Ugrás a tartalomhoz

Hidrobiológia

Csizmarik Gábor (2011)

Szent István Egyetem

2. fejezet - A vízkészletek eloszlása a Földön és a globális vízciklus

2. fejezet - A vízkészletek eloszlása a Földön és a globális vízciklus

A Föld a kék bolygó. Felszínének kétharmadát folyékony víz borítja, ami egyedülálló naprendszerünkben. A Föld anyagforgalmi szempontból gyakorlatilag zártnak tekinthető. Ez a mi nézőpontunkból annyit jelent, hogy ez a hatalmas víztömeg nem hagyja el a bolygót, tehát a vízkészletek állandóak és hatalmas mennyiségűek (5. ábra). Miért hallani mégis, hogy a XXI. század egyik legfőbb problémája a víz lesz, miért beszélünk a vízkincsről?

5. ábra. Föld, a kék bolygó

A probléma megértéséhez meg kell vizsgálni a víz eloszlását a Földön.

A teljes földi vízkészlet mintegy 26 610 millió km3-re tehető. Ennek legnagyobb része azonban kötött formában van jelen:

Litoszféra: 25000 millió km3 93,9%

Üledékes kőzetekben 210 millió km3 0,8%

Hidroszféra: 1400 millió km3 5,3%

Fontos hangsúlyozni tehát, hogy a hidroszférában lévő víz a teljes vízkészlet alig valamivel több mint 5%-a.

A 2. táblázatban a hidroszférában lévő víz megoszlását láthatjuk.

A táblázat tanúsága szerint az óceánokban található a hidroszféra vízkészletének több mint 97%-a sós víz. 2% víz fagyott formában van jelen a sarki jégsapkákban és gleccserekben. Jelentős a felszín alatti vizek mennyisége is.

Összegezve: az emberiség számára rendelkezésre álló édesvízkészlet az összes vízkészlet 3%-a, melyből a legkönnyebben hozzáférhető felszíni vizek mennyisége a teljes hidroszférának csak mintegy 0,3 százaléka (6. ábra.).

6. ábra. A Föld vízkészleteinek megoszlása

Más becslések szerint az édesvíz-készlet még ennél is kevesebb: mintegy 2,5%-ra tehető. A 7. ábra szemléletesen mutatja az arányokat.

7. ábra. A vízkészletek megoszlása

Az emberiség ezzel a vízmennyiséggel gazdálkodhat.

Mint biológiai lény, az ember napi vízszükséglete mintegy 2 liter (étel+ital együtt). Ezzel szemben az ember, mint társadalmi lény, sokkal több vizet fogyaszt. A 3. táblázat adatai szemléletesen mutatják a vízfogyasztásokat.

3. táblázat. A fajlagos vízfogyasztások

Triviálisnak tűnik a kérdés, de hogyan kerül a víz a szárazföldre?

A napsugárzás, bár egyformán éri a Föld minden pontját, a gömb alak miatt nem egyforma szögben. Ez annyit jelent, hogy ugyanaz az energiamennyiség nagyobb területen oszlik el a sarkok felé, mint az egyenlítőn. Ebből az következik, hogy az ugyanakkora területegységre érkező energia mennyisége nagyobb az egyenlítőnél, vagyis jobban melegíti a vizet és a szárazföldet. A szárazföld fajhője viszont kisebb, mint a vízé, tehát az itt lévő levegő is jobban melegszik, ami nyomáskülönbségeket alakít ki. A két jelenség együttesen alakítja ki a globális légkörzést (8. ábra).

8. ábra. A globális légkörzés

A napenergia a vizet is hasonlóan melegíti, amiből két dolog következik:

  1. az egyenlőtlen hőmérsékletű és sótartalmú víz sűrűségkülönbséget eredményez, ami az óceáni áramlatokat alakítja ki (9. ábra);

  2. az óceánok párolognak, és ennek a víznek egy része a szárazföldek fölé jut.

9. ábra. A nagy „óceáni szállítószalag”

Ebből következően az óceánok fölött elpárolgott víz nem csak az óceánok felett csapódik ki (10. ábra).

10. ábra. A globális vízforgalom részletes ábrázolása

Az ábrán látható, hogy az óceánok felett a párolgás 436,5 ezer km3 évente, a csapadék viszont 391 ezer km3 évente. A kettő különbsége, 45,5 ezer km3/év jut a szárazföld fölé. Ez az alapja a globális vízkörforgalomnak, és a folyékony édesvíz keletkezésének. A teljes szárazföldi csapadék az evapotranspiráció (65,5 ezer km3/év), és az óceáni vízpára transzport (45,5 ezer km3/év) összegéből keletkezik (111 ezer km3/év). Az óceáni vízpára végül a folyók által jut vissza a tengerbe. A 11. ábra alapján a vízkörforgalom képletszerűen is kifejezhető:

Po = Co+Ck –Pk,

11. ábra. A globális vízkörforgalom. Po: óceáni párolgás, Co: óceáni csapadék, Ck: szárazföldi csapadék, Pk: a szárazföldek teljes párolgása (Pk= Pv+Pe+Pt), Pv: szabad vízfelszínek párolgása, Pe: talajpárolgás (evaporáció), Pt: növényzet párolgása (transzspiráció), L1: felszíni lefolyás, L2: felszín alatti lefolyás

A vízkörforgalomba való beavatkozás egyik legsúlyosabb következményekkel járó példája az Aral-tó története, melyről az alábbi linken olvashat.

(http://earthobservatory.nasa.gov/Features/WorldOfChange/aral_sea.php)

A tó területének 80%-át, térfogatának 90%-át vesztette el. A sós porviharok és a növényvédőszer-maradványok súlyosan veszélyeztetik a térségben élőket. 2005-ben megépült a Kokaral-gát, ami elválasztja a tó északi- és déli részét. Ezáltal az északi rész vízszintje emelkedett, de a déli rész tovább csökken.

Összefoglalás

A Föld anyagforgalmi szempontból gyakorlatilag zártnak tekinthető. Az óceánokban található a hidroszféra vízkészletének több mint 97%-a sós víz. 2% víz fagyott formában van jelen a sarki jégsapkákban és gleccserekben. Jelentős a felszín alatti vizek mennyisége is.

Összegezve, az emberiség számára legkönnyebben hozzáférhető felszíni vizek mennyisége a teljes hidroszférának az összes vízkészlet 3%-a, melyből a legkönnyebben hozzáférhető felszíni vizek mennyisége a teljes hidroszférának csak mintegy 0,3 százaléka. A napenergia a vizet melegíti, amiből két dolog következik:

  1. az egyenlőtlen hőmérsékletű és sótartalmú víz sűrűségkülönbséget eredményez, ami az óceáni áramlatokat alakítja ki;

  2. az óceánok párolognak, és ennek a víznek egy része a szárazföldek fölé jut.

Önellenőrző kérdések, feladatok

A következő állítások közül melyek igazak?

  1. Az óceáni áramlatoknak nincs lényeges hatása a szárazföldi csapadékviszonyokra.

  2. A szárazföldi vízkészletek legnagyobb mennyisége hó és jég formájában található.

  3. Az állandóan fagyott talajok több vizet tartalmaznak, mint a folyékony felszíni vizek összesen.

  4. A globális vízforgalom hajtóereje a napsugárzás.

  5. Az óceáni párolgás mennyisége megegyezik az óceánokba hullói csapadék mennyiségével.

  6. Az egyenlőtlen hőmérsékletű és sótartalmú víz sűrűségkülönbséget eredményez, ami az óceáni áramlatokat alakítja ki.