Ciclul apei

Ciclul apei

Apa conditioneaza circulatia biogeochimica a tuturor elementelor, incluzandu-se fie in molecula ei (oxigenul si hidrogenul), fie in dispersia altor elemente pe care le transporta.

Resursele totale de apa la nivelul Terrei se estimeaza la 1.46 miliarde km3 (1.4x1018 tone), apa marilor si oceanelor totalizand 1.3 miliarde km3 (97.2% din totalul global), in timp ce resursele de apa dulce nu se ridica peste 8.3 milioane km3 (2.8% din cantitatea totala). Calotele glaciare arctica si antarctica inglobeaza o cantitate mare de apa dulce. La altitudini > 5000 de metri sunt prezenti vapori de apa in atmosfera, restul apei fiind reprezentat pe continente sau in litosfera. Apa realizeaza un ciclu complet ca urmare a impactului energiei solare, parcurgand, prin intermediul unui ciclu fizic toate invelisurile exterioare ale Pamantului. De asemenea, prin ciclul chimic, care presupune descompunerea si resinteza moleculei din elementele componente, apa trece succesiv din mediul organic in mediul anorganic. Cele doua cicluri se intrepatrund inseparabil in biosfera si asigura transportul apei pe arii geografice intinse. Energia solara produce, la nivelul oceanelor, o evaporare anuala in jur de 400 000 km3, iar la nivelul continentelor de 65 000 km3/an, apa care revine sub forma de precipitatii. Mai mult de 35 000 km3 din cei 100 000 km3 cat reprezinta precipitatiile continentale provin din ocean si se reintorc in aceasta prin apa fluviilor (25 000 km3) sau se infiltreaza in straturile acvifere (10 000-15 000 km3), reintorcandu-se lent in mari si oceane cand rocile sunt saturate are loc, in acest mod, o trecere permanenta de apa prin atmosfera spre continente si o revenire a acesteia prin scurgeri in oceane, intr-o perioada estimata la 10-12 zile.

Distributia cantitatii de precipitatii constituie, alaturi de temperatura, unul din elementele esentiale pentru edificarea tipurilor de climat pe continente: exista regiuni cu pluviozitate pe tot parcursul anului (1 000-2 000 mm/an), in contrast cu cele lipsite de precipitatii sau cu o alternanta a anotimpurilor ploios si secetos. Prin vegetatie, biosfera intervine in ciclul apei la nivelul continentelor. Covorul vegetal intercepteaza si evapora in atmosfera o parte din precipitatiile cazute, inainte ca acestea sa ajunga la nivelul solului. In zona temperata, fractiunea aceasta poate ajunge, in paduri, pana la 25% din total. Proportii insemnate de apa sunt retinute in litiera, substante organice moarte, impiedicand infiltrarea in panzele subterane din subteran sau scurgerea rapida prin cursurile de suprafata. Apa din straturile superficiale este absorbita de catre radacinile plantelor si este eliminata prin transpiratie in atmosfera sau se evapora direct din sol. Cantitatea apei revenita in felul acesta in atmosfera, reprezentand evapotranspiratia, este estimata, pentru regiunile temperate la 3 000-7 000 t/ha.

Concentratia de apa din mediu induce la organisme modificari morfo-fiziologice specifice, astfel incat ele devin capabile sa regleze fluxul de apa care le strabate. Bilantul de apa al organismelor terestre se realizeaza printr-un permanent echilibru dinamic intre aportul si pierderea de apa.

Interventia omului in circulatia globala a apei este directa sau indirecta. Acumularea apei in lacuri de baraj artificial, irigatiile, utilizarea industriala, defrisarea influenteaza bilantul apei in sensul accelerarii sau incetinirii vitezei de reciclare. In biotopuri cu umiditate mare, organismele numite hidrofile (rogozuri, amfibieni) utilizeaza cantitati sporite de apa. In biotopurile cu umiditate redusa, organismele xerofile isi perfectioneaza bilantul hidric, reducandu-si pierderile de apa prin ingrosarea cuticulei (frunzele de leandru) sau tegumentului (reptile, insecte); dezvoltarea la plante a unor tesuturi acvifere (iarba surzilor, agave);

localizarea interna a organelor respiratorii (mamifere); reducerea cantitatii de apa din dejectii (antilope, pasari); prin utilizarea apei metabolice obtinute prin transformarea altor substante (gandacul de faina, dromaderul) sau prin adaptari etologice care privesc micsorarea ritmului vital in perioada de maxima uscaciune (animalele de desert).

Intre cele doua extreme, organismele mezofile prezinta un metabolism adaptat alimentarii moderate cu apa.

La o cantitate medie anuala de precipitatii de 71 mm, cum este cazul Germaniei, s-a calculat ca mai mult de jumatate (404 mm) se reintorc in atmosfera, o parte semnificativa (18%) revenind prin transpiratia plantelor. Cantitatea de apa infiltrata in sol care depaseste capacitatea sa maxima de retinere se scurge in panza freatica unde ramane mult timp sau revine la suprafata sub forma de izvoare.