Die wonderlike watersiklus en hoe dit die lewe op die aarde moontlik maak
— die ewige vloeistof
Die aarde se water is in 'n blywende siklus vasgevang: dit verdamp in die lug en kondenseer dan weer en val op die grond of in die see… net om weer te verdamp en nogmaals oor die aarde uit te sak. Maar dit is lank nie al wat daar omtrent die wonderlike waterkringloop te vertel is nie…
Foto BO: Strome van lewende water. Droë waterlope (wadi's) word 'n netwerk van saamvloeiende strome ná deurdringende reëns in Jordanië.
Ruimtefoto: USGS / NASA
'n Diagram van die watersiklus
A. Wolke of waterdamp
B. Neerslag (reën, sneeu, ens.)
C. Water dring grond binne
D. Verdamping in lug
E. Verdamping vanaf plante
F. Uitwaseming vanaf grond deur plante
G. Verdamping vanaf grond
H. Wegvloeiing na rivier of stroom I. Fontein
L. Toevloei na fonteine en putte
M. Verdamping vanaf riviere en strome
N. Verdamping vanaf seë en mere
O. See of meer
Y kan nie in Desember vir 'n week of wat weggaan en die hond alleen by die huis los nie. Al sou jy hom oorgenoeg hondekorrels los om te vreet en 'n bak vol water om te drink, kan dit jou nog berou. Water "verdwyn" immers vinnig in die snikwarm somer en daardie waterbak kan gou leeg wees. Maar wat het dan van die water in die bak geword of het dit regtig verdwyn?
Nee, nie werklik nie. Dit het bloot verdamp—van 'n vloeistof in 'n gas verander.
Byna al die water op aarde is in 'n blywende kringloop vasgevang. Water val op die aarde in die vorm van reën uit die wolke, spoel oor die grond of sink daarin weg en vind uiteindelik sy pad see toe as rivier- of syferwater.
Water verdamp dan vanuit die nat grond, vanuit mere en riviere, vanaf die blare van plante en veral vanuit die see. Die verdampte water versamel in die wolke, wat by afkoeling weer die water verloor—en die kringloop begin van voor af.
Water word dus oor en oor gebruik. Hoewel dit op een plek kan wegraak, vind dit uiteindelik sy pad elders terug na die aarde. Dit gaan nooit verlore nie.
Aangedryf deur die hitte van die son en die swaartekrag van die aarde, is hierdie blykbaar eindelose siklus van die aarde se water van wesenlike belang vir die lewe.
Geleerdes beskryf die watersiklus of waterkringloop as die voortdurende sirkulasie van water tussen die seë, atmosfeer, biosfeer en die grond en gesteentes van die geosfeer. Dis die aanwesigheid van enorme hoeveelhede water wat die aarde van alle ander bekende planete onderskei en dit is die aktiewe sirkulasie van water in die siklus wat die lewe hier moontlik maak.
Op ons waterryke planeet is meer as 1,4 miljard kubieke kilometer water. Verreweg die meeste daarvan ('n hele 96,5 persent) is die soutwater van die oseane. Van die oorblywende 3,5 persent varswater is die meeste (byna sewe tiendes) in 'n nagenoeg blywende bevrore toestand as poolysbedekkings, gletsers en sneeu. Sowat drie tiendes daarvan is onder die grondoppervlak—die waters onder die aarde, waarvan ons in die Bybelboek Genesis lees.
Mere bevat 'n verdere kwart persent en riviere 'n piepklein 0,006 persent van die aarde se water. Die atmosfeer bevat slegs 0,04 persent water.
LINKS: Teenoor die waterryke aarde is die planeet Mars 'n dorre, klipperige woesteny Tog is daar al hoe meer getuienis dat Mars in sy verlede vloeibare water moet gehad het. Nuwe beelde van byvoorbeeld die "dwaler" Opportunity staaf dit. Hierdie stukkie Marsgesteente is slegs1,5 cm in die dwarste.
'N GROOT deel van die reën of ander soort neerslag (bv. sneeu) wat in 'n gegewe gebied uitsak, keer regstreeks na die atmosfeer terug vanaf klam kolle, poeletjies, damme en mere. Plante neem ook water uit die grond op en gebruik dit in fotosintese. Die water keer na die atmosfeer terug vanuit die blare en bas van die plante deur middel van 'n proses wat transpirasie genoem word.
