چرا دریا شور است اما رودخانه نه؟
در نگاه نخست، این پرسش ساده به نظر می‌رسد؛ ما دریا را با طعم شوری‌اش می‌شناسیم و رودخانه را با آب زلال و شیرینش. اما پشت این تفاوت ظاهری، دنیایی از فرآیندهای طبیعی نهفته است که میلیون‌ها سال طول کشیده‌اند تا تعادل کنونی را پدید آورند. برای فهمیدن اینکه چرا آب دریا شور است اما آب رودخانه نه، باید به چرخه آب، ساختار زمین، ترکیب شیمیایی مواد معدنی و حتی تاریخچه زمین‌شناسی سیاره‌مان نگاه کنیم.
در نگاه نخست، این پرسش ساده به نظر می‌رسد؛ ما دریا را با طعم شوری‌اش می‌شناسیم و رودخانه را با آب زلال و شیرینش.
اما پشت این تفاوت ظاهری، دنیایی از فرآیندهای طبیعی نهفته است که میلیون‌ها سال طول کشیده‌اند تا تعادل کنونی را پدید آورند.
برای فهمیدن اینکه چرا آب دریا شور است اما آب رودخانه نه، باید به چرخه آب، ساختار زمین، ترکیب شیمیایی مواد معدنی و حتی تاریخچه زمین‌شناسی سیاره‌مان نگاه کنیم.
کد خبر: 743964 | ۱۴۰۴/۰۸/۰۴ ۱۲:۰۳:۳۶
زهرا تجویدی- در نگاه نخست، این پرسش ساده به نظر می‌رسد؛ ما دریا را با طعم شوری‌اش می‌شناسیم و رودخانه را با آب زلال و شیرینش.
اما پشت این تفاوت ظاهری، دنیایی از فرآیندهای طبیعی نهفته است که میلیون‌ها سال طول کشیده‌اند تا تعادل کنونی را پدید آورند.
برای فهمیدن اینکه چرا آب دریا شور است اما آب رودخانه نه، باید به چرخه آب، ساختار زمین، ترکیب شیمیایی مواد معدنی و حتی تاریخچه زمین‌شناسی سیاره‌مان نگاه کنیم.
آغاز داستان از قطره‌های باران
داستان شوری دریا از آسمان آغاز می‌شود.
باران که از بخار شدن آب اقیانوس‌ها و دریاها شکل می‌گیرد، در مسیر خود به سوی زمین، با دی‌اکسیدکربن موجود در جو واکنش می‌دهد و مقدار اندکی اسید کربنیک تشکیل می‌دهد.
این اسید ضعیف، هنگامی که بر سطح زمین می‌بارد، به مرور زمان سنگ‌ها و خاک‌ها را فرسایش می‌دهد.
در طی این فرآیند، یون‌های مختلفی مانند سدیم، کلسیم، منیزیم، پتاسیم، کلرید و سولفات از سنگ‌ها آزاد می‌شوند.
این یون‌ها در آب باران حل می‌شوند و همراه با جریان آب به سوی رودخانه‌ها راه می‌یابند.
رودخانه‌ها در حقیقت مسیرهای زنده‌ای هستند که آب باران را از کوه‌ها و ارتفاعات به دریاها و اقیانوس‌ها منتقل می‌کنند.
در طول این مسیر، مواد معدنی فراوانی در آن‌ها حل می‌شود.
اگر به همین نقطه از ماجرا نگاه کنیم، منطقی است بپرسیم: پس چرا رودخانه‌ها شور نیستند؟
پاسخ در توازن دائمی بین ورود و خروج مواد معدنی در سیستم رودخانه نهفته است.
رودخانه‌ها و تعادل موقت شوری
آب رودخانه‌ها اگرچه مواد معدنی در خود دارند، اما مقدار این مواد در مقایسه با حجم کل آب بسیار اندک است.
