματα (ποτάμια, ρέματα ή ρυάκια)
• λίμνες, 
• ταμιευτήρες (τεχνητές λίμνες)  
• υγρότοπους γλυκού νερού (έλη)

Η ποσότητα του νερού στα ποτάμια και τις λίμνες αλλάζει συνεχώς λόγω της μεταβολής των εισροών (όπως των κατακρημνισμάτων και των παροχών των πηγών) και των εκροών (όπως της εξάτμισης και της διήθησης προς τους υπόγειους υδροφορείς).

Η ποσότητα και η θέση του επιφανειακού νερού, αλλάζει στο χρόνο και το χώρο, ως αποτέλεσμα είτε φυσικών είτε ανθρωπογενών διεργασιών.
Το επιφανειακό νερό επιτρέπει τη συνέχιση της ζωής

Όπως φαίνεται και από αυτή τη φωτογραφία του Δέλτα του Νείλου η ζωή μπορεί να ανθίσει και μέσα στην έρημο, αρκεί να υπάρχει παροχή επιφανειακού (ή υπόγειου) νερού. Το νερό στηρίζει ουσιαστικά τη ζωή στη Γη.

Το γλυκό νερό είναι σχετικά σπάνιο στην επιφάνεια της Γης. Μόνο το 3% του νερού του πλανήτη είναι γλυκό ενώ όλες οι λίμνες και τα έλη μαζί περιέχουν μόνο το 0,29% του γλυκού αυτού νερού. Το 20% του συνολικού γλυκού νερού των λιμνών και ελών βρίσκεται σε μία λίμνη, τη λίμνη Βαϊκάλη στην Ασία. Άλλο ένα 20% βρίσκεται αποθηκευμένο στις Μεγάλες Λίμνες (Huron, Michigan, και Superior) στις ΗΠΑ. Τα ποτάμια περιέχουν μόνο το 0.006% του συνολικού γλυκού νερού του πλανήτη.

Διήθηση: Η προς τα κάτω κίνηση του νερού από την επιφάνεια προς τα εδαφικά στρώματα και τα πετρώματα
Το υπόγειο νερό ξεκινά ως κατακρήμνισμα. Παντού στον κόσμο, τμήμα του νερού που πέφτει ως βροχή ή χιόνι, διηθείται μέσα στο έδαφος. Η ποσότητα του νερού που διηθείται εξαρτάται από έναν αριθμό παραγόντων. 

Η διήθηση των κατακρημνισμάτων που πέφτουν πάνω στους πάγους της Γροιλανδίας μπορεί να είναι πολύ μικρή, ενώ αντίθετα, σ’ αυτή τη φωτογραφία του υδατορεύματος που χάνεται μέσα σε μια σπηλιά, στη Georgia των ΗΠΑ, όλο το νερό γίνεται κατευθείαν υπόγειο νερό!

Τμήμα του νερού που διηθείται μένει κοντά στην επιφάνεια του εδάφους και μπορεί να καταλήξει τελικά σε ένα υδατόρευμα. Ένα άλλο τμήμα του νερού, μπορεί να διηθηθεί πιο βαθιά και να τροφοδοτήσει υπόγειους υδροφορείς. Αν οι υδροφορείς είναι κοντά στην επιφάνεια και αρκετά πορώδεις, ώστε να επιτρέπουν τη γρήγορη κίνηση του νερού, μπορεί να φτιαχτούν πηγάδια και να αντληθεί νερό για διάφορες ανάγκες. Το νερό μπορεί να ταξιδέψει μεγάλες αποστάσεις ή να μείνει αποθηκευμένο υπόγεια για μεγάλα χρονικά διαστήματα πριν επανέλθει στην επιφάνεια μπαίνοντας σε ποτάμια ή τη θάλασσα.

Υπόγειο νερό

Καθώς το νερό διηθείται προς το υπέδαφος, σχηματίζει συνήθως μια ακόρεστη και μια κορεσμένη ζώνη. Στην ακόρεστη ζώνη υπάρχει νερό αλλά και αέρας στα κενά (πόρους) του εδαφικού σχηματισμού, δηλαδή τα κενά αυτά δεν είναι τελείως γεμάτα με νερό. Το άνω μέρος της ακόρεστης ζώνης είναι η εδαφική ζώνη. Η εδαφική ζώνη έχει κενά που δημιουργούνται από τις ρίζες των φυτών, τα οποία επιτρέπουν στο νερό να διηθηθεί. Το νερό στην ανώτερη αυτή ζώνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα φυτά. Κάτω από την ακόρεστη ζώνη βρίσκεται η κορεσμένη, στην οποία το νερό γεμίζει όλους τους πόρους του εδάφους.

