دید کلی:

در هر نقطه ای در نزدیکی سطح زمین ، عقربه مغناطیسی آویزان از رشته یا واقع روی یک نقطه به ترتیب خاصی سمت گیری می کند (تقریبا در جهت شمال به جنوب). این واقعیت مهم به این معنا است که زمین میدان مغناطیسی ایجاد می کند مطالعه میدان مغناطیسی زمین برای مقاصد عملی و علمی از اهمیتی اساسی برخودار است.
از زمانهای قدیم ، قطب نماها ، یعنی وسایلی بر اساس استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای سمت گیری نسبت به چهار جهت اصلی ، به کار گرفته می شدند. قطب نمای مرسوم شامل یک عقره مغناطیسی و یک صفحه مدرج است و در جهت یابی ها کاربرد وسیعی دارد.

 از میدان مغناطیسی زمین چه استفاده هایی می شود؟

در دریانوردی و هوانوردی جدید ، دیگر قطب نمای مغناطیسی تنها وسیله ای برای سمت گیری و تعیین مسیر کشتی یا هواپیما نیست. برای منظور وسایل دیگری نیز وجود دارد. با وجود این ، از اهمیت قطب نمای مغناطیسی به هیچ وجه کاسته نشده است. تمام کشتی ها و هواپیماهای امروزی به قطب نمای مغناطیسی مجهزند.

زمین شناسان ، شکارچیان و مسافران نیز از قطب نما خیلی استفاده می کنند. وجود میدان مغناطیسی زمین انجام پاره ای از بررسی های مهم دیگر را میسر ساخته است. از آن جمله می توان از روشهای اکتشاف و مطالعه ذخایر آهن نام برد.

 قطبهای مغناطیسی زمین:

میدان مغناطیسی زمین شکلی دارد که گویی کره زمین مغناطیسی است که محورش تقریبا از شمال به جنوب قرار دارد. در نیمکره شمالی ، تمام خطوط میدان مغناطیسی در نقطه ای به هم می رسند که دارای مختصات 75˚ 50َ N و 96˚ است. این نقطه قطب جنوب مغناطیسی زمین نامیده می شود.

 

باید توجه داشت که نقاط به هم رسیدن خطوط میدان مغناطیسی روی سطح زمین قرار ندارد بلکه قدری از آن پایین تر اند. همچنین قطب های مغناطیسی زمین با قطب های جغرافیایی ان منطبق نیستند. محور میدان مغناطیسی زمین ، یعنی خط مستقیمی که از هر دو قطب مغناطیسی می گذرد، از مرکز زمین نمی گذرد و از اینرو قطر زمین نیست.

 مغناطش خود بخودی مواد در میدان مغناطیسی زمین:

از مغناطش خودبخودی مواد در میدان مغناطیسی زمین استفاده های زیادی می شود. از جمله در ساخت مین های مغناطیسی است که در عمق معینی زیر سطح آب قرار می دهند و با عبور کشتی از بالای آنها منفجر می شود.

ساز و کاری که باعث صعود مین به سطح و انفجار آن می شود وقتی عمل می کند که عقربه مغناطیسی ای که می تواند حول میله ای افقی بچرخد بر اثر میدان مغناطیسی کشتی ای که از بالای مین می گذرد، بتواند بگردد. معلوم شده است که کشتی همیشه خودبخود آهنربا می شود.

برای محافظت در مقابل مین های مغناطیسی دو روش به کار می برند:

 مین روبی:

این روش عبارت است از حمل مغناطیس نیرومندی که با طنابهای سیمی از هواپیمای در حال پرواز در ارتفاع کم در منطقه مین گذاری شده آویزان می شود. گاهی ، کابل سیمی دایره شکلی را به طور شناور روی آب قرار می دهند و جریانی از آن می گذرانند. بر اثر میدان مغناطیسی یا جریان ، ساز و کار مینها عمل می کند و بدون هیچ خسارتی منفجر می شوند.

 خنثی سازی میدان مغناطیسی کشتی:

این روش به این ترتیب است که حلقه هایی از سیم عایق بندی شده را به کشتی وصل می کنند، و جریانی را از آنها می گذرانند به طوری که میدان مغناطیسی این جریان مساوی و در خلاف جهت میدان مغناطیسی کشتی (که یک مغناطیس دائمی است) باشد. وقتی که این میدانها با هم ترکیب شوند، همدیگر را خنثی می کند و کشتی بدون اینکه ساز و کار مین را به کار اندازد از روی آن می گذرد.

 آنچه باید بدانیم:

• از مدتها پیش (قرن شانزدهم) معلوم شده است که شبکه پنجره قائم به مرور زمان آهنربا می شود.

• یکی از اولین پژوهشگران میدان مغناطیسی زمین، گیلبرت (Gilbert) آزمایش زیر را در کتاب خود شرح داده است. اگر شخصی به یک میله آهنی که از شمال به جنوب قرار گرفته است با چکش بکوبد، میله آهنربا می شود.

• در تدارک پرواز به قطب شمال ، بیشترین توجه به سمت گیری هواپیما در نزدیکی قطب مبذول می شود زیرا قطب های مغناطیسی معمولی در این فاصله به کلی از کار کردن باز می کاتد و عملا بدون استفاده هستند.

منبع : سایت www.ngdir.ir

وضعیت آب در کره زمین

مردم ما هر روز 1700 میلیارد لیتر آب مصرف می کنند. 97% آبهای کره زمین درون اقیانوسها است و 2% آن یخ زده است. ما آب مورد نیاز خود را از 1% باقیمانده تهیه می‌کنیم که از یکی از دو منبع زیر بدست می آید: سطح زمین (رودخانه‌ها ، دریاچه‌ها و نهرها) و یا از آبهای زیرزمینی. امروز حدود 117 میلیون نفر ، یعنی بیش از نیمی از جمعیت آمریکا متکی به آبهای زیرزمینی به عنوان منبع آب آشامیدنی هستند. جای تعجب نیست که کشف آلودگی آبهای زیرزمینی در تمام دنیا موجب بروز نگرانیهای شدیدی شده است.

سفره آب زیرزمینی

سفره آب به لایه یا منطقه قابل نفوذی در زیر سطح زمین گفته می‌شود که آب در آن می‌تواند جریان یابد. سفره آب همچنین باید قابلیت آبدهی خوبی داشته‌باشد. سطح فوقانی سفره آب ، یا سطح ایستایی همواره افقی نیست و به‌طور طبیعی از منطقه تغذیه آن ، یعنی محل و منطقه‌ای که آب زیرزمینی را تامین می‌کند، به طرف محل تخلیه دارای شیب است. بطور کلی شکل سطح استیابی غالبا از شکل سطح زمین پیروی می‌کند. ولی برآمدگیهای آن هموارتر است. بنابراین ایستایی در نواحی پست در نزدیک سطح زمین و در تپه‌ها و کوه‌ها در عمق زیادتر قرار دارد.

بطور معمول در مناطق پرباران و در دشتها سطح ایستایی بالا و در مناطق خشک و کوهستانی پایین است. در مناطق مرطوب سطح ایستایی ممکن است تا نزدیک سطح زمین بالا بیاید. در گودیهای چنین نقاطی ، ممکن است «آبگیر» و در صورت وجود پوشش گیاهی ، «باتلاق» بوجود آید. تغییرات ارتفاع سطح ایستایی را بر حسب زمان به صورت نمودارهایی به نام هیدروگراف نشان می‌دهند.

سفره‌های دارای بازدهی قابل توجه اغلب در رسوبات ناپیوسته شنی و ماسه‌ای تشکیل می‌شوند. آبرفتها ، یعنی رسوباتی که توسط رودها در دره‌ها و دشتها برجای گذارده می‌شوند، معمولا سفره‌های آب زیرزمینی خوبی تشکیل می‌دهند. رسوبات رسی گرچه از تخلخل زیادی برخوردارند، ولی چون قابلیت نفوذ کمی دارند، با وجود حجم آب زیادی که ممکن است در خود ذخیره کرده‌باشند، سفره آب زیرزمینی تشکیل نمی‌دهند و به عنوان مواد غیر قابل نفوذ در نظر گرفته می‌شوند. در سنگهای متراکم نیز آب معمولا در نمونه‌هایی ایجاد می‌شود که از تخلخل ثانوی قابل توجه برخوردار باشند. در این میان بهترین سفره آبها معمولا در سنگهای آهکی درز و شکافدار ایجاد می‌شود.

تقسیم بندی سفره‌های آب زیرزمینی

• سفره‌های آزاد :

در سفره‌های آزاد سطح ایستایی ، همان سطح فوقانی منطقه اشباع است. مقدار فشار در سطح ایستایی سفره‌های آزاد برابر فشار اتمسفر است. سطح ایستایی بسته به‌مقدار تغذیه یا تخلیه آن ، آزادانه نوسان می‌کند، زیرا لایه غیر قابل نفوذی در بالای ان قرار ندارد. حالت خاصی از سفره‌های آزاد «سفره‌های معلق» هستند. این سفره‌ها معمولا در داخل منطقه تهویه یا منطقه اشباع نشده خاک و در روی لایه‌های نفوذ ناپذیری که گسترش محدودی دارند، مثلا عدسیهای رسی ، تشکیل می‌شوند. از این سفره‌های مقدار کمی آب و آن هم بطور موقت می‌توان بدست آورد.

• سفره‌های تحت فشار :

سفره‌های تحت فشار یا محصور یا آرتزین در محلی تشکیل می‌شود که آب زیرزمینی بوسیله لایه‌ای نسبتا نفوذناپذیر از بالا محدود شود و در نتیجه تحت فشاری بیش از اتمسفر است. علت آنکه در سفره‌های تحت فشار آب از محل خود بالاتر می‌آید آن است که محل تغذیه سفره ، یعنی منطقه‌ای که از طریق آن آب سفره تامین می‌شود، در ارتفاعی بالاتر از سطح فوقانی منطقه اشباع در محل حفر چاه قرار دارد.

در سفره‌های تحت فشار به‌جای سطح ایستایی سطح پیرومتریک را در نظر می‌گیرند و آن عبارت از سطحی فرضی است که در هر منطقه با ارتفاع فشار هیدروستاتیک آب در سفره تحت فشار مطابقت دارد. به زبان ساده‌تر منظور سطحی است که اگر چاهی در هر نقطه از سفره تحت فشار حفر کنیم ارتفاع صعود یا فوران آب چاه را در آن نقطه نشان می‌دهد.

مشکلات و آلودگی آبهای زیرزمینی

به دلیل عدم شناخت صحیح و یا عدم درک میزان آسیب پذیری سریع آبهای زیرزمینی ، سهل‌انگاری های زیادی صورت گرفته است. اجازه داده‌ایم که بنزین و سایر مایعات مضر از مخازی زیرزمینی به درون سفره‌های آبهای زیرزمینی نفوذ کند. آلاینده‌ها ، از محل‌های دفن زباله یا سیستم های فاضلاب که بطور غلطی ساخته شده‌اند، به داخل آن تراوش می‌‌کنند. آبهای زیرزمینی از طریق زهاب حاصله از مزارع کشاورزی کود داده شده و مناطق صنعتی ، آلوده می‌شوند. صاحبان خانه‌ها با ریختن مواد شیمیایی به داخل فاضلاب یا روی زمین ، آبهای زیرزمینی را آلوده می‌کنند.

آب تركيب شيميايي از هيدروژن و اكسيژن است. آب ماده‌اي بي‌رنگ، بي‌بو و بي مزه است. هيدروژن و اكسيژن را روي جدول تناوي نشان دهيد. از بچه‌ها بپرسيد كه آيا مي‌دانند هيدروژن چيست. عنصر هيدروژن يك گاز است. از بچه‌ها بپرسيد آيا مي‌دانند اكسيژن چيست. عنصر اكسيژن يك گاز است. بنابراين آب تركيبي از دو گاز است كه حالتي از ماده و ماده‌اي كاملاً متفاوت را تشكيل مي‌دهد. آب براي زندگي هركس بسيار مهم است. بر روي اين موضوع تأكيد كنيد، زيرا از آنجا كه آنها بسيار با آب آشنا هستند، آنرا مسلم فرض مي‌كنند. شايد بخواهيد ديدگاههاي زيست محيطي را دربارة اهميت آب تميز براي حيات بشر و بسياري از موجودات، به دانش‌آموزان القاء‌ كنيد.آب جزء پراهميتي براي موجوداتي است كه روي زمين زندگي مي‌كنند. اگرچه چندان به چشم نمي‌آيد، اما تنها 3 درصد تمام آبهاي كره زمين آب شيرين هستند (3/2 بصورت يخ و 3/1 بصورت آب زيرزميني) و 97 درصد آن آب شور است كه مورد استفادة اغلب سيستم‌هاي متابوليسمي و موجودات خشكي نيستند. انسانها خواستار آب شيرين هستند. در بسياري نواحي مردم بيشتر از ميزان آب شيرين و تميز هستند. روشهاي تميز كردن آب در حال توسعة روزافزون است. محصول نهايي به عنوان «آب بازيافت شده» عنوان ميشود. به جاي آب شيرين طبيعي، انسانها كارخانه‌هايي ساخته‌اند كه آب شيرين توليد مي‌كند. آنها از فيلتر كردن، تجهيزات مكانيكي بيشتر، ضدعفوني كننده و ميكروارگانيسم‌ها براي تميز كردن آب استفاده مي‌كنند. واژة «آب بازيافت شده» به اين معني است كه آب بصورت طبيعي و يا با روشهايي كه توسط افرادي كه تقاضاي آب دارند، توليد شده است.

چرخه آب(چرخه هيدرولوژي هم ناميده مي شود) مسافرتي است كه آب در حين چرخش و انتقال از زمين به آسمان و بازگشت مجدد به زمين انجام مي دهد.

گرماي خورشيد، انرژي لازم براي تبخير آب از سطح زمين(اقيانوسها، درياچه ها و غيره) را فراهم مي كند. گياهان هم آب را به هوا پس مي دهند(اين فرآيند تعريق ناميده مي شود). بخار آب متراكم شده و قطرات ريزي را در ابرها به وجود مي آورد. هنگامي كه ابرها با هواي سرد بالاي سطح زمين برخورد مي كنند بارندگي(باران، تگرگ يا برف) آغاز شده و آب به خشكي(يا دريا) برمي گردد. قسمتي از بارش، بر روي خشكيها مي بارد. بخشي از آب، بين لايه هاي سنگ ورس محصور مي شود كه اين آب محصور شده، آب زيرزميني ناميده مي شود. اما قسمت عمده آب، به صورت روان آب جريان مي يابد(روي سطح زمين يا زيرزمين) تا در نهايت به صورت آب شور به دريا برگردد.

