જળચક્ર (2)

જળચક્ર (2) : સપાટી, જળસ્રોતો, વાતાવરણ અને ભૂપૃષ્ઠની અંદરના ભાગો વચ્ચે નિરંતર થતી રહેતી જળનાં જુદાં જુદાં સ્વરૂપોની આપ-લે દ્વારા સર્જાતી જળની ચક્રાકાર ગતિ. જલાવરણ, વાતાવરણ અને શિલાવરણ અથવા ભૂપૃષ્ઠ એ પૃથ્વી પરનાં ત્રણ એવાં માધ્યમો છે જેમાં સપાટીજળ, હવામાંના ભેજ અને ભૂગર્ભીય જળનું પરિભ્રમણ થતું રહે છે. જળ-પરિભ્રમણની આ ક્રિયા મહાસાગરોમાંથી વાતાવરણમાં, વાતાવરણમાંથી શિલાવરણમાં અને શિલાવરણમાંથી જલાવરણમાં બાષ્પીભવન, ભેજ, કરા, હિમવર્ષા, વર્ષાપાત, બાષ્પોત્સર્જન, જળવહન, ભૂમિસ્રાવ, ભૂગર્ભજળ-અભિસરણ જેવી ક્રિયાઓ દ્વારા થતી રહે છે. આ બધાં પરિબળો અન્યોન્ય આંતરસંકલિત રહી એક પ્રકારનું જટિલ માળખું રચે છે, જેને ‘જળચક્ર’ તરીકે ઓળખાવી શકાય.

સમુદ્ર-મહાસાગરો, ભૂમિસપાટી પરના અન્ય જળસ્રોતો તેમજ ભૂગર્ભમાંથી ભૂપૃષ્ઠ દ્વારા થતા બાષ્પીભવન અને બાષ્પોત્સર્જનથી વાતાવરણમાં ભેજ સંચિત થતો રહે છે. આ ક્રિયા સતત એકધારી રીતે ચાલ્યા જ કરે છે. આ ભેજ જ્યારે ઠંડા તાપમાનવાળા પ્રદેશો પરથી પસાર થાય છે ત્યારે બાષ્પનું જલબુંદમાં રૂપાંતર થાય છે, વાદળ બંધાતાં જાય છે, પવનો દ્વારા વાદળો ખસે છે અને સ્થાનભેદે – તાપમાનભેદે તે કરા, હિમવર્ષા કે વર્ષા રૂપે પડે છે. આ જળસ્વરૂપો ભૂમિસપાટી પર વિવિધ પ્રકારે વિખેરણ પામે છે. કેટલુંક જળ ભૂમિમાં શોષાય છે, કેટલુંક બાષ્પીભવન પામે છે, તો કેટલુંક જળ વહન પામી નદીનાળાં રૂપે છેવટે સમુદ્રમાં જઈ મળે છે. જમીન અને વનસ્પતિ દ્વારા શોષાયેલું જળ ફરીને બાષ્પોત્સર્જન રૂપે બહાર નીકળી વાતાવરણમાં એકત્રિત થતું જાય છે. ભૂમિસપાટી પર જે વહન પામે છે (જે વિભાગની જમીન જળસંતૃપ્ત હોય ત્યાં જ વહન થઈ શકે છે) તે છેવટે તો સરોવરો, થાળાં કે સમુદ્ર-મહાસાગરોમાં ઠલવાય છે. જમીનમાં શોષાતું જળ ખડક-આંતરકણ જગાઓ મારફતે નીચે તરફ, જ્યાં સુધી બધી જ આંતરકણ જગાઓ જળથી ભરાઈ ન જાય ત્યાં સુધી ટપકતું રહે છે. સપાટી નીચેના આ પ્રકારના જળને અધોભૌમજળ કહે છે. ત્યાંથી નીચેના ખડકોમાંની આંતરકણ જગાઓ, ઉપરના ખડક-આવરણના દાબને કારણે અતિ મર્યાદિત પ્રમાણમાં હોય છે, જ્યાં જળનો સમાવેશ થવા માટે શક્યતાઓ નજીવી હોય છે. 12,000 મી.થી નીચે ભૂપૃષ્ઠના મધ્યસ્થ વિભાગમાં રહેલું અંત:સ્થ જળ (internal water) અત્યંત ઓછા પ્રમાણમાં હોવાથી જળચક્રના જળમાં ઉમેરણ માટે ઉપયોગી બનતું હોતું નથી. આ ઉપરાંત જળચક્રમાં ઉમેરો થાય એવાં મૅગ્માજન્ય જળ, જ્વાળામુખી પ્રસ્ફુટિત જળ, ગરમ પાણીના ફુવારા તેમજ ગરમ પાણીના ઝરાના જળનો અહીં સમાવેશ થઈ શકે ખરો; ખડકોના નિર્માણ વખતે ખનિજ-બંધારણમાં ભળેલા જળનો, ખડક-સહજાત જળનો તેમજ વિકૃતિજન્ય જળનો પણ અહીં સમાવેશ થાય, જે ખડક-ફાટો ઉત્પન્ન થતી વખતે તેમજ ઘસારા દરમિયાન વિઘટન પામતાં ખનિજોમાંથી મુક્ત થઈને જળચક્રમાં ભળે છે. જ્યાં ભૂગર્ભ જળસપાટી ભૂપૃષ્ઠની ઓછી ઊંડાઈએ સપાટીની લગભગ લગોલગ રહેતી હોય તેમજ જ્યાં ગરમીનું પ્રમાણ વિશેષ રહેતું હોય એવા વિસ્તારોમાં બાષ્પોત્સર્જન પણ વધુ થતું હોય છે. દરિયાકિનારાની નજીકના ગરમ વિસ્તારોમાં દરિયાઈ જળ ભૂમિ તરફ શોષાય છે અને સ્વચ્છ જળના સ્રોતોને દૂષિત કરે છે, કોઈ કોઈ જગાએ સ્વચ્છ જળના સ્રોતો ક્ષારયુક્ત બની રહે છે.

