מים

מים זה עשוי ממים ואני לא אוהב מים אני אוהב רק מיצים כמו קולה פנטה וספרייט לא ממוסחר.

המבנה המולקולרי של המים

מולקולת המים בנויה משני אטומי H, ואטום אחד של O. המרחק בין אטומי H לאטום O הוא 0.957854 Å (אנגסטרום). ואטומי H מוסחים מאטום O בזווית של 104.45 מעלות (כפי שאפשר לראות בתמונה) המרחק מאטום H לענן האלקטרונים הוא בערך 1.2 אנגסטרום. והמרחק מאטום O לענן האלקטרונים הוא בערך 1.4 אנגסטרום.

קשרי מימן חלשים במים

רוב השדה החשמלי שלילי, מיוצר על ידי אטום O, ולכן האלקטרונים נמשכים יותר לאטום O מאשר לאטומי H, ולכן רוב הזמן (לפי הסבירות) האלקטרונים נמצאים אצל אטום O, ומסביב לאטומי H האלקטרונים סובבים לעיתים רחוקות יחסית. לכן הדבר יוצר שדה חשמלי שלילי (-) בגלל האלקטרונים מסביב לאטום O, ושדה חשמלי חיובי (+) בגלל חוסר אלקטרונים מסביב לאטומי H. השדה שיוצרים האלקטרונים סביב אטומי H הם שווים בממוצע ל-3.3 חלקי עשר מיליארד משדה חשמלי של אלקטרון נורמלי. לכן שדה חשמלי חיובי (+) סביב אטומי H הוא גדול מאוד, בממוצע 99.999999967% משדה חשמלי של פרוטון רגיל. אפשר לומר, אם כן, שאטום O הוא יון שלילי 2- (כמעט) ואטומי H הם בעצם יונים של 1+ (כמעט). לפיכך, כשמולקולת מים תתקרב עם הפינה של אטום O (שבו יש מטען שלילי) לפינה של מולקולה אחרת לאטום H (שבו יש מטען חיובי), יימשכו שתיהן אחת לשנייה.
בגבישי קרח, כל מולקולת מים מושכת אליה 4 מולקולות שכנות (שני אטומי H של המולקולה נמשכים לשני אטומי O של המולקולות השכנות, ואטום O של המולקולה נמשך לשני אטומי H של שתי מולקולות שכנות).
המרחקים בין אטומי H לאטומי O במים בנוזל ובמוצק שונים מהמרחקים בגז. הסיבה לכך היא שבמוצק ובנוזל (בניגוד לגז) המולקולות נמשכות אחת לשנייה, ולכן "נמתחות", ובגז אין משיכה ולכן המרחקים מתקצרים מעט (המרחק בין אטום H לאטום O הוא 0.95718 אנגסטרום בגז, ו-0.95784 אנגסטרום במוצק ובנוזל).

חשיבות המים לחיים

המים הם חומר חיוני לקיומן של כל צורות החיים הידועות. בעלי החיים והצמחים זקוקים למים לצורך קיום מחזור החיים שלהם. עובדה זו מתקשרת באופן ישיר לכך שהמים נפוצים בכדור הארץ, שכן היותו של כדור הארץ מקורם של כל החיים הידועים, תואם את היותם של המים תנאי הכרחי לחיים אלו.
המים מהווים את רוב המסה של רוב היצורים החיים, וממלאים תפקידים רבים בגופם. התפקידים העיקריים הם שימוש כנוזל תוך-תאי (ציטופלזמה) וכמרכיבו העיקרי של הדם, אך המים נחוצים גם לתפקידים משניים רבים אחרים, כגון ניקוי הגוף, הזעה והלחתה. כל תא חי זקוק לכמות מסוימת של מים כדי להתקיים.
יצורים מסוימים מפיקים את הגזים הנחוצים לנשימתם (חמצן או פחמן דו-חמצני) מתוך המים. זימי הדגים הם האיבר הידוע ביותר המשמש להפקת גזי נשימה מומסים במים.
מלבד השימושים הפנים-גופניים עושים יצורים שונים שימוש במים למטרות חוץ-גופניות שונות. הדוגמה העיקרית לשימוש זה היא משמעות המים כסביבת חיים עבור החיים הימיים: דגים, צמחי מים וכו'. דוגמאות אחרות הן השימוש במים כסביבה להטלת ביצים, כמקור מזון וכחיץ כנגד טורפים.
את המים משיגים היצורים החיים באופנים שונים. בעלי החיים סופגים מים בגופם בעיקר באמצעות שתייה, בעוד הצמחים יונקים את רוב מימיהם בעזרת שורשיהם.
המים דרושים ליצורים חיים בכמויות מסוימות, ובאיכות מסוימת. איכות זו נקבעת על-פי החומרים המומסים במים: אמנם החיים דורשים כמויות משתנות של חומרים מומסים (כדוגמת מינרלים), אך מרבית החומרים המומסים במים (או חומרים רצויים בכמויות לא רצויות) הופכים את המים לבלתי שמישים או אפילו רעילים.
שינוי באיכות המים שפוגע בשימוש מסוים שלהם (לדוגמה - שתייה), אינו פוגע בהכרח בשימושים אפשריים אחרים (לדוגמה - הטלת ביצים).
הדוגמה הבולטת ביותר למים שאינם שמישים ללא טיפול מיוחד, הם מי האוקיינוסים והימים המלוחים, אותם מסוגלים לשתות רק יצורי-מים מזנים מסוימים. סוגים אחרים של מים שאינם שמישים הם מים שזוהמו על ידי התעשייה.

