Ο Κύκλος του Νερού Β1 Project, ΓΕ.Λ. Κολινδρού B' Τετράμηνο, Σχ. Έτος: 2014-2015 1. EΙΣΑΓΩΓΗ Δεν είναι τυχαίο ότι ο πλανήτης στον οποίο ζούμε έχει χαρακτηριστεί ως υδάτινος. Βλέποντας από το διάστημα, είναι το μπλε χρώμα του νερού και το λευκό από τα φορτωμένα υγρασία σύννεφα που κάνουν τη γη μας να ξεχωρίζει από τους άλλους πλανήτες. Σε κάθε μέρος της επιφάνειας της γης όπου μπορούν να επιζήσουν ζωντανοί οργανισμοί, υπάρχει νερό. Εξάλλου το νερό συντηρεί και υποστηρίζει τη ζωή. [7] Η εργασία αυτή αποτελεί μια περιληπτική παρουσίαση του υδρολογικού κύκλου του νερού, της ατέρμονης πορείας του, δηλαδή, στο φυσικό περιβάλλον, καθώς και τις επιρροές του στον ανθρώπινο πολιτισμό. 2. O ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ O κύκλος του νερού - γνωστός και ως υδρολογικός κύκλος - είναι η συνεχής ανακύκλωση του νερού της Γης μέσα στην υδρόσφαιρα, στην ατμόσφαιρα και στη λιθόσφαιρα (υπέδαφος). Το συνεχές της κυκλικής διαδικασίας του κύκλου του νερού επιτυγχάνεται εξαιτίας της ηλιακής ακτινοβολίας. Το νερό του πλανήτη αλλάζει συνεχώς φυσική κατάσταση, από τη στερεά μορφή των πάγων στην υγρή μορφή των ποταμών, λιμνών και των θαλασσών και την αέρια κατάσταση των υδρατμών. Πιο συγκεκριμένα, λόγω της θέρμανσης και των ανέμων στην επιφάνεια της γης, τα νερά της εξατμίζονται και μαζεύονται ως υδρατμοί δημιουργώντας τα σύννεφα. Οι υδρατμοί συμπυκνώνονται, υγροποιούνται και στη συνέχεια πέφτουν ως βροχή ή άλλες μορφές υετού, εμπλουτίζοντας έτσι 1
Σχήμα 1: Ο κύκλος του νερού. [5] τις αποθήκες νερού της γης, είτε είναι αυτές επιφανειακές, όπως οι θάλασσες και οι λίμνες, είτε είναι υπόγειες. Ο κύκλος του νερού αποτελεί αντικείμενο του επιστημονικού κλάδου της Υδρολογίας για ό,τι συμβαίνει ή παρατηρείται στο έδαφος και της Μετεωρολογίας για ό,τι συμβαίνει εξ αυτού στην ατμόσφαιρα. Ειδικότερα στη Μετεωρολογία ο υδρολογικός κύκλος αποτελεί το σπουδαιότερο καιρικό φαινόμενο ως σύνολο επιμέρους φαινομένων. Αυτός ρυθμίζει την υγρασία του εδάφους, τη λαμπρότητα της ημέρας, και τέλος τη συχνότητα και ένταση των υδρομετεώρων 1, εκτός του γιγάντιου εκείνου έργου της μεταφοράς ενέργειας από τα μικρά στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη. Από τη θάλασσα, τις λίμνες και τα ποτάμια εξατμίζεται κάθε λεπτό μια ποσότητα 10 9 m 3 νερού που επιστρέφει στην ατμόσφαιρα. Η διαπνοή των φυτών είναι μια ακόμη λειτουργία που αποδίδει υδρατμούς στην ατμόσφαιρα. Η εξάτμιση και διαπνοή από την ξηρά συχνά δεν διακρίνεται και έτσι μιλούμε για εξατμοδιαπνοή. Μια μικρή ποσότητα υδρατμών στην ατμόσφαιρα προέρχεται από την εξάχνωση, μέσω της οποίας μόρια από πάγους και χιόνια μετατρέπονται απευθείας σε υδρατμούς χωρίς να περάσουν από την υγρή μορφή. Ωστόσο, το νερό των κατακρημνισμάτων δεν ρέει αποκλειστικά μέσα στους πο- 1 Υετός. 2
