منشأ المياه الجوفية وأشكال وجودها في القشرة الأرضية

فكر قدماء الفلاسفة بمنشأ المياه الجوفية, رغم قلة معرفتهم بالغلافين الجوي والمائي وتركيبهما, وطرحوا آراء علمية, شكلّت أساساً لنظريات ثبتت صحتها, تفسّر منشأ المياه الجوفية.

وكان من أهمها آراء الفيلسوف اليوناني ميليتوس (624-547 ق.م) والبنّاء الروماني مارك فيتروفي (15 ق.م) فأسهمت هذه الآراء في فهم الدورة الهيدرولوجية وتوضيح العلاقة بين الهطل المائي والمياه الجوفية, واستنتج فيتروفي أن المياه الجوفية تتشكل نتيجة تسرب مياه الهطل المائي إلى باطن الأرض, ثمّ تظهر على شكل ينابيع في المنخفضات.

غير أن علماء القرون الوسطى اختلفوا حول منشأ المياه الجوفية, فأيّد بعضهم المنشأ البحري, بينما أيّد آخرون نظريتي التسرب والتكاثف.

نظريات تشكل المياه الجوفية

1- نظرية التسرّب

تفسر نظرية التسرب منشأ أغلب المياه الجوفية العذبة وبعض أنواع المياه المعدنية. وهي من أقدم نظريات تفسير تشكل المياه الجوفية.

لقد درس العالمان بيرّو وماريوت الموازنة المائية في حوض نهر السين, فوجدا أنّ سماكة طبقة الهطل تبلغ 520 مم/ سنة, ويشكل الجريان السطحي في نهر السين سدس هذه الكمية فقط أي أن الكمية المتبقية تشكل الفواقد بالتبخر والتسرب.

ولاحظ ماريوت تسرب المياه من سقف مرصده بعد هطول الأمطار, فاستنتج أن المياه الجوفية تتشكل نتيجة لتسرب مياه الأمطار والمياه السطحية, وشاركه استنتاجاته علماء آخرون.

2- نظرية التكاثف

يعدّ أرسطو أول من طرح نظرية التكاثف في القرن الرابع قبل الميلاد, وأجرى كينسكي وعلماء آخرون تجارب تؤكد صحة نظرية التكاثف, ودعمتها ملاحظات غومر في منطقة شتيريا النمساوية, حيث تتدفق مياه الينابيع باستمرار على ارتفاع 2397 متراً.

وبرهن العالم الروسي ليبيديف بعد إجراء تجارب حقلية ومخبرية استقلالية حركة أبخرة الماء عن حركة الهواء في فراغات التربة, كما بيّن أن كمية المياه التي تتشكل في التربة خلال الفترة الباردة من السنة تصل إلى حوالي 66-88 مم.

3- النظرية العذرية

أثناء تبرد الماغما تتشكل مياه تسمى بالمياه العذرية, لم تشارك في الدورة الهيدرولوجية العامة سابقاً طرح الجيولوجي زيوس (عام 1902 م) النظرية العذرية لتفسير منشأ المياه الجوفية العميقة, التي تتشكل نتيجة انطلاق أبخرة المياه من الماغما, ثم تتكاثف في الأوساط الباردة وترتفع عبر الشقوق والفوالق, لتظهر على شكل ينابيع مياه معدنية وحارة أحياناً.

4- النظرية الترسيبية

تعود النظرية الترسيبية إلى قدماء الفلاسفة, وهي تفسر منشأ المياه الجوفية الشديدة الملوحة المتوضعة في مكامن النفط والغاز والمياه الرسوبية بقيت في مسامات التوضعات المترسبة في قيعان البحار القديمة, ثمّ تغير كثيراً التركيب الكيميائي لهذه المياه مع مرور الزمن, بسبب الضغط ودرجة الحرارة المرتفعين.

5- نظرية المنشأ الكيميائي

تدخل جزيئات الماء في تركيب بعض الصخور, كالجص والبوكسيت, وعندما تتغير شروط التوازن الكيميائية- الفيزيائية لهذه الصخور يتحرر جزء من مياهها, ويتجمع مشكلاً طبقة حاملة للمياه الجوفية.