آب‌های زیرزمینی 

بخشی از آب‌های کره زمین در میان منافذ و روزنه‌های موجود در میان ذرات سنگ‌ها و خاک‌ها قرار دارند. بخشی از این آب‌ها جزو چرخه آب‌های سطح زمین هستند و از طریق آب‌های جوی تغذیه می‌شوند و مجدداً به این چرخه افزوده می‌شوند.
آب‌های زیرزمینی چیست؟؟؟ بزرگ‌ترین ذخیره آب شیرین قابل استفاده انسان‌ها در زیر زمین نهفته است. امروزه بهره‌برداری از آب‌های زیرزمینی برای مصارف کشاورزی، صنعت، شرب و ... در مناطق مختلف استفاده می‌شود. علاوه بر موراد ذکر شده، آب های زیرزمینی در ایجاد تغییرات در پوسته زمین نقش مهمی دارند و می توانند باعث ایجاد انواع غارها شوند.

منشاء آب‌های زیرزمینی

بارش‌های جوی اصلی‌ترین منشاء آب‌های زیرزمینی است. میزان آب زیرزمینی صرفاً به میزان بارش بستگی ندارد بلکه به نوع خاک، نفوذ پذیری، پوشش گیاهی، شیب زمین و یا رطوبت قبلی موجود در میان ذرات بستگی دارد. در بارش‌های آرام، آب فرصت بیشتری برای نفوذ به درون زمین را دارد، در صورتی که اگر بارش حالت سیلابی داشته باشد، این امکان وجود ندارد.
آب‌های زیرزمینی از منابع دیگری به جز آب‌های جوی نیز تأمین می‌شوند. به عنوان مثال بخش از آب‌های زیر زمینی، آب‌هایی هستند که به علت به دام افتادن در لابلای رسوبات، در زیر زمین باقی مانده‌اند. این نوع از آب‌ها را آب‌های فسیل نیز می‌گویند. آب‌های فسیل کیفیت مناسب برای شرب ندارند و به دلیل حبس شدن، میزان شوری آن‌ها افزایش می‌‌یابد.نوع دیگر از آب‌های زیر زمینی، آب‌هایی با منشاء ماگمایی هستند. این آب‌ها از توده‌های بزرگ ماگمایی که در حال سرد شدن هستند بوجود می‌آیند. چون این آب‌ها مستقیماً از بخش مذاب زمین مشتق شده‌اند، لذا قبل از آن وارد چرخه آب نشده بودند.

راه‌‌های خروج طبیعی آب از زیر زمین

در هر محلی که سفره آب زیرزمینی توسط سطح زمین قطع شود، آب در سطح زمین جاری می‌شود. اگر این تخلیه آب به آرامی و کم باشد ایجاد سطح تراوش می‌کند، ولی اگر خروج آب از زیرزمین به صورت جریان متمرکز باشد، ایجاد چشمه می‌کند. گاهی اوقات بر اثر شکستگی در سفره‌های تحت فشاری که در زیر مناطق بیابانی وجود دارد، ممکن است چشمه‌های آرتزین تشکیل شود و آب سفره تحت فشار به سطح زمین راه پیدا کند. واحه‌هایی که در وسط بیابان وجود دارند، به همین شکل به وجود آمده‌اند. همان گونه که میدانید به مناطق حاصلخیز و پوشیده از گیاه در وسط بیابان‌های خشک، واحه می‌گویند.

آب بعضی از چشمه‌ها به دلایل متعدد، از میانگین دمای هوای منطقه بالاتر است، این گونه چشمه‌ها را چشمه آبگرم می‌گویند. آب‌های زیرزمینی به دو طریق گرم می‌شوند. اول این که بر اثر نفوذ آب در اعماق به مرور آب بر اثر گرمایی که در اعماق وجود دارد، گرم می‌شود، این آبگرم از طریق مجاری و شکستگی‌ها به سطح زمین راه پیدا می‌کند. دومین راه این است که در بعضی از مناطق زمین حضور توده‌های ماگمایی مانند اطراف آتشفشان‌ها، از دمای بالاتری نسبت به اطراف برخوردارند، آبی که از اطراف به این توده‌ها نزدیک می‌شود، گرم میشود و با خروج از سطح زمین چشمه‌های آبگرم را ایجاد می‌کند. از گرمای توده‌های مذاب درون زمین امروزه جهت نیروگاه‌های زمین حرارتی استفاده می‌شود. بعضی از چشمه‌های آبگرم که بطور متناوب از آنها آب گرم و بخار با فشار خارج می‌شود به آبفشان مشهور هستند.