ઘણા કાળ અગાઉ નિષ્ણાતોએ જળ-અવલોકનોમાં નિહાળેલું કે ‘દુનિયાની બધી જ નદીઓ સમુદ્ર-મહાસાગરોને મળે છે તેમ છતાં મહાસાગરો ભરાઈ–છલકાઈ જતા નથી; નદીઓ પણ નિરંતર વહ્યા જ કરે છે, તેમનાં જળ સમુદ્રોમાં ઠલવાયા જ કરે છે, તેમ છતાં નદીઓને વહેવા માટે જળજથ્થો મળ્યા જ કરે છે.’ તેમનું આ અવલોકન આપણને એવા અર્થઘટન તરફ દોરી જાય છે કે મહાસાગરો સપાટી પરનો એવો જળસંચય-સ્રોત છે કે જેમાંથી બધું જ જળ ઉત્પન્ન થાય છે અને બધું જ ત્યાં પાછું પહોંચે છે; બાષ્પીભવન અને વર્ષા આમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. સપાટીજળ, વાતાવરણસંચિત ભેજ, ભૂમિશોષણ દ્વારા સ્રાવ પામેલા ભૂગર્ભજળને બાષ્પીભવન અને વર્ષા સાથે સાંકળતાં આ બધાં અન્યોન્ય પૂરક બની રહે છે.

અમુક ભૂસ્તરીય પુરાવાઓ સ્પષ્ટપણે સૂચવે છે કે સમુદ્રમહાસાગરો-સ્થિત જળજથ્થો છેલ્લાં 50 કરોડ વર્ષથી લગભગ એકધારો જ રહ્યો છે, એનો અર્થ એવો પણ થઈ શકે કે સમગ્ર જળચક્રમાં રહેલા પાણીનો કુલ જથ્થો પણ એકધારો રહે છે.

દુનિયાની જળસમતુલાના સંદર્ભમાં વિચારતાં જળચક્રના અન્ય ઘટકોમાં સમુદ્ર-મહાસાગરજળ ઉપરાંત, ભૂગર્ભજળ પણ ઘણો અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. પૃથ્વી પરનું 94 % જળ સમુદ્ર-મહાસાગરોમાં ક્ષારયુક્ત જળસ્વરૂપે સંગ્રહાયેલું પડ્યું છે. જો તેને ગણતરીમાં ન લઈએ (ક્ષારયુક્ત હોવાથી) તો બાકીનું જે 6 % સ્વચ્છ જળ છે તેનો 2/3 ભાગ એટલે કે 4 % ભાગ ભૂગર્ભજળનો છે. પૃથ્વી પરની હિમચાદરો અને હિમનદીઓને બાકાત રાખીને બાકીના વપરાશયોગ્ય સ્વચ્છ જળના સ્રોતો પૂરતા જ મર્યાદિત રહીએ તો બધું જ ભૂગર્ભજળ એમાં સમાવિષ્ટ થઈ જાય. આ પૈકી વધુ ઉપયોગ યોગ્ય ભૂગર્ભજળ જથ્થા 4 x 10⁶ ઘન કિમી.નો 95 % ભાગ ભૂગર્ભજળ, 3.5 % સરોવરો, પંક વિસ્તારો અને અન્ય જળસંચય-સ્થાનો તેમજ નદીઓને ગણાવી શકાય; જ્યારે 1.5 % જમીનભેજ ગણાય.