چرا درياها شورند؟

آبي كه در رودخانه ها جريان دارد، مقادير اندكي از نمكهاي معدني را از سنگ و خاك بستر رود مي كند. اين آب كه داراي اندكي نمك است، به سمت درياها و اقيانوسها جريان مي يابد. به هنگام تبخير(وانجماد يخهاي قطبي) تنها آب اقيانوسها تبخير مي شود و نمك به صورت محلول در اقيانوس باقي مانده و تبخير نمي شود. بنابراين با گذشت زمان، آب باقيمانده شورتر و شورتر مي شود.

منبع : سایت www.ngdir.ir

ساختمان آتشفشان شامل 3 بخش است:

دودکش آتشفشانی مجرایی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی از درون زمین به سطح آن راه می یابند. نک (Neck) مجرای آتشفشانی قدیمی است که اکنون از گدازه های قدیمی پرشده است و چون از سنگ های پیرامون خود مقاوم تر است، به صورت برجستگی ستون مانند باقی مانده و سنگهای اطراف آن که مقاومت کمتری دارند، فرسایش یافته اند.

دودکش آتشفشانی

دهانه آتشفشان:

پایانه بالایی مجرای آتشفشان که اغلب از قسمتهای دیگر مجرا وسیع تر است، دهانه آتشفشان گفته می شود که شامل انواع مختلف ذیل می باشد:

دیاترم (Diatreme)

دیاترم (Diatreme)

عبارت است از دهانه های انفجاری که براثر انفجار ناشی از وجود گازهای آتشفشانی تشکیل گردیده است. این گازها خاستگاه ماگمایی و غیر ماگمایی دارند.

مآر (Maar)

دهانه های نسبتا وسیع آتشفشانی که اغلب به وسیله بخار آب حاصل از گرما ایجاد می شوند. مآرها اغلب در مناطق مرطوب و دریایی رخ می دهند.

مآر (Maar)

کالدرا (Caldera)

دهانه های خیلی وسیع آتشفشانی که قطر آنها به چندین کیلومتر می رسد و شامل انواع ذیل می باشد:

کالدرا (Caldera)

کالدرای انفجاری:

این نوع کالدرا بر اثر انفجار حجم عظیم از مواد آتشفشانی و پی سنگ در اثر گازهای تحت فشار حاصل می شود و دهانه های وسیعی را تشکیل می دهد بالتدکالدرای آتشفشانی باندائی سان در ژاپن (فوران در سال 1888).

کالدرای انفجاری

کالدرای ریزشی:

متداولترین نوع کالدرا می باشد می باشد که عمل فرونشست و یا ریزش1، 1- Collap se

در اثر انفجار و خارج شدن حجم زیادی از مواد ماگمایی و نیز سنگینی بخشهای بالایی آتشفشان اتفاق می افتد که با ایجاد شکستگی های همراه است. ممکن است این شکستگی ها توسط مواد مذاب به صورت دایک پرشود و یا از طریق آنها مواد فرار یابد احتمالا مواد گدازه ای جدید به سطح کالدرا برسد.
اگر دایک ها به صورت حلقوی پیرامون مخروط آتشفشان ظاهر شوند به آنها دایک های حلقوی می گویند. در حالی که اگر دایک ها به سمت درون زمین به صورت همگرا یا متقارب باشند و یک نوع شکل مخروطی مانند ایجاد نمایند که راس آنها به طرف درون زمین باشد به آنها صفحات مخروطی گفته می شود.
در مواردی نیز دایک ها نسبت به مخروط آتشفشان آرایش شعاعی دارند که به آنها دایک های شعاعی گفنه می شود.

کالدرای ریزشی

کالدراهای فرسایشی:

بر اثر فرسایش دهانه آتشفشان قدیمی و گسترش آنها به وسیله عوامل جوی، یخچالی و بادی حاصل می شوند. کراترهالکا کالا در جزیره ماوی هاوایی است.

کالدرای فرسایشی

مخروط آتشفشانی:

برجستگی های مخروطی شکل که از انباشتگی مواد آتشفشانی در پیرامون دهانه آتشفشان حاصل می شود و بر حسب این که کدام مواد آتشفشانی تشکیل شده است تحت نام های مختلفی است:

مخروط آتشفشانی

مخروط های تغرایی

 فقط از مواد آذرآواری تشکیل شده است.

مخروط های گدازه ای

 فقط از گدازه تشکیل شده است.

مخروط های چینه ای

 تناوبی از گدازه و مواد آذر آواری(پیروکلاستیک) است.

 

منبع : سایت http://www.ngdir.ir

الف) آتشفشان نوع ولكانو:

در اين آتشفشان به علت گرانروي زياد گدازه دهانه دودكش بسته مي‌شود. و با بالا رفتن فشار گدازه‌ها در زير مواد قبلي باعث مي‌گردد كه به حالت انفجار دهانه كنده شده و به قطعات ريز تبديل شده توليد ابرهايي ضخيم و وسيعي از خاكستر مي‌كند كه در هوا پراكنده شده و سپس رسوب مي‌كنند. اين گدازه‌ها شكلي به حالت مخروط ساده را ايجاد مي‌كنند. اين نوع مخروط آتشفشانها اغلب داراي دو شيب يكي به طرف دهانه و يكي به طرف خارج است.

نوع ولكانو

ب) آتشفشان سپري (هاوايي) :

در اين آتشفشان فوران شديد نمي‌باشد. آتشفشان به شكل مسطح است. گدازه بازالتي است و از سياليت زيادي برخوردار است. دهانه در اين نوع روي دامنه كوه قرار دارد.

آتشفشان سپري

ج) آتشفشان استرومبولي :

آتشفشاني منظم است ارتفاع آن زياد و شيب تندي دارد. به سبب داشتن گدازه‌اي نسبتاً لزج ممكن است كه بر اثر بسته شدن دهانه آن انفجار توليد كند. اين نوع آتشفشان خاكستر ندارد ولي به مقدار زياد بمب و قطعات جامد دارد.

در هنگام انفجار توليد ابرهاي سبك وزن مي‌كند. سياليت گدازه در اين نوع از نوع هاوايي كمتر است.

نوع استرومبولي

د) آتشفشان نوع وزوو :

در اين نوع آتشفشان به سبب لزجي فراوان گدازه منجر به بسته شدن دودكش شده و سپس در اثر فشار گازهاي زيرين كه به سمت بالا وارد مي‌شود مخروط بلندي تشكيل مي‌شود كه به نام گنبد يا سوزن خوانده مي‌شود.

جنس گدازه در اين نوع آتشفشان آندزيتي است كه به مراتب گرانروي بالاتري نسبت به بازالت دارد. در اين آتشفشان ابرهاي سوزان توليد شده بيشتر موازي سطح زمين پراكنده مي‌شوند و نه به صورت قائم.

آتشفشان نوع وزوو

تفرا :

 هر نهشته پيروكلاستيك كه سنگ نشده باشد و معمولاً بر اساس نوع و اندازه قطعاتي كه دارد مشخص مي‌شود.

تفرا

آتشفشان نوع سيندر:

اين نوع آتشفشان هنگامي به وجود مي‌آيد كه تفرا فوران مي‌كند از دودكش بيرون مي‌آيد و در اطراف دودكش نهشته مي‌شود. اين تفراهاي جمع شده كه معمولاً سيندر ناميده مي‌شود، تشكيل كوهي به شكل مخروط را مي‌دهند.

آتشفشان نوع سيندر

آتشفشان یک ساختمان زمین شناسی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی (به صورت مذاب ، گاز ، قطعات جامد یاهر 3)از درون زمین به سطح آن راه می یابند. انباشتگی این مواد در محل خروج، برجستگی هایی به نام کوه آتشفشان ایجاد می نماید. آتشفشان یی از پدیده های طبیعی و دائمی زمین شناسی است که در طول تاریخ زمین شناسی نسبتا بدون تغییر باقی مانده و در ایجاد، تحول و تکامل پوسته و گوشته زمین نقش اساسی داشته و دارد. تولید مواد آتش فشانی و پدیده های مؤثر در ایجاد آتشفشان از دوره پرکامبرین تا عهد حاضر تغییر چندانی نداشته است و آنچه در این راستا تغییر کرده است، نوع دانسته ها، چگونگی اندیشیدن و نحوه بهره گیری از آنهاست. آتشفشانها پدیده های جهانی هستند و در سایر کرات منظومه شمسی به ویژه سیارات مشابه زمین یک پدیده عادی محسوب می شود و آتشفشان بی شک در کیهان نیز رخ می دهد.همچنین پوشش سطحی ماه اغلب با سنگ های آتشفشانی پوشیده شده است و بارزترین ارتفاعات مریخ توسط آتش فشانها ساخته شده است. فوران های فومرولی در برخی کرات مانند قمر آیو در سیاره مشتری یک پدیده عادی می باشد. زبانه های آتش و لکه های خورشیدی را جدا از ماهیتشان، می توان نوعی فوران آتش فشانی در خورشید تلقی نمود. علم آتشفشان شناسی به مباحث نحوه تشکیل و تحول ماگما، چگونگی جابجایی و حرکت انواع مواد، گدازه ها و ماگماها و نیز تحولات آنها در اتاقک های ماگمایی، چگونگی فعالیت آتش فشان ها و گسترش مواد آتشفشانی در سطح زمین، چگونگی تحول مواد آتشفشانی و ... اشاره می کند. علم آتشفشان شناسی از برخی علوم زمین چون پترولوژی ، تکتونیک جهانی، ژئوشیمی، چینه شناسی ، رسوب شناسی ، ژئوفیزیک ، کیهان شناسی و برخی دیگر از علوم تجربی مانند شیمی، فیزیک ، آمار و ریاضی کمک می گیرند.   پراکندگی آتشفشانهای جهان   پراکندگی آتشفشان های جهان براساس موقعیت و نوع مخروط آنها شامل موارد زیر می باشد: نقشه پراکندگی نقاط آتشفشانی در سطح کره زمین نواحی آتشفشانی اروپا تا قفقاز  نواحی آتشفشانی آفریقا و دریای سرخ  نواحی آتشفشانی خاور میانه و اقیانوس هند  نواحی آتشفشانی زلاندنو تا فیجی  نواحی آتشفشانی مالزی و استرالیا  نواحی آتشفشانی اندونزی و جزایر آندامان  نواحی آتشفشانی فیلیپین و آسیای جنوب شرقی - نواحی آتشفشانی ژاپن، تایوان و جزایر ماریان.  نواحی آتشفشانی کوریل، کامچاتکا و سرزمین اصلی آسیا.  نواحی آتشفشانی آلاسکا  نواحی آتشفشانی کانادا و آمریکای غربی  نواحی آتشفشانی هاوایی و اقیانوس آرام  نواحی آتشفشانی امریکای مرکزی و مکزیک  نواحی آتشفشانی امریکای جنوبی  نواحی آتشفشانی دریای کارائیب یا هند غربی  نواحی آتشفشانی ایسلند و اقیانوس منجمد شمالی  نواحی آتشفشانی اقیانوس اطلس

منبع : سایت http://www.ngdir.ir

دید کلی

در چند دهه اخیر میزان اسیدیته آب باران ، در بسیاری از نقاط کره زمین افزایش یافته و به همین خاطر اصطلاح باران اسیدی رایج شده است. برای شناخت این پدیده سوالات زیادی مطرح گردیده است که به عنوان مثال می‌توان به این موارد اشاره کرد: چه عناصری باعث تغییر طبیعی باران می‌شوند؟ منشا این عناصر چیست؟ این پدیده در کجا رخ می‌دهد؟

معمولا نزولات جوی به علت حل شدن دی‌اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربنیک بطور ملایم اسیدی هستند و PH باران طبیعی آلوده نشده حدود 5.6 می‌باشد. پس نزولاتی که به مقدار ملاحظه‌ای قدرت اسیدی بیشتری داشته باشند و PH آنها کمتر از 5 باشد، باران اسیدی تلقی می‌شوند.

تاریخچه

پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه 1800 در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه 1960 به دست فراموشی سپرده شد. « اسمیت » در سال 1873 واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیایی باران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیبات آبی و سوخت می‌باشد. این محقق متوجه اسید سولفوریک در باران شد و عنوان نمود که این امر ، برای گیاهان و اشیا واقع در سطح زمین خطرناک است.

« موتا » و « میلو » در سال 1987 عنوان داشتند که دی‌اکسید کربن با اسید سولفوریک و اسید نیتریک عوامل اصلی تعیین کننده میزان اسیدی بودن آب باران هستند، چرا که در یک فاز آبی به صورت یونهای نیترات و سولفات در می‌آیند و چنین یونهایی به آب باران خاصیت اسیدی می‌بخشند.

عوامل موثر در اسیدیته باران

آب باران هیچگاه ، کاملا خالص نبوده و با پیشرفت صنعت بر ناخالصیهای آن افزوده شده است. ناخالصی طبیعی باران بطور عمده ناشی از نمکهای دریایی است و گازها و دودهای ناشی از فعالیت انسان در فرآیند ابرها دخالت می‌کنند.

آتش سوزی جنگلها نیز ، از جمله عواملی است که در میزان اسیدیته آب باران نقش دارد. فرآیندهای بیولوژیکی ، آتشفشانی و فعالیتهای انسان ، مواد آلوده کننده جو را در مقیاس محلی ، منطقه‌ای و جهانی در فضا منتشر می‌کنند. به عنوان مثال ، در صورت وجود جریانات باد در نواحی صنعتی ، مواد خارج شده از دودکشهای کارخانه‌ها در سطح وسیعی در فضا پراکنده می‌شوند.

اسیدهای موجود در باران اسیدی

اسیدهای عمده در باران اسیدی ، اسید سولفوریک و اسید نیتریک می‌باشد. بطور کلی این اسیدها به هنگام حمل توده هوایی که آلاینده‌های نوع اول مثل و را دربر دارند، بوجود می‌آیند. از این رو معمولا محل نزول باران اسیدی دورتر از منبع آلاینده‌ها می‌باشد. باران اسیدی یک مشکل آلودگی است که به علت حمل دوربرد آلاینده‌های هوا توسط باد حد و مرز جغرافیایی نمی‌شناسد.

منابع تولید دی‌اکسید گوگرد

بطور کلی در مقیاس جهانی بیشتر بوسیله آتشفشانها و توسط اکسایش گازهای گوگرد حاصل از تجزیه گیاهان تولید می‌شود. این دی‌اکسید گوگرد طبیعی معمولا در قسمتهای بالای جو انتشار می‌یابد. بنابراین غلظت آن در هوای پاکیزه ناچیز می‌باشد. منبع عمده تولید ناشی از فعالیتهای انسانی احتراق زغالسنگ می‌باشد.