ταμούς. Κάποιες ποσότητες διαπερνούν το έδαφος με τη λειτουργία της διήθησης και σχηματίζουν το υπόγειο νερό. Μέρος του νερού αυτού μπορεί να ξαναβρεί το δρόμο του προς τα επιφανειακά υδάτινα σώματα (και τους ωκεανούς) ως εκφόρτιση υπόγειου νερού. Όταν βρίσκει διόδους προς της επιφάνεια της γης εμφανίζεται με τη μορφή πηγών. Ένα άλλο μέρος του υπόγειου νερού πηγαίνει βαθύτερα και εμπλουτίζει τους υπόγειους υδροφορείς, οι οποίοι μπορούν να αποθηκεύσουν τεράστιες ποσότητες νερού για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Ακόμα και το νερό αυτό όμως συνεχίζει να κινείται και με τη πάροδο του χρόνου μέρος του ξαναμπαίνει στους ωκεανούς όπου ο κύκλος του νερού «τελειώνει» και «ξεκινάει» εκ νέου. [2] 3. Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΓΙΑ ΤΗ ΖΩΗ Αν και δεν περιέχει θρεπτικά συστατικά, το νερό που αντιπροσωπεύει το 70% του ανθρώπινου σώματος, είναι ουσιώδες για τη ζωή: μεταφέρει θρεπτικές ουσίες στα όργανα και τους ιστούς που τις χρειάζονται. Το νερό διατηρεί τον όγκο του αίματος και βοηθά στη ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος. Τα ⅔ περίπου του νερού περιέχονται στα κύτταρα του σώματος ενώ το ⅓ περίπου βρίσκεται στα αιμοφόρα αγγεία και μία μικρή ποσότητα βρίσκεται μεταξύ των κυττάρων και παρέχει ελαστικότητα στους ιστούς. Το νερό παρέχεται με τη λήψη τροφίμων και ποτών. Επιπλέον, οι μεταβολικές διαδικασίες που εμπλέκονται στην παραγωγή ενεργείας δημιουργούν στον οργανισμό 0,5 περίπου λίτρα νερού καθημερινά. Οι επιστήμονες δεν έχουν κατανοήσει πλήρως τη δίψα, αλλά φαίνεται ότι και ο εγκέφαλος ανταποκρίνεται σε μηνύματα από το στόμα, το λάρυγγα, το στομάχι και πιθανώς το έντερο όσον αφορά στην ποσότητα και το είδος των υγρών που έχουν ληφθεί. Τα μηνύματα αυτά ακυρώνουν την αίσθηση της δίψας. Στους ηλικιωμένους ανθρώπους οι μηχανισμοί που δημιουργούν την αίσθηση αυτή είναι λιγότερο αποτελεσματικοί, επομένως έχει σημασία να λαμβάνουν τακτικά υγρά για πρόληψη της αφυδάτωσης. [1] 3
4. Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΡΙΑ Οι περισσότεροι πολιτισμοί γεννήθηκαν και αναπτύχθηκαν γύρω από το νερό. Ειδικότερα, στις ακτές της Μεσογείου εμφανίστηκαν οι σημαντικότεροι από αυτούς (Μίνωες, Αρχαίοι Έλληνες, Φοίνικες, Αιγύπτιοι, Άραβες, Ρωµαίοι). Σε αυτούς τους πολιτισμούς από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα το νερό κατέχει ιδιαίτερα