طريقة اكتشاف الماء تحت الأرض

الماء

الماء هو عنصر الحياة على كوكب الأرض، ويحتل مساحة واسعة منه قدرت تقريبًا بـ 71% من مساحة الكوكب الكلية، ويعتبر الماء عنصر من عناصر الطبيعة التي خلقها الله تعالى منذ بداية الخلق، ويتركب من عنصريين، وهما: عنصر الأوكسجين، وعنصر الهيدروجين، كما يتميز بخصائصه التي تميزه عن غيره من العناصر، مثل: الشفافية، والسيولة، كما أن الماء عنصر ليس له رائحة، ولا طعم، ولا لون، وتؤثر عليه درجات الحرارة التي تغير من صفاته الفيزيائية، فعندما يتعرض الماء لدرجات حرارة منخفضة تتحول حالاته الفيزيائية من السيولة إلى الصلابة، وعندما يتعرض لدرجات حرارة عالية، تتحول حالاته من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، ويطلق على الماء لقب عنصر الحياة، لأن جميع الكائنات الحية الموجودة على سطح الأرض تحتاج للماء لاستمرار حياتها، مثل: الانسان، والحيوان، والنبات.

دورة الماء في الطبيعة

يوجد مصادر متعددة للماء في الطبيعة، وتعتبر مياه المحيطات والأنهار والبحار من أهم مصادر المياه السطحية، بينما تعتبر الينابيع والآبار والسدود من مصادر المياه الجوفية الموجودة في باطن الأرض، وتبدأ دورة حياة المياه بتعرض المياه السطحية للبحار والمحيطات لأشعة الشمس؛ مما يؤدي إلى تبخر نسبة من المياه وصعودها إلى طبقات الجو العليا، وتتميز طبقات الجو العليا بانخفاض درجة حرارتها مقارنة مع طبقات الجو السفلى، مما يؤدي إلى تكاثف المياه المتبخرة؛ وبالتالي تشكل الغيوم المحملة بالأمطار التي تعود إلى الأرض من جديد.

طريقة اكتشاف الماء تحت الأرض

تعتبر المياه الجوفية الموجودة تحت الأرض من أهم مصادر المياه التي يسعى الإنسان منذ القدم للكشف والبحث عنها، ويعود ذلك لعذوبتها العالية مقارنةً مع مياه البحار والمحيطات والأنهار، وحاول الإنسان اكتشافها بوسائل متعددة حتى يستخدمها لأغراض الري والسقاية والشرب وغيرها، واستطاع العديد من الأشخاص الاستدلال لأماكن وجود المياه الجوفية من خلال بعض الطرق التقليدية التي تتمثل فيما يلي:

• البحث عن الماء في المناطق المنخفضة، مثل: الأودية، والمناطق الجبلية لا تحتوي عادةً على مياه جوفية.
• استعمال العصا، ويستعمل عادةً عصا على شكل حرف Y، ويتم التنقيب عن المياه من خلال هذه العصا بغرسها في المناطق التي يتوقع وجود الماء فيها وعند انغراسها في الأرض بشكل أكبر فهذا يدل على وجود المياه الجوفية هناك.
• مراقبة نمو بعض النباتات؛ فهناك نباتات تنمو وتكبر فقط بوجود المياه الجوفية، مثل: البابونج، ويدل نمو هذه النباتات على وجود المياه الجوفية في هذه المنطقة.
• لون الطين؛ فغالبًا تكون التربة القريبة من أماكن وجود المياه الجوفية تميل إلى اللون الغامق، كما تميزها لزوجتها ورائحتها.
• اكتشاف الماء بواسطة الأقمار الصناعية المخصصة للبحث عن المياه الجوفية، والتي يتم تثبيتها في مدارات قريبة من سطح الأرض، حيث تقوم بتحليل موجات كهرومغناطيسية ترسلها الأرض وطبقات الجو، ليتم تحليلها وتخمين المكان الذي يتوقع وجود المياه الجوفية فيه.

طريقة معرفة المياه الجوفية

توجد المياه الجوفية تقريبًا في كل مكان تحت سطح الأرض، تحت الجبال والتلال والسهول والصحاري، وبما أن المياه الجوفية موجودة بشكل وفير، إلا أنه توجد بعض المشاكل في عملية استخراج المياه من باطن الأرض، ومن أهم الصعوبات التي تواجهها عملية استخراج المياه هي صعوبة تحديد موقع الماء، أو قياس كمية المياه أو وصفه، وأحيانًا توجد المياه بالقرب من سطح الأرض كما هو في مياه المستنقعات، وقد تقع المياه تحت الأرض بعدة مئات من الأقدام كما هو الحال في بعض مناطق غرب الولايات المتحدة، وهي مناطق تعتبر قاحلة، وأحياناً يكون عمر المياه في الأعماق الضحلة بضع ساعات، وفي الأعماق المعتدلة قد تكون 100 عام، وفي الأعماق الكبيرة أو بعد تدفق الماء لمسافات طويلة من أماكن الدخول، وأحياناً تكون المياه موجودة منذ آلاف السنين. 

