مياه عذبة

تُعد الأنهار والبحيرات والأراضي الرطبة، مثل (من الأعلى) نهر الأمازون في أمريكا الجنوبية، وبحيرة بايكال في روسيا ، ومستنقعات إيفرجليدز في فلوريدا بالولايات المتحدة ، أنواعًا من أنظمة المياه العذبة.

المياه العذبة هي أي مياه سائلة أو متجمدة موجودة بشكل طبيعي تحتوي على تركيزات منخفضة من الأملاح الذائبة والمواد الصلبة الذائبة الأخرى . يستثني هذا المصطلح مياه البحر والمياه قليلة الملوحة ، ولكنه يشمل المياه الغنية بالمعادن غير المالحة ، مثل الينابيع الحديدية . قد تشمل المياه العذبة المياه المتجمدة والذائبة في الصفائح الجليدية ، والغطاءات الجليدية ، والأنهار الجليدية ، وحقول الثلج، والجبال الجليدية ، والهطولات الطبيعية مثل الأمطار ، والثلوج ، والبرد ، والجليد الناعم ، والجريان السطحي الذي يشكل مسطحات مائية داخلية مثل الأراضي الرطبة ، والبرك ، والبحيرات ، والأنهار، والجداول ، بالإضافة إلى المياه الجوفية الموجودة في طبقات المياه الجوفية ، والأنهار والبحيرات الجوفية .

الماء ضروري لبقاء جميع الكائنات الحية. تستطيع العديد من الكائنات الحية أن تعيش في المياه المالحة، لكن الغالبية العظمى من النباتات الوعائية ومعظم الحشرات والبرمائيات والزواحف والثدييات والطيور تحتاج إلى المياه العذبة للبقاء على قيد الحياة .

الماء العذب هو المورد المائي الأكثر استخدامًا وأهميةً للإنسان. لكن الماء العذب ليس دائمًا صالحًا للشرب ، أي ليس آمنًا للاستهلاك البشري . فمعظم المياه العذبة على سطح الأرض (السطحية والجوفية) غير صالحة للاستهلاك البشري دون معالجة . ويمكن أن يتلوث الماء العذب بسهولة بفعل الأنشطة البشرية أو بفعل عمليات طبيعية، كالتآكل.

لا تشكل المياه العذبة سوى أقل من 3% من موارد المياه في العالم، ولا يتوفر منها سوى 1% فقط بشكل مباشر. ويتواجد حوالي 70% من احتياطيات المياه العذبة في العالم متجمدة في القارة القطبية الجنوبية . ولا يُستخرج منها للاستهلاك البشري سوى 3% فقط. ويستهلك القطاع الزراعي ما يقارب ثلثي إجمالي المياه العذبة المستخرجة من البيئة. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

الماء العذب مورد طبيعي متجدد ومتغير، ولكنه محدود . يتجدد الماء العذب من خلال دورة الماء الطبيعية ، حيث يتبخر الماء من البحار والبحيرات والغابات والأراضي والأنهار والخزانات ، ويتشكل على هيئة سحب ، ثم يعود إلى الداخل على شكل هطول. ^{[ 4 ]} مع ذلك، على المستوى المحلي، إذا زاد استهلاك الماء العذب بفعل الأنشطة البشرية عن معدل تجدده الطبيعي، فقد يؤدي ذلك إلى انخفاض توافر الماء العذب (أو ندرته ) من المصادر السطحية والجوفية، وقد يتسبب في أضرار جسيمة للبيئات المحيطة والمرتبطة بها. ^{[ 5 ]} كما يُقلل تلوث المياه من توافر الماء العذب. في المناطق التي تعاني من ندرة موارد المياه، طوّر الإنسان تقنيات مثل تحلية المياه وإعادة تدوير مياه الصرف الصحي لترشيد استهلاك المياه المتاحة. إلا أنه نظراً للتكلفة العالية (التكاليف الرأسمالية والتشغيلية) ومتطلبات الطاقة العالية - خاصةً في حالة تحلية المياه - فإن هذه التقنيات لا تزال محدودة الانتشار.

يُعدّ استخدام ما يُسمى بـ" المياه الأحفورية " من طبقات المياه الجوفية بديلاً غير مستدام . فقد تشكّلت بعض هذه الطبقات منذ مئات الآلاف أو حتى ملايين السنين عندما كانت المناخات المحلية أكثر رطوبة (كما في إحدى فترات الصحراء الخضراء )، ولا تتجدد بشكل ملحوظ في ظل الظروف المناخية الحالية - على الأقل مقارنةً بمعدل انخفاض منسوب المياه - مما يجعلها موارد غير متجددة أساساً، تُشبه الخث أو الليغنيت، اللذين يتشكّلان باستمرار في عصرنا الحالي، ولكن بوتيرة أبطأ بكثير من معدل استخراجهما.