دلیل آن هم ساده است: رودخانه‌ها جریان دارند و همیشه در حال حرکت‌اند.
آب تازه باران مدام به آن‌ها افزوده می‌شود و آب موجود نیز پیوسته به سمت دریا روان است.
بنابراین، فرصت کافی برای تجمع یون‌های محلول و افزایش شوری وجود ندارد.
این جریان مداوم باعث می‌شود غلظت نمک در رودخانه‌ها بسیار پایین بماند.
برای نمونه، اگر شما از آب یک رودخانه نمونه‌برداری کنید، خواهید دید که در هر لیتر آب، تنها چند ده میلی‌گرم املاح معدنی وجود دارد، در حالی که در آب دریا این مقدار چند ده گرم است.
به بیان دیگر، آب دریا تقریباً هزار برابر شورتر از آب رودخانه‌هاست.
این تفاوت به ظاهر عجیب، در واقع نتیجه میلیون‌ها سال انباشت مواد معدنی در اقیانوس‌هاست.
اقیانوس‌ها؛ انبارهای عظیم نمک زمین
زمانی که رودخانه‌ها آب خود را به دریا می‌ریزند، مواد معدنی حل‌شده را نیز با خود می‌برند.
این مواد، پس از ورود به دریا، دیگر جایی برای خروج ندارند.
چرخه طبیعی تبخیر و بارش باعث می‌شود که آب از سطح دریا تبخیر شود، اما نمک و دیگر املاح در آن باقی بمانند.
هر بار که این چرخه تکرار می‌شود، مقدار نمک در دریاها کمی افزایش می‌یابد.
اگر تصور کنیم که این فرآیند از آغاز شکل‌گیری زمین، یعنی حدود چهار و نیم میلیارد سال پیش تا امروز ادامه داشته، متوجه می‌شویم که دریاها فرصت بسیار زیادی برای جمع‌آوری نمک داشته‌اند.
به همین دلیل است که اقیانوس‌ها امروز چنین شوری چشمگیری دارند.
تخمین زده می‌شود که اگر تمام نمک‌های محلول در اقیانوس‌های زمین را استخراج و روی سطح سیاره پخش کنیم، لایه‌ای چند ده متری از نمک تمام خشکی‌ها را می‌پوشاند.
منبع اصلی نمک؛ سنگ‌های زمین
برخلاف تصور عامه، نمک دریا از خود دریا نمی‌آید، بلکه از خشکی‌ها و سنگ‌های زمین سرچشمه می‌گیرد.
درون هر سنگی، هرچند ناچیز، عناصری مانند سدیم و کلر وجود دارد.
هنگامی که باران و جریان آب به مرور زمان این سنگ‌ها را فرسایش می‌دهند، یون‌های سدیم و کلر آزاد می‌شوند و در نهایت راه خود را به دریا پیدا می‌کنند.
در دریا، این یون‌ها ترکیب شده و نمک طعام یا همان سدیم کلرید را می‌سازند.
اما این تنها منبع نمک دریا نیست.
فعالیت‌های زیرآبی در کف اقیانوس‌ها نیز نقش مهمی در شوری آب دارند.
شکاف‌های حرارتی و آتشفشان‌های زیر دریا، مواد معدنی تازه‌ای از دل زمین به آب تزریق می‌کنند.
این مواد شامل منیزیم، آهن، کلسیم و سیلیس هستند که بخشی از ترکیب شیمیایی آب دریا را شکل می‌دهند.
با این حال، در مقایسه با تأثیر رودخانه‌ها، سهم آتشفشان‌های زیرآبی در شوری کلی دریا کمتر است، اما همچنان در حفظ تعادل شیمیایی نقش اساسی دارند.
چرا شوری دریا ثابت می‌ماند؟
شاید بپرسید چرا با وجود ورود پیوسته مواد معدنی به دریاها، میزان شوری آب در طول میلیون‌ها سال تقریباً ثابت مانده است.