كما هو معروف أن المياه الجوفية تشكل جزءًا من دورة المياه الطبيعية، وعند هطول الأمطار على سطح الأرض فإنّ جزءًا منها يتسرب لباطن الأرض، والجزء الذي تم تسريبه يستمر في النزول عبر التربة حتى تصل الى الصخور المنفذة للماء؛ وهذه العملية تعمل على إعادة تغذية المياه الجوفية، كما يتحرك الماء في نظام المياه الجوفية المشبعة ببطء وقد يذهب في نهاية المطاف إلى الجداول والبحيرات والمحيطات، ومن أهم العوامل التي تساعد في معرفة المياه الجوفية:

الجاذبية

 من المعروف أنّ الجاذبية تقوم بسحب الأشياء تجاهها نحو مركز الأرض، وهذا يفيد بأن المياه المسربة سوف تتجه لباطن الأرض، والصخور الموجودة تحت سطح الأرض هي حجر الأساس، ولكن إذا كان كل حجر الأساس يتكون من مادة كثيفة مثل الجرانيت الصلب؛ فإن الجاذبية ستواجه صعوبة في سحب الماء إلى الأسفل. و لكن صخور الأرض تتكون من أكثر من نوع ، مثل الحجر الرملي والجرانيت والحجر الجيري، كما تحتوي صخور الأساس على كميات متفاوتة من المساحات الفارغة فيها حيث تتراكم المياه الجوفية، ويمكن أن يحصل انكسار أو تشقق في حجر الأساس؛ مما يعطي مساحة حتى يتم تسريب المياه للأسفل. 

المسامية

تعد المسامية من العوامل التي تؤثر على معرفة المياه الجوفية، وتعرف على أنها  قدرة الصخور على تنفيذ المياه من خلالها فكلما كانت نفاذية الصخور كبيرة كانت حركة المياه أسهل

برنامج تحديد المياه الجوفية بالأقمار الصناعية

مع زيادة الطلب على المياه العذبة أدرك المسؤولون المحليون والوطنيون منذ فترة طويلة الحاجة إلى قياس موارد المياه الجوفية في بعض المناطق، حيث قاموا بتأسيس برنامج منهجي لمعرفة أماكن وجود المياه الجوفية، كما هو معروف أن المياه الجوفية تنتشر في مساحات واسعة من الأرض لذا من الصعب معرفة كمية وكيفية تدفق الماء الفعلية تحت أي جزء من الأرض، لذا قام الباحثون بتطوير برامج مبتكرة كون موارد المياه الجوفية تمتد عبر أجزاء شاسعة من الأرض وتعبر الحدود المجتمعية والسياسية وتجعل من الصعب فهم كمية المياه التي تتدفق فعليًا تحت أي مساحة من الأرض، و لفهم هذا المورد الأساسي بشكل أفضل طور الباحثون برامج لتقييم كمية المياه، ومن الجدير بالذكر أن هذه البرامج مرتبطة مع الأقمار الصناعية لكي تقوم بقياس معدل التغيرات في الجاذبية الأرضية. 

كان العلماء ووكالات الموارد المائية يستخدمون فقط البيانات والمعلومات التي تم جمعها بالطرق التقليدية عن طريق نماذج المياه حتى وقت قريب، كما أن وكالات الموارد المائية والعلماء يستخدمون فقط البيانات التي تم جمعها بالطرق التقليدية. ولكن في عام 2002 قامت وكالة ناسا والمعهد الألماني لبحوث الطيران بإطلاق قمرين صناعيين جديدين طاروا على نفس المسار على بعد حوالي 220 كيلومترًا و 500 كيلومتر فوق الأرض،  ويسمى هذا المشروع “استعادة الجاذبية وتجربة المناخ” الذي يعمل على قياس التغيرات في جاذبية الأرض،.

أهمية الماء

• عامل ضروري لسير العمليات الحيوية في أجسام الكائنات الحية، ويشكل الماء ما نسبته 70% من كتلة جسم الانسان الكلية، وأكدت الدراسات الحديثة التي أجريت على جسم الإنسان بأن الانتظام بشرب كميات كافية من الماء يوميًا يقي الجسم من العديد من الأمراض الخطيرة؛ كمرض السرطان، كما أنه يحافظ على نسبة الميوعة في الدم، وبالتالي الحماية من الجلطات المختلفة.
• تشكل الماء ما نسبته 90% من تركيب النباتات، ويلعب الماء دور أساسي وضروري في عمليات البناء الضوئي.
• يساعد الحيوان على تناول الطعام وهضمه، كما يمد أجسام الحيوانات بالطاقة، ويساهم في المحافظة على درجات الحرارة في جسم الحيوان.
• يعتبر الماء البيئة الرئيسية التي تعيش فيها الحيوانات البحرية بشكل عام، ويعتبر الماء لهذه الكائنات الأساس لاستمرار الحياة ومن دونه ستنتهي حياتها.