Detectarea apei în componentele Superprof

16 iulie 2019 ∙ 10 minute timp de citire

Ciclul apei pe Pământ

Ciclul apei este un proces prin care apa se deplasează între diferite locuri, schimbând în același timp forma și starea.

Vorbim despre un ciclu, deoarece, de fapt, nu există pierderi, deoarece cantitatea de apă care intră în acest proces rămâne întotdeauna aceeași, doar suferă schimbări de stare.

Este un ciclu biogeochimic și înseamnă că, la fel ca toate ciclurile biogeochimice, acesta se referă la ciclul elementelor chimice necesare manifestării și desfășurării vieții. În cazul ciclului apei, elementele chimice sunt depozitate în rezervoare care sunt:

• Atmosfera;
• Hidrosfera și elementele care se formează acolo;
• Solurile și rocile litosferei;
• Biosfera.

Majoritatea apei stocate pe Pământ se află în oceane și mări. În ceea ce privește apa dulce, principalele sale resurse se găsesc în ghețari.

Cu toate acestea, ciclul apei se distinge de alte cicluri biogeochimice prin două caracteristici, deoarece molecula de apă nu suferă nicio transformare în timpul ciclului său, iar ființele vii intervin foarte puțin.

Distribuția apei pe planetă

Apa este cel mai comun element de pe planetă, dar și cel mai important element constitutiv al ființelor vii.
Omul este de fapt el însuși format din 70% apă).

97,5% din apa de pe Pământ este sărată. Prin urmare, constituie oceanele și mările planetei noastre. La nivelul emisferelor, cea din nord conține mai puțină apă decât cea din sud și toate zonele sărate ale acestor două emisfere reprezintă 1350 milioane km 3. Prin urmare, acestea acoperă două treimi din planetă.

Restul apei disponibile pe Pământ este apă dulce. Dintre acestea din urmă, 2,59% sunt imobilizate de apele subterane sau sub formă de gheață (apă care nu este disponibilă direct ființelor vii). Restul de 0,1% reprezintă apa de suprafață și apa de umiditate a solului, aceasta din urmă fiind accesibilă ființelor vii.

Cel mai mare rezervor de apă dulce din lume este Lacul Baikal. Este situat în Siberia și reprezintă 1/5 din rezervorul mondial cu o adâncime de peste 1600 de metri !

Cu toate acestea, doar 0,007% din apa hidrosferică poate fi utilizată de oameni și este alcătuită din aceste rezervoare:

• Curs de apă;
• Lacuri;
• Straturi de sub-suprafață.

Restul nu este ușor de exploatat sau ar necesita costuri de forare prea mari

Diferitele rezervoare naturale

Putem considera că, în funcție de caracteristicile și natura rocilor, putem găsi 3 tipuri principale de rezervor:

• Rezervor poros: compus din roci sedimentare poroase, cum ar fi, de exemplu, calcar sau gresie.

În acești pori, apa din precipitații efective este stocată și acumulată.

Acest mediu poros poate fi considerat heterogen pe scară largă (microscop sau lupă binoculară), dar considerat omogen pe scară mică (scară de câmp). Prin urmare, geologul va observa datele de teren (prin sondaj, foraj etc.).

• Rezervor crăpat: compus din roci ne poroase (fără stocare de apă în pori), dar roci fracturate și crăpate unde poate fi stocată apa (de exemplu: granit, bazalt, roci magmatice în general, calcar micritic)

Pentru a exista depozitare, trebuie să existe suficiente fisuri și fisurile trebuie să fie interconectate astfel încât apa să poată curge și colecta. Cu cât mergi mai adânc, cu atât sunt mai puține fisuri. Stânca va fi doar un rezervor în zona superficială (10m de rezervor pe 50m de granit). Mediul este eterogen la scară largă și omogen la scară mică.

• Rezervor carstic: mediu carbonat, calcar care suferă dizolvare. Mai întâi este crăpat și apoi format în conducte și peșteri. Mediul este eterogen indiferent de scară.

În hidrogeologie, disociem metodele de abordare pentru medii fisurate și poroase pentru medii carstice (facem urmăriri pentru a urma conductele).

Este important să ne amintim că, în funcție de tipul de rezervor, rata de transfer a apei și a poluanților va fi diferită:

• Mediu poros: o picătură de apă durează 1 an pentru a parcurge orizontal 1 km.

Apa de ploaie eficientă va pătrunde, va trece prin nisip până la un strat impermeabil și va fi reținută și depozitată în porii nisipului. Când toți porii sunt umpluți cu apă, vorbim despre o zonă saturată

• Mediu saturat: o picătură de apă durează între 3 și 6 luni pentru a parcurge orizontal 1 km.

Apa de ploaie eficientă se va scurge atâta timp cât fisurile sunt suficient interconectate.

• Mediu carstic: o picătură de apă durează 1 până la 30 de ore pentru a călători orizontal, 1 km.

Se deduce astfel conceptul de vulnerabilitate a mediului: cum va reacționa mediul la poluarea suprafeței.

Într-un mediu carstic, riscul este mai mare deoarece apa circulă foarte repede, este mai vulnerabilă decât mediul poros. Mediul poros este mediul cel mai puțin vulnerabil, deoarece viteza sa de transfer este mai mică.

Observăm noțiunea de vulnerabilitate pentru a proteja mediile.

Apa nu este filtrată într-un mediu carstic, există o mulțime de dizolvare și, prin urmare, elemente în suspensie. Calitatea apei se schimbă odată cu precipitațiile.

Aisbergurile sunt o rezervă importantă de apă dulce.

Panza freatica

Definiții

Un acvifer este solul (sau roca) ai cărui pori sau fisuri comunică și sunt suficient de mari pentru ca apa să circule liber sub efectul gravitației. Pentru a simplifica, acvifer = rocă de rezervor + apă

Un acviclude corespunde solului (sau stâncii) care conține apă, dar ai cărui pori sau crăpături sunt prea mici sau nu comunică pentru ca apa să circule liber sub efectul gravitației, de exemplu, argila. Acvicludul stă la baza acviferului.

Un aquitard corespunde solurilor (sau rocilor) care sunt prea slab permeabile pentru a permite curgerea laterală prin gravitație, dar suficient de permeabile pentru a permite un transfer vertical lent către sau de la un acvifer (fenomen de drenaj), cum ar fi, de exemplu, foarte argilos.

---