بنك أسئلة: الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-1: الغلاف المائي على كوكب الأرض ودورة الماء في الطبيعة

لأن الماء مذيب ووسط للتفاعلات الحيوية ومنظم لدرجة الحرارة وناقل للمواد، فوجوده في الحالة السائلة يعني احتمال توافر الشروط الأساسية للحياة.

الحياة كما نعرفها تعتمد على الماء السائل.

لأن نحو 97% منه ماء مالح لارتفاع تركيز الأملاح، ونحو 2% متجمد في القمم الجليدية، ولا يتاح للإنسان إلا نحو 1% من الماء العذب.

ارتفاع الملوحة وتجمد الماء يحولان دون استخدامه.

• لأن كمية الماء الكلية على الأرض ثابتة تقريبًا؛
• فالماء ينتقل بين البحر والجو واليابس وتتغير حالته فقط، ولا يتبادل النظام مع الخارج إلا الطاقة الشمسية وكميات ضئيلة جدًا من المادة.

المادة محفوظة والطاقة تدخل من الشمس.

لأن التبخر هو الذي يرفع بخار الماء إلى الغلاف الجوي؛ فبدونه لا تتكون سحب ولا يحدث هطول فتتوقف الدورة.

التبخر هو حلقة الدخول إلى الغلاف الجوي.

لأن الجزيئات المتبخرة تمتص الحرارة الكامنة للتصعيد من السطح فتأخذ طاقة معها وتنخفض درجة حرارة السطح.

التبخر عملية ماصّة للحرارة.

لأنه يبرّد الورقة بتبخير الماء، ويولّد قوة سحب ترفع الماء والأملاح المعدنية من الجذور إلى الأعلى عبر الخشب.

دوران أساسيان: التبريد والنقل.

لأن الهواء المشبع تقريبًا بالبخار يقلل الفرق في تركيز بخار الماء بين الورقة والهواء، فيبطؤ خروج البخار من الثغور.

الانتشار يحدث من التركيز الأعلى إلى الأقل.

لتقليل فقد الماء بالنتح والحفاظ على ما تبقى منه في أنسجتها.

الثغور المغلقة تمنع خروج البخار.

لأنها تمتص الماء من التربة وتعيد معظمه إلى الجو بخارًا بالنتح، وتنتج بخارًا في التنفس.

قطع الغابات يقلل الأمطار المحلية.

• لأن الأمونيا شديدة السمية وتحتاج ماءً كثيرًا لإذابتها وطردها، وهو متاح للحيوانات المائية؛
• أما حمض اليوريك فشبه عديم الذوبان ويتطلب ماءً قليلًا جدًا، فيناسب الطيور التي تحتاج إلى توفير الماء.

يرتبط نوع الفضلة بتوافر الماء.

لأن أكسدة الجلوكوز في التنفس الخلوي تنتج ثاني أكسيد الكربون والماء، ويخرج الماء بخارًا مع هواء الزفير.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + طاقة.

لأن الأرض هي الكوكب الوحيد المعروف بوجود كميات هائلة من الماء السائل على سطحه تغطي نحو 70% منه.

لا يوجد مثل هذا الغلاف المائي على الكواكب الأخرى في النظام الشمسي.

لأن الماء الجاري ينحت الصخور وينقل الرواسب ويذيب المعادن، والماء المتجمد يكسّر الصخور، فتتغير معالم الأرض فيزيائيًا وكيميائيًا.

دورة الماء نظام قادر على تغيير سطح الأرض.

لأن المورد لا يكون مستدامًا إلا إذا عوضته دورة الماء بنفس السرعة؛ وإلا نفد مخزونه كما يحدث مع المياه الجوفية.

الاستدامة تعني التوازن بين الاستهلاك والتجدد.

لأن الهواء الأدفأ يتبخر منه ماء أكثر ويحمل بخارًا أكثر، فتزداد الفيضانات في مناطق والجفاف في أخرى.

يتأثر التبخر والتكثف بدرجة الحرارة.

الجزء الثالث — عرّف / قارن

كل الماء الموجود على سطح الأرض وتحته وفوقه (محيطات وبحار وأنهار وبحيرات وجليد ومياه جوفية وبخار ماء وماء داخل الكائنات الحية)، وهو السمة التي تميز الأرض عن بقية الكواكب.

يغطي نحو 70% من سطح الأرض.

مجتمع من الكائنات الحية يتفاعل بعضها مع بعض ومع المكونات غير الحية من أجل التكيف مع الظروف المتغيرة.

مثل النظم البيئية المائية والصحارى والغابات.

عملية يتخلص بها النبات من الماء الزائد على هيئة بخار ماء عبر الأسطح المعرضة للهواء، وخاصة الثغور في الأوراق والسيقان الخضراء.

من عمليات دورة الماء البيولوجية.

سقوط الماء من السحب إلى سطح الأرض في صورة مطر أو ثلج أو برَد.

هو الطريق الرئيس لوصول الماء العذب إلى اليابس.

تخلص الكائن الحي من فضلات التمثيل الغذائي، وهي ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والفضلات النيتروجينية (الأمونيا واليوريا وحمض اليوريك).

يعيد الإخراج جزءًا من الماء إلى البيئة.