μεγάλη σημασία. Δίνει ζωή, επιτρέπει την καλλιέργεια τροφής, τη μεταφορά αγαθών και το εμπόριο και μαζί µε όλα αυτά την ανταλλαγή πολιτιστικών στοιχείων. Αποτυπώνεται στη μυθολογία, στη φιλοσοφία, στη θρησκεία, στα ήθη και έθιμα των λαών, άλλοτε εξυμνείται ως θεότητα και άλλοτε θεωρείται πηγή ζωής και ενέρ- Σχήμα 2: Ο Ποσειδώνας είναι θεός της θάλασσας, των ποταμών, των λιμνών και του πόσιμου νερού. 4
γειας, που χαρίζει δύναμη και καλή υγεία. Άλλες φορές το νερό προστατεύεται από θεότητες. Αλλά και μέχρι σήμερα, οι περισσότερες από τις μεγαλύτερες μητροπόλεις του κόσμου, όπως για παράδειγμα, το Ρόττερνταμ, το Λονδίνο, το Μόντρεαλ, το Παρίσι, η Νέα Υόρκη, το Μπουένος Άιρες, η Σαγκάη, το Τόκυο, το Σικάγο, το Χονγκ Κονγκ, και άλλες, χρωστάνε την επιτυχία τους σε μεγάλο ποσοστό στην εύκολη πρόσβασή τους, μέσω του νερού, στην επακόλουθη επέκταση του εμπορίου της. Ακόμη και πόλεις σε νησιά με ασφαλή λιμάνια, όπως π.χ. η Σιγκαπούρη, έχουν ανθίσει για τον ίδιο ακριβώς λόγο. Σε μέρη όπως η Βόρεια Αφρική και η Μέση Ανατολή, όπου η το νερό είναι πιο δύσκολα διαθέσιμο, η πρόσβαση στο υπάρχον καθαρό «πόσιμο νερό» είναι ένας κύριος παράγοντας ανθρώπινης ανάπτυξης. [5] Σχήμα 3: Πόλεις με μεγάλα λιμάνια έχουν μεγαλύτερη οικονομική ανάπτυξη. 5
5. Ο ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ Το νερό είναι η πηγή της ζωής στον πλανήτη μας. Είναι θεμελιώδες για τη βιοχημεία όλων των ζωντανών οργανισμών. Τα οικοσυστήματα της Γης συνδέονται και συντηρούνται από το νερό αυτό καθιστά δυνατή την ανάπτυξη των φυτών και παρέχει ένα μόνιμο περιβάλλον κατοικίας για πολλά είδη, συμπεριλαμβανομένων μερικών δεκάδων χιλιάδων ειδών ψαριών, και ένα περιβάλλον αναπαραγωγής ή προσωρινό σπίτι για άλλα, όπως για την πλειοψηφία των αμφιβίων και ερπετών του κόσμου. Αυτά τα οικοσυστήματα προσφέρουν περιβαλλοντική ασφάλεια στην ανθρωπότητα με το να παρέχουν αγαθά όπως ψάρια, φυτά για βρώση, για φάρμακα και για προϊόντα ξυλείας, με το να παρέχουν υπηρεσίες, όπως η προστασία από πλημμύρες και η βελτίωση της ποιότητας του νερού, και τέλος με το να συντηρούν τη βιοποικιλότητα. [3] Οι υδατικές ανάγκες των οικοσυστημάτων και των διάφορων ειδών που τα Σχήμα 4: Η λίμνη Αράλη το 1989 (αριστερά) και το 2014 (δεξιά). 6