دی‌اکسید گوگرد بوسیله صنعت نفت به هنگام پالایش نفت یا تصفیه گاز طبیعی مستقیما یا به صورت در هوا انتشار می‌یابد. بیشتر کانیهای با ارزش در طبیعت به صورت سولفید یافت می‌شود. بنابراین هنگام استخراج و تبدیل آنها به فلز آزاد مقداری در هوا آزاد می‌شود و در اثر ترکیب با ذرات ریز بخار آب به تبدیل می‌گردد و در اثر کاهش دما در قسمتهای بالای جو به صورت باران اسیدی به زمین برمی‌گردد.

منابع تولید اکسیدهای نیتروژن

در هوای غیر آلوده به مقدار کم در اثر ترکیب اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا هنگام رعد و برق ، وجود دارد و همچنین مقداری هم از رها شدن اکسیدهای نیتروژن از منابع زیستی حاصل می‌شود، اما که به عنوان آلاینده جوی محسوب می‌شود، از نیروگاهها و دود اگزوز خودروها ناشی می‌شود.

باران اسیدی در آمریکای جنوبی

پیرامون معضل باران اسیدی ، به ویژه در مورد مناطق صنعتی که میزان PH کمتر از 3 دارند، تاکنون مقالات زیادی منتشر شده است. با وجود این بعضی از محققین معتقدند که برخی از این مقالات مستند نیستند و PH طبیعی باران توسط فعالیتهای مختلف انسانی ، چنان تغییر می‌کند که تعیین یک استاندارد ، غیرممکن می‌باشد. در ارتباط با این مطلب می‌توان مثالهایی از آمریکای جنوبی زد. جایی که میزان PH آب باران ، هم در جنگلهای آمازون و هم در شهرهای سائوپائولو و ریدوژانیرو و باربر 4،7 است. در جنگل آمازون موارد زیر در اسیدی شدن تاثیر اساسی دارند:

1. اسیدسولفوریک که خود از اکسید شدن سولفید هیدروژن (از مواد فرار مناطق مردابی) تشکیل می‌شود.
   
   
2. اسید آلی که از سوختن مواد آلی بوجود می‌آید.
   
   عملکرد و آثار بارانهای اسیدی که بطور طبیعی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است، ما را به سوی رخدادها زیستی فاجعه‌آمیز هدایت می‌کند. با وجود اینکه این پدیده منشا طبیعی دارد، محققان بر این باورند که عملکرد انسان در این رابطه بسیار تاثیر گذار است.

باران قلیائی

نکته مهمی که باید به آن اشاره کرد، این است که در بعضی از مواقع ، PH آب باران حتی در جو بسیار آلوده هم در 5،6 ثابت باقی می‌ماند. دانشمندان این مسئله را به حضور ترکیبات قلیائی در کنار اسید نسبت می‌دهند.

چنانچه میزان ترکیبات قلیائی شدیدا افزایش یابد، PH باران به بیش از 7 نیز می‌رسد. در این صورت به جای باران اسیدی ، باران قلیائی خواهیم داشت. ضمنا گروهی از عناصر شیمیایی در جو وجود دارند که حالت اسیدی را طی واکنشهایی خنثی می‌کنند. خاک بیایانها ، منبع طبیعی و با ارزش این عناصر قلیایی است. از جمله منابع غیرطبیعی عناصر قلیایی آلوده کننده جو می‌توان به کارخانه‌های تولید کننده سیمان و فعالیتهای استخراج معادن اشاره نمود.

اثرات بوم شناختی باران اسیدی

آلاینده‌های نوع اول هوا مانند و آب باران را چندان اسیدی نمی‌کنند، اما این آلاینده‌ها می‌توانند طی چند ساعت یا چند روز به آلاینده‌های نوع دومی مثل و تبدیل شوند که هر دو در آب بسیار انحلال پذیر و جز اسیدهای قوی می‌باشند. در واقع تمام قدرت اسیدی در باران اسیدی ، به علت وجود این دو اسید است.

میزان تأثیر باران اسیدی بر روی حیات زیست شناختی در یک منطقه به ترکیب خاک و صخره سنگی که در زیر لایه سطحی زمین آن منطقه واقع است، بستگی دارد. مناطقی که در زیر لایه سطحی زمین گرانیت یا کوارتز دارند، بیشتر تحت تاثیر قرار می‌گیرند، زیرا خاک وابسته به آن ، ظرفیت کمی برای خنثی کردن اسید دارد. چنانچه صخره سنگی در زیر لایه سطحی زمین از نوع سنگ آهک یا گچ باشد، اسید بطور موثر خنثی می‌شود، زیرا کربنات کلسیم به صورت باز عمل کرده و با اسید وارد واکنش می‌شود.

تاثیر روی اکوسیستم آبی

دریاچه‌های اسیدی شده به علت شسته شدن سنگها بوسیله یون هیدروژن دارای غلظتهای بالای آلومینیوم هستند. قدرت اسیدی بالا و غلظتهای بالای آلومینیوم عامل اصلی کاهش جمعیت ماهیهاست. ترکیب زیست شناختی دریاچه‌های اسیدی شده به شدت دچار تغییر می‌شود و تکثیر ماهیها در آبهای دارای قدرت اسیدی بالا کاهش می‌یابد. وقتی PH خیلی پایین‌تر از 5 باشد، گونه‌های اندکی زنده مانده و تولید مثل می‌کنند. آب دریاچه‌های اسیدی شده اغلب زلال و شفاف می‌باشد و این به علت از بین رفتن زندگی گیاهی و جانوری این دریاچه‌ها می‌باشد.

تاثیر روی گیاهان و جنگلها

تاثیر باران اسیدی بر روی جنگلهای و محصولات کشاورزی را به دشواری می‌توان تعیین کرد. ولی با این وجود بررسیهای آزمایشگاهی حاکی از این هستند که گیاهان زراعی رشد یافته در شرایط بارانهای اسیدی رفتار متفاوتی نشان می‌دهند. محصولات برخی افزایش یافته و محصولات گروهی کاهش می‌یابد.
آلودگی هوا اثرات بدی روی درختان دارد. اسیدی شدن خاک ، مواد غذایی موجود در آن را شسته و از بین می‌برد. باران اسیدی که در جنگلها می‌ریزد، ازن و سایر اکسنده‌های هوا ، که درختان جنگلی در معرض آنها قرار دارند، تاثیر نامطلوبی روی درختان و پوشش گیاهی می‌گذارد و این تاثیرات نامطلوب وقتی با خشکسالی ، دمای بالا و بیماری و … همراه باشد، ممکن است باعث خشک شدن درختان شود.

جنگلهای ارتفاعات بالا بیش از همه تحت تاثیر ریزش باران اسیدی هستند. قدرت اسیدی در مه و شبنم بیش از باران است، زیرا در مه و شبنم آبی که موجب رقیق شدن اسید شود، کمتر است. درختان برگ ریز که با باران اسیدی آسیب می‌بینند، به تدریج برگهای خود را از بالا به پائین از دست می‌دهند و اکثر برگهای خشک شده در بهار بعدی تجدید نمی‌شوند.

• بعضی از اثرات مهم باران های اسیدی که « فومارو » در سال 1997 نیز به آنها اشاره کرده است، عبارتند از:
  
  

1. مضر برای انسان : ایجاد تنگی نفس ، برونشیت ، التهاب ریه ، آنفلوآنزا و سرماخوردگی
   
   
2. تخریب جنگلها : ریختن برگها ، تخریب ریشه توسط باکتریها، کاهش روند رشد ، تقلیل میزان محصول دهی ، کم شدن قدرت حیات.
   
   
3. خطرناک برای دریاچه‌ها : مرگ صدها گونه زیستی
   
   
4. تسریع در خوردگی مواد : خوردگی وسایل نقلیه و بناهای تاریخی

منبع : سایت رشد

دید کلی

خاک‌ها مخلوطی از مواد معدنی و آلی می‌باشند که از تجزیه و تخریب سنگ‌ها در نتیجه هوازدگی بوجود می‌آیند که البته نوع و ترکیب خاک‌ها در مناطق مختلف بر حسب شرایط ناحیه فرق می‌کند. مقدار آبی که خاک‌ها می‌توانند بخود جذب کنند. از نظر کشاورزی و همچنین در کارخانه‌های راه‌سازی و ساختمانی دارای اهمیت بسیاری است که البته این مقدار در درجه اول بستگی به اندازه دانه‌های خاک دارد.

هرچه دانه خاک ریزتر باشد، آب بیشتری را به خود جذب می‌کند که این خصوصیت برای کارهای ساختمان‌سازی مناسب نیست. بطور کلی خاک خوب و حد واسط از دانه‌های ریز و درشت تشکیل یافته است. تشکیل خاک‌ها به گذشت زمان ، مقاومت سنگ اولیه یا سنگ مادر ، آب و هوا ، فعالیت موجودات زنده و بالاخره توپوگرافی ناحیه‌ای که خاک در آن تشکیل می‌شود بستگی دارد.

عوامل موثر در تشکیل خاک

• سنگ‌های اولیه یا سنگ مادر :
  کمیت و کیفیت خاک‌های حاصل از سنگ‌های مختلف اعم از سنگهای آذرین ، رسوبی و دگرگونی به کانی‌های تشکیل دهنده سنگ ، آب و هوا و عوامل دیگر بستگی دارد. خاک حاصل از تخریب کامل سیلیکاتهای دارای آلومینیوم و همچنین سنگهای فسفاتی از لحاظ صنعتی و کشاورزی ارزش زیادی دارد. در صورتیکه خاک‌هایی که از تخریب سنگ‌های دارای کانی‌های مقاوم (از قبیل کوارتز و غیره) در اثر تخریب شیمیایی پدید آمده‌اند و غالبا شنی و ماسه‌ای می‌باشند فاقد ارزش کشاورزی می‌باشند.
  
  
• ارگانیسم :
  تمایز انواع خاک‌ها از نقطه نظر کشاورزی به نوع و مقدار مواد آلی (ازت و کربن) موجود در آن بستگی دارد. نیتروژن موجود در اتمسفر بطور مستقیم قابل استفاده برای گیاهان نمی‌باشد. بلکه ترکیبات نیتروژن‌دار لازم برای رشد گیاهان باید به شکل قابل حل در خاک وجود داشته باشد که این عمل در خاک‌ها بوسیله برخی از گیاهان و باکتری‌ها انجام می‌شود. خاک‌ها معمولا دارای یک نوع مواد آلی کربن‌دار تیره رنگی هستند که هوموس نامیده می‌شوند و از بقایای گیاهان بوجود می‌آید.
  
  
• زمان :
  هر قدر مدت عمل تخریب کانی‌ها و سنگ‌ها بیشتر باشد عمل تخریب فیزیکی و شیمیایی کاملتر انجام می‌گیرد. زمان تخریب کامل بسته به نوع سنگ ، ساخت و بافت سنگ‌ها و نیز ترکیب و خاصیت تورق کانی‌ها متفاوت می‌باشد ولی بطور کلی سنگهای رسوبی خیلی زودتر تجزیه شده و به خاک تبدیل می‌شوند، در صورتیکه سنگهای آذرین مدت زمان بیشتری لازم دارند تا تجزیه کامل در آنها صورت گرفته و به خاک تبدیل گردند.
  
  
• آب و هوا :
  وفور آب‌های نفوذی و عوامل آب و هوا از قبیل حرارت ، رطوبت و غیره در کیفیت خاک‌ها اثر بسزایی دارند. جریان آبهای جاری بخصوص در زمین‌های شیب‌دار موجب شستشوی خاک‌ها می‌شوند و با تکرار این عمل مقدار مواد معدنی و آلی بتدریج تقلیل می‌یابد. اثر تخریبی اتمسفر همانطور که قبلا بیان گردید روی برخی از کانی‌ها موثر و عمیق می‌باشد و هر قدر رطوبت همراه با حرارت زیادتر باشد شدت تخریب نیز بیشتر می‌گردد.
  
  

• توپوگرافی محل تشکیل خاک :
  اگر محلی که خاک‌ها تشکیل می‌شوند دارای شیب تند باشد در نتیجه مواد تخریب شده ممکن است بوسیله آبهای جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود بجای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آبهای جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود بجای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آبهای جاری باعث تقلیل مواد معدنی و آلی خاک‌ها شود در نتیجه این منطقه خاک‌های خوب تشکیل نخواهند شد. ولی برعکس در محل‌های صاف و مسطح که مواد تخریب شده بسادگی نمی‌توانند به جای دیگری حمل شوند فرصت کافی وجود داشته و فعل و انفعالات بصورت کامل انجام می‌پذیرد.

مواد تشکیل دهنده خاک‌ها

موادی که خاک‌ها را تشکیل می‌دهند به چهار قسمت تقسیم می‌شوند :

• مواد سخت : مواد سخت را ترکیبات معدنی تشکیل می‌دهند ولی ممکن است دارای مقداری مواد آلی نیز باشند. البته این ترکیبات معدنی از تخریب سنگ‌های اولیه یا سنگ مادر حاصل شده‌اند که گاهی اوقات همراه با مواد تازه کلوئیدی و نمک‌ها می‌باشند.
  
  
• موجودات زنده در خاک‌ها : تغییراتی که در خاک‌ها انجام می‌پذیرد بوسیله موجودات زنده در خاک انجام می‌گیرد. قبل از همه ریشه گیاهان ، باکتری‌ها ، قارچها ، کرم‌ها و بالاخره حلزون‌ها در این تغییرات شرکت دارند.
  
  
• آب موجود در خاک‌ها : آبی که در خاک وجود دارد حمل مواد حل‌شده را به عهده دارد که البته این مواد حمل شده برای رشد و نمو گیاهان به مصرف می‌رسد. آب موجود در خاک‌ها از باران و آبهای نفوذی ، آب جذب شده و بالاخره آبهای زیرزمینی تشکیل شده که در مواقع خشکی از محل خود خارج شده و بمصرف می‌رسد.
  
  
• هوای موجود در خاک : هوا همراه با آب در خوه‌های خاک‌ها وجود دارد که البته این هوا از ضروریات رشد و نمو گیاهان و ادامه حیات حیوانات می‌باشد. مقدار اکسیژنی که در این هوا وجود دارد از دی اکسید کربن کمتر است و این بدان علت است که ریشه گیاهان برای رشد و نمو اکسیژن مصرف کرده و دی اکسید کربن پس می‌دهند.
  
  

تقسیم‌بندی خاک‌ها از لحاظ سنگ‌های تشکیل دهنده

بر حسب دانه‌های تشکیل دهنده خاک و هم‌چنین شرایط میزالوژی و پتروگرافی زمین خاک‌های مختلفی وجود دارد که عبارتند از :

• خاک رسی : ذرات رس (Clay) دارای قطری کوچکتر از 0.002 میلی‌متر می‌باشند و در حدود 50% خاک را تشکیل می‌دهند.