המים עבור האדם

המים משמשים את האדם למגוון רחב של פעולות, ביניהן: שתייה, ניקיון, בישול, השקיה, קירור וחימום, המסה, שיט, הפקת אנרגיה הידרואלקטרית, שחייה, רחצה, צלילה, דיג וכיבוי אש. פעולות אלו מחולקות לצריכה ביתית (ברובה שתייה, היגיינה ובישול), שימוש חקלאי (ברובו השקיה ומי שתייה עבור חיות מבויתות), שימוש תעשייתי (ניקוז, קירור, המסה ועוד), שימוש עירוני (ברובו ניקוז), שימוש למטרות תחבורה (שיִט), שימוש למטרות מחקר ושימוש למטרות פנאי (שיִט, שחייה ועוד).
האדם קולט את המים על ידי שתייה ומזון ופולט אותם על ידי זיעה, הפרשה ונשיפה. השימוש החשוב ביותר במים, אף על פי שלא הגדול ביותר מבחינה כמותית, הוא השתייה. האדם זקוק למים מתוקים (כלומר - ללא אחוזי המלח הגבוהים שבאוקיינוסים), ולכן היה תלוי במים שמקורם במשקעים, ולאחרונה אף בהתפלה. צריכת המים לנפש אינה זהה עבור כל בני האדם, ותלויה במאפיינים אנושיים רבים, בשיטות ייצור, ברמת חיים וכן הלאה.
בזכות השימושים הרבים למים, קיימת השפעה הדדית הדוקה בין המים לבין תחומי הדמוגרפיה והכלכלה. קיומם של מים מתוקים לשתייה ולהשקיה כמו סמיכות לאזורי דיג וגישה לנתיבי תחבורה ימיים, עשוי להשפיע על נטיות ההתיישבות האנושיות. לרוב מעדיפים בני אדם להתיישב בסמוך למקור מים מתוקים ובעל נגישות לשטחי מים מלוחים, אם כי התפתחויות טכנולוגיות שונות (לדוגמה: שיפורים חקלאיים, פיתוח טכנולוגיות תחבורה וכדומה) משנות נטיות אלו.
צורות ההתיישבות מחד וניצול המים מאידך משנים את מצב המים. מלבד השינויים הברורים מאליהם (לדוגמה: שתייה גורמת למעבר מים לתוך גוף האדם), קיימים שינויים רבים ומורכבים בזמינות המים. לדוגמה, הקמת סכר על פני נהר עשויה להביא להסטת מסלולו. השפעות הדדיות אלו של האדם והמים מביאות לכך שהמים מהווים מרכיב ניכר של הפוליטיקה האנושית, גם אם באופן שאינו גלוי. נושאים כגון זיהום מים ושליטה על מקורות מים הם מכריעים ביותר במאבקי הכוח הפוליטיים השונים.
בעוד שבעולם המערבי אספקת המים היא לרוב מובנת מאליה, לא כך המצב בארצות העולם השלישי. למיליארדים של בני אדם - רוב אוכלוסיית העולם - אין גישה למים נקיים. המחסור החמור במים אינו מאפשר לתושבי אזורים אלו לשתות מספיק ולשמור על היגיינה, דבר שמגביר את התחלואה. אחרים משתמשים במקורות מים מזוהמים, דבר שאף הוא גורם לתחלואה; רוב מוחלט של המקרים של כמה מחלות הנפוצות בעולם השלישי, כגון מלריה ודיזנטריה, נגרם ממים מזוהמים. בדיונים על מצבן של מדינות העולם השלישי נדחק לעיתים קרובות נושא המים לשוליים אך בעיות רבות הפוקדות המדינות העניות יוכלו להיפתר רק לאחר התייחסות רצינית למשבר המים.
ד"וח של ארגון השימור הבינלאומי (WWF) מתריע מפני מחסור עתידי במי שתייה גם במדינות העולם המערבי עקב התייבשות הקרחונים בצפון אירופה ושימושים בזבזניים שונים כגון ייצור מוזל של בגדים, פירות, ירקות ותכשיטים. בלונדון בלבד, דליפות מתשתיות מים ישנות מבזבזות כמות של כ-300 בריכות שחייה אולימפיות ביום.
ב-22 במרץ חל יום המים הבינלאומי.

