كيف تتكون البحيرات الحمضية

قد تكون البحيرات القديمة هي جزء كبير من غرب الولايات المتحدة حمضية جدًا لدرجة أن مياهها قد أذابت جلد الشخص، وقد يجبر الاكتشاف ، الذي تم الإبلاغ عنه في خلال السنوات القليلة الماضية، دفعت العالم إلى إعادة تقييم بعض ثقوب الري القديمة الموجودة في الأرض.

ما هي البحيرات الحمضية

البحيرة هي منطقة مليئة بالمياه، موجودة في حوض كبير، ومحاطة بالأرض ، وبصرف النظر عن أي نهر أو منفذ آخر يعمل على إطعام البحيرة أو تصريفها، وتقع البحيرات على الأرض وليست جزءًا من المحيط، لذلك ، فهي متميزة عن البحيرات ، وهي أيضًا أكبر وأعمق من البرك، على الرغم من عدم وجود تعريفات رسمية أو علمية لها، ويمكن مقارنة البحيرات مع الأنهار أو الجداول التي تتدفق عادة، وتتم تغذية معظم البحيرات وتجفيفها من خلال الأنهار والجداول. [1]

وتوجد البحيرات الطبيعية بشكل عام في المناطق الجبلية ومناطق التصدع والمناطق التي بها نهر جليدي مستمر، وتوجد بحيرات أخرى في الأحواض الداخلية أو على طول الأنهار الناضجة، في بعض أجزاء العالم ، وهناك العديد من البحيرات بسبب أنماط الصرف الفوضوية المتبقية من العصر الجليدي الأخير.

وجميع البحيرات مؤقتة على المقاييس الزمنية الجيولوجية، لأنها ستملأ ببطء بالرواسب أو تتسرب من الحوض الذي يحتوي عليها، والعديد من البحيرات مصطنعة ومبنية للاستخدام الصناعي أو الزراعي، لتوليد الطاقة الكهرومائية أو إمدادات المياه المنزلية ، أو لأغراض جمالية أو ترفيهية أو أنشطة أخرى. [2]

توزيع البحيرات في الكرة الأرضية

ومعظم البحيرات على الأرض هي مياه عذبة، وتقع معظمها في نصف الكرة الشمالي عند خطوط العرض الأعلى، وتمتلك كندا ، مع نظام صرف مختل، وهو ما يقدر بـ 31752 بحيرة أكبر من 3 كيلومترات مربعة (1.2 ميل مربع) ، وعدد إجمالي غير معروف من البحيرات، ولكن يقدر أنها لا تقل عن مليوني بحيرة.

ويوجد في فنلندا 187،888 بحيرة 500 متر مربع (5،400 قدم مربع) أو أكبر ، منها 56،000 بحيرة كبيرة (10،000 متر مربع (110،000 قدم مربع) أو أكبر)،  وتمتلك معظم البحيرات تدفقًا طبيعيًا واحدًا على الأقل في شكل نهر أو مجرى ، مما يحافظ على متوسط ​​مستوى البحيرة من خلال السماح بتصريف المياه الزائدة.

وهناك بعض البحيرات ليس لديها تدفق طبيعي وتفقد الماء فقط عن طريق التبخر أو التسرب تحت الأرض أو كليهما، ويطلق عليها بحيرات endorheic، والعديد من البحيرات مصطنعة ومبنية لتوليد الطاقة الكهرومائية ، أو الأغراض الجمالية ، أو الأغراض الترفيهية ، أو الاستخدام الصناعي ، أو الاستخدام الزراعي ، أو إمدادات المياه المنزلية.

ويوجد دليل على وجود بحيرات خارج كوكب الأرض ؛ حيث أعلنت وكالة ناسا عن “أدلة قاطعة على بحيرات مليئة بالميثان” كما تم إرجاعها بواسطة مسبار كاسيني الذي يراقب القمر تيتان ، الذي يدور حول كوكب زحل. [3]

البحيرات الحمضية

في فيلم Dante’s Peak ، البطل (عالم جيولوجي يلعبه بيرس بروسنان) يرافقه صديقته وبعض أفراد عائلتها يجدون أنفسهم مهددين من تدفقات الحمم الحمراء الساخنة، وجميع الطرق مسدودة بسبب الانهيارات الصخرية، وفي حالة الذعر قرروا أن السبيل الوحيد للهروب هو عبور بحيرة كبيرة عبر قارب.

ومع ذلك ، “لقد أدى النشاط البركاني إلى تحويل البحيرة إلى حمض” ، وعندما تعبر البحيرة ، شوهدت الأسماك تطفو على السطح وسرعان ما يبدأ القارب في التلاشي!، وكان كل ما يشغلهم إنهم ينجحون فقط في الوصول إلى الشاطئ على الجانب الآخر وآخر ما نراه من القارب الفارغ هو أنه يختفي ببطء تحت المياه المدخنة، ولكن هل هناك أشياء مثل “البحيرات الحمضية”، وهل سيذوب القارب ويغرق حقًا كما هو موضح في الفيلم؟

البحيرات البركانية الحمضية حقيقية

يكشف البحث السريع على الإنترنت عن وجود عدد ملحوظ من “البحيرات الحمضية” أو البركانية الحقيقية حول العالم، وإنها خليط سيء من المواد الكيميائية المسببة للتآكل ولا شيء يعيش أو ينمو بالقرب منها، عادة ما توجد في الحفر البركانية الخامدة، وتختلف إلى حد ما عن المشهد الموضح في الفيلم.