خاک‌های رسی چون دارای دانه‌های بسیار ریزی هستند به خاک سرد معروفند و در مقابل رشد گیاهان مقاومت نشان داده و رشد آنها را محدود می‌کنند.

• خاک‌های سیلتی :
  50% این نوع خاک‌ها را ذرات سلیت تشکیل داده است که دارای قطری بین 0.05 تا 0.002 میلی‌متر می‌باشند و بر حسب اینکه ناخالصی مثل ماسه ، رس و غیره بهمراه دارند به نام خاک‌های سیلتی ماسه‌ای و یا سیلتی رسی معروفند.
  
  
• خاک‌های ماسه‌ای :
  این خاک‌ها از 75% ماسه تشکیل شده‌اند. قطر دانه‌ها از 0.06 تا 2 میلیمتر است و بر حسب اندازه دانه‌های ماسه به خاک‌های ماسه‌ای درشت ، متوسط و ریز تقسیم می‌گردند. مقدار کمی رس خاصیت خاک‌های ماسه‌ای را تغییر می‌دهد و این نع خاک آب را بیشتر در خود جذب می‌کند تا خاک‌های ماسه‌ای که فاقد رس هستند.
  
  
• خاک‌های اسکلتی :
  خاکهای اسکلتی به خاکهایی اطلاق می‌گردد ک در حدود 75% آن را دانه‌هایی بزرگتر از 2 میلی‌متر از قبیل قلوه سنگ ، دیگ و شن تشکیل می‌دهند. این خاک‌ها ، آب را به مقدار زیاد از خود عبور می‌دهند و لذا همیشه خشک می‌باشند.

نیم‌رخ عمومی خاک‌ها

نیم‌رخ خاک‌ها معمولا از 3 افق A,B,C تشکیل شده است.

• افق A : که به نام خاک بالایی نامیده می‌شود، فوقاتی‌ترین منطقه خاک است و این همان افقی است که رشد و نمو گیاهان در آن نفوذ می‌کنند. این افق از مواد خاکی نرم (رس) که غنی از مواد آلی و موجودات زنده میکروسکوپی است تشکیل یافته است که وجود این مواد آلی باعث رنگ خاکستری تا سیاه این افق می‌گردد. البته این زمین غالبا برای کشاورزی مناسب می‌باشند. اکسیدهای آهن و همچنین بعضی از مواد محلول ممکن است از این منطقه به افق B برده شوند و در آنجا رسوب کنند.
  
  

• افق B : قشر بین افق A و C را یک قشر دیگر تشکیل می‌دهد که به نام افق B یا خاک میانی نامیده می‌گردد. در این افق عمل تخریب و تجزیه به مراتب بیشتر از افق C پیشرفت و اثر کرده است و از کانی‌های سنگ مادر فقط آن دسته دیده می‌شوند. که بسیار مقاومند (مثل کوارتز) ولی سایر کانی‌ها به شدت تجزیه شده‌اند. این افق معمولا از مواد رسی ، ماسه و شن‌های ریز و درشت و گاه مقادیر کمی بقایای نباتی تشکیل شده است. در این افق علاوه بر مواد رسی ، در آب و هوای مرطوب ، اکسیدهای آهن و همچنین مواد محلول‌تر که بوسیله آب‌های نفوذی از افق A به آنجا آورده شده‌اند دیده می‌شوند.
  
  
• افق C : که به آن خاک زیرین نیز گفته می‌شود، افقی است که مواد سنگی به میزان خیلی کم تخریب و تجزیه شده‌اند و در نتیجه سنگ‌های اولیه زیاد تغییر نکرده بلکه بصورت قطعات خرد شده می‌باشند. زیر این منطقه سنگ‌های تخریب نشده یعنی سنگ اولیه قرار دارد که هیچگونه تخریب و یا تجزیه‌ای در آن صورت نگرفته است.

منبع : سایت رشد

مقدمه

آب ماده ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران ، رودخانه و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد. انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله ، سبب نگرانی بسیاری از دولت‌ها در سراسر دنیا شده است. گاهی بدلیل مشکلات کمبود آب ، این ماده را جیره بندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.

ماده ای شگفت انگیز

فرمول شیمیایی آب

آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندی نمی‌کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب بوجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می‌باشد.

معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر است:



هر مولکول آب دارای یک ناحیه مثبت و یک ناحیه منفی است که این دو ناحیه در دو طرف مولکول آب واقع شده‌اند. شیمیدان‌ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده‌اند که مولکول آب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دو اتم هیدروژن بصورت خطی در دو طرف یک اتم اکسیژن قرار گرفته باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نموده اند.

اشکال متغیر

آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می‌شود. تنها ماده ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می‌باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می‌نامند.

از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می‌شود. بارندگی معمولاً بصورت باران است. دیگر اشکال آن، تگرگ،برف، مه و شبنم می‌باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین کمان پدید می‌آید.

آب‌های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می‌کنند؛ رودخانه‌ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌شوند. توده های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می‌کند.

به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه‌ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می‌کند و آب‌های زیرزمینی را ایجاد می‌کند. آب‌های زیرزمینی را می‌توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می‌آیند.

آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسیار تفاوت می‌کند. البته ما انسان‌ها ، خود ، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب‌های بدبوی باتلاق ها استفاده نمی‌کنیم. بلکه آبی می نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.

اهمیت آب در زندگی

آب خواص مهمی دارد که در زندگی ما بسیار با ارزشند. از جمله:

• حلال بسیار خوبی است.
  
  
• چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی یخ می‌زند یا حرارت می‌بیند، چگالی آن کاهش می‌یابد.
  
  
• گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای زیادی لازم است. این خاصیت برای بدن ما بسیار با اهمیت می‌باشد. گرمای اضافی بدن با تبخیر تنها مقدار کمی از آب بدن از طریق منافذ پوست تعریق کاسته می‌شود.
  
  
• نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت انگیزی زیاد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روی سطح آب بوده‌ایم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید، متوجه می‌شوید که سطح آب زیر پای حشره، مانند یک تشک ابری فرو می‌رود؛ اما پاره نمی‌شود.
  
  
• آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را براحتی در خود حل می‌کند. بسیاری از واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب انجام می‌شوند. البته پاره ای مواد با آب مخلوط نمی‌شوند، مثل لیپیدها و دیگر مواد هیدرات کربن‌دار. غشاء سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است، از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج سلول را بدقت تحت کنترل دارد.
  
  
• یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنی یخ می‌باشد. هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می‌شود، انبساط می‌یابد، بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می‌کند.
  
  بنابراین، حجمی از یخ که هم‌حجم آب اولیه است، جرم کمتری دارد. به این علت می‌گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می‌شود که یخ روی آب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتر است.
  
  این ویژگی آب سبب می‌شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه‌ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می‌شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیری می‌نماید. در این شرایط ، ماهی ها و دیگر آبزیان می‌توانند در مناطق گرم‌تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.
  
  
• دیگر ویژگی غیر عادی آب، ظرفیت گرمایی بالای آن می‌باشد. ظرفیت گرمایی یک جسم، مقدار گرمایی است که به جسم می‌دهیم تا دمایش، 1 درجه سانتی گراد افزایش یابد. جالب است بدانید که مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرم آهن لازم است.

آب در زندگی روزانه

وجود هر گونه حیات، متکی به وجود آب است. آب در بیشتر فرایندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.تقریباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می‌دهد. برای عملکرد درست، بدن ، روزانه به 1 تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این میزان آب به مقدار فعالیت بدن ، دمای هوا ، رطوبت و دیگر عوامل بستگی دارد. آب از طریق ادرار ، مدفوع ، تعریق و همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب دفع می‌شود.

بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا ناخالصی های دیگر ( مثل باکتری یا دیگر عوامل بیماری‌زا و یا مواد شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی مواد محلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم می‌کند. امروزه ، با توجه به رشد روز افزون جمعیت ، میزان سرانه آب آشامیدنی کاهش یافته است.
راه حل های تحت بررسی، تولید بیشتر آب ، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن آن می‌باشد.

مصرف آشکار و نهان آب

تحقیقات آماری در بسیاری از کشورها نشان می‌دهد که میانگین مصرف روزانه آب برای هر نفر ، حدود 300 لیتر است. در حالی که مصرف نهان آب برای هر نفر ، حدود 6000 لیتر و از قرار زیر می‌باشد:

• آبیاری کشتزارها و تهیه و تولید مواد غذایی: 2600 لیتر
  
  
• تأمین انرژی: 2400 لیتر
  
  
• صنایع و معادن: 700 لیتر
  
  
• امور بازرگانی و خدمات: 34 لیتر

منبع کمیاب

در بسیاری از کشورها ، آب نوعی منبع استراتژیک محسوب می‌شود. بسیاری از جنگ‌ها از جمله جنگ 6 روزه در خاور میانه، بر سر به دست آوردن منابع آبی بیشتر صورت گرفت. البته کارشناسان، مشکلات بیشتری را هم پیش بینی می‌کنند که بدلیل رشد جمعیت، آلودگی آب ها و گرم شدن زمین حادث می‌شود.

آب آشامیدنی

آب‌های آشامیدنی را از چشمه ها ، قنات ها و یا چاه ها استخراج می‌کنند. بنابراین ، برای تولید بیشتر آب ، می‌توان چاه‌های بیشتری ساخت. باران و دریا هم از دیگر منابع آبی هستند که البته به عنوان آب آشامیدنی مناسب نیستند. این گونه آب‌ها را باید تصفیه نمود. روش های معروف تصفیه آب ، تقطیر و جوشاندن می‌باشند.

آب ، فرهنگ و مذهب

در بیشتر ادیان از جمله اسلام، مسیحیت و یهودیت، آب ماده پاک‌کننده محسوب می‌شود. برای مثال، در مسیحیت غسل تعمید را در کلیسا با آب انجام می‌دهند.

در بسیاری ادیان همچون اسلام نوعی مراسم عبادی وجود دارد که در آن ، مرده را با آب پاک شستشو می‌دهند (غسل). در دین اسلام هم تنها پس از وضو گرفتن (شستن بخش‌هایی از بدن با آب پاک) می توان فریضه نماز را بجا آورد.

در مذهب شینتو (مذهب ژاپنی) در تمام مراسم عبادی از آب برای پاکیزه ساختن بدن فرد یا مکان خاصی استفاده می‌شود.

شناخت محیط رشد:آب

اهمیت آب در تولید محصولات گیاهی غیر قابل انکار است. میزان آب موجود در هر منطقه معرف آن است که از نظر اقتصادی چه گیاهی را می توان کاشت و چه گیاهی را نمی توان. بسیاری از اعمال حیاتی گیاه توسط آب کنترل می شود. آب از مواد اصلی تشکیل دهنده یاخته زنده می باشد و میزان آن در بافت های مختلف متفاوت بوده از 2% در بعضی بذور خشک تا 40% در بافت های چوبی در حال خواب و 95% در میوه های آبدار (مانند هندوانه) دیده می شود. آب هم حلال است و هم وسیله ای برای انتقال مواد در داخل گیاه کمبود آب در گیاه باعث توقف رشد، و ادامه این کمبود منجر به اختلالات برگشت ناپذیر می گردد و گاهی هم موجب مرگ گیاه می شود. این عمل در نواحی گرم و خشک و گیاهانی که بر اساس ویژگی گونه ای دارای تبخیر شدید می باشند‏، به سرعت اتفاق می افتد میزان مصرف آب در گیاهان مختلف متفاوت است برای مثال برای تولید هر گرم ماده خشک در سوزنی برگها 50 گرم آب و در سبزهای برگی 2500 گرم آب مصرف می شود بطورکلی، برای بیشتر گیاهان‏، این مقدار بین 300 تا 1000 گرم می باشد. وقتی گیاه در حال رشد است پیوسته آب از زمین جذب کرده و از برگ ها آن را تبخیر می کند. میزان تبخیر آب از سطح برگ بستگی به دما‏ جریان هوا و عوامل دیگری مانند تعداد و چگونگی روزنه ها‏، رطوبت نسبی هوا و غیره دارد. خورشید ، انرژی لازم را برای تبخیر آب از سطح برگ تامین می کند. اگر بین جذب آب و تبخیر تعادل برقرار باشد تمام فرآیندهای گیاهی بطور طبیعی پیش می رود و گرنه یکی از دو حالت زیر پیش می آید :
الف : اگر مقدار جذب بیشتر از مقدار دفع باشد : این حالت ممکن است در اثر کم بودن شاخساره نسبت به ریشه، پیرایش (هرس) بی قاعده، حمله آفات و امراض و یا بالا بودن رطوبت نسبی هوا اتفاق بیفتد در این حالت فشار آب درون یاخته ها یا آوندها بالا می رود. علایم عمومی این حالت، درازی و باریکی و نرمی ساقه گیاه و خوابیدگی آن روی زمین و ترک خوردن میوه (به علت به هم خوردن رابطه سطح و حجم) است.
ب : مقدار دفع بیشتر از جذب باشد : این حالت ممکن است در اثر خشک بودن خاک، کمبود ریشه نسبت به شاخساره، یا در اثر جابجا کردن گیاه پیش بیاید. این حالت باعث تیرگی رنگ برگها و در صورت ادامه باعث پژمردگی آنها و خشک شدن گیاه می شود. کم آبی مزمن در بعضی از انواع هندوانه و گوجه فرنگی باعث پوسیدگی گلگاه می شود.

طوفان‌هاي حاره‌اي که در آمريکا به آن هاريکن مي‌گويند بر فراز اقيانوس‌ها و درياهاي اين مناطق با سرعتي معادل 111 کيلومتر در ساعت يا بيش از آن مي‌وزد اين سامانه‌ها مي‌توانند در فاصله زماني ماه مه تا دسامبر به وجود آيند اما دوره رسمي آنها از اول ژوئن تا 30 دسامبر است. اين‌گونه طوفان‌ها مي‌توانند تا 2 هفته دوام داشته باشند. براي آگاهي بيشتر با چگونگي ايجاد و توسعه اين‌گونه طوفان‌ها چرخندهاي حاره‌اي و گردبادها خبرنگار گروه دانش‌و‌فناوري خراسان گفتگويي با مهندس پرويز رضازاده مدير کل پيش‌بيني سازمان هواشناسي کشوري انجام داده است.