מתקני מים

האפשרויות להשיג מים, לאגור אותם ולהוביל אותם ממקום למקום הן שקבעו את מיקומם של יישובים, את אופיים, את אורח החיים בהם ואת התפתחותם הכלכלית והתרבותית. עד התקופה הרומית, לפני כאלפיים שנה, היו מרבית היישובים סמוכים למקורות מים כמו מעיינות ונחלים. אספקת המים של יישובים אחרים הייתה תלויה בבורות ובבריכות אגירה של מי גשמים. הצורך במים הביא לפיתוח של מתקנים שונים להשגתם: מתקנים להעברת מים, מתקני אגירה ומתקנים לניצול מי תהום.

מתקנים להעברת מים

אחד המתקנים הקדומים ביותר להעברת מים ממקום למקום הוא התעלה. התעלה נחצבה בקרקע ודופנותיה חוזקו בעזרת אבנים. תעלות גדולות הגיעו לאורך כמה קילומטרים, לרוחב של כשני מטרים ולעומק של קרוב לשלושה מטרים. המים שנאספו לתעלות היו מי שיטפונות או מים ממקורות קבועים כמו מעיינות ונחלים. זרימת המים בתעלות הייתה בכוח הכבידה.
לעיתים קרובות היו מקורות המים של תושבי הערים המבוצרות מחוץ לחומות. כדי להבטיח אספקת מים לעיר גם בעת מלחמה ומצור נחצבו נקרות – דרכי מעבר תת-קרקעיות אל מקורות המים. אחת הנקרות המפורסמות בישראל היא נקבת השילוח, שסיפקה מים לתושבי ירושלים הקדומה.
עם הגידול באוכלוסיית האדם והתרחבות ההתיישבות עלה הצורך להעביר מים אל יישובים ואל אדמות חקלאיות המרוחקים ממקורות המים. לצורך זה הוקמו אמות מים (אקוודוקטים).
מקור השם מתקופת המשנה, אז היה מקובל לחפור תעלות מים ברוחב ובעומק אמה (יחידת מידה קדומה בת 48 ס"מ, 60 ס"מ לפי דעה אחת), ומכאן שמם. אמות המים היו מורכבות מסדרה של תעלות בנויות, פתוחות או סגורות, המונחות על הקרקע או על גבי גשרים. מקור המים היה בגובה רב יותר מהיעד שלהם, כדי שיזרמו בכוח הכבידה. לעיתים חצתה האמה רכסי הרים בתוך מנהרות חצובות.