راه‌های استخراج آب‌های زیرزمینی

چاه: چاه که یک حفره استوانه‌ای شکل است از بالای سطح آب زیرزمینی حفر می‌شود و تا منطقه اشباع پیش میرود. چاه‌ها به روش‌های سنتی و مدرن حفر می‌شوند. در روش‌های سنتی، عمق چاه کم است و در محل‌هایی حفر می‌شود که سفره آب زیرزمینی به سطح زمین نزدیک است؛ ولی چاه‌های مدرن با استفاده از دستگاه‌های مکانیکی و تا اعماق زیاد حفر می‌شود. نوعی از چاه که در سفره‌های آب زیرزمینی تحت فشار حفر می¬شود و در نتیجه آب آن با فشار خارج می‌شود به چاه آرتزین معروف است.

قنات: یکی از بزرگ‌ترین ابتکارهای ایرانیان باستان برای انتقال آب، حفر قنات یا کاریز است. قنات یا کاریز یک مجرای تقریباً افقی همراه با تعدادی چاه است که در زمین حفر می‌شود تا آب زیرزمینی در آن روان شود و به سطح زمین راه پیدا کند. قسمت اصلی قنات، مجرای افقی یا پیشکار است که وظیفه انتقال آب را به طرف مظهر قنات به عهده دارد. مجرای قنات از دو قسمت تشکیل شده است که اصطلاحاً تره کار و خشکه کار می‌گویند. قسمت تره کار، عامل اصلی جمع آوری آب است و آن را به سمت بخش خشکه کار هدایت می‌کند. مجرای افقی با تعدادی چاه عمودی به سطح زمین راه پیدا می‌کند که به نام میله معروف است. اولین چاه (دورترین چاه به مظهر قنات) بنام مادر چاه معروف است.

اثرات آب‌های زیرزمینی

آب‌های زیرزمینی مانند سایر عوامل فرسایش دهنده زمین، توان ایجاد تغییر شکل در زمین را دارند. آب‌های زیرزمینی بیشتر به واسطه انحلال باعث فرسایش سطح زمین می‌شوند. آب خالص توان انحلال کمی دارد اما اگر آب بتواند مقدار دی اکسید کربن را در خود حل کند، خاصیت اسیدی پیدا می‌کند و در این مرحله قدرت انحلالی آب زیادتر می‌شود. آب اسیدی به راحتی می‌تواند سنگ‌های آهکی را حل کند که به دنبال آن پدیده‌های زیبایی را ایجاد می‌کند.
انحلال سنگ‌ها در امتداد شکاف‌ها، درزه‌ها و یا سطوح لایه بندی با سهولت بیشتری صورت می‌پذیرد. آب اسیدی وقتی به سنگ‌های آهکی برخورد می‌کند به مرور آن‌ها را حل کرده و با خود حمل می‌کند. در نتیجه این انحلال و جابجایی، فضایی خالی ایجاد می‌شود که دارای شکلی نامنظم است و به آن غارگفته می‌شود.

غارها دارای ابعاد متفاوتی هستند و این تفاوت به گسترش واحدهای سنگ آهکی بستگی دارد. شکل غارها نیز با عمق سفره آب زیرزمینی ارتباط دارد. اغلب غارها در منطقه اشباع آب‌های زیرزمینی تشکیل شده‌اند. نوع دیگری از غارها که در سنگ‌های نمکی تشکیل می‌شوند به غارهای نمکی موسوم هستند. مکانیسم تشکیل این غارها همانند غارهای آهکی است، اما گسترش این غارها محدود به توده‌های نمکی است.