ولكن ماذا قوارب الألمنيوم

القوارب هي مصنوعة من قبل Valcro الذين يصنعون قوارب الألمنيوم، حيث يستخدم الألمنيوم أيضًا في القدور والدراجات والطائرات، والألمنيوم قريب من التفاعل مع المغنيسيوم (وتذكر كيف يحترق المغنيسيوم في الهواء) ولذلك قد يبدو كيميائيًا أنه مادة غريبة إلى حد ما لتصنيع الأدوات المنزلية منها.

ومع ذلك ، تتشكل طبقة سميكة تسمى نانومتر من أكسيد الألومنيوم بمجرد تعرض الألومنيوم للهواء، ويعمل هذا كطبقة واقية على السطح المعدني، والذي يصعب تغييره ولكن الأحماض يمكن إزالته ومرة ​​واحدة من خلال التفاعل بقوة. [4]

هل البحيرات الحمضية خطرة 

بحيرة فوهة البركان في بركان إل تشيتشون في المكسيك ، كان الرقم الهيدروجيني 0.5 في عام 1983 وبحيرة فوهة البركان في جبل بيناتوبو الرقم الهيدروجيني 1.9 في عام 1992.

والمياه الحمضية لهذه البحيرات قادرة على إحداث حروق في جلد الإنسان ولكن من غير المرجح أن تذوب المعدن بسرعة .

وتشمل الغازات الناتجة من الصهارة التي تذوب في مياه البحيرة لتشكيل هذه المشروبات الحمضية ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وكبريتيد الهيدروجين وكلوريد الهيدروجين وفلوريد الهيدروجين، كما إن البحيرات الحمضية القادرة على إذابة قارب من الألمنيوم في غضون دقائق (كما تظهر في الأفلام) ليست واقعية. [5]

الزلازل المصاحبة للانفجارات البركانية

ليس عادة، بل نادرا ما تتجاوز الزلازل المرتبطة بالثورات حجم 5 ، وهذه الزلازل المعتدلة ليست كبيرة بما يكفي لتدمير المباني والطرق، حيث كانت أكبر الزلازل في جبل سانت هيلين في عام 1980 بلغت قوتها 5 ، وهي كبيرة بما يكفي للتأثير على الأشجار وإتلاف المباني ، ولكن ليس تدميرها، وذلك خلال ثوران جبل بيناتوبو الضخم.

الانفجارات البركانية تهدد طائرات الطائرات 

نعم، تعد المواجهات بين الطائرات وسحب الرماد البركاني مصدر قلق بالغ. المحركات النفاثة ومكونات الطائرات الأخرى معرضة للتلف بسبب الرماد البركاني الناعم ، الذي يمكن أن ينجرف بتركيزات خطيرة على بعد مئات الأميال من الرياح البركانية، لأن في الماضي ، واجهت العديد من الطائرات عن طريق الخطأ الرماد البركاني. 

حلول لتحييد البحيرات الحمضية

تكمن مشكلة البحيرات الحمضية في أن البحيرات الحمضية تستهلك عسر الماء حيث يتم تحييد البحيرات الحمضية عن طريق الجير، إذا لم تكن المياه الموجودة في البحيرات الحمضية حمضية ، فمن المرجح أن تكون صلابة المياه جيدة ، كما كان على الأرجح منذ قرون.

حيث يذوب الكالسيوم والمغنيسيوم الموجود في معظم الرواسب المعدنية والصخرية في الماء عن طريق الأمطار الحمضية والمياه الجوفية، وفي هذه الحالة ، يؤدي المطر الحمضي وظيفة مفيدة لزيادة عسر الماء.

ما هو عسر الماء

عسر الماء هو الطريقة الطبيعة لإزالة الفوسفور الزائد من البحيرات، ويعد من الحلول الشائعة لزيادة عسر الماء في البحيرات الحمضية إضافة الجير ، وهو مركب كالسيوم عالي القلوية إلى البحيرات الحمضية، وتعد هذه الطريقة مؤقتة ومكلفة للغاية، حيث غالبًا ما تحتاج إلى تطبيقها كل عام [6]

وإذا كان من الممكن تحييد البحيرات الحمضية بدون الجير أو مواد كيميائية أخرى بعد دخولها البحيرة ، يصبح ترسب الحمض أحد الأصول عن طريق إضافة عسر الماء الأساسي إلى الماء، وقد يبدو هذا جذريًا في البداية ولكن يجب أن يصبح واضحًا عند شرحه.

لأن ما هو غير معروف هو أن نقص الأكسجين في قاع البحيرات الحمضية يخلق بيئة مواتية للبكتيريا اللاهوائية ، حيث تنتج اللاهوائيات أحماض في البحيرات، وأحد الأمثلة على العديد هو الأكسدة اللاهوائية لكبريتيد الهيدروجين ، باستخدام ثاني أكسيد الكربون لتكوين حمض الكبريتيك والفورمالديهايد، وذلك بالإضافة إلى إنتاج الأحماض في واجهة المياه الرسوبية بالإضافة إلى الأحماض التي تدخل إلى البحيرات الحمضية عن طريق الترسيب.