• الجريان السطحي: يسيل الماء فوق سطح الأرض إلى الجداول والأنهار ثم البحر، وهو سريع نسبيًا.
• التسرب: يتخلل الماء مسام التربة والصخور ويتجمع مياهًا جوفية، وهو بطيء قد يستغرق سنوات.

الأول يغذي المياه السطحية والثاني يغذي المياه الجوفية.

• التبخر تحول فيزيائي للماء السائل إلى بخار من أي سطح رطب (بحر، تربة، ورقة مبتلة).
• النتح عملية حيوية تفقد فيها النباتات بخار الماء من ثغورها، ويتحكم فيه النبات بفتح الثغور وغلقها.

النتح تبخر منظَّم بيولوجيًا يبدأ من داخل النبات.

التبخر: سائل ← غاز، يمتص حرارة. التكثف: غاز ← سائل، يطلق حرارة.

الطاقة التي يمتصها التبخر هي نفسها التي يطلقها التكثف.

• الأمونيا: شديدة السمية، تحتاج ماءً كثيرًا (الأسماك).
• اليوريا: أقل سمية وتحتاج ماءً أقل (الثدييات والبرمائيات وأسماك القرش).
• حمض اليوريك: قليل السمية، شبه عديم الذوبان، يحتاج ماءً قليلًا جدًا (الطيور والزواحف والحشرات).

كلما قل الماء المتاح زادت القدرة على إخراج مواد أقل ذوبانًا.

المياه المالحة نحو 97% ولا تصلح للشرب والري المباشر. المياه العذبة المتاحة نحو 1% وهي التي تصلح للشرب والزراعة والصناعة.

ما يتاح فعلًا للاستخدام جزء ضئيل جدًا من الإجمالي.

الجزء الرابع — مسائل

مالح 4850 L ، جليد 100 L ، عذب 50 L

• \[\begin{gathered}0.97 \times 5000 = 4850\end{gathered}\] ؛
• \[\begin{gathered}0.02 \times 5000 = 100\end{gathered}\] ؛
• \[\begin{gathered}0.01 \times 5000 = 50\end{gathered}\] ؛
• المجموع 5000 L.

10 أيام

الاستهلاك اليومي = \[\begin{gathered}10 \times 0.5 = 5\end{gathered}\] لترات؛ 50 ÷ 5 = 10 أيام.

الجليد 2.8 × 10⁷ km³ ؛ العذب 1.4 × 10⁷ km³

• \[\begin{gathered}0.02 \times 1.4 \times 10^{9} = 2.8 \times 10^{7}\end{gathered}\] ؛
• \[\begin{gathered}0.01 \times 1.4 \times 10^{9} = 1.4 \times 10^{7}\end{gathered}\].

\[\begin{gathered}50 m^{3} = 50 000 L\end{gathered}\]

• \[\begin{gathered}25 \,\text{mm} = 0.025 m\end{gathered}\] ؛
• الحجم = \[\begin{gathered}0.025 \times 2000 = 50 m^{3}\end{gathered}\] ؛
• × \[\begin{gathered}1000 = 50 000 L\end{gathered}\].

360 m³

المساحة = 30 000 m² ؛ الحجم = \[\begin{gathered}0.012 \times 30 000 = 360 m^{3}\end{gathered}\].

63 مليون m³

الصافي = \[\begin{gathered}20 - (9 + 8) = +3\end{gathered}\] ؛ الحجم = 60 + 3 = 63.

59 مليون m³

الصافي = \[\begin{gathered}20 - (13 + 8) = -1\end{gathered}\] ؛ الحجم = 60 − 1 = 59.

540 L

\[\begin{gathered}120 \times 0.3 = 36 L/\end{gathered}\]يوم ؛ \[\begin{gathered}36 \times 15 = 540 L\end{gathered}\].

\[\begin{gathered}\approx 1.22 \times 10^{9} J\end{gathered}\]

\[\begin{gathered}Q = m L = 540 \times 2.26 \times 10^{6} = 1220.4 \times 10^{6} = 1.2204 \times 10^{9} J\end{gathered}\].

4.52 × 10⁶ J

\[\begin{gathered}Q = 2 \times 2.26 \times 10^{6} = 4.52 \times 10^{6} J\end{gathered}\].

2 m³ في اليوم ؛ 60 m³ في 30 يومًا

\[\begin{gathered}0.004 \times 500 = 2 m^{3}\end{gathered}\] ؛ \[\begin{gathered}2 \times 30 = 60 m^{3}\end{gathered}\].

912.5 L

\[\begin{gathered}2.5 \times 365 = 912.5 L\end{gathered}\].

42 kg

\[\begin{gathered}0.70 \times 60 = 42 \,\text{kg}\end{gathered}\].

4 × 10⁷ m³

المساحة = 5 × 10⁹ m² ؛ الحجم = \[\begin{gathered}0.008 \times 5 \times 10^{9} = 4 \times 10^{7} m^{3}\end{gathered}\].

150 وحدة

من المحيطات \[\begin{gathered}0.85 \times 1000 = 850\end{gathered}\] ؛ الباقي \[\begin{gathered}1000 - 850 = 150\end{gathered}\].