يُعدّ هطول الأمطار من الغلاف الجوي ، على شكل ضباب ومطر وثلج ، المصدر الأصلي لمعظم المياه العذبة. تحتوي المياه العذبة المتساقطة على شكل ضباب أو مطر أو ثلج على مواد مذابة من الغلاف الجوي ، ومواد من البحر واليابسة التي حلّقت فوقها السحب المحملة بالمطر . يؤدي هذا الهطول في نهاية المطاف إلى تكوين مسطحات مائية يمكن للإنسان استخدامها كمصادر للمياه العذبة، مثل البرك والبحيرات ومياه الأمطار والأنهار والجداول والمياه الجوفية الموجودة في طبقات المياه الجوفية .

في المناطق الساحلية ، قد تحتوي المياه العذبة على تركيزات عالية من الأملاح المشتقة من البحر إذا حملت الرياح قطرات مياه البحر إلى السحب المحملة بالأمطار. وهذا قد يؤدي إلى ارتفاع تركيزات الصوديوم والكلوريد والمغنيسيوم والكبريتات ، بالإضافة إلى العديد من المركبات الأخرى بتراكيز أقل .

في المناطق الصحراوية ، أو المناطق ذات التربة الفقيرة أو المتربة، قد تحمل الرياح المحملة بالأمطار الرمال والغبار ، والتي قد تترسب في أماكن أخرى مع مياه الأمطار، مما يؤدي إلى تلوث تدفق المياه العذبة بشكل ملحوظ، سواء بالمواد الصلبة غير القابلة للذوبان أو بالمكونات القابلة للذوبان في تلك التربة. وقد تُنقل كميات كبيرة من الحديد بهذه الطريقة، بما في ذلك النقل الموثق جيدًا لمياه الأمطار الغنية بالحديد التي تسقط في البرازيل، والناتجة عن العواصف الرملية في الصحراء الكبرى بشمال إفريقيا . ^{[ 9 ]}

في أفريقيا، تبيّن أن عوامل التحكم في المياه الجوفية معقدة ولا ترتبط ارتباطًا مباشرًا بعامل واحد. أظهرت المياه الجوفية مرونة أكبر في مواجهة تغير المناخ مما كان متوقعًا، كما أظهرت المناطق ذات مؤشر الجفاف المتزايد بين 0.34 و0.39 حساسية كبيرة لتغير المناخ. قد يؤثر استخدام الأراضي على عمليات التسرب والجريان السطحي. وتزامنت سنوات أعلى معدلات تغذية المياه الجوفية مع أعلى معدلات الشذوذ في هطول الأمطار، كما هو الحال خلال ظاهرتي النينيو واللانينا . تم تمييز ثلاث درجات حساسية لتغذية المياه الجوفية بناءً على هطول الأمطار: في المناطق شديدة الجفاف التي يزيد مؤشر الجفاف فيها عن 0.67، كانت التغذية ثابتة مع تغير طفيف في هطول الأمطار؛ وفي معظم المواقع (القاحلة، وشبه القاحلة، والرطبة)، ازدادت التغذية السنوية مع بقاء هطول الأمطار السنوي فوق عتبة معينة؛ وفي المناطق المعقدة التي يصل مؤشر الجفاف فيها إلى 0.1 (تغذية مركزة)، كانت التغذية غير منتظمة للغاية (هطول أمطار منخفض ولكن تغذية عالية). إن فهم هذه العلاقات يمكن أن يؤدي إلى تطوير استراتيجيات مستدامة لجمع المياه. يُعد هذا الفهم بالغ الأهمية في أفريقيا، حيث غالباً ما تكون موارد المياه شحيحة، ويشكل تغير المناخ تحديات كبيرة. ^{[ 10 ]}

تشكل المياه المالحة في المحيطات والبحار والمياه الجوفية المالحة حوالي 97% من إجمالي المياه على سطح الأرض . أما المياه العذبة فلا تتجاوز نسبتها 2.5-2.75%، وتشمل 1.75-2% متجمدة في الأنهار الجليدية والجليد والثلج ، و0.5-0.75% مياه جوفية عذبة. يُعرف مستوى المياه الجوفية بأنه المستوى الذي تمتلئ تحته جميع الفراغات بالماء، بينما تُعرف المنطقة الواقعة فوق هذا المستوى، حيث تحتوي الفراغات في الصخور والتربة على كلٍ من الهواء والماء، بالمنطقة غير المشبعة. ويُشار إلى الماء الموجود في هذه المنطقة غير المشبعة برطوبة التربة.