συγκροτούν είναι ένα πολύπλοκο ζήτημα που έχει αποτελέσει αντικείμενο αξιοσημείωτης μελέτης παγκοσμίως. Η κατανομή και η κίνηση του νερού επηρεάζει την κατάσταση και την δυναμική των χερσαίων και υδάτινων οικοσυστημάτων μέσω μιας ποικιλίας μηχανισμών. Αυτοί οι μηχανισμοί μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις γενικές κατηγορίες στις οποίες το νερό μπορεί να δρα, πρώτον, ως πόρος ή περιβάλλον για τους ζωντανούς οργανισμούς, δεύτερον, ως μέσο ανταλλαγής ενέργειας, ουσιών και οργανισμών (hydrologic connectivity), και τρίτον, ως αίτιο γεωμορφολογικών αλλαγών και διαταραχών. [6] Μέρος της επιτυχίας του ανθρώπινου είδους οφείλεται στην ικανότητά μας να ελέγχουμε τον υδρολογικό κύκλο, αποθηκεύοντας πόσιμο νερό, καλλιεργώντας τρόφιμα και κατευθύνοντας βιομηχανικές διαδικασίες, δαμάζοντας τη δύναμή του για να παράγουμε ενέργεια και μειώνοντας την απειλή φυσικών κινδύνων όπως οι πλημμύρες και οι ξηρασίες. Ωστόσο, αυτή η εγγενής επιδίωξη για υπέρβαση της φύσης φαίνεται πλέον πως έχει μειονεκτήματα. Έχει καταστρέψει μεγάλο μέρος της φυσικής ομορφιάς της Γης και έχει υποβαθμίσει πολλά από τα ζωτικά συστήματα οικολογικής υποστήριξης που διατηρούν τον πλανήτη κατάλληλο για ζωή. Η υποβάθμιση της λίμνης Αράλης και η καταστροφή του τροπικού δάσους του Αμαζονίου είναι πομπώδη παραδείγματα. [3] 6. ΝΕΡΟ ΚΑΙ ΤΕΧΝΗ Το νερό αποτελεί πηγή έµπνευσης για πολλούς καλλιτέχνες στη ζωγραφική και στη γλυπτική στη µουσική στη λογοτεχνία στην αρχιτεκτονική κ.λ.π. Είναι επίσης και πρώτη ύλη για τα έργα τους. Η µουσική ενός ρυακιού ή ενός χειµάρρου, ή ο ήχος της βροχής που πέφτει στο έδαφος ή περνά µέσα από το φύλλωµα ενός δένδρου έχει τη δικής αρµονία, είναι η µουσική της φύσης που έχει εµπνεύσει πολλούς ανθρώπους. Διαπιστώνεται ότι το νερό µε τις µορφές, τα σχήµατα χρώµατα και τις ιδιότητες του αποτέλεσε εργαλείο και έµπνευση για να βγάλει τα εσώψυχα του ο άνθρωπος. Πολλές φορές µε αυτό έµαθε διασκέδασε, χάρηκε, ερωτεύτηκε, πόνεσε και πέθανε, κινδύνευσε, νοστάλγησε, ταλαιπωρήθηκε και χώρισε. Ήταν φυσιολογικό λοιπόν όλα αυτά να τα τραγουδήσει, είτε για να τα υµνήσει, είτε για να τα ξορκίσει, είτε απλώς για να τα περιγράψει. Το νερό ενέπνευσε πολλούς ζωγράφους, και γλύπτες πολλές φορές έχουν προσπαθήσει να αποτυπώσουν τις διάφορες µορφές του. Πολλοί καλλιτέχνες τόνισαν 7
Σχήμα 5: Η Ύδραυλις είναι ένα μουσικό όργανο, που το εφηύρε ο μηχανικός Κτησίβιος στην Αλεξάνδρεια τον 3o αιώνα π.χ. Η Ύδραυλις του Δίου, που απεικονίζεται παραπάνω, είναι το παλαιότερο μουσικό όργανο του τύπου αυτού από το οποίο προήλθε το εκκλησιαστικό όργανο της Δύσης. Είδε το φως της ημέρας μετά την ανασκαφή που διεξήχθη το 1992 στο Δίον από τον καθηγητή Δημήτρη Παντερμαλή, ο οποίος το έχει τοποθετήσει στον 1ο αιώνα π.χ. 8