'n Groot boom kan deur hierdie proses sowat 300 liter water per dag in die atmosfeer vrystel. As 'n mens daaraan dink dat groot dele van die aarde dig bebos is, kan jy jou dalk vaagweg voorstel watter massiewe hoeveelheid waterdamp deur die aarde se plante afgeskei word.
Tog, soos gesê, geskied verreweg die meeste van die verdamping nie vanaf bosse nie, maar vanuit die see.
Wat gebeur dan wanneer water verdamp? Water is vanselfsprekend materie en materie kom, afhangende van die temperatuur van 'n bepaalde soort, in drie vorms voor, naamlik as vaste stof, vloeistof en gas. Water vries (word 'n vaste stof in die vorm van ys) by 0 grade Celsius en kook (verander heeltemal in 'n gas of damp in die vorm van stoom) by 100 grade Celsius.
Maar 'n deel van water word ook 'n gas of waterdamp by laer temperature, soos juis oor die oseane waar die watertemperatuur selde hoër as 27 grade Celsius is. Die verdamping vind in die reël in 'n tempo van duisend gram waterdamp per vierkante meter per uur plaas. Iemand het op grond daarvan bereken dat daar in een uur sowat 361 500 000 ton water uit die see uit verdamp!
Die verdigting van waterdamp en hoe dit na die aardoppervlak terugkeer
DIE water wat in die atmosfeer verdamp, vind in verskillende vorms weer sy pad terug na die aardoppervlak. Die mees algemene soort neerslag is reën, maar daar is natuurlik ook die ander soorte soos sneeu en hael.
Wolke is massas baie klein druppeltjies water of yskristalletjies wat in die lug hang... eens onsigbare waterdamp wat nou tot spikkeltjies vloeistof of ys verdig het. Mis of newels is as 't ware slegs wolke wat op of naby die grond lê. Wolke word volgens hul vorm en hoogte in verskillende soorte ingedeel. Met die beweging van die druppeltjies binne-in 'n wolk word elektriese ladings opgebou. Die biljoene reëndruppels in 'n enkele wolk kan 'n elektriese lading van miljoene volts opwek indien hulle vinnig genoeg beweeg—wat dan as weerlig ontlaai.
Reën ontstaan wanneer die piepklein druppeltjies in 'n wolk saamkom en druppels vorm wat weens die aarde se swaartekrag na benede stort. Reëndruppels is in die reël meer as 0,5 mm in deursnee en kan tot omtrent 3 mm in deursnee wees. Hulle kan, namate hulle groter word, teen tot 7,6 meter per sekonde uit die hemel val.
'n Reënvalsyfer is die diepte van die reënwater wat in 'n gegewe tydsbestek op 'n plat oppervlak versamel het. Dit word met 'n reënmeter tot die naaste 0,25 mm gemeet.
Die grootste gemiddelde neerslag op aarde, sowat 10 900 mm (byna elf meter) per jaar, kom voor by Cherrapunji, in Noordoos-Indië. Tot 26 466 mm (of meer as 26 meter) reën het al in een jaar daar uitgesak.
En sneeu dan? Ons Afrikaanssprekendes praat mos van sneeu (of kapok) vir sneeu in al sy onderskeie vorms, maar die Eskimo's, vir wie dit baie belangrik is, tref 'n duidelike onderskeid tussen qanit (vallende sneeu) en aput (sneeu wat lê). Sowat 50 persent van die aarde se landmassas en 10,5 persent van die see is permanent of tydelik met sneeu bedek.
Sneeu is bevrore waterkristalle wat in wolke gevorm is terwyl die temperatuur van die lug onder die vriespunt was. As daar genoeg vog in die koue bolug is, kan sneeu selfs uit 'n wolkelose hemel val.
'n Sneeukristal is een van die wonderwerke in die natuur. Hoewel elke kristal ses punte het, is geen twee kristalle ooit dieselfde nie. Sneeukristalletjies se deursnee wissel tussen een en vier millimeter en elk weeg maar ongeveer een 200ste van 'n gram. As hulle saamsmelt, vorm hulle 'n sneeuvlokkie.