پاسخ این پرسش در مفهوم «تعادل پویا» نهفته است.
در اقیانوس‌ها، هم‌زمان با ورود یون‌های جدید از رودخانه‌ها، فرآیندهایی نیز وجود دارند که این یون‌ها را از چرخه محلول خارج می‌کنند.
برخی از این فرآیندها شامل ته‌نشینی شیمیایی، تشکیل رسوبات معدنی و جذب توسط موجودات زنده دریایی است.
برای مثال، برخی از جلبک‌ها و پلانکتون‌ها از یون‌های کلسیم و کربنات برای ساخت پوسته‌های آهکی خود استفاده می‌کنند.
زمانی که این موجودات می‌میرند، پوسته‌هایشان به کف دریا فرو می‌رود و به مرور زمان به سنگ‌های آهکی تبدیل می‌شود.
این چرخه باعث می‌شود که مقدار زیادی از مواد معدنی از آب خارج شده و در بستر اقیانوس رسوب کنند.
به این ترتیب، تعادل بین ورود و خروج یون‌ها حفظ می‌شود و شوری دریا در سطحی نسبتاً ثابت باقی می‌ماند.
شوری دریاها یکسان نیست
اگر فکر می‌کنید تمام دریاهای جهان شوری یکسانی دارند، باید گفت که این‌گونه نیست.
میزان شوری در نقاط مختلف زمین تفاوت قابل توجهی دارد.
عواملی مانند دما، تبخیر، بارندگی، جریان‌های دریایی و حتی موقعیت جغرافیایی در تعیین میزان شوری نقش دارند.
به عنوان مثال، دریای سرخ یکی از شورترین دریاهای جهان است، زیرا در منطقه‌ای گرم و خشک قرار دارد و تبخیر آن بسیار زیاد است، در حالی که میزان ورودی آب شیرین از باران یا رودخانه‌ها بسیار اندک است.
در مقابل، دریاهایی مانند دریای بالتیک یا خلیج فنلاند شوری بسیار کمتری دارند.
در این مناطق، آب رودخانه‌های پرآب و ذوب برف‌ها به دریا وارد می‌شود و باعث رقیق شدن آب شور می‌گردد.
همین تفاوت‌هاست که باعث می‌شود زیست‌بوم هر دریا خاص و منحصربه‌فرد باشد.
موجودات دریایی نیز بر اساس همین تفاوت‌ها تکامل یافته‌اند و هر کدام تحمل خاصی نسبت به شوری دارند.
شوری و حیات دریاها
شوری آب، نقشی حیاتی در زندگی موجودات دریایی دارد.
تراکم نمک در آب تعیین می‌کند که کدام گونه‌ها می‌توانند در آن زیست کنند.
برای مثال، بسیاری از ماهی‌های آب شیرین نمی‌توانند در آب شور زندگی کنند، زیرا بدن آن‌ها قادر به تنظیم فشار اسمزی در برابر محیط پرنمک نیست.
در مقابل، موجودات دریایی مانند ماهی‌های اقیانوسی، کوسه‌ها و صدف‌ها سیستم‌های زیستی ویژه‌ای دارند که به آن‌ها امکان می‌دهد با شوری بالا سازگار شوند.
شوری همچنین بر چگالی و دمای آب اثر می‌گذارد.
آب شور چگال‌تر از آب شیرین است، به همین دلیل لایه‌های عمیق اقیانوس معمولاً شورتر و سردتر از سطح هستند.
این تفاوت چگالی به شکل‌گیری جریان‌های عمیق اقیانوسی کمک می‌کند که مانند نوار نقاله‌ای عظیم، گرما و مواد غذایی را در سراسر سیاره جابه‌جا می‌کند.
به این ترتیب، شوری نه‌تنها یک ویژگی شیمیایی، بلکه عاملی تعیین‌کننده در پویایی زیست‌کره زمین است.