تُعرف المنطقة الواقعة أسفل مستوى المياه الجوفية بالمنطقة المشبعة، وتُسمى المياه الموجودة فيها بالمياه الجوفية. ^{[ 12 ]} تلعب المياه الجوفية دورًا حيويًا كمصدر رئيسي للمياه لأغراض متنوعة، تشمل الشرب والغسيل والزراعة والصناعة، وحتى عندما لا تُستخدم مباشرةً كمصدر لمياه الشرب، يظل من الضروري حمايتها لقدرتها على نقل الملوثات من اليابسة إلى البحيرات والأنهار، التي تُشكل نسبة كبيرة من إمدادات المياه العذبة للآخرين. وهي موجودة بشكل شبه دائم تحت سطح الأرض، في الفراغات بين جزيئات الصخور والتربة أو داخل الشقوق والفجوات الصخرية، عادةً على عمق لا يتجاوز 100 متر (330 قدمًا) من السطح، ^{[ 12 ]} وتعتمد في وجودها ^على رطوبة التربة ، بينما لا تتجاوز نسبتها 0.01% من المياه السطحية في البحيرات والمستنقعات والأنهار . ^{[ 13 ] [ 14} ]  

تحتوي البحيرات العذبة على حوالي 87% من المياه السطحية العذبة، بما في ذلك 29% في البحيرات العظمى الأفريقية ، و22% في بحيرة بايكال في روسيا، و21% في البحيرات العظمى في أمريكا الشمالية ، و14% في بحيرات أخرى. وتستحوذ المستنقعات على معظم النسبة المتبقية، مع وجود كمية ضئيلة فقط في الأنهار، وأبرزها نهر الأمازون . يحتوي الغلاف الجوي على 0.04% من الماء. ^{[ 15 ]} في المناطق التي لا توجد بها مياه عذبة على سطح الأرض، قد تتجمع المياه العذبة الناتجة عن هطول الأمطار ، نظرًا لانخفاض كثافتها، فوق المياه الجوفية المالحة على شكل عدسات أو طبقات. معظم المياه العذبة في العالم متجمدة في الصفائح الجليدية . وتفتقر العديد من المناطق إلى المياه العذبة، مثل الصحاري .

يُعدّ الماء عنصراً بالغ الأهمية لبقاء جميع الكائنات الحية. فبعضها يستطيع استخدام الماء المالح، لكن العديد من الكائنات، بما فيها الغالبية العظمى من النباتات الراقية ومعظم الثدييات، تحتاج إلى الماء العذب للبقاء على قيد الحياة. ويبدو أن بعض الثدييات البرية، وخاصة قوارض الصحراء ، قادرة على البقاء دون شرب الماء، إلا أنها تُنتج الماء من خلال عملية التمثيل الغذائي لبذور الحبوب ، كما أنها تمتلك آليات للحفاظ على الماء إلى أقصى حد.

تُعدّ النظم البيئية للمياه العذبة جزءًا من النظم البيئية المائية على سطح الأرض، وتشمل المجتمعات البيولوجية التي تسكن المسطحات المائية العذبة مثل البحيرات والبرك والأنهار والجداول والينابيع والمستنقعات والأراضي الرطبة . [ 16 ] ويمكن مقارنتها بالنظم البيئية البحرية ، التي تتميز بملوحة أعلى بكثير . ويمكن ^{تصنيف بيئات المياه} العذبة وفقًا لعوامل مختلفة ، منها درجة الحرارة، ونفاذية الضوء، والمغذيات، والغطاء النباتي.

توجد ثلاثة أنواع أساسية من النظم البيئية للمياه العذبة: النظم الراكدة ( المياه بطيئة الجريان، بما في ذلك البرك والبحيرات )، والنظم الجارية ( المجاري المائية سريعة الجريان ، مثل الجداول والأنهار )، والأراضي الرطبة ( مناطق شبه مائية تكون فيها التربة مشبعة أو مغمورة بالمياه لجزء من الوقت على الأقل). ^{[ 17 ] [ 16 ]} تحتوي النظم البيئية للمياه العذبة على 41% من أنواع الأسماك المعروفة في العالم . ^{[ 18 ]}

يُؤدي ازدياد عدد سكان العالم وارتفاع معدل استهلاك الفرد للمياه إلى ضغوط متزايدة على موارد المياه العذبة النظيفة المحدودة. ويمكن وصف استجابة النظم البيئية للمياه العذبة لتغير المناخ من خلال ثلاثة عناصر مترابطة: جودة المياه، وكميتها أو حجمها، وتوقيت تدفقها. وغالبًا ما يُؤدي أي تغيير في أحد هذه العناصر إلى تغييرات في العناصر الأخرى أيضًا. ^{[ 19 ]}

• علم البحيرات - علم النظم البيئية المائية الداخلية 
• خصائص الماء – الخصائص الفيزيائية والكيميائية للماء النقي 

ملاحظات فرعية

• أعمال البنك الدولي ومنشوراته حول موارد المياه
• هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، مؤرشفة بتاريخ 6 أغسطس 2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
• المياه العذبة - ناشيونال جيوغرافيك - مؤرشفة بتاريخ ٢٧ نوفمبر ٢٠١٦ في موقع Wayback Machine