Sneeu is gewoonlik skitterwit, maar rooi en selfs groen, blou of swart sneeu is moontlik. Die kleursel kom van klein swammetjies of stofdeeltjies wat deur die vlokkies vergader word.
Stereomikrograaf van 'n sneeukristal
Kyk sterk skeel, ontspan jou sig totdat jy drie beelde sien, stel dan jou fokus in op die middelste beeld.
Hierdie interessante stereomikrograaf van 'n sneeukristal kom van 'n landbounavorsingsentrum (Beltsville Argicultural Research Center) van die Amerikaanse departement van landbou (USDA). Inligting wat van die bestudering van die struktuur van sneeu ingewin word, is van groot belang vir verskillende vertakkinge van die wetenskap. Dit is een van verskeie landbounavorsingsprojekte wat by die sentrum onderneem word.
Indien jy internet-toegang het, kan jy nog sulke stereobeelde sien by:
(maak oop in 'n nuwe venster)
Hael, die groot verwoester, word in donderstormwolke gevorm—in die bodeel van die wolk, sowat drie of meer kilometer bokant die grond, waar die temperatuur onderkant 0 grade Celsius is. Die haelstene word deur stygende en dalende lugstrome in die wolk op- en afgeslinger. In dié proses word die stene ál groter totdat hulle naderhand so swaar word dat die stygwind hulle nie langer kan dra nie. Dan stort hulle vinnig na benede.
Haelstene so groot soos duifeiers en selfs heelwat groter is niks ongewoons in Suid-Afrika nie. Party mense kan selfs getuig dat hulle al haelstene soos tennisballe gesien het wat groot verwoesting gesaai het.
En dan het jy miskien al in die vroeë oggend die druppels aan 'n spinnerak of blom BO bewonder wat soos kraletjies daaraan kleef. Dit is doudruppels. Dou word gevorm wanneer die waterdamp in die lug met 'n koeler voorwerp op die aardoppervlak in aanraking kom. Omdat waterdamp 'n gas is, kondenseer dit (word dit 'n vloeistof) wanneer dit afkoel, en dou vorm gewoonlik saans, snags of vroegoggend op voorwerpe op die aarde wat dan kouer is as die omringende lug.
Ryp is weer waterdamp in die lug wat tot yskristalle kondenseer sonder die tussenstap waar die damp eers in water verander. Sekere insekte is baie gehard daarteen, maar talle soorte plante is weerloos. Plante word deur ryp vernietig deurdat die wateragtige oplossings in die plantselle vries en die selle bars.
Die weë van die gekondenseerde water
ONS het hierbo gelees hoe die waterdamp op verskillende maniere in die lug kondenseer om weer die aarde te bereik. Maar dis belangrik om te weet dat nie al sulke waterkondensasies die grond bereik nie. Party daarvan word deur plante onderskep, veral bome, en herverdamp regstreeks in die atmosfeer. Die verlies aan water vanweë onderskepping kan baie groot wees. Die afkap van bome om gewasse te plant (ontbossing) kan die hoeveelheid reën op die grond en die snelheid waarmee dit die grond tref aansienlik verhoog, met gepaard gaande grondverspoelings en oorstromings.
Wanneer neerslagwater die grond bereik, syfer dit gewoonlik in die grond in, maar wanneer die grond reeds deurweek is, vloei die oortollige water bogronds afdraand na die naaste spruit of rivier. Water kan egter ook ondergronds in 'n rivier of groter watermassa invloei.
Van hier af verdamp dit weer en om later weer te kondenseer! Die waterdamp in die lug word maklik deur lugstrome meegevoer en ook na droër streke voortgedra waar dit in die bolug verkoel. Dit is die ewige kringloop wat ook die drama van die dampkring genoem kan word.
Soos een geleerde dit so mooi gestel het: Die winde en die wolke, die donderslae en die weerlig, die haelstorm en die sneeuvlokkies, die reënboog en die nagtelike ryp—almal is karakters in daardie drama, die sigbare gestaltes waardeur die eindelose gedaantewisselings van die dampkring tot uiting kom.
Soms is die handeling stil en ingetoë, ander tye weer is daar spannende botsings en af en toe word ons na 'n klimaks in die stryd van die elemente meegevoer. Maar in elke geval is daar in die hele drama gedurige afwisseling en nuwe skoonheid vir hom wat 'n oog het om te sien.