چرا شوری رودخانه‌ها تغییر نمی‌کند؟
با وجود آنکه رودخانه‌ها همواره از میان سنگ‌ها و خاک‌های سرشار از مواد معدنی عبور می‌کنند، غلظت نمک در آن‌ها افزایش چشمگیری نمی‌یابد.
دلیل این موضوع در چرخه مداوم آب و بارش است.
باران‌های پی‌در‌پی آب تازه به رودخانه‌ها می‌افزایند و آب شورتر را به دریا می‌فرستند.
همچنین تبخیر در سطح رودخانه‌ها به مراتب کمتر از دریاهاست، زیرا سطح تماس کوچکتری دارند و اغلب در مناطق خنک‌تر جریان دارند.
به همین دلیل، تجمع نمک در رودخانه‌ها رخ نمی‌دهد.
در برخی مناطق استثنایی، ممکن است رودخانه‌هایی با شوری بالا وجود داشته باشند، به‌ویژه در نواحی خشک و بیابانی.
در این مناطق، میزان تبخیر از جریان ورودی بیشتر است و در نتیجه غلظت نمک افزایش می‌یابد.
نمونه‌هایی از این پدیده در اطراف دریاچه‌های نمک یا حوضه‌های بسته قابل مشاهده است.
با این حال، در مقیاس جهانی، اکثر رودخانه‌ها آب شیرین دارند و شوری آن‌ها بسیار اندک است.
نقش زمان در شوری اقیانوس‌ها
درک شوری دریا بدون در نظر گرفتن عامل زمان ناقص است.
شوری فعلی اقیانوس‌ها نتیجه فرآیندهایی است که میلیاردها سال به طول انجامیده است.
در نخستین دوران‌های زمین، زمانی که پوسته‌ی سیاره هنوز داغ و ناپایدار بود، باران‌های اسیدی شدیدی بر سطح آن می‌بارید.
این باران‌ها مقدار زیادی از مواد معدنی را از سنگ‌های تازه‌تشکیل‌شده جدا کردند و به اقیانوس‌های اولیه فرستادند.
در آن زمان، شوری دریاها بسیار پایین‌تر از امروز بود، اما با گذشت زمان و تکرار چرخه تبخیر و رسوب، غلظت نمک به‌تدریج افزایش یافت.
تحقیقات زمین‌شناسی نشان می‌دهد که حدود سه میلیارد سال طول کشید تا ترکیب شیمیایی آب دریا به حالت کنونی برسد.
از آن زمان تا کنون، میزان شوری در حد میانگین حدود ۳.۵ درصد ثابت مانده است.
این ثبات، نتیجه تعادل پیچیده‌ای میان ورودی و خروجی مواد معدنی است که در مقیاس زمانی طولانی برقرار شده است.
نقش انسان در تغییر شوری دریاها و رودخانه‌ها
با وجود آنکه شوری دریاها در گذشته‌های دور تقریباً پایدار بوده، در عصر جدید فعالیت‌های انسانی می‌تواند بر آن اثر بگذارد.
افزایش دما و تغییرات اقلیمی باعث تبخیر بیشتر آب سطحی دریاها می‌شود و در نتیجه، در برخی مناطق شوری افزایش می‌یابد.
در مقابل، ذوب یخ‌های قطبی و افزایش بارش‌ها می‌تواند باعث کاهش شوری در برخی مناطق شود.
این تغییرات هرچند جزئی به نظر می‌رسند، اما تأثیر قابل توجهی بر جریان‌های اقیانوسی و اقلیم جهانی دارند.
در مورد رودخانه‌ها نیز فعالیت‌های انسانی مانند سدسازی، آبیاری گسترده و آلودگی صنعتی می‌تواند ترکیب شیمیایی آب را دگرگون کند.
در مناطقی که آب رودخانه برای کشاورزی برداشت می‌شود و بازگشت آن به صورت آب شور است، ممکن است شوری آب افزایش یابد.
