జల పురాణం!

ఇది ప్రపంచ జల వారం

ఒక పెద్ద నీటి బిందువులో సుమారు 3,000,000,000,000,000,000,000 అణువులు ఉంటాయి!

అది మన విశ్వంలో అతి చిత్రమైన వాటిల్లో ఒకటి. మన ఒంట్లో ఉంటుంది. తినే తిండిలో ఉంటుంది. అన్ని ప్రాణులకు అత్యవసరం. ఒక్కమాటలో చెప్పాలంటే.. అది లేకపోతే మన మనుగడే లేదు. అలాగని దాన్ని ఎన్నడూ సంపూర్ణంగా వాడుకోలేం. ఒక స్థితి నుంచి మరొక స్థితికి చేరుకుంటూ పునర్వినియోగమవుతూ వస్తుందంతే. చెట్లు, జంతువులు, నదులు, సముద్రాలు, వాతావరణం మధ్య నిరంతరం మారుతూ వస్తుంది. ఇంతటి విచిత్రమైనదీ, అపురూపమైనదీ ఏంటో తెలుసా? నీరు! సమస్త ప్రాణికోటి జీవనానికి మూలాధారమైన దీనికి ఇంతటి విశిష్టత ఎలా లభించింది?

ఇతర గ్రహాల్లో నీరు ఉండొచ్చు గాక. మన సౌర మండలంలో ఎక్కువ మొత్తంలో నీరున్న గ్రహం మాత్రం కచ్చితంగా భూమే. ఇదే భూమికి ప్రత్యేకతను తెచ్చిపెట్టింది. ఇంతకీ నీరంటే? రెండు హైడ్రోజన్‌ పరమాణువులు, ఒక ఆక్సిజన్‌ పరమాణువు కలయికతో ఏర్పడిన ఓ మామూలు అణువు. శాస్త్రీయంగా చెప్పాలంటే హెచ్‌2ఓ. మన విశ్వంలో ఘన, ద్రవ, వాయు రూపాల్లో ఉండే ఏకైక పదార్థం ఇదే. అంతరిక్షంలోంచి చూస్తే మన భూమి నీలం చుక్కలా కనిపిస్తుంటుంది కదా. దీనికి కారణం మన భూ ఉపరితలం 70 శాతానికి పైగా నీటితోనే కప్పుకొని ఉండటమే. నిజానికి శుద్ధమైన స్థితిలో నీటికి రంగు, రుచి, వాసనలేవీ ఉండవు. వాతావరణంలోని అణువులు మిగతా రంగుల కన్నా నీలి కాంతిని ఎక్కువగా వెదజల్లటం వల్ల ఆకాశం నీలంగా కనిపిస్తుంది కదా. చాలావరకు నీటికీ ఇలాంటి గుణమే ఉంది. అందుకే మహా సముద్రాలు, మంచు కొండల్లో మంచు నీలంగా కనిపిస్తుంటాయి. ఇలాంటి విశిష్ట గుణాలే మనకు వరంగా మారాయి. లేకపోతే భూమి మీద ఇంత పుష్కలంగా నీరు ఉండేది కాదు. ఒక పెద్ద నీటి బిందువు 0.1 గ్రాముల బరువుంటుంది. దీనిలో సుమారు 3,000,000,000,000,000,000,000 అణువులు ఉంటాయి!

ప్రత్యేకతే వేరు

నీరు మహా గొప్ప ద్రావణి. ఆయా పదార్థాలను కరిగించుకోవటంలో దిట్ట. దీని మూలంగానే ఇది జీవ కణాల్లో రసాయనాలను చేర వేసే వాహక ద్రవంగా పనిచేస్తోంది. ప్రాణులకు నీరు అత్యంత విలువైంది కావటానికి కొంతవరకు ఈ గుణమే కారణం. నీటి అణువుల్లో హైడ్రోజన్‌, ఆక్సిజన్‌ పరమాణువులు త్రిభుజాకారంలో అమరి ఉంటాయి. రెండు పక్కల రెండు చిన్న హైడ్రోజన్‌ పరమాణువులుంటే.. పైన ఒక పెద్ద ఆక్సిజన్‌ పరమాణువు ఉంటుంది. దీని మూలంగానే ఎలక్ట్రాన్లు అసమతౌల్యంగా ఉంటాయి. ఆక్సిజన్‌ పరమాణువు గల నీటి అణువు అంచు కాస్త రుణావేశంతో, హైడ్రోజన్‌ పరమాణువు ఉన్నవైపు ధనావేశంతో ఉంటాయి. అందుకే ఇవి వివిధ పదార్థాలను ఆకర్షిస్తాయి. పదార్థాల అణువులకు అంటుకొని, వాటిని వేరు చేస్తాయి. ఇదే నీటిని ద్రావణిగా మార్చింది. ఇదంతా దీనిలోని అసాధారణ హైడ్రోజన్‌ బంధం గొప్పతనం. నీటి విశిష్ట గుణాలకు ఇదే కారణం. నీటి అణువుల్లోని హైడ్రోజన్‌ బంధాన్ని విడగొట్టటం చాలా కష్టం. కాబట్టే నీరు 100 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మరుగుతుంది. లేకపోతే మైనస్‌ 70 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ వద్దే మరిగేది. అప్పుడు భూమి మీద నీరు ద్రవరూపంలో ఉండేదే కాదు. ప్రాణులూ ఉండేవి కావు. నీటి అణువుల మధ్య హైడ్రోజన్‌ బంధాలు స్ఫటికాలకు ప్రత్యేక రూపాన్ని సంతరించి పెడతాయి. మంచు పెచ్చులు ఆరు కోణాలను కలిగుండటానికి కారణమిదే. అంటే ద్రవ రూపంలో ఉన్నప్పటి కన్నా నీటి స్ఫటికాల్లో మరింత ఎక్కువ ఖాళీ ఉంటుందన్నమాట. అందుకే నీటి కన్నా మంచు తక్కువ సాంద్రత కలిగుంటుంది. నీటి మీద మంచు తేలియాడటానికి కారణమిదే. లేకపోతే చలికాలంలో సరస్సులు అడుగు నుంచి గడ్డ కడుతూ వచ్చేవి. అప్పుడు నీటిలోని జీవుల మనుగడ కష్టమై ఉండేది.

