המשאבה המדהימה של הטבע: איך הגשם מגיע לכל פינה על פני כדור הארץ?

בפרק הקודם ראינו כיצד המים באוקיינוס מתוכננים כך שהחורף יעבור בשלום גם על המים וגם על הדגים. כיום נדבר על הגשם.

אנחנו יודעים שבלי מים לא ייתכנו חיים. לא רק בני אדם, גם בעלי חיים וצמחים, כל החיים על פני כדור הארץ צריכים מים כדי להתקיים. אך עצם העובדה שיש מים בכדור הארץ אינה מספיקה כלל וכלל לאפשר חיים. המים צריכים להגיע אל כל אחד ואחד מהיצורים במצב הצבירה המתאים לו.

המים זורמים כלפי מטה ומצטברים באוקיינוס. כדי שהמים יגיעו לכל החיים בארץ, הם צריכים:

להיות מסוגלים לנוע איכשהו נגד כיוון המשיכה ולעלות מהאוקיינוס הנמוך ליבשה הגבוהה.

להתעכב מספיק זמן על היבשה כדי שיוכלו להביא תועלת למערכות חיים.

לספוג איכשהו את המינרלים שמערכות חיים זקוקות להם.

לבצע את כל הנ"ל באופן אוטומטי לחלוטין, ללא מעורבות של טכנולוגיה חיצונית.

כל התכונות הללו צריכות להיות מובנות בתוך הנוזל!

המשאבה החזקה בתבל נקראת Pentair Fairbanks Nijhuis HP1-4000.340. שתי משאבות כאלה מותקנות בתחנת השאיבה ב-Ijmuiden, סמוך לתעלת הים הצפוני בהולנד. הן נועדו לסייע במניעת הצפה בחלקה המערבי של הולנד, מדינה שכידוע שוכנת מתחת למפלס גובה פני הים.

המשאבה, בעלת עוצמה של 5,634 כוחות סוס, מסוגלת לשאוב 60,000 ליטר בשנייה. כמה זה חזק? ובכן, לו היו מחליטים להפוך את ה"אמפייר סטייט בילדינג" לבריכת שחייה (ממש עמוקה), למשאבה הזאת היה לוקח קצת פחות מחמש שעות כדי למלא את כל חלל הבניין במים. המשאבה מסוגלת למלא בריכת שחייה אולימפית בתוך 41.6 שניות. כדי למלא את ים כנרת, תזדקק המשאבה לשנתיים ימים.

העולם נברא כך שכמויות עצומות הרבה יותר של מים נשאבות בצורה הרבה יותר מהירה וחזקה מהמשאבה המהירה בעולם, ומגיעות לכל מקום שצריך. כך זה עובד:

תחילה, אנרגיית השמש הופכת את הנוזל לגז; הגז מתרומם באוויר עד שהוא מגיע לשכבות הגבוהות של האטמוספירה, שם הוא מצטנן והופך לטיפות נוזל זעירות ("עננים"); תנועות אוויר ("רוח") דוחפות את הטיפות אל מעל ליבשה; עם התקררות האוויר, הטיפות נופלות אל היבשה ("גשם"); לחילופין, טיפות המים נופלות בצורת מוצק ("שלג"). באזורי יבשה גבוהים (או בקווי רוחב גבוהים) פתיתי השלג מתלכדים למוצק ("קרח") שמפשיר רק באיטיות, מה שמבטיח אספקה שופעת של נוזל בכל ימות השנה ולא רק בעונת הגשמים. כל זה קורה בכוחה של אנרגיה סולארית בלבד, ללא צורך במיליוני משאבות ענקיות. גאוני ממש.

תנאי הכרחי לפעולת המערכת הוא שנוזל המים יוכל להתקיים בשלושה מצבי הצבירה – גז, נוזל, ומוצק – בטווח הטמפרטורות המצומצם השורר בכדור הארץ. הדבר אינו פשוט ואינו מובן מאליו. אחת התכונות המאפיינות חומרים היא המשקל המולקולרי שלהם. תחשבו על כך כמו משקל של מזוודה. ככל שהמזוודה שוקלת יותר כך קשה יותר להרים אותה או להזיז אותה ממקומה. מזוודה ששוקלת פחות קל יותר להרים וקשה לה יותר להישאר במקום. בלון הליום שוקל כה מעט שדי ברגע אחד של היסח דעת כדי שיעלם לנו לצמיתות.

אם היינו רוצים, למשל, שחומר כדוגמת אמוניה (שמספרו המולקולרי 17) יהיה בשימוש משמעותי בכדור הארץ, אזי בכדי שייצבר בצורת נוזל באוקיינוסים, תצטרך הטמפרטורה באוקיינוס להיות מינוס 33 מעלות. כדי להפוך אותו למוצק נצטרך לקרר אותו למינוס 78 מעלות.

אבל המים, (שמספרם המולקולרי 18), מתאימים בדיוק למשימה. בדרך כלל הם במצב של נוזל. כדי לקפוא ולהמתין במקרר של העולם שמאזן את החום, הם צריכים רק 0 מעלות, ויש לנו את זה הרבה בחורף. וכדי להתאדות ולהגיע למחסנים בשמיים, הם יסתפקו בטמפרטורת הקיץ הממוצעת בארץ.

עד כמה המערכת הזאת יעילה? ובכן, בכל יום היא שואבת 875 ק"מ מעוקבים של מים ומעלה אותם אל על. עם קצב שאיבה של סביבות מאה מיליון ליטרים בשנייה, המשאבה הסולארית הזאת יכולה למלא את האמפייר סטייט בילדינג בתוך 10 שניות ואת ים כינרת בפחות מ-11 שעות.