این مسئله در برخی مناطق خشک ایران و آسیای مرکزی به وضوح دیده می‌شود.
بنابراین، گرچه علت اصلی شوری دریا فرآیندهای طبیعی است، اما دخالت انسان می‌تواند بر توازن طبیعی اثر بگذارد.
دریای مرده؛ نمونه‌ای از شوری افراطی
برای درک بهتر مفهوم شوری، کافی است به دریای مرده نگاهی بیندازیم.
این پهنه آبی که میان اردن و سرزمین‌های فلسطینی قرار دارد، یکی از شورترین نقاط آبی روی زمین است.
میزان نمک در آب آن بیش از ده برابر اقیانوس‌هاست.
دلیل این شوری بی‌نظیر، بسته بودن حوضه آبی دریای مرده است.
رودخانه‌ها آب را به آن می‌آورند، اما خروجی وجود ندارد که آب را خارج کند.
تنها راه خروج آب، تبخیر است و چون نمک تبخیر نمی‌شود، غلظت آن پیوسته بالا می‌رود.
به همین دلیل است که هیچ موجود زنده بزرگی در دریای مرده زندگی نمی‌کند.
تنها برخی میکروارگانیسم‌های خاص قادر به تحمل چنین شرایطی هستند.
با این حال، همین ویژگی باعث شده این دریا به یکی از شگفت‌انگیزترین نقاط زمین بدل شود.
تجربه شنا در آن نیز متفاوت است؛ به دلیل چگالی زیاد، بدن انسان به‌سختی در آن فرو می‌رود و تقریباً روی آب می‌ماند.
آیا ممکن است رودخانه‌ها روزی شور شوند؟
در تئوری، اگر جریان طبیعی رودخانه‌ها مختل شود و چرخه تبخیر بر ورودی آب غلبه کند، احتمال افزایش شوری وجود دارد.
نمونه‌هایی از این وضعیت در مناطقی که تغییرات اقلیمی باعث کاهش بارش و افزایش دما شده، مشاهده می‌شود.
با این حال، در مقیاس جهانی بعید است رودخانه‌ها به حدی شور شوند که قابل شرب نباشند.
اما خطر افزایش شوری در آب‌های زیرزمینی و منابع کشاورزی واقعیتی است که باید جدی گرفته شود.
حفظ توازن طبیعی آب و جلوگیری از آلودگی شیمیایی، تنها راهی است که می‌تواند از تغییرات ناخواسته در شوری رودخانه‌ها جلوگیری کند.
شوری، امضای زمین بر آب
شوری دریاها یکی از ویژگی‌های بنیادی سیاره ماست.
این ویژگی حاصل میلیاردها سال تعامل میان باران، سنگ، رودخانه و زمان است.
در حالی که رودخانه‌ها جریان‌های موقت و پویا هستند که نمک‌ها را از زمین به دریا می‌برند، اقیانوس‌ها انبارهای عظیمی هستند که این نمک‌ها را در خود نگه می‌دارند.
تبخیر آب و باقی ماندن املاح، دلیل اصلی تجمع نمک در دریاهاست.
در سوی دیگر، رودخانه‌ها به سبب جریان مداوم، ورودی آب تازه و تبخیر کم، نمی‌توانند نمک را در خود انباشته کنند.
آن‌ها حلقه انتقال‌دهنده‌اند، نه محل ذخیره.
این توازن ظریف میان حرکت و سکون، میان باران و تبخیر، میان زمین و دریا، همان چیزی است که چرخه حیات را بر زمین ممکن ساخته است.
دریاها با شوری خود یادآورند که هر چیزی در طبیعت نتیجه گذر زمان و تعامل نیروهاست.
هر قطره آب دریا داستانی از سفر طولانی از میان کوه‌ها، سنگ‌ها و ابرها را در خود دارد؛ سفری که پایانش شوری است، اما آغازش، قطره‌ای زلال از باران.