જળચક્રમાં ભૂગર્ભજળની અસર : ભૂગર્ભજળ-અભિસરણ એ જળચક્રનું એક અવિભાજ્ય અંગ છે.

આકૃતિ 2માં જળચક્રનાં ઘણાં પાસાં દર્શાવેલાં છે. ભૂપૃષ્ઠમાંની જળધારક ખડકરચનાઓ જળ-અભિસરણ અને જળસંચય માટે કારણભૂત બની રહે છે. વર્ષાપાત દ્વારા સપાટી પરથી આ રચનાઓમાં જળ પ્રવેશ પામે છે, જે ત્યાંથી અનુકૂળતા મુજબ ઓછાવત્તા પ્રમાણમાં અમુક અંતર સુધી સરકતું જાય છે, જે પૈકી કેટલુંક, ક્યારેક અનુકૂળ સંજોગો મળતાં બહાર ભૂમિસપાટી પર ઝરાઓ રૂપે ફૂટી નીકળે છે અને વહે છે, નદીઓને મળે છે. ભૂગર્ભસ્થિત જળસંચય-સ્થાનોની જળધારક-ક્ષમતા પ્રમાણમાં ઘણી હોય છે, જે પીવા યોગ્ય, વાપરવા યોગ્ય પાણીપુરવઠો પૂરો પાડે છે. કૂવા, પાતાળકૂવા આનાં ઉદાહરણ છે. તેમાંથી પાણી ખેંચાતું રહેતું હોવા છતાં આજુબાજુના વિભાગોમાંથી ત્યાં ફરીથી જળ પુરવઠા માટે એકત્રિત થઈ જાય છે. સપાટીજળની અવેજીમાં આમ ભૂગર્ભજળ જરૂરિયાત મુજબ પૂરું પડે છે.

જળચક્રની સ્પષ્ટ સમજ સત્તરમી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં સૈદ્ધાંતિક અવલોકનોને આધારે એકત્રિત કરેલી પરિમાણાત્મક માહિતી પરથી પ્રથમવાર સાંપડી. આ બાબતમાં ત્રણ યુરોપી વિદ્વાનોએ મહત્વનો ફાળો આપ્યો : (1) પીઅર પેરો (1611–1680) : તેણે સેઇન નદીના ઉપરવાસના વિભાગમાં ત્રણ વર્ષ સુધી વર્ષાપાત (rainfall) અને તેના જળવહન-થાળામાંથી થતા જળવહન(run off)ની નોંધ મેળવ્યે રાખી. તેણે નોંધ્યું કે નદીવિભાગમાં થતા જળવહન કરતાં એટલા જ ભાગમાં થતી વર્ષાનું પ્રમાણ છ ગણું હતું. આ પરથી વર્ષા-અછત વરતાતી હોવાની જૂની માન્યતા ખોટી ઠરી. (2) ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી એડમ મેરિયૉટે (1620–1684) સેઇન નદીના જળનું માપ નક્કી કર્યું, જે માહિતી તેના મરણ બાદ 1886માં પ્રકાશિત થઈ અને પેરોના કામને અનુમોદન મળ્યું. આ પરથી સાબિત થયું કે મોટા ભાગની વર્ષાનું જળ ભૂમિસ્રાવ રૂપે શોષાઈ જતું હતું. (3) અંગ્રેજ ખગોળશાસ્ત્રી એડમંડ હેલે(1656–1742)એ 1693માં બાષ્પીભવનના પ્રમાણ વિશે અહેવાલ બહાર પાડ્યો કે સમુદ્રજળનું મોટા પાયા પર બાષ્પીભવન થતું રહે છે, જે ફરીને વર્ષાપાત દ્વારા નદીઓ મારફતે સમુદ્રોમાં આવી ભળે છે.

ગિરીશભાઈ પંડ્યા