מתקנים לאגירת מים

חלק ממתקני האגירה בתקופות קדומות היו טבעיים, כמו גבים (בריכות הנוצרות בתוך שקעים בקרקע), אגמים ושטחי הצפה עונתיים. מתקני אגירה אחרים היו בנויים, כמו סכרים בריכות ובורות.
הסכר הוא קיר בנוי באפיק נחל, שעוצר את הזרימה של המים. עצירת הזרימה יוצרת מאגר במעלה הנחל. את המים שנאגרו הובילו בדרך כלל בתעלות למקומות שונים על פי הצורך. סכרים שימשו הן לאגירת מי שתייה והן לאגירת מים להשקיה. שיטת ההשקיה הנפוצה בתקופות קדומות הייתה שיטת ההצפה: מהמאגר הובלו המים אל השדה שחולק לחלקות. לאחר שהציפו חלקה אחת עברו עודפי המים לחלקה נוספת, נמוכה יותר, וכך הלאה.
הבריכות נבנו בדרך כלל סמוך למעיין או בתוואי של זרימת מי שטפונות. החיסרון העיקרי של אגירה בסכרים או בבריכות פתוחות היה התאדות חלק ניכר מכמות המים במאגר. היו גם בריכות תת-קרקעיות דמויות מנהרות, שהמים בהן נשמרו תקופות ארוכות יותר. אפשר למצוא בריכות כאלה לאורך מדרונות של ואדיות בנגב.
בורות מים היו המאגרים התת-קרקעיים הנפוצים ביותר בארץ. חלק מהם משמשים לאגירת מים גם כיום. הבורות נחפרו בקרקע או נחצבו בסלע בעומקים שונים. צורתם הייתה כשל פעמון – רחבים בקרקעית והולכים וצרים כלפי מעלה בכיוון הפתח. המבנה הזה צמצם את התאדות המים והקל על כיסוי הבור, שנועד למנוע את זיהום המים. מי הגשמים נאספו אל הבור באמצעות תעלות פתוחות מן הרחובות וגם מגגות הבתים. אגירת המים בבורות אפשרה הקמת יישובי קבע גם באזורים שאין בהם מעיינות או מקורות מים אחרים הזמינים כל השנה.

מתקנים לניצול מי התהום

החיפוש אחר דרכים לניצול מי תהום נבע מכך שבחלק מהאזורים לא היו מקורות מים עיליים (מעיינות, אגמים, נחלים) שהיו זמינים בכל ימות השנה. מי תהום מצויים גם באזורים מדבריים. המתקנים השונים נועדו להעלותם על פני השטח.
גבים מלאכותיים, המכונים בערבית "תמאיל", נחפרו בעומק לא רב באפיקי נחלים או בקרבת הים, במקומות שבהם מי התהום קרובים לפני הקרקע. מי התהום נקווים אל הגב, אך הם אוזלים במהירות בעקבות השימוש בהם. לאחר זמן מה מתמלא הגב מחדש. את הגבים יש לחדש מדי פעם, מכיוון שהם נסתמים על ידי הסחף המובא עם המים.
בארות הן המתקנים הנפוצים ביותר לניצול מי התהום. אלו הן חפירות אנכיות שהעמיקו עד למפלס מי התהום. קוטר הבארות היה גדול, כדי להקל על מלאכת החפירה ועל ניקוי המים. קירות הבאר היו מחוזקים בדרך כלל באבנים. כמות המים שהופקה מהבאר הייתה תלויה בהצלחת החופרים להגיע לעורק מרכזי של מי תהום.
כדי לנצל את מי התהום שבבארות היה צורך לשאוב אותם. חלק ממתקני השאיבה הופעלו בעזרת אנרגיית שרירי האדם או שריריהם של בעלי חיים. אחד ממתקני השאיבה הפשוטים והקדומים ביותר היה החבל והדלי. מתקני שאיבה משוכללים ויעילים יותר התבססו על גלגלת, בורג (כגון בורג ארכימדס) או מנוף.