Αποθήκευση υπόγειου νερού: Νερό που βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της Γης για μεγάλα χρονικά διαστήματα

Εκτός από τις καθημερινά ορατές ποσότητες νερού, υπάρχουν και τεράστιες μη ορατές ποσότητες νερού – νερού που βρίσκεται και κινείται κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν το νερό αυτό εδώ και χιλιάδες χρόνια και συνεχίζουν και σήμερα να το χρησιμοποιούν κυρίως για ύδρευση και άρδευση. Η ζωή στη Γη βασίζεται στο υπόγειο νερό όπως και στο επιφανειακό.

Το αποθηκευμένο υπόγειο νερό ως μέρος του υδρολογικού κύκλου

Μεγάλες ποσότητες νερού βρίσκονται αποθηκευμένες κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Το νερό αυτό συνεχίζει να κινείται, αν και συνήθως με πολύ μικρή ταχύτητα, και συνεχίζει να αποτελεί μέρος του υδρολογικού κύκλου. 

Το περισσότερο υπόγειο νερό προέρχεται από διήθηση κατακρημνισμάτων. 

Τα ανώτερα στρώματα αποτελούν την ακόρεστη ζώνη όπου η ποσότητα του νερού αλλάζει με το χρόνο αλλά δεν γεμίζει πλήρως τους πόρους του εδάφους. Κάτω από τη ζώνη αυτή υπάρχει η κορεσμένη ζώνη όπου όλοι οι πόροι και οι ρωγμές των πετρωμάτων είναι γεμάτα νερό. Ο όρος υπόγειο νερό χρησιμοποιείται για να περιγράψει αυτή τη ζώνη. Ο χώρος αποθήκευσης του υπόγειου νερό αποδίδεται με τον όρο "υδροφορέας". Οι υδροφορείς ή τα υδροφόρα στρώματα, είναι τεράστιες αποθήκες νερού της Γης και η ζωή εκατομμυρίων ανθρώπων σε όλο τον κόσμο εξαρτάται καθημερινά από αυτούς.
Υπόγειο νερό και υδροφόρος ορίζοντας

Η παραπάνω φωτογραφία δείχνει ένα απλό πείραμα που μπορεί να κάνει κανείς σε μια παραλία εύκολα (αν και ίσως του πάρει μια ώρα κάτω απ’ τον καυτό ήλιο), σκάβοντας μια τρύπα στην άμμο. Είναι ένας παραστατικός τρόπος να παρουσιάσει κανείς το πως μετά από ένα συγκεκριμένο βάθος, το έδαφος, αν είναι αρκετά πορώδες ώστε να κρατά νερό, είναι κορεσμένο με νερό. Η επιφάνεια της λιμνούλας με το νερό μέσα στη τρύπα είναι ο υδροφόρος ορίζοντας, που στη περίπτωση αυτή είναι η προέκταση της επιφάνειας της θάλασσας. Μια και εδώ η στάθμη της θάλασσας αλλάζει λόγω της παλίρροιας, η στάθμη του νερού στη τρύπα ανεβοκατεβαίνει μαζί της. Αν υποθέσουμε ότι με ένα δοχείο προσπαθούσαμε να αδειάσουμε νερό από την τρύπα, αυτή θα ξαναγέμιζε σχεδόν αμέσως γιατί η άμμος είναι πολύ υδροπερατή, δηλαδή το νερό ρέει εύκολα μέσα στα κενά της.

Έτσι λοιπόν, η τρύπα μοιάζει με πηγάδι που δίνει πρόσβαση στο υπόγειο γλυκό νερό. Τα πηγάδια παλιότερα ήταν μικρού βάθους και για να βγάλουν νερό από αυτά χρησιμοποιούσαν κουβάδες. Σήμερα, η τεχνολογία επιτρέπει το άνοιγμα πηγαδιών, ακριβέστερα γεωτρήσεων, σε πολύ μεγαλύτερα βάθη, π.χ. εκατοντάδων μέτρων, που φτάνουν στα βαθύτερα υδροφόρα στρώματα. Η βασική ιδέα είναι όμως η ίδια με τη τρύπα στην άμμο – πρόσβαση σε νερό στην κορεσμένη ζώνη όπου οι πόροι των πετρωμάτων είναι γεμάτοι με νερό.