اثرات انحلالی سنگ‌های آهکی ممکن است به وسیله آب‌های زیرزمینی در سطح زمین منجر به توپوگرافی کارستی شود. این پدیده بر اثر بزرگ‌تر شدن غارها و ریزش سقف آن‌ها و یا انحلال سنگ‌ها از سطح به سمت پایین، فرورفتگی‌ها یا حفره‌هایی قیفی شکل را ایجاد می‌کند که به آن چاله کارستی می‌گویند. این فرورفتگی‌ها مدور و قطر آن‌ها ممکن است به چند متر و عمق آن‌ها به ده‌ها متر می‌رسد. وجود چاله‌های کارستی، دره‌های خشک و فقدان زه‌کشی سطحی از خصوصیات توپوگرافی کارستی است.

استالاکتیت و استالاگمیت

آب‌هایی که کربنات کلسیم را در خود حل نموده‌اند، در شرایط مناسب در غارها و حفرات زیرزمینی با تغییر شرایط فیزیکی (دما و فشار) و شیمیایی (اسیدیته)، کربنات کلسیم را از خود جدا می‌کنند. زمانی که آب از سقف به پایین می‌چکد، مقداری از کربنات کلسیم را باقی می‌گذارد. تجمع این کربنات کلسیم به مرور زمان اشکال قندیل مانندی را ایجاد می‌کند که از سقف غارها آویزان هستند و به آنها استالاکتیت گفته می‌شود.

آبی که از سقف می‌چکد هنوز مقداری کربنات کلسیم را در خود دارد. این آب پس از برخورد با زمین بخشی از مواد همراه خود را باقی می‌گذارد و باعث تشکیل اشکال مخروطی یا استوانه‌ای شکلی در کف غارها می‌شود که به آنها استالاگمیت گفته می‌شود. به مرور با رشد استالاکتیت‌ها و استالاگمیت‌ها، این دو پدیده با هم برخورد می‌کنند و ستون‌ها را ایجاد می‌کنند.

تراورتن

همانطور که اشاره شد، آب‌های گرم قابلیت زیادتری در حل کردن مواد در خود دارند. با خروج این آب‌ها به صورت چشمه‌‌های آبگرم و ورود آن‌‌‌‌ها به هوای آزاد، دما و فشار کاهش می‌یابد و یون‌‌هایی که در آب باعث خاصیت اسیدی آن شده بودند (مانند بنیان SO‌‌) از آب خارج میشوند و به دنبال آن با کاهش اسیدی شدن آب، بیکربنات محلول بصورت کربنات کلسیم رسوب می‌کند. در نتیجه تجمع این رسوبات کربنات کلسیم، سنگی بنام تراورتن ایجاد می‌شود که دارای حفرات زیادی در ساختار خود است. این سنگ‌ها بر حسب نوع ناخالصی موجود در آن‌ها به رنگ‌های قرمز، قهوه‌ای، زرد یا سیاه دیده می‌شوند و در صورت عدم وجود آن‌ها به رنگ سفید تشکیل می‌شوند. گاز SO2‌‌ خارج شده از آبهای گرم باعث ایجاد بوی بد در اطراف این چشمه‌ها می‌شود.
ژیودها که به آنها بلوردان هم می‌گویند، بر اثر تجمع کانی‌ها در داخل حفرات موجود در سنگها ایجاد می‌شوند. با ورود مواد سازنده کانی‌ها به داخل حفرات، کانی‌ها متبلور می‌شوند. از ویژگی بلورهای موجود در ژیودها، وجود شکل بلوری کامل آن‌ها است. با توجه به اینکه فضای مناسب برای رشد کانی وجود دارد، بلورها به راحتی به شکل بلوری خود تشکیل می‌شوند. گاهی اوقات بلورها بر اثر رشد از اطراف، در مرکز فضای حفره به هم می‌رسند و در نتیجه شکل زیبای بلوری خود را از دست می‌دهند. ژیودهای کوارتز یکی از منابع اصلی تأمین کننده کانی‌های جواهری سری کوارتز است.

دریافت مشاوره تخصصی رایگان