המים בתרבויות ודתות

כבר בימי קדם ידע האדם שהמים נחוצים לחיים, שבלעדיהם אין חיים, ושעולמנו מיוחד בכך שיש בו מים נוזלים. כך ביהדות וכך גם אצל עמים אחרים ודתות אחרות.
בסיפור בריאת העולם במקרא, ביום הראשון לבריאה, כשנבראו שמים וארץ, המים כבר היו קיימים. שנאמר: "ורוח אלוהים מרחפת על פני המים". ביום השני הופרדו השמים והארץ על המים שבהם זה מזה, וביום השלישי נקוו המים שעל הארץ, להבדיל בין ים ליבשה.
תיאורים דומים, של שליטת כוח עליון על המים ושל "ארגון" והכוונה של המים, נמצאים גם במסורות עתיקות של עמים אחרים, כמו האכדים במזרח והאינדיאנים במערב.
כולם הכירו בחשיבות המים ובכוחם הרב, כוח שיכול לפעול לשני כיוונים מנוגדים: האחד - כיוון של יצירה והענקת חיים בדרך של צמיחה ושגשוג, והשני - כיוון של הרס וחורבן על ידי שיטפונות וגשמי זעף. בעולם העתיק היו קיימות אמונות שונות לגבי מי התהום, שגם יכלו לגרום לפי אמונות אלו, לצמיחה ותנובה חקלאית וגם יכלו לגרום לשטפונות ואסונות.
ביהדות, מים הם מקור ברכה ונותנים חיים לאדם ולכל אשר לו, כאשר האדם נוהג כראוי. האל גומל להולכים בדרך הטובה - "והורדתי הגשם בעתו, גשמי ברכה יהיו". במיתולוגיה ההודית והבבלית יש אלים הממונים על המים ומעניקים אותם לאדם.
לעומת זאת, יש שהמים משמשים כעונש. סיפור המבול מופיע אצל עמים רבים, ביניהם הארמים, היהודים, היוונים וההודים. המבול הוא תיאור של מים עצומים הגורמים הרס וכיליון, ומקורו באמונה שהאדם נענש על חטאיו בידי כוח עליון. לא פלא אפוא שקיימת ביהדות וגם במסורות אחרות, למשל אצל שבטים אפריקאיים, "תפילת הגשם": בקשה מכוח עליון לכוון את המים לתועלת ולא לנזק.
נוסף להכרה בחשיבות המים לחיים בכלל, נפוצה האמונה בכוחם המטהר. כשם שרחיצת הגוף במים מנקה אותו מלכלוך פיזי, כך מטהרים המים גם את הנפש מטומאה ומחטא.
ביהדות מקובלים מנהגים רבים הקשורים בטיהור על ידי מים: נטילת ידיים, טבילה במקווה לשם טהרה ואף כחלק מהגיור, כטקס כניסה ליהדות, הדחת הבשר, הגעלת כלים, הזאת מים מיוחדים על אנשים וכלים הטמאים בטומאת מת ומנהג התשליך בראש השנה. השיא של חגיגות המים היהודיות קשור למצוות ניסוך המים בשמחת בית השואבה שהתקיים בחג הסוכות בבית המקדש. בנצרות ובדתות אחרות קיימת הטבלה של תינוקות והתזת מים מקודשים. ישנם מקורות מים מקודשים במיוחד שמצווה לטבול בהם, כמו נהר הירדן אצל הנוצרים ונהר הגנגס אצל ההינדואים.
עוד אמונות הקשורות במים: על פי התלמוד בכוח המים להחזיר לקדמותו דבר שנוצר על ידי כישוף, כך לדוגמה בול עץ שנהפך בכישוף לחמור חזר להיות בול עץ כשנגע במים. אמונות נוספות הם כי למים יש סגולה להבחין בין אדם אשם לחף מפשע, והם גם מסייעים לחזות את העתיד. משום כך, אצל עמים רבים במזרח ובמערב, שימשו המים למשפט, לניבוי ולכשפים. כך בקביעת גזר דין אצל הבבלים בעת העתיקה, כך ביהדות במי סוטה, כך אצל היוונים בניחוש של האורקל, וכך במשפטי המכשפות באירופה בימי הביניים. השיטות היו שונות: השקעת החשוד בתוך מים, הטלת אבנים למים, שתיית מים והתזת מים.
האמונות והמנהגים הרבים סביב המים נפוצים בעולם כולו, הן בארצות שבהן יש מחסור במים והתושבים יודעים מניסיונם כי בלי מים אין חיים, והן בארצות שבהן יש מים בשפע רב מדי והאדם מתקשה לעמוד בפני כוח ההרס החזק שלהם. המים בכדור הארץ מתפלגים ל-97% מים מלוחים באוקיינוסים וימים, ורק 3% של מים מתוקים באגמים, נהרות וקרחונים.