Εκφόρτιση υπόγειου νερού: η έξοδος του νερού από το υπέδαφος

Το υπόγειο νερό ρέει υπόγεια

Όπως προαναφέρθηκε, τμήμα των κατακρημνισμάτων διηθείται και μετατρέπεται σε υπόγειο νερό. Από το νερό που εισχωρεί στο έδαφος, ένα μέρος κινείται κοντά στην επιφάνεια και ξαναβγαίνει γρήγορα με τη μορφή απορροής προς τα υδατορεύματα, υπό την επίδραση της βαρύτητας. Όμως ένα άλλο μεγάλο μέρος συνεχίζει τη πορεία του προς βαθύτερα στρώματα. Όπως δείχνει το διάγραμμα, η κατεύθυνση και η ταχύτητα του υπόγειου νερού καθορίζεται από τα χαρακτηριστικά των υδροφορέων και των στρωμάτων περιορισμού (υπεδάφια στρώματα, τα οποία διαπερνά το νερό πολύ δύσκολα ή σχεδόν καθόλου). Η υπόγεια κίνηση του νερού εξαρτάται από τη διαπερατότητα (πόσο εύκολο ή δύσκολο είναι στο νερό να κινηθεί) και από το πορώδες (την ποσότητα των κενών μέσα στο υλικό) των στρώσεων. Αν το υπεδάφιο στρώμα επιτρέπει στο νερό να κινείται σχετικά γρήγορα, αυτό μπορεί να διανύσει μεγάλες αποστάσεις στη διάρκεια μερικών ημερών. Μπορεί όμως επίσης να βυθιστεί προς βαθιούς υδροφορείς και να κάνει χιλιάδες χρόνια μέχρι να ξαναβγεί στην επιφάνεια.

Πηγές: Σημεία όπου το υπόγειο νερό βγαίνει στην επιφάνεια

Τι είναι μια πηγή;

Όταν ένας υδροφορέας γεμίζει τόσο ώστε το νερό να υπερχειλίσει προς την επιφάνεια του εδάφους, δημιουργούνται πηγές. Το μέγεθος τους κυμαίνεται από μικρές πηγές που ενεργοποιούνται μόνο μετά από δυνατές βροχές, μέχρι τεράστιες πηγές που λειτουργούν σε μόνιμη βάση και βγάζουν χιλιάδες κυβικά μέτρα νερού ανά ημέρα.

Περιοχή Επτά πηγές, Ρόδος

Πηγές μπορούν να δημιουργηθούν σε κάθε τύπου πέτρωμα, αλλά είναι συνηθέστερες σε ασβεστόλιθο και δολομίτη οι οποίοι διαλύονται από το νερό, ιδιαίτερα όταν έχουν ρωγμές. Αυτά τα πετρώματα έχουν μεγάλη διαπερατότητα και απορροφούν μεγάλες ποσότητες κατακρημνισμάτων, οπότε αυξάνεται η πιθανότητα εμφάνισης πηγών, μέσω των οποίων εξέρχεται στην επιφάνεια το νερό που είχε εισχωρήσει στα πετρώματα.
Το νερό των πηγών δεν είναι πάντα διαυγές

Το νερό των πηγών είναι συνήθως διαυγές. Υπάρχουν όμως πηγές, των οποίων το νερό έχει το "χρώμα του τσαγιού", όπως αυτή η πηγή στο Colorado των ΗΠΑ. Το κόκκινο χρώμα προκαλείται από το γεγονός ότι το υπόγειο νερό έρχεται σε επαφή με ορυκτά, όπως ο σίδηρος. Η παρουσία χρώματος στο νερό των πηγών μπορεί να δείχνει ότι το νερό περνά γρήγορα μέσα από μεγάλες υπόγειες διόδους, χωρίς να φιλτράρεται αρκετά από τα πετρώματα ώστε να φύγει το χρώμα
περισσότερα στοιχεία για τις πηγές εδώ:http://www.geo.auth.gr

πηγή:http://www.seos-project.eu
           http://water.usgs.gov/edu

  Σύνδεσμοι

1. http://www.ypeka.gr/Default.aspx?tabid=245&language=el-GR
2. http://geodata.gov.gr/maps/?zoom=7&lat=4641121.16119&lon=2782857.20762&layers=lekanes_aporrohs&layeropacity=100&baselayer=google&baselayeropacity=100
3. http://ebooks.edu.gr/modules/ebook/show.php/DSGYM-B202/219/1998,5027/extras/images/2_1/KEF2_1_to_nero_ston_planiti.jpg
4. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/94/Water_cycle.png/400px-Water_cycle.png
5. https://www.google.gr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.protothema.gr%2Feconomy%2Farticle%2F429012%2Fble-hrusos-poso-axizei-to-nero-tou-planiti-%2F&ei=Pxl5VIOIFYjLaJaagLgB&psig=AFQjCNErVimH5XZ6pAFjAu4bpJGMreZIlQ&ust=1417307258341216
6. https://www.google.gr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http%3A%2F%2Fmicro-kosmos.uoa.gr%2Fgr%2Fmagazine%2Fergasies_foititon%2Fekptech%2Fkuklosnerou%2Fokuklos.htm&ei=jxl5VIuTPI7OaL-sgvgN&psig=AFQjCNErVimH5XZ6pAFjAu4bpJGMreZIlQ&ust=1417307258341216
7. http://kpe-kastor.kas.sch.gr/biodiversity_site/photos/world-map.gif
8. http://apocalypsejohn.com/wp-content/uploads/ezgif.com-resize.gif