水の不思議

世界水の日は 3 月 22 日に祝われることをご存知ですか? 実際、世界水の日があったことをご存知ですか?確かに水は存在します。それは、私たち人間だけでなく、地球の他の部分やその適切な機能にとっても、水の重要性について考えさせるはずです。興味深い事実は、太陽系で液体の水がある惑星は地球だけだということです。しかし、ここで別のことが起こります。地球上に水があるという事実は、生命の発展を可能にしました。水に関するさらに興味深い事実を知りたい場合は、「ワイルド＆グリーン」で、水に関するさらに多くの科学的好奇心を読んでください。

水は、自然界で同時に 3 つの異なる状態で存在できる地球上で唯一の物質です。私たちは、川や海のような液体の状態、氷山のような固体の状態、そして大気の一部を形成している水蒸気のような気体の状態で水を見つけることができます。

従来はこれら 3 つの状態のみが考慮されてきましたが、最近、水の新しい状態であるトンネル状態が発見されました。この発見は、オークリッジ国立研究所（米国）のエネルギー省の科学研究グループによって行われました^[1] 。彼らはこの新しい状態を次のように定義しています。

「水分子の酸素原子と水素原子は非局在化し、6 つの対称位置すべてに同時に存在し始めます。」

これは伝統的な物理法則に反し、量子物理学の法則に従います。この特性は、100億分の1メートルに相当するような非常に小さな空間で観察されており、例えば細胞壁内で水がどのように挙動するかを説明するのに役立つだろう。これは間違いなく、水に関する最も革新的で驚くべき科学的好奇心の 1 つです。

その分子構造と、それを形成する水素原子と酸素原子の空間配置により、多くの物質を溶解する能力が得られます。万能溶剤と考えられていますが、油などすべての物質を溶解できるわけではありません。

水は、その電荷の分布が部分的に負の領域（酸素）と部分的に正の領域（水素）を形成するため、非常に極性の物質（中性電荷）です。この極性により、イオンやその他の極性または荷電分子を溶解できます。他の物質の分子が水と接触すると、それらはプラスとマイナスの電荷に分離し、水の分子はその電荷に基づいて結合します。たとえば、食塩または塩化ナトリウムが水に溶解すると、水のマイナス電荷がナトリウムを取り囲み (プラス電荷)、水のプラス電荷が塩素を取り囲みます (マイナス電荷)。この水の能力のおかげで、生物の体内で起こるほとんどの化学反応が起こります。

水は生物の水分補給に不可欠であり、多くの化学反応が起こる媒体であり、多くの生物の生息地でもあります。

人間の場合、脳の約 75%、骨の 25%、血液の 83% が水です。さらに、人間は食べ物がなくても1か月以上生きられますが、水がなければ1週間以上生き続けることはできません。十分な水分補給と体の適切な機能を維持するには、1 日に約 2 リットルの水を摂取する必要がありますが、この量を超えると健康を危険にさらす可能性があります。水を過剰かつ急速に飲むと、血液中のナトリウム濃度が低下し、脳の水の割合のバランスが崩れる可能性があります。一方で、水は体温の調節に役立つため、熱があるときには水を飲むことが非常に必要です。同じように、水は地球の温度も調節します。

地球上の正味の水の量は過去数千年間変化しておらず、これは基本的に水循環または水循環によるものです。このため、世界的には、水は水蒸気として大気中に9～10日、河川に15～32日、湖に17年、地下水に300年、海洋に3000年、そして～8000年も留まることができると推定されています。極地と氷河で16,000年。

さらに、地球上には 5 億 km ³以上の水があると推定されています。その 100% のうち、淡水は 3% のみで、残りの 97% は海水に相当します。淡水全体のうち 69% は凍結しており、残りは川、湖、湿地、地下水に分布しています。さらに、南極ではすべての淡水の 90% が凍っています。しかし、地球上の飲料水の総量はわずか 0.007% であり、人間の行為と汚染により刻々と減少しています。

あなたが知らないかもしれない水に関するもう 1 つの科学的好奇心は、水が再生可能ではあるが有限な資源であると同時に、私たちが生きていくために、そして経済活動のために必要であるということです。残念ながら、地球上ですべての水が公平に分配されているわけではなく、多くの場合、最も貧困が深刻な地域が水不足と水質の悪さの影響を最も受けています。世界で 11 億人以上が飲料水を入手できず、さらに数百万人が飲料水を得るために 1 日約 10 km 歩く必要があります。

水質に関しては、発生した廃水の 80% 以上がいかなる処理も行われずに水生生態系に戻ると推定されています。しかし、問題はさらに進んでおり、約18億人が汚染された水源を使用しなければならず、コレラ、赤熱、発疹チフス、ポリオなどの病気に感染する可能性があるため、健康が危険にさらされているということです。この質の高い水の不足により、年間約 842,000 人が死亡しています。

水質を回復できる場合も多いですが、安いという理由で回復しない場合も多いです。たとえば、廃水を栄養分やその他の物質の回収に使用できます。

この「ワイルド＆グリーン」のもう 1 つの記事では、なぜ水は再生可能だが有限な資源なのかについてすべてを説明します。

水に関するこれらの好奇心に加えて、あなたを驚かせる 15 の他の自然の好奇心についてこのビデオを共有したいと思います。

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