ప్రాణులకు అత్యవసరం

మనకే కాదు, భూమి మీద జీవులన్నింటికీ నీరు అత్యవసరం. వేడి, చలి వాతావరణాల్లో.. చివరికి గాలి లేని చోట కూడా ప్రాణులు జీవిస్తుంటాయి. కానీ నీరు లేకపోతే మాత్రం కష్టం. ఇది జీవ కణాలు కుప్పకూలిపోకుండా చూస్తుంది. కణాల్లో రసాయనాల కదలికలకు తోడ్పడుతుంది. అవయవాలకు షాక్‌ అబ్జార్బర్‌గానూ పనిచేస్తుంది. జీవకణాల్లో జరిగే సంక్లిష్ట పనుల్లోనూ పాలు పంచుకుంటుంది. ఉదాహరణకు- ప్రొటీన్లనే తీసుకోండి. ఆయా పనుల కోసం ప్రొటీన్లు ప్రత్యేకమైన ఆకారాల్లోకి మారాల్సి ఉంటుంది. ప్రొటీన్లలోని భాగాలు నీటితో చర్య జరపటంతోనే ఇది సాధ్యమవుతోంది.

సంక్షిప్త చరిత్ర

* 460 కోట్ల ఏళ్ల క్రితం: భూమ్మీద నీరు పుట్టుకొచ్చింది.
* 360 కోట్ల ఏళ్ల క్రితం: భూమ్మీద ప్రాణుల మనుగడకు బీజం వేసింది.
* చరిత్రపూర్వ యుగంలో: ప్రజలు సంచార జీవనం గడిపేవారు. తరచూ నీరు, ఆహారం ఎక్కువగా ఉన్నచోట్లకు తరలేవారు. నిరంతరం నీటి సౌకర్యం పొందటానికి నదుల తీరంలో స్థిర నివాసం ఏర్పరచుకోవటం ఆరంభించారు.
* క్రీస్తుపూర్వం 4000: మెసపొటోమియాలో పంటల సాగుకు నీటిని సరఫరా చేసే పద్ధతిని ఆవిష్కరించారు.
* క్రీస్తుపూర్వం 300: పురాతన రోమన్లు తమ దేశాలకు నీటి సరఫరా కోసం ఆనకట్టలను నిర్మించటం నేర్చుకున్నారు.
* 1783: నీరు హైడ్రోజన్‌, ఆక్సిజన్‌ మిశ్రమమని ఫ్రెంచి రసాయన శాస్త్రవేత్త ఆంటోనీ లావోయిసీర్‌ నిరూపించారు.
* 1804: ఆక్సిజన్‌తో హైడ్రోజన్‌ 2:1 నిష్పత్తిలో కలుస్తుందని ఫ్రెంచ్‌ శాస్త్రవేత్త జోసెప్‌ లూయిస్‌ గే, జర్మన్‌ శాస్త్రవేత్త అలెగ్జాండర్‌ వాన్‌ హంబోల్డ్‌ నిరూపించారు.
* 1932: అమెరికాకు చెందిన హోరాల్డ్‌ యురే అనే రసాయన శాస్త్రవేత్త డ్యుటీరియంను కనుగొన్నారు. ఇది మామూలు నీటిలోనూ కొంత మొత్తంలో ఉంటుందని నిరూపించారు.
* 1951: అమెరికా శాస్త్రవేత్త అరిస్టిడ్‌ వి.గ్రాసే మామూలు నీటిలో ట్రైటియమ్‌ను కనుగొన్నారు.
* 2008: నాసా అంగారకుడి మీద నీటిని గుర్తించింది.