στα έργα τους την ιερότητα του νερού, τη σηµασία του ως πηγή ζωής, δύναµη αλλαγής ή και καταστροφής. Άλλοι όπως οι αρχιτέκτονες και οι αγγειοπλάστες το χρησιµοποιούν ως πρώτη ύλη για τα έργα τους. Και άλλοι όπως οι στιχουργοί και οι συνθέτες προσπάθησαν να αποτυπώσουν µε λόγια η µουσική αυτό που ένιωθαν, άκουγαν και έβλεπαν στο νερό. ΜΟΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΝΕΡΟ Η ήχος του νερού συντρόφευσε τον άνθρωπο από την ηµέρα της δηµιουργίας του, αφού τα ποτάµια και οι λίµνες ήταν η πρώτη του επιλογή για κατοικία. Λοιπόν άκουσε τους ήχους και προσπάθησε να τους µιµηθεί. Οι Ινδιάνοι για να έρθει η πολύτιµή βροχή χόρευαν γύρω από τη φωτιά κουνώντας τα ξύλα της βροχής τα οποία έκαναν έναν ήχο σαν το τραγούδι ενός καταρράχτη. Στην Ελλάδα τον 1ο π.χ. αιώνα δηµιουργήθηκε η ύδραυλις (βλέπε σχ. 5), ένα µουσικό όργανο που στηριζόταν στην ρυθµιζόµενη διέλευση αέρα µέσα από χάλκινους σωλήνες µε νερό. Ένα µουσικό όργανο ακόµα είναι η νεροσφυρίχτρα. Τέτοιες φτιάχνονται στα εργαστήρια λαϊκής αγγειοπλαστικής. Έχουν ένα επιστόµιο και είναι µισογεµισµένες µε νερό. Ο ήχος τους είναι σαν κελάηδισµα. ΚΑΛΛΙΤΕΧΝΙΚΟ ΠΑΤΙΝΑΖ Είναι το φλερτ του αθλητισµού µε την τέχνη πάνω στο παγωµένο νερό. Είναι άθληµα που διεξάγεται σε παγοδρόµιο. Οι αθλητές εκτελούν χορευτικές φιγούρες µε µουσική υπόκρουση πάνω στον πάγο. ΚΑΛΛΙΤΕΧΝΙΚΗ ΚΟΛΥΜΒΗΣΗ Έχει συνδεθεί αποκλειστικά µε το γυναικείο φύλλο. Αρχικά ήταν γνωστό ως µπαλέτο στο νερό. Οι γυναίκες χόρευαν µε χάρη µέσα στο νερό και έκαναν φιγούρες. Μια µεγάλη αθλήτρια είπε: Για να κάνει κάποιος συγχρονισµένη κολύµβηση πρέπει να έχει ψυχή να διαθέτει κάτι το καλλιτεχνικό, έµπνευση και να αγαπάει το νερό. [4] Αναφορές [1] Η Σημασία του Νερού για τη Ζωή - Nero Kritis - Water from the White 9
Mountains of Crete island. http://www.nerakritis.gr/company/library/survivor/. [2] Κύκλος του Νερου - Βικιπαίδεια. http://el.wikipedia.org/wiki/κύκλος_του_νερού. Ανάκτηση: 7/5/2015. [3] Mike Acreman. Water and ecology. http://www.unesco.org/ulis/cgibin/ulis.pl?catno=136355&set=00554b7a25_3_53&gp=1&lin=1&ll=1. [4] Περιβαλλοντικό Πρόγραμμα 2008-09 - Γυμνάσιο - Λυκειακές Τάξεις Αγίου Γεωργίου. Το νερό στην τέχνη. http://gym-asprov.thess.sch.gr/html/dnianaiiaoa.html. Ανάκτηση 7/5/2015. [5] Δίκτυο Μεσόγειος SOS. Εξοικονόμηση νερού : Ένα ολοκληρωμένο εκπαιδευτικό πρόγραμμα για τα σχολεία της Ν. Ευρώπης. http://www.watersave.gr/index.php/edu-pack. Ανάκτηση 7/5/2015. [6] Sponseller, R. A., J. B. Heffernan, and S. G. Fisher. On the multiple ecological roles of water in river networks. Ecosphere, 4(2):17. [7] Γεώργιος Βούτσινος, Γεώργιος Καλκάνης, Κωνσταντίνος Κοσμάς και Κωνσταντίνος Σούτσας. Γεωλογία & Διαχείριση Φυσικών Πόρων. ΙΤΥΕ «Διόφαντος», 2014. 10