- طوفان‌هاي حاره‌اي در چه مناطق و يا عرض‌هاي جغرافيايي پديد مي‌آيند و قدرت تخريب آنها از کجا ناشي مي‌شود؟
اين طوفان‌ها انرژي خود را در حقيقت از آب دريا مي‌گيرند. بيشتر طوفان‌هاي دريايي در منطقه خاصي در نواحي استوا يعني حدود 5 درجه شمالي تا 5 درجه جنوبي ايجاد مي‌شوند. در زمان شکل‌گيري اين نوع الگوهاي جوي منطقه‌اي کم فشار ايجاد مي‌شوند. حرکت دودي هوا سبب مي‌شود بخار آب از سطح آب به ارتفاعات بالاتر منتقل شود و ابرهايي توليد کند که عموما رشد قائم قابل توجهي دارند و سبب بارش مي‌شوند. فراواني اين الگوهاي جوي در مناطق حاره زياد است ولي بايد توجه داشت که تمام اين شرايط باعث ايجاد طوفاني در حد کاترينا نمي‌شوند.

چه شرايطي لازم است تا تلاطم يا اغتشاش جوي به مراحل ديگر برسد و يک طوفان حاره‌اي پديد آيد؟
- وضعيتي که باعث ايجاد چنين طوفان‌هايي مي‌شود در چند شرط خلاصه مي‌شوند که عبارتند از:
- دماي آب اقيانوس در منطقه تشکيل اين الگوهاي جوي بايد 5/26 درجه سانتي‌گراد يا بيشتر باشد و اين دما تا عمق 45 متري گسترش داشته باشد يعني اين دما نبايد فقط منوط به سطح دريا باشد. بديهي است در شرايطي که حداقل دماي 5/26 تا عمق 45 متري گسترش داشته باشد دماي سطح آب از اين عدد بالاتر خواهد بود.

- در منطقه تشکيل اين نوع طوفان‌ها يعني در 5 درجه جنوبي تا 5 درجه شمالي استوا بايد ناپايداري و اغتشاش جوي حاکم باشد. يعني بايد فرآيندي حاکم باشد که حرکت رو به بالاي هوا را از سطح دريا تقويت و تشديد کند.
- ويژگي بسيار مهم ديگر اين است که شدت باد در سطح دريا تا ارتفاعات بالاتر يعني 15 کيلومتري نبايد زياد باشد يعني جو در آن محدوده بايد نسبتا آرام باشد. ديدگاه ديگري که در اين بخش مطرح مي‌شود اين است که مقدار تغيير سرعت باد با ارتفاع (چينش باد) کم باشد. سپس چينش باد بايد ضعيف باشد.

چه زماني به اين نوع طوفان‌هاي دريايي هاريکن گفته مي‌شود؟
- با توجه به حداکثر يا پيشينه سرعت بادي که با اين سامانه‌ها همراه است اين سيستم‌ها را به سه دسته تقسيم مي‌کنند. در مناطق کم‌فشار حاره‌اي پا و فشار حاره‌اي سرعت باد درون اين سامانه‌ها حداکثر مي‌تواند 16 متر بر ثانيه باشد، زماني که سرعت باد از 16 m/s به 17 m/s تا 32 m/s مي‌رسد به آن طوفان حاره‌اي گفته مي‌شود. در شرايطي که سرعت باد از 32 m/s تجاوز کند و به 33 m/s يا بيشتر برسد به آن اصطلاح هاريکن اطلاق مي‌شود. البته هاريکن به سامانه‌هايي گفته مي‌شود که در آمريکاي شمالي و بر روي اقيانوس اطلس شکل مي‌گيرند. طوفان‌هايي که روي اقيانوس آرام شکل مي‌گيرد و مناطق جنوب شرق آسيا را تحت تاثير قرار مي‌دهد تايفون مي‌گويند و در نيم کره‌جنوبي و در استراليا به همين نوع طوفان‌ها ويلي‌ويلي گفته مي‌شود.
به هر حال در هر منطقه‌اي که اقيانوس حاره‌اي داشته باشيم اين نوع طوفان‌ها به وجود مي‌آيد مثل اقيانوس آرام، اطلس و هند.

طوفان‌هاي حاره‌اي از نظر ميزان و شدت تخريب به چند دسته تقسيم مي‌شوند؟
ج- عموما 5 دسته يا کلاس با استفاده از مقياس سافيرسيمپسون براي اينها تحريف مي‌شود. کمترين سرعت بادي که وارد اين دسته‌بندي مي‌شود 33 m/s است و بر حسب افزايش سرعت باد وارد دسته‌هاي ديگر مي‌شود به عنوان مثال هاريکن کاترينا در مرحله نهايي بلوغ و تکامل در کلاس 5 جاي گرفت. البته يک طوفان مي‌تواند در مراحل ابتدايي که سرعت باد در آن کم است در کلاس‌هاي پايين جا بگيرد و پس از طي مراحل توسعه به درجه‌بندي‌هاي بالاتر برسد بار ديگر کاترينا را مثال مي‌زنيم که ابتدا در درجه 4 قرار گرفت ولي تا 5 هم توسعه يافت. به هر حال کلاس 1ضعيف‌ترين آن است که سرعت باد بين 118 تا 152 کيلومتر در ساعت است و در کلاس 5 سرعت باد به پيش از 250 کيلومتر در ساعت مي‌رسد.

چرا اين نوع طوفان‌ها به صورت چرخنده در مي‌آيند، اصولا چه فرقي با گردباد و تورنادوها دارند؟
- چرخش طوفان‌ها حاصل حرکت باد و حرکت وضعي زمين است. بايد توجه داشت که گردبادها در خشکي ايجاد مي‌شدند.

گراديان يا اختلاف فشار در دو منطقه عامل ايجاد باد است اما چون باد بر روي زميني ايجاد مي‌شود که خود در چرخش است و بنابراين زمين بر اثر ايجاد حرکت نيرويي بر باد وارد مي‌کند که به آن نيروي کوريوليس مي‌گويند. بنابراين بادهايي که تداوم دارند و حرکت طولاني دارند داراي چرخش مي‌شوند و گردبادهايي را به وجود مي‌آورند که در نيم‌کره‌شمالي جهت چرخش آنها خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت است و در نيم‌کره جنوبي عکس اين مسئله (گردش واچرخندي) است.

منظور از چشم گردباد يا هاريکن چيست؟
در هر وضعيت جوي که با حرکت بالارو داريم در کنار آن يک حرکت پايين‌رو است، حرکت رو به بالا و صعودي سبب مي‌شود بخار آب از سطح زمين بالا رود و تشکيل ابر دهد و حرکت رو به پايين باعث مي‌شود هواي کم رطوبت بالا به پايين بيايد و در اصطلاح هواشناسي شود و اگر بخار آبي هم داشته باشد تبخير شود. در اين نوع چرخندها در يک شعاع 250 کيلومتري حرکت رو به بالاست و درست در مرکز آن گريزي براي حرکت رو به بالا ايجاد مي‌شود که بتواند آن را ترميم کند بنابراين در مرکز اين سامانه به قطر حدود 50 کيلومتر حرکت رو به پايين ايجاد مي‌شود در بخش بيروني اين سامانه‌ها (حرکت رو به بالا) ابرهايي با ارتفاع 15 تا 20 کيلومتر بارش‌هاي شديد و رعد و برق‌هاي عظيم وجود دارد ولي در بخش مرکزي (حرکت رو به پايين) ظاهرا يک هواي صاف و آرام ديده مي‌شود. با توجه به اين مسئله مي‌توان مشاهده کرد وقتي طوفان حاره‌اي و يا گردبادي از منطقه عبور مي‌کند اگر چشم طوفان از آن منطقه بگذرد تا حدود نيم ساعت هوا بسيار متلاطم، سرعت باد حدود 200 کيلومتر در ساعت يا بيشتر و بارش شديد همراه با رعد‌و‌برق ديده مي‌شود ولي طي چند دقيقه يکباره آن باد قطع مي‌شود و ممکن است تا نيم ساعت هم اين شرايط سکون تداوم يابد و حتي خورشيد هم بدرخشد ولي وقتي چشم طوفان عبور مي‌کند به يکباره سرعت باد افزايش مي‌يابد از آنجايي که اين سامانه داراي چرخش هستند سرعت باد قبل از عبور چشم خلاف سرعت باد بعد از رويت چشم است (در مرحله اول شمال به جنوب و سپس از جنوب به شمال است).

مدت عمر اين سامانه‌هاي جوي چقدر است؟
حدود 1 هفته تا 4 هفته عمر دارند و مدت عمر اينها بستگي به از ميان رفتن هر يک از شرايط ايجاد و توسعه طوفان‌ها و گردبادها دارد.
گردبادها به چه صورت تقسيم‌بندي مي‌شوند؟
گردبادها با در نظر گرفتن خسارتي که بادهايشان به وجود مي‌آورند به 6 دسته تقسيم مي‌کنند. مقياس اندازه‌گيري F يا فوجيتا مي‌باشد. مثلا FO داراي شدت بادي کمتر از 115 کيلومتر در ساعت است که بعضي خانه‌هاي کارواني و کمپي را از پايه‌هاي خود جدا مي‌کند و وسايل نقليه را از جاده منحرف مي‌کند و گردباد تند FO که سرعتي حدود 417 تا 508 کيلومتر در ساعت دارد مي‌تواند يک خانه مستحکم داراي پي را از جاي خود بلند و تا مسافت قابل توجهي حمل کند. درخت‌هاي بزرگ را از جا بکند، پوست درختان را از تنه آنها به طور کامل جدا کند. حتي يک ساختمان بتني مسلح شده با استيل اگر روي زمين قرار داشته باشد به کلي ويران خواهد شد. گردبادهاي F1 تا F4 بين اين دو دسته قرار مي‌گيرند.

اين نوع سامانه‌هاي جوي چگونه ديده‌باني مي‌شوند؟
از طريق ايستگاه‌هاي زميني و هوايي، ديده‌باني مستقيم از طريق ايستگاه‌هاي خودکار شناور دريايي و کشتي‌ها صورت مي‌گيرد، هواپيماهاي بدون سرنشين نظارت ماهواره‌اي و رادار داپلر هم در تعيين و رديابي اين پديده‌ها از طريق نظارت غيرمستقيم نقش مهمي دارند.
بايد توجه داشت که پيش‌بيني اين که طوفان‌ها تا چه مرحله‌اي توسعه و رشد مي‌يابند کار ساده‌تري است تا اين که بگويند دقيقا از چه مسيري عبور مي‌کنند.
بيشتر طوفان‌هاي حاره‌اي در نواحي استوا يعني حدود 5 درجه شمالي تا 5 درجه جنوبي شکل مي‌گيرند
مسير اين نوع سامانه‌هاي جوي بر روي مناطق حول استوا از شرق به غرب است يا به بياني آنها جريانات شرقي هستند و بنابراين سواحل شرقي و يا شمال شرقي آمريکا و استراليا پتانسيل برخورد چنين طوفان‌هايي را دارند.

منبع : سایت reporter

اسب یا اسپ پستانداری است از خانواده ی اکوئیدا است که از دیرباز در زمینه‌های کشاورزی، ترابری و همچنین در جنگ‌ها بسان ابزاری برای حرکت تند و ضربه زدن به سیستم‌های دفاعی دشمن بهره گیری می‌شده است.

نام اسب همواره با واژه‌هایی مانند چابکی همراه بوده است. پیشینیان برای...

آرمادیلو پستاندار بچه‌زای کوچکی است از راسته کمربندداران (Cingulata)، بالاراستهٔ بیگانه‌بندیان (Xenarthra). این جانور به‌خاطر پوشش زرهی...

مشکلات موجود برای تعریف

تعریف کلمه گیاه ازآنچه که ظاهرا" به نظر می رسد بسیار مشکل تراست. اگرچه گیــــاه شناسان محدوده رده بندی گیاهان را تعریف کرده اند ، مرزهای تعیین کننده اعضاء رده بندی گیاهان بسیار اختصاصی تر از تعریفات رایج " گیاه"است. ما گیاه را بعنوان یک موجود زنده یوکاریوت و دارای تعداد زیادی سلول تعریف می کنیم که عموما" فاقد اندامهای حسی یا حرکت ارادی بوده و در صورت رشد کامل دارای ریشه ، ساقه و برگ می باشند. اما از نظر گیاه شناسی فقط گیاه آوندی دارای ریشه ، ساقه وبرگ است. اما اگر منصفانه نگاه کنیم گیاهانی که ما هر روز با آنها مواجه هستیم ، گیاهان آوندی می باشند.



تعریف دیگر گیاه که گسترده تر (فراگیرتر) می باشد، عبارت است از هرچیزی که فتواتوتروف می باشد- یعنی غذای خودش را از مواد خام غیر آلی و نور خورشید تولید کند. برای فردی که بر نقش خاصی که گیاهان در یک اکوسیستم بازی می کنند متمرکزشود این تعریف غیر منطقی نیست .اما در بین فتواتوتروپها ، پروکاریوتهایی ( پیش هسته) مخصوصا" باکتریهای فتواتوتروپ و سیانوفیتها وجود دارند. سیانوفیتها را گاهی اوقات ( به دلایل خوبی) جلبکهای سبز– آبی می نامند.در اینجا این مشکل بوجود می آید که بیشتر مردم از جمله گیاه شناسان قارچ خوراکی را گیاه می نامند اگرچه قارچ خوراکی اندام باردهی قارچ می باشد ( حوزه قارچها)، و اصلا" فتواتوتروپ نبوده، بلکه گندخوار( saprophytic) می باشد. و بیش از چند گونه گیاهان گل دار، قارچها و باکتریها وجود دارند که انگلی هستند.

ما قادر به ارائه پاسخی مطمئن نیستیم. فهرست خصوصیاتی که حوزه رده بندی گیاهان را از سایر حوزه های زیست شناسی جدا می کند حد اقل یک تعریف فنی ارائه می کند اما این تعریف مورد پسند همگان قرار نمی گیرد. بنابراین تعریف اصطلاح گیاه همیشه به معنی بیشتر موجودات زنده طبقه بندی شده در محدوده رده بندی گیاهان می باشد. مثلا" اگر جلبکهای سبز به وضوح گیاهانی جزورده بندی گیاهان هستند، پس بیشترمردم اکثرخزه های دریایی را هم که جزئی از( حوزه آغازیان (هستند، جزو جلبک های سبز در نظر می گیرند. مشکل عدم وجود دقت یا توافق که در تعریف گیاه وجود دارد یکی از گفته های مورد تفاهم است که اغلب در مقالات با آن مواجه هستیم از این قبیل : ... آوند چوبی یکی از دو بافت انتقال در گیاه است . بطور کلی تصور نمی شود این جمله به معنی تمامی گیاهان ، جلبکها با گیاهان گلدار باشد. به احتمال بسیار زیاد باکتریها یا قارچها را به حساب نمی آورد. در واقع معمولا" بهتر است اینگونه تصور شود که این بحث فقط به گیاهان آوندی مربوط می شود ( ضرورتا" سرخسها ، مخروط زاها، گیاهان گلدار و تعدادی دیگر) مگر اینکه به صورتی متفاوت بیان شود( مثلا" ... در گیاهان آوندی و غیر آوندی اینگونه است ). The system of classification (see
درسیستم طبقه بندی ( به طبقه بندی علمی مراجعه کنید) که توسط گیاه شناسان برای فهرست کردن موجودات زنده زمین بکار رفته، هزاران دانشمند روزانه ساعات بسیار زیادی وقت صرف کرده اند. درابداع این سیستم تلاش شده تا سیستمی طبیعی بوجود آید در حالیکه ارتباطات تکاملی بین کلیه گونه های مختلف را توصیف نماید ( از جمله مواردیکه فقط در فسیلها شناخته شده اند). گیاهان یکی از بخشهای این طبقه بندی هستند ودرتعریف گیاهان چه بصورت کلی وچه بصورت جزئی ، باید تعدادی منبع را درکلیه فعالیتهای علمی که برای تهیه یا ارائه اطلاعات درباره آنها انجام می شود، در این سیستم طبقه بندی لحاظ کنیم.

برای گیاهان آنگونه که در حوزه رده بندی گیاهان تعریف شده اند به قسمت زیر نگاه کنید.

• برای جلبکها بطور کلی به جلبک رفته یا به جلبک دریائی مراجعه نمایید.
• برای قارچهای خوراکی قارچهای خوراکی یا قارچ مراجعه کنید.
• برای گیاهان غیر آوندی بطور کلی به گیاه غیر آوندی نگاه کنید.
• برای گیاهان آوندی بطور کلی به گیاه آوندی مراجعه کنید.
• برای گیاهان مخروطی بهPinophyta یا gymnosperms نگاه کنید.
• برای گیاهان گلدار به angiosperms نگاه کنید.

گیاهان تقریباٌ در همه جای گیتی می رویند گلها علفها و درختان را تقریباٌ هر روزه می بینیم. گیاهان همچنین بر فراز کوههای بلند در اقیانوس ها در بسیاری از بیابانها و در نواحی قطبی می رویند. بدون گیاهان، آدمیان و جانوران نمی توانستند در کره زمین زندگی کنند. آدمی بدون هوا یا خوراک نمی تواند زندگی کند و همچنین بدون گیاهان نمی تواند زنده بماند. اکسیژن موجود در هوا که تنفس می کنیم از گیاهان فراهم می آید. خوراکی که می خوریم نیز از گیاهان یا از جانوران گیاه خوار بدست می آید.
در خانه سازی و بسیاری از چیزهای سودمند را از کنده و تخته و الوار درختان و خیلی از پوشاکهای ما از الیاف گیاهی از قبیل پنبه فراهم می گردد.

دانشمندان عقیده دارند که بیش از 350000 گونه و نوع گیاه شناخته شده اما هنوز بسیاری از گیاهان ناشناخته مانده است. کوچکترین گیاه دیاتوم می باشد که تنها با میکروسکوپ می توان آن را دید حتی ممکن است یک قطره آب بیش از 500 دیاتوم در خود شناور داشته باشد.

بزرگترین گیاه زنده دنیا درخت سکویا در کالیفرنیا می باشد که بیش از 90 متر بلندی و بیش از 9 متر پهنا دارد.

برخی از درختان در کالیفرنیا هستند که عمر 4000 تا 5000 ساله دارند. دانشمندان همه موجودات زنده را به دو گروه اصلی و عمده تقسیم کرده اند.

به بیان دیگر می توان گفت که فرق عمده میان گیاهان و جانوران آن است که گیاهان در جایی ثابت هستند در حالی که تقریباٌ همه جانوران با نیرو و اراده خود حرکت می کنند.

بیشتر گیاهان خوراک خود را از هوا نور خورشید و آب می گیرند. جانوران نمی توانند برای خود خوراک بسازند. از این رو گیاهان یا جانوران گیاهخوار را می خورند. پایه و اساس واحد اصلی و آجر ساختمان موجود زنده یاخته یا سلول می باشد و از این جهت گیاه و جانور با هم تفاوت دارند زیرا بیشتر گیاهان سلول های دیواره ای کلفت حاوی ماده ای بنام سلولز دارند یاخته های جانوری ماده سلولز ندارد.



برخی چیزهای زنده که به نظر می رسد به خانواده و قلمرو گیاهان و جانوران وابسته نیستند. و این موجود تک یاخته ارگانیزم های شامل باکتری و اشکال دیگر زندگی است که تنها با میکروسکوپ قابل دیدن است. بیشتر دانشمندان عقیده دارند که به خانواده خود وابسته هستند یعنی موجودی که نه گیاه است و نه جانور.

از گیاهان برای آدمی خوراک، پوشاک، پناهگاه یعنی مهمترین نیازهایشان فراهم می شود. بسیاری از ما ازداروهایی که از گیاهان ساخته می شود یا مستقیماٌ از خود گیاهان دارویی است سود می جوییم. بعلاوه از گیاهان در مصارف زیبا سازی و لذت بخش کردن زندگی سود جسته می شود.

منشاء کلیه موجودات زنده متعلق به حــــــــــوزه گیاهان ، گروهی به نام جلبک سبز است که اشکـــال باقی مانده آن (paraphyletic) بوده وبصورت انواع گوناگونی در این قسمت یا درمیان آغازیان وجود دارند.جلبکهای سبز دارای کلروپلاستهایی هستند که در بر گیرنده کلروفیل a و b می باشند که بوسیله غشاهای دولایه به هم متصل هستند و دارای انواع گوناگونی تاژکدار، انبوه زی ، میله ای و حتی چند سلولی ابتدایی می باشند .بسیاری از آنها عمدتا" هاپلوئید ( تک لاد) هستند اما بقیه ، بین گونه های هاپلوئید و دیپلوئید ( دولاد) که گامتوفیت و اسپروفیت نامیده می شوند دارای تناوب نسل می باشند.
در مرحله ای از دوران پالئوزوئیک گیاهان پیچیده و چند سلولی(رویان رستها ) بر روی زمین نمایان شدند. در این گونه های اولیه جدید ، گامتوفیت و اسپروفیت از نظر شکل و عملکرد بسیار متفاوت بودند ، اسپروفیت کوچک باقی ماند و در کل زندگی کوتاه خود وابسته به والد خود بود. گروههای موجود در این ساختار مشترکا" خزه ها نامیده می شوند. از جمله:

• دسته Bryophyta( خزه ها)
• دسته Anthocerotophyta ( علف شاخی)
• دسته Hepaticophyta( هپاتیکها)

تمامی این گونه ها کوچک بوده و محدود به محیطهای مرطوب می باشند و برای تولید هاگ وابسته به آب هستند. در دوران سیلورین ، رویان رستهای جدیدی نمایان شدند که در اثر سازگاری امکان غلبه بر این موانع را که در دوران دونین دستخوش پرتوش سازگاری گسترده ای شدند پیدا کردند. این گروهها معمولا" دارای کوتیکول هستند که در برابرخشکیدگی مقاوم می باشند و بافت آوندی که آب را سرتاسرگیاه منتقل می کند که به همین علت آنها را گیاهان آوندی می نامند.

• دسته Lycophyta ( گرگ پاها)
• دسته Sphenophyta( دم اسبی)
• دسته Psilophyta (سرخسهای ماهوتی)
• دسته Ophioglossophyta ( لاله آلپی و سرخسهای تاکی)
• دستهPterophyta ( سرخسها)

گیاهان آوندی هم زیر گروهی ازاسپرماتوفیتها یا گیاهان دانه دار هستند که تا آخردوران پالئوزوئیک متنوع شدند. دراین گونـــــه ها گامتوفیت کاملا" کاهش یافت و اسپروفیت درون پوششی به نام دانه که در والد آنها بوجود می آید شروع به زیستن نمودند. اسپرماتوفیتها عبارتند از:

• دسته Cycadophyta ( سرخس نخلی)
• دسته Ginkgophyta ( درخت گینگکو)
• دسته Pinophyta ( مخروط زاها ، گیاهان مخروطی )
• دسته Gnetophyta (Gnetae)
• دسته Magnoliophyta ( گیاهان گلدار ، آنتوفیتا)

این دسته ها به دو گروه بازدانگان ( بی دانه ها ؛ چهار دسته اول) و گیاهان گلدار یا angiosperms تقسیم می شوند. پنجمین دسته فوق آخرین گروه عمده گیاهان است که در دوران ژوراسیک بوجود آمده و به سرعت در بیشتر زیبومه ها گسترده شدند.

ممکن است بخواهیم علاوه بر طبقه بندی علمی گیاهان یا روشهای مردم پسند تر براساس این سیستم ، به طبقه بندی گیاهان با روشهای متفاوت دیگری بپردازیم که در ذیل به بررسی برخی از آنها می پردازیم:
ممکن است گیاهان بر مبنای الگوهای رشد فصلی اشان مرتب شوند. البته گیاهان ساده مثل جلبکها دوران زندگی کوتاهی دارند و اصطلاحهای زیر در مورد آنها بکار نمی رود اما جمعیت جلبکها عموما" فصلی هستند.

• سالانه : زندگی و تولید مثل در یک فصل رشد و نمو.
• دوسالانه : زندگی در دو فصل رشد و نمو ؛ تولید مثل معمولا" در سال دوم
• چند ساله : زندگی در سالهای رشد نمو طولانی ؛ ادامه به تولید مثل در یک مرحله

گیاهان آوندی یا herbaceous ( غیر چوبی ) هستند ویا چوبی. گیاه چوبی ممکن است درختانی باشند با یک یا چند تنه و شاخه که روی زمین بوجود می آیند ویا درختچه هایی باشند بدون تنه ، با شاخه هایی که نزدیک سطح زمین قرار دارند.
همچنین ممکن است گیاهان بر اساس چگونگی کاربردشان طبقه بندی شوند.گیاهان غذایی از جمله میوه ها ، سبزیجات ، گیاهان دارویی و ادویه ها می باشند.

میزان رشد یک گیاه عادی 75-20 میکرو متر در هر ساعت می باشد.

منبع : سایت رشد

فاصله متوسط از خورشید 60.149 کیلومتر قطر استوا 12756 کیلومتر مدت حرکت وضعی 93.23 ساعت مدت حرکت انتقالی 26.365 روز سرعت حرکت انتقالی 79.29 کیلومتر در ثانیه دمای سطحی 55 تا 70 درجه سانتیگراد جرم (زمین = 1) 00.1 چگالی متوسط (آب = 1) 52.5 جاذبه (زمین = 1) 1 تعداد قمر 1

زمین در آغاز شکل گیری

• در اوایل پیدایش منظومه شمسی ، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتا از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.
  
  
• 4.5 میلیارد پیش ، زمین دارای سطحی داغ ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیونها سال ، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی ، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایه‌های زیرین و از طریق دهانه‌های آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.
  
  
• پس از یک میلیارد سال ، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیونها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده ، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی درآمده است.

زمین در آغاز شکل گیری با سرد شدن زمین ، شرایط لازم برای پیدایش حیات در آن فراهم شدند.

نحوه پیدایش و تکامل زمین

مشخصات زمین

• زمین سیاره‌ای است منحصر بفرد ، دارای آب مایع و جوی که قسمت اعظم آن از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده که تداوم حیات را ممکن می‌سازند. در منظومه شمسی ، زمین پنجمین سیاره از لحاظ بزرگی و سومین سیاره نزدیک به خورشید است. چگالی زمین از تمامی سیارات بیشتر است.
  
  
• زمین در منظومه شمسی دو نوع حرکت ، وضعی و انتقالی دارد. در حرکت وضعی زمین در یک شبانه روز به دور خودش می‌چرخد و در حرکت انتقالی در یک سال مداری بیضی شکل حول خورشید را طی می‌کند (مدار زمین).

کره مغناطیسی

• با چرخش زمین به دور خودش ، چرخه‌هایی در هسته خارجی آن که از آهن مذاب تشکیل شده بوجود آمده ، جریانهای الکتریکی تولید می‌کنند. این جریانها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف زمین شده و پوششی محافظ در اطراف آن ایجاد می‌کنند (کمربند تشعشعی زمین). این میدان که کره مغناطیسی نامیده می‌شود، زمین را در برابر جریانهای سریع ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت می‌کند.
  
  
• بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن» به دام می‌افتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور می‌کند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن می‌شوند.

آینده زمین

انتظار نجومی

• شاید انسان در آینده بتواند قبل از وقوع فاجعه‌های فوق زمین را به جایی دورتر از خورشید منتقل کند.
  
• شاید امکانات آینده ، انسانهای آن زمان به سیاره قابل سکونت دیگری کوچ کنند.
  
• شاید بشر بتواند مانع از وقوع فاجعه‌های فوق در خورشید و زمین شود.
  
• باید پنج میلیارد سال انتظار کشید.

منبع : سایت رشد

ايران بدليل گستردگي و تنوع بومشناختي و بلنديهاي متنوع داراي شرايط آب و هوائي بسيار متفاوت است.  در زمستان( در فواصل ماههاي دسامبر تا فوريه) اکثر مناطق کشور بشدت سرد است در حالي که در تابستان (جون تا آگوست) گرماي هوا به چهل درجه بالاي سانتيگراد مي رسد. ميانگين سالانهء دما در ايران از شمال غربي به شمال شرقي تغيير مي کند و از منهاي ده درجه سانتيگراد در آذربايجان تا به 25 - 30 درجه سانتيگراد در جنوب و جنوب شرقي ميرسد. نواحي ساحلي جنوب و شمال ايران در مقايسه با مناطق مرکزي و کوهستاني الگوي هواشناختي بسيار متنوعي دارد. 

جزيره کيش (جنوب ايران )

ميانگين سالانه دماي بندر عباس در اوايل زمستان 18.5 سانتيگراد ميباشد. ميزان بارش سالانه مناطق مختلف کشور نيز بسيار متفاوت است. 

ايران داراي آب و هواي متناوبي است که در برخي مناطق کشور گرماي تابستان و سرماي زمستان مشابه ميباشند. به همين دليل آب و هواي ايران در هر منطقه بايد بصورت جداگانه مورد توجه قرار گيرد.   

خليج فارس در زمستان

شمال ايران (درياي خزر) ر

جزيره کيش در زمستان

لاهيجان (شمال ايران ) ر

       در ژانويه و فوريه (آذر و دي) سه نوع منطقه آب و هوائي در ايران وجود دارد: سواحل درياي خزر داراي آب و هواي معتدل سرد، مناطق مرکزي داراي آب و هواي سرد زمستاني، و مناطق کناري داراي آب و هواي متوسط و ملايم ميباشد. ولي در مناطق جنوبي هوا بسيار گرم است و در تابستان تحمل آب و هواي مناطق مرکزي بسيار مشکل ميباشد.

                   درکه (شمال تهران -  رشته کوه البرز)

شهرهاي شيراز، اصفهان، تهران، مشهد و تبريز که مهمترين مراکز جلب جهانگردند آب و هواي بسيار متنوعي دارند.  شيراز با 4 ماه هواي گرم در صدر اين فهرست قرار مي گيرد و تبريز با يکماه هواي گرم در رديف آخر. 

جهانگردهائي که در فصل زمستان به سواحل جنوبي ايران مي روند با آب و هوائي بسيار مطبوع روبرو مي شوند، در حالي که در همان زمان مردم استانهاي فارس و اصفهان آب و هوائي باراني يا برفي دارند.  در فصل تابستان آب و هواي همه مناطق کشور تا حد قابل تحملي گرم مي شود.  بهترين زمان براي بازديد از مناطق مختلف ايران دو فصل بهار و پائيز و بويژه ايام نوروز ميباشد.

سيل و امواج مد

اغلب سيل‎ها در اثر بارندگي شديد، آب شدن برفها و تكه يخ‎هاي بزرگ و يا طغيان رودخانه‎ها جاري مي‎شوند. بعضي از رودخانه‎ها هر ساله به طور منظم طغيان مي‎كنند و از گزارش‎هاي سالهاي گذشته مي‎توان زمان وقوع و ارتفاع بالاآمدن آب را پيش‎بين يكرد. سيل‎هاي غيرقابل پيش‎بيني در اثر باران‎هاي سيل‎آساي غيرطبيعي روي زمين لخت، خيس و يا يخ‎زده جاري مي‎شوند. بعضي سيل‎ها در اثر امواج كنار دريا جاري مي‎شوند. در يك موج مدي توده عظيمي از آب دريا، كه گاه 6 تا 9 متر ارتفاع دارد، ناحيه‎ گسترده‎اي از زمين ساحلي را كه ممكن است حد آن به 80 تا 100 كيلومتري كناره دريا برسد فرا مي‎گيرد. اغلب اين امواج مد دريا در اثر زلزله‎هاي زير دريايي اتفاق مي‎افتند ولي گاهي به دنبال طوفان نيز حادث مي‎شوند.

   مناطقي كه خاك‎هاي چسبنده و بدون پوش گياهي دارند براي ايجاد سيل بسيار مستعد هستند دانه‎هاي باران بر اثرضربه به خاك باعث به هم فشردگي و چسبندگي لايه سطح‎رويي خاك شده و از قدرت جذب خاك و نفوذ آب در عمق خاك مي‎كاهد و به همين علت آب بارندگي در خاك نفوذ نكرده و جاري مي‎شود و در همين حال شدت ضربات باران باعث حركت دانه‎هاي خاك شده و اين دانه‎ها را همراه خود به حركت در مي‎آورد و معلق شدن اين ذرات خاك باعث زياد شدن حجم آب جاري شده مي‎گردد.

   اين آبهاي گل‎آلود حوضه‎هاي كوچك، در حوضه خود اگر نيروي كوچكي به شمار آيند با پيوستن به هم و تشكيل حوضه‎هاي بزرگ و زياد شدن حجم جاري قدرت مخربي را به وجود مي‎آورند كه در نهايت سبب خسارات مالي و جاني فراوان مي‎گردند.

   بعضي اوقات بعد از يك بارندگي شديد كوتاه مدت، در سطح حوضه آبريز و يا در يك قسمت اعظم از حوضه، باعث بوقوع پيوستن سيل مي‎شود اين بارندگي‎هاي دوم هميشه باعث سيل‎هاي وحشتناك و تخريب‎گي شده است. از بارندگي‎هايي كه باعث سيل يم‎شود يكي هم بارندگي‎هاي خارج از فصل مي‎باشد (مانند بارندگي‎هاي تابستاني) در تابستان رودخانه‎ها در حد كامل جاي هستند، ديگر اين كه به علت گرم بودن خاك و اختفاي هواي گرم مرطوب در حفره‎هاي خاك، باران شديد تابستاني نمي‎تواند در روزنه‎هاي خاك نفوذ كند و ناچاراً جاري مي‎شود و سيل و طغيان بوجود مي‎آيد.

   عامل ديگري كه در بروز سيل مؤثر مي‎باشد شكسته شدن سدها و آب‎بندها است، كه بر اثر سهل‎‎انگاري فني و يا عوارض زميني چون زلزله بوجود مي‎آيد و يا خرابي آب بندهاي طبيعي كه بر اثر ريزش كوه و بسته شدن گذرگاه آب حوضه آبريز درياچه‎‎اي را تشكيل اده و بر اثر فشار زياد آب سد از هم مي‎پاشد نيز عامل ديگري از عوامل بروز سيل مي‎باشد.

   يكي ديگر از عوامل بروز، شكسته شدن سدهاي يخي مي‎باشد. مكانيسم عمل بدين صورت است كه وقتي رودخانه مقدار زيادي يخ از مناطق كوهستاني را همراه مي‎آورد، پس از كاهش سرعت جريان، يخ‎ها به هم پيوسته و اولين شبكه يخي را تشكيل مي‎دهند و با پيوستن ديگر يخ‎ها به صورت ديواره‎‎اي در شكاف به دام افتاده و سد يخي تشكيل مي‎شود. شكسته شدن اين ديوار بر اثر گرما يا فشار باعث سرازير شدن آب جمع شده مي‎گردد. ذوب سريع برف و يخ نيز عامل مهم ديگي در بروز سيل مي‎باشد. برف معمولاً در كوهها بيشتر بوده و از فصل بهار به تدريج ذوب مي‎شود، برف به علت نياز بيشتر به گرما نمي‎تواند يكباره ذوب شود و براي ذوب هرگرم برف بيش از79 كالري حرارت لازم است. اين مقدار كالري بيشتر از گرماي خورشيد و يا بادهاي گرم مداوم تأمين مي‎شود. گاهي اين ذوب به همراه بارندگي‎هاي شديد، طغيان رودخانه‎ها را سبب مي‎گردد. فعاليت‎هاي آتشفشاني نيز باعث ذوب سريع برف كوهها و سيل آتي و پرحجم مي‎شود.

  تفاوت سيل با طغيان

سيل حركت آب به صورتي كه هر چه در مسير خود دارد را به همراه ببرد و طغيان به سكون اين آبها و پيوستن آن به آب رودخانه‎ها، درياچه‎ها و در نتيجه بالاآمدن سطح آبهاي جاري و زير آب رفتن مناطق مسكوني و كشاورزي گفته مي‎شود. معمولاً طغيان در پي سيل بوده و به همين علت هر دو را به يك معني به كار مي‎گيرند.

  معمولاً سيل در اثر عوامل زير ايجاد مي‎شود:

  1.    ريزش سريع نزولات آسماني و عدم گنجايش محل نزول.

  2.    عدم نفوذپذيري زمين محل و ذوب سريع برف‎ها.

  3.    عدم گنجايش و عدم طراحي صحيح مسير رودخانه‎ و سيل‎ها

  4.    عدم استفاده از سيل بند و ديوارهاي محافظ در مناطق سيل‎خيز

  5.    عدم گنجايش صخره‎ها و جوي‎ها جهت عبور آب درمناطق شهري و مسدود شدن رودخانه‎ به علت ريزش  كوه

  6.     عدم لايروبي رودخانه و تجمع رسوبات سنگين و غيرطبيعي پشت سدها.

  7.    خرابي سيل‎بندها، سدها و مخازن آب.

  سيلا‎ب‎ها بر دو گونه‎اند:

1.    سيلاب‎ها آرام : كه در اثر افزايش حجم ناگهاني آب رودخانه‎ها و درياچه‎ها در اثر بارندگي در طي روزها و هفته‎ها ايجاد مي‎شود.

2.  سيلاب‎هاي ناگهاني : كه در اثر افزايش حجم آب رودخانه‎ها و درياچه‎ها ايجاد شده و با خود مرگ و مصدوميت افراد و تخريب منازل را به همراه دارد. اين سيلاب‎ها ممكن است بر اثر باران‎هاي سيل‎آسا، گردباد تخريب ديوارهاي سد و ذوب شدن سريع يخ به وجود آيد.

 مهم‎ترين خسارات سيل

تخريب پل‎ها، تخريب جاده‎ها، تخريب زمين‎هاي كشاورزي، تخريب چاه‎ها و قنات‎ها و تخريب بندها و سدها، تخريب منازل مسكوني ازدياد ناقلين (مالاريا)، آلودگي آب، از بين رفتن محصولات و حيوانات اهلي (سوء تغذيه) آسيب به مكان‎هاي بهداشتي و ارتباطي.

   زيان‎هاي ناشي از سيل مربوط به پوشيده شدن زمين از آب و نيز فشار خود آب است. سيل ممكن است لوله‎هاي آب يا فاضلا را جابه‎جا كند. در يك مورد، 5 كيلومتر از يك لوله 90 سانتي‎متري آب را سيل با خود برده است.

   ممكن است تأسيسات تصفيه آب و تلمبه خانه‎ها زير آب فرو روند و گل و لاي داخل تلمبه‎ها، موتورها و ساير تجهيزات شوند كه اين امر سبب تعميرات گران و وقت‎گيري خواهد شد. آسيب ساختمان‎هاي محافظ چاه‎ها و چشمه‎ها ممكن است منجر به آلودگي آب آشاميدني شود. تأسيسات تصفيه فاضلاب و لوله‎هاي خروج فاضلاب بيشتردر معرض صدمات سيل قرار مي‎گيرد. پس زدن آب در لوله‎هاي فاضلاب بيشتر در معرض صدمات سيل قرار مي‎گيرند. پس زدن آب در لوله‎هاي فاضلاب سبب سرريز شدن آدمروها، مخازن فضولات و چاه‎هاي فاضلاب مي‎شود. به علت بالا آمدن سطح آب انواع زباله در نقاط مختلف پخش مي‎شوند كه جمع‎آوري و دفع آنها مشكل مهمي ايجاد مي‎كند. جمع شدن زباه و فضولات سبب افزايش مگس و جوندگان مي‎شود. دفن مردگان و زير خاك كردن لاشه حيوانات مرده مواقعي مشكل فوري و مهمي را به وجود مي‎آورد.

   شگفت اين كه هنگام وقوع سيل خطر آتش‎سوزي نيز افزايش مي‎يابد. بالا آمدن سطح آب ممكن است سبب واژگون شدن مخازن نفت يا بنزين شود و يا ورود آب به مخازن برگ مواد سوتي سبب پخش شدن آنها در منطقه وسيعي گردد. اگر جرقه‎اي به اين مواد سوختي برسد آتش به سرعت همه جا را فرا مي‎گيرد، زيرا اشغال شناور در سطح آب و ساير اشياء معمولاً همگي مواد قابل اشتغال‎اند. گاه اتصال در شبكه برق ساختمان‎هايي كه زير آب رفته‎اند،‌باعث آتش‎سوزي و برق‎گرفتگي مي‎شود. تأسيسات بهسازي مناطق ساحلي ممكن است به هنگام هجوم اين امواج ويران شوند و يا در اثر شسته شدن زمين و فرو ريختن آن، در معرض صدمه قرار گيرند.

   اين حوادث ممكن است موجب مرگ و مير فراوان ولي تعداد محدودتر، مجروح گردند، علل عمده بيماري و مرگ‎ها اصولاً در اثر غرق شدن، برق‎گرفتگي، عفونت‎هاي حاد تنفسي، حيوان گزيدگي و زخم‎ها و در بين ضعيف‎ترين افراد جامعه اتفاق مي‎افتد. در طوفان‎هاي استوايي و يورش امواج خروشان، در نوامبر 1977 كه تعداد 70000 نفر را در آندارپرادش هند مورد تهاجم قرار داد، حداقل تعداد 10000 نفر كشته و فقط 177 نفر مجروح غالباً داراي شكستگي پا و بازو بر جاي گذاشت.

   در ايران گرچه در بسياري از نقاط بارندگي كم است اما در بيشتر مناطق ممكن است 60 درصد بارندگي ساليانه در يك شبانه روز رخ دهد. همين عامل به همراه شيب‎هاي تند كوهستاني البرز و زاگرس – كه شهرهاي ما را در دامنه خود جاي داده‎اند – باعث شده است كه بروز سيل يكي از نگراني‎هاي عده – تقريباً در تمام فصول سال – باشد. سيل در ايران به دليل ويژگي‎هاي زمين‎شناسي و تخريب‎هاي زيست‎ محيطي بسيار آلوده بوده و گل و لاي زيادي به همراه دارد. به همين دليل نيز اغلب سيلاب‎ها در ايران، خسارات زيادي وارد مي‎كنند. سيل روزانه 200 ميليون تومان زبان به اقتصاد ملي وارد مي‎سازد.

   طبق يكي از گزارشهاي طرح ملي آمادگي و كنترل سوانح طبيعي كشور ايران در 25 سال گذشته يا 967 سيل روبرو بوده كه از اين ميان 117 سيل بسيار مهم و يا خسارات و تلفات فراوان همراه بوده است. طي اين سالها به طور متوسط با 39 سيل در سال، 916 ميليارد و 200 ميليون تومان به كشور خسارت وارد شده است كه متوسط خسارت سالانه 36 ميليارد و 600 ميليون تومان بوده است. طي 25 سال گذشته (از 1351 تا 1375) 5/42 ميليون نفر از جمعيت كشور تحت تأثير سيل بوده‎اند. طي اين مدت دو ميليون و 892 هزار و 400 نفر بي‎خانمان شده و سالانه به طور متوسط 500 واحد مسكوني ويران و يا آسيب ديه است. در گزارش ديگري از ستاد حوادث غير مترقبه كشور آمده است كه فقط در سال 1370 در كشور 61 سيل و 27 زلزله رخ داده است.

   خانه‎سازي در حريم رودخانه‎ها، آن هم با مصالح نامناسب علت اصلي خسارات سيل در بسياري از شهرهاي كشور بوده است. در شهرهاي بسياري از كشورها كه از لحاظ وجود رودخانه شرايط مشابهي با ما دارند، به دليل پر ارزش بودن زمين و يا به جهت استفاده از زيبايي رودخانه، خانه‎هايي زيادي بر ساحل رودخانه‎ها ساخته مي‎شوند اما تدابير كارشناسي ظريفي نيز جهت پيش‎بيني خطرات سيل به كار مي‎رود. اغلب درچنين شهرهايي هيچگاه مجوز زيرزمين به ساخت و سازها تعلق نمي‎گيرد.

   خانه‎ها به گونه‎اي ساخته مي‎شوند كه آب بتواند به راحتي از زيربنا عبور نمايد. دادن مجوز ساخت زيرزمين در ساختمان‎هايي كه در نزديكي مسير و يا سواحل رودخانه‎ها بنا مي‎شوند، توسعه بي‎رويه شهر كه به دليل تغيير سطح پوشش زمين، قابليت نفوذپذيري آن را از بين مي‎برد، تنگ كردن مجاري و مسيرهاي مهم شهرها  بتون كردن آنها كه شتاب آب را بالا مي‎برد، پمپاژ كردن آب به ارتفاعات بالا كه به رانش زمين حساس هستند و ... از جمله اشتباهات مديريتي هستند كه شهرداريها و مديران شهري نبايد مرتكب آنها شوند.

  اقدامات قبل از وقوع سيل

1.       لزوم رعايت اصول و ضوابط مهندسي رودخانه در احداث پل‎ها مطابق استاندارد.

2.       مطالعه و اجراي طرح‎هاي سيستم‎ هشدار سيل (مناطق پرجمعيت، كوهستاني و رودخانه‎هاي بزرگ).

3.       حفاظت و جلوگيري از دخل و تصرف غيرمجاز در بستر رودخانه‎ها و مسيل‎ها.

4.       پاكسازي و دفع انباشته‎هاي طبيعي و مصنوعي در محدوده پل‎ها و زيرگذرها با هماهنگي شركت‎هاي آب منطقه‎اي.

5.       لزوم استفاده از كارشناسان شركت‎هاي آب منطقه‎اي در هنگام بروز سيلاب به منظور ثبت آمار و خسارات سيلاب‎ و يكنواخت‎سازي آمار و اطلاعات و استفاده از نظرات كارشناسي شركت‎هاي آب منطقه‎اي در زمينه تحليل علل بروز و تشديد سيل و چگونگي مقابله و كاهش خسارات در حين وقوع سيل.

6.       نصب تابلوهاي هشدار سيل در مسير رودخانه‎هاي سيل خيز (در نقاط خاص و مهم و با توجه به شرايط رودخانه‎ها و مسير سيل‎ها).

7.       ايجاد نظام هشدار و مديريت سيل (حوزه‎هاي كوچك و پرجمعيت كوهستاني – مناطق شهري – رودخانه‎هاي بزرگ).

8.       لزوم به كارگيري و توسعه نقش بيمه در سرمايه‎گذاري طرح‎هاي پيشگيري و جبران خسارات ناشي از سيل.

9.       ارايه خدمات آموزش عمومي از طريق جمعيت هلال‎احمر، آموزش و پرورش و رسانه‎هاي عمومي با هماهنگي كميته‎هاي فرعي پيشگيري از سيل در استانها.

10.   اصلاح بستر رودخانه‎ها:

الف) عريض كردن بستر رودخانه

ب) عميق كردن در اثر لايروبي

ت) عريان كردن رودخانه از نباتات

ث) تسطيح رودخانه‎ها

ج) تصحيح مسير براي كم كردن طول رودخانه

11.   ايجاد سيل برگردان:

الف) ايجاد ديواره‎ها در كنار رودخانه‎ها.

ب) كندن كانال‎هاي عرضي و موانع در مسير سيل.

پ) منحرف كردن آبهاي تجمع شده به مناطق ديگر.

ت) ايجاد سيل شكن در دره‎ها براي جلوگيري از تجمع آب.

12.   ايجاد و ساخت سدها و آب بندها: بهترين چاره‎ است كه مي‎توان در توليد برق و آبياري از آن استفاده كرد.

13.   حفاظت از بستر رودخانه‎ها: در حوضه‎هاي مرتفع با استفاده از مصالح ساختماني.

14.   حفاظت بيولوژيكي : عدم كاشت درخت در كنار رودخانه‎ها و ايجاد پوشش گياهي و جنگل‎ها براي كم كردن سرعت قطرات باران.

15.   ايجاد سرعت شكن‎هاي بتوني و سنگي در مسير بستر رودخانه‎ها و مسير سيلاب‎ها

  اقدامات هنگام سيل

1.       هميشه و همه جا اصل خونسردي را حفظ كنيد.

2.       براي اطلاع از وضعيت و گرفتن دستورات لازم به راديو، تلويزيون و يا اعلام بلندگوهاي عمومي گوش دهيد در صورتي كه دستور تخليه داده شد فوراً اين كار انجام دهيد.

3.       وسيله روشنايي تهيه كنيد (چراغ قوه، شمع و ...)

4.       به سرعت كمي غذا و آب ذخيره كنيد. (ممكن است منابع آب آلوده گردد و مواد غذايي يافت نشود) و از مصرف مواد غذايي در تماس با سيل و فاقد ظرف ضد آب خودداري شود. از غذاهاي كنسرو شده سالم استفاده نماييد.

5.       در خارج از منزل مواظب سيم‎هاي برق كه روزي زمين افتاده (خصوصا در آب) باشيد تا دچار برق‎زدگي نشويد.

6.       در هنگام رانندگي مراقب شيب‎ها و پيچ‎هاي جاده باشيد به آرامي و با خونسردي رانندگي كنيد (ترمزها بخوبي كار نمي‎كند).

7.       اگر خانه شما در محل مرتفعي است و خطر آب گرفتگي شما را تهديد نمي‎كند نياز به خروج از منزل نمي‎باشد.

8.       جريان برق، آب و گاز را براي اجتناب از آتش‎سوزي و برق‎گرفتگي و انفجار قطع كنيد.

9.       در صورت ترك خانه اشياء گران قيمت را به محل‎هاي بالاتري در منزل ببريد درها را قفل كنيد.

10.   مناطق كم ارتفاع را سريعا ترك نماييد.

11.   به نقطه مرتفعي دور از رودخانه‎ها، نهرها و زهكشي برويد.

12.   از فاضلاب‎ها و جويبارهاي به ظاهر آرام دوري نماييد. و از ورود به جريان پرشتاب آب بدون توجه به قابليت شناگري كه خطر غرق شدن را به دنبال دارد، اجتناب كنيد.

13.   سيلاب‎هايي كه سطح جاده و پل‎ها را پوشانده است داراي قدرت مافوق تصور است.

14.   راه‎رفتن و يا رانندگي در سيلاب خطرناك‎ترين كاري است كه ممكن است انجام دهيد.

15.   وسايل نقليه، حيوانات مزرعه و اشياء قابل حمل و نقل را به نزديكترين محل مرتفع انتقال داده شود. خودروها و وسايل نقليه محل‎هاي امني در مقابل سيل نمي‎باشد زيرا خودرو ممكن است در آب جاري از كار بيافتد و يا توسط آب حركت داده و برده شود.

16.   حشره‎كش‎ها را از آب دوري كنيد چون امكان دارد آلودگي خطرناكي را موجب شود.

17.   هيچ‎گاه به تنهايي در يك ناحيه سيل‎زده، به اين طرف و آن طرف ندويد.

18.   آبهاي جمع شده در گودال‎هاي مناسب براي رشد حشرات بخصوص پشه‎ها مي‎باشد. لذا از توري در محل اقامت استفاده گردد و پوشاك آستين بلند و چكمه‎هاي ساق بلند بپوشيد.

زمان و مكان سقوط
بهمن چگونه در كوهستان شكل مي‌گشرد؟ در چه مناطقي از كوه‌ها، بهمن سقوط مي‌كند؟ وزن بهمن و سرعت حركت آن به چه ميزان است و بالاخره چگونه مي‌توان خود را از مسير حركت بهمن رهانيد و از مهلكه نجات يافت؟

در چه جاهايي خطر بهمن وجود دارد؟
1- شيب، يكي از عوامل بسيار مهم در سقوط بهمن است. روي شيب‌هاي خيلي تند (بيشتر از 50 درجه) چون برف قبل از انباشته شدن به طور طبيعي به پايين سرازير مي‌شود، خطر سقوط بهمن معمولاً زياد نيست. روي شيب‌هاي خيلي ملايم (كمتر از 25 درجه) نيز خطر بهمن معمولاً زياد نيست. تحقيقات بهمن‌شناسان فرانسوي نشان مي‌دهد كه بهمن‌هاي تخته‌اي، عمدتاً روي شيب‌هاي 30 تا 45 درجه است و بيشترين بهمن‌ها از روي شيب‌هاي 35 تا 40 درجه سقوط كرده است. كوهنوردان و اسكي‌بازان امريكايي اهميت فوق‌العاده‌اي براي عامل شيب قائل هستند. هر كوهنورد يا اسكي‌باز كوه، هميشه يك شيب‌سنج كوچك در جيب دارد تا با آن ميزان خطر ريزش بهمن را برآورد كند.

2- با تند شدن شيب، ثبات لايهفوقاني برف كاهش يافته و خطر بهمن افزايش مي‌يابد.

3- پوشش زمين. پوشش طبيعي خاك كه ارتباط بين مانتو برفي (توده برف) و خاك را برقرار مي‌كند نيز البته نه به اندازه شيب، مهم است. زمين‌هاي صاف و صيقلي و يا بدون ستي و بلندي و شيب‌هايي كه داراي بوته‌هاي كوچك يا چمنزار و علف هستند، بهمن‌خيز است. به عكس، شب‌هاي پر سنگلاخ و به ويژه با تخته‌سنگ‌هاي بزرگ و يا درخت و درختچه و يا بوته‌هاي بزرگ- مثل گون- معمولاً برف را به خوبي نگه مي‌دارند. يكنواختي شيب بسيار خطرناك است. به همين خاطر معمولاً با خاكبرداري، لين شيب‌ها را پله‌پله مي‌كنند.

چه موقع خطر بهمن زياد مي‌شود؟
باد عامل بسيار مهمي در افزايش خطر سقوط بهمن است به ويژه اگر در چند روز گذشته به شدت وزيده باشد. باد موجب تلمبار شدن برف در برخي نقاط مي‌شود، ضخامت برف را افزايش مي‌دهد و باعث به وجود آمدن نقاب‌هاي برفي در خط‌اراس‌ها و گردنه‌ها مي‌شود. فراموش نكنيم كه عبوراز شيب‌هايي كه در بالايشان نقاب‌هاي برفي درست شده، فوق‌العاده خطرناك است.
بارش برف چون وزن اضافي بر مانتو برفي مي‌گذارد، ثبات آن را كاهش مي‌دهد. البته سقوط بهمن پس از بارش برف، بستگي به مقدار بارش، وزن مخصوص برف و شيب كوه دارد. با اين حال، به طور كلي مي‌توان گفت كه با ريزش 30 سانتيمتر برف جديد روي شيب‌هاي تند (بيش از 35 درجه) خطر جدي مي‌شود و با 80 سانتيمتر برف جديد، حتي شيب‌هاي متوسط هم خطرناك مي‌شوند.
هواي گرم و ملايم به سرعت لايه‌ها را به هم پيوند مي‌دهد و در نتيجه، خطر سقوط بهمن را كاهش مي‌دهد. به عكس، اگر اين گرما نسبتاً زياد باشد، خطر را افزايش مي‌دهد، زيرا برف را به قطرات آب تبديل مي‌كند و لايه‌هاي فوقاني برف روي اين قطرات مي‌غلتند و به پايين سرازير مي‌شوند. بارش كمي باران نيز چسبندگي برف را افزايش مي‌دهد، ولي اگر بارش از حدي بگذرد، مانتو برفي ثبات خود را از دست خواهد داد.
از اواسط فروردين به بعد، در ارتفاعات 3000 متر به بالا، تابش خورشيد مانتو برفي را- به ويژه جبهه‌هاي جنوبي- بي‌ثبات مي‌كند و در بعد از ظهرها، بهمن‌هاي آبكي سرازير مي‌شود.

سرعت بهمن
سرعت بهمن برف آبكي 55 تا 70 كيلومتر در ساعت، سرعت بهمن برف خشك 110 تا 140 كيلومتر در ساعت و سرعت بهمن‌پودر 220 تا 290 كيلومتر در ساعت مي‌باشد. همچنين، نيروي فشار حاصل از بهمن مي‌تواند به 20 تن برسد.

شكل‌هاي مختلف برف
شكل برف بستگي تام به دماي محيط دارد:
از 10 تا 5 درجه زير صفر، سوزني شكل، از 5 تا 10 درجه زير صفر، استوانه‌اي، بادامي شكل.
از 10 تا 13 درجه زير صفر، پهن، بادامي شكل، از 13 تا 17 درجه زير صفر، شش گوش، از 18 تا 25 درجه زير صفر، استوانه‌اي پهن. شكل برف از اين لحاظ مهم است كه ميزان چسبندگي و قدرت اتصال مانتو برف (توده برف) را تعيين مي‌كند و در نتيجه احتمال ريزش بهمن را كاهش يا افزايش مي‌دهد.

وزن برف
شخص مدفون زير بهمن تحت فشاري است كه وزن و ارتفاع بهمن بر او وارد مي‌كند. وزن يك متر مكعب برف بستگي به مقدار آب موجود در آن دارد.

برف تازه
برف‌پودر، 30 تا 60 كيلوگرم
برف فشرده سبك، 100 تا 200 كيلوگرم
برف كهنه
برف شناور، 200 تا 300 كيلوگرم
برف خشك نشست كرده، 300 تا 400 كيلوگرم
برف آبدار نشست كرده، 400 تا 450 كيلوگرم
برف زيرين خشك، 400 تا 700 كيلوگرم
برف زيرين آبدار، 600 تا 800 كيلوگرم

با استفاده از آمار، كساني كه دچار بهمن شده‌اند، تعيين كرده‌اند كه با گذشت زمان احتمال زنده ماندن بهمن‌زده چقدر است. شخص مدفون در زير يك متر برف با گذشت زمان شانس زنده ماندنش به سرعت كاهش مي‌يابد.
به طور كلي مي‌توان گفت كه با گذشتن هر يك ساعت، شانس زنده ماندن نصف مي‌شود.
در ساعت اول، شانس زنده ماندن بهمن‌زده حدود 45 درجه است. در ساعت دوم شانس او به 28 درصد، در ساعت سوم به 18 درصد و در ساعت چهارم به 10 درصد كاهش مي‌يابد. به عبارت ديگر، از ساعت چهارم به بعد، تنها يك نفر از 10 نفر را مي‌توان از زير بهمن زنده خارج كرد. در ضمن اين نكته نيز قابل ذكر است كه از همان لحظات اول در اثر ضربه و فشار بهمن و اصابت به صخره و سقوط از بلندي و از اين قبيل صدمات، جان خود را از دست مي‌دهند.

بهمن‌زده هر قدر در عمق كمتري مدفون شده باشد، شانس بيشتري براي زنده ماندن دادر. به همين خاطر است كه توصيه مي‌كنند با شنا يا پرش كردن، سعي كنيم روي سطح بهمن باقي بمانيم. همان طور كه نمودار نشان مي‌دهد، در عمق كمتر از 50 سانتيمتر، شانس زنده ماندن به كمتر از 10 درصد مي‌رسد.