ఎక్కడ్నుంచి వచ్చింది?
భూమి మీద నీరు ఎక్కడ్నుంచి పుట్టుకొచ్చిందనేది అంతు చిక్కని ప్రశ్న. భూమి ఏర్పడుతున్నప్పుడు ధూళి మేఘం నుంచి నీటి మిశ్రమం నుంచి పుట్టుకొచ్చిందని చాలామంది భావిస్తుంటారు. హైడ్రోజన్‌, ఆక్సిజన్‌ పరమాణువులు కలిసి వేడి ఆవిరి మేఘంగా ఏర్పడ్డాయి. ఇది క్రమంగా నీరుగా మారి, భూమి మీద వర్షంలా కురిసింది. మహా సముద్రాలు ఏర్పడ్డాయి. ఖండాలు ఒక రూపాన్ని సంతరించుకున్నాయి. సూర్యుడికి దగ్గరగా ఉండటం వల్ల తొలిదశలో భూమి మీద నీరు కొంతవరకు ఆవిరై ఉండొచ్చు. గ్రహ శకలాలు, తోకచుక్కల వంటివి ఢీకొనటం వల్ల వాటిల్లోని నీరు భూమి మీదికి చేరుకొని ఉండొచ్చనీ చాలాకాలంగా భావిస్తూ వస్తున్నారు. కానీ భూమ్మీది నీటి కన్నా గ్రహ శకలాలు, తోకచుక్కల మీది నీటిలో డ్యుటీరియం అనే హైడ్రోజన్‌ ఐసోటోప్‌ పెద్ద మొత్తంలో ఉంటున్నట్టు ఇటీవలి పరిశోధనలు పేర్కొంటున్నాయి. భూమ్మీది నీరు చాలావరకు సౌర వ్యవస్థ ఆరంభం నాటికి సంబంధించిందే అయ్యిండొచ్చని ఇవి సూచిస్తున్నాయి. తొలినాళ్లలో నీరు భూ ఉపరితలం కింద చాలా లోతుల్లో నిక్షిప్తమై ఉండొచ్చు. వెయ్యి కిలోమీటర్ల లోతులో ఉన్న రాళ్లు సైతం నీటిని నిల్వ చేసుకోగలవని పరిశోధకులు ఇటీవల గుర్తించటం గమనార్హం.

అంతా చట్ర బద్ధం!

నీరు ఎప్పుడూ ఒకేలా ఉండదు. రూపం మారుతూ వస్తుంటుంది. సూర్యుడి వేడి ప్రభావంతో సముద్రాలు, సరస్సులు.. చివరికి మొక్కలు, నేల లోని నీరు నిరంతరం ఆవిరి అవుతుంటుంది. ఇది గాలి ద్వారా వివిధ ప్రాంతాలకు చేరుకుంటుంది. ఆవిరి చల్లబడినప్పుడు, నీటి అణువులు గట్టిపడతాయి. ఇవి సూక్ష్మ బిందువులుగా మారి, మేఘాలుగా ఏర్పడతాయి. ఈ బిందువులే పెద్దగా అయ్యి, చివరికి వర్షం రూపంలో కురుస్తాయి. ఇది కాలువలు, నదులు ద్వారా  ప్రవహించి తిరిగి సముద్రంలో కలుస్తుంది. కొంత నీరు నేలలోకి ఇంకి భూగర్భజలంగా మారుతుంది. ఉపరితలం మీది నీరు తిరిగి ఆవిరవుతుంది. ఇదంతా ఒక చట్రంలా సాగుతూ వస్తుంది. ఒకసారి మనం వాడుకున్న నీరు భవిష్యత్తులో తిరిగి అందుబాటులోకి వస్తుంది కూడా.

పుష్కలమే అయినా..

గ్రహం మొత్తాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే భూమ్మీద నీరు పుష్కలమే. భూ ఉపరితలం మీద 70 శాతానికి పైగా నీరే ఆక్రమించుకొని ఉంటుంది. కానీ చాలావరకిది ఉప్పునీరే. సుమారు 97 శాతం నీరు మహా సముద్రాలు, సముద్రాల్లోనే ఉంది. తాగటానికి వీలైనది 3 శాతమే! ఈ మంచి నీటిలోనూ 70 శాతం నీరు హిమానీ నదాలు, మంచు ఖండాల రూపంలో ఉండగా.. మరో 29 శాతం భూగర్భంలో నిక్షిప్తమైంది. నదులు, చెరువుల్లో ఉండేది ఒక్క శాతమే. మనుషులు, మొక్కలు, జంతువులు వాడుకోగలిగింది దీన్నే. కాబట్టి నీటిని పొదుపుగా వాడుకోవాలి. ప్రపంచంలో 26% మందికి సురక్షిత మంచినీరు అందటం లేదని, 46% మందికి తగిన పారిశుద్ధ్య వసతులు లేవనే సంగతిని గుర్తుంచుకోవాలి. రోజూ మనం వాడుకునే నీటిలో తాగేది ఒక్క శాతమే.

విచిత్రం తలతన్యత

లోహాల కన్నా నీటి సాంద్రత తక్కువే అయినా కలప, ప్లాస్టిక్‌ వంటి వాటితో పోలిస్తే ఎక్కువే. అందుకే ఇవి నీటిలో తేలుతాయి. నీటి కన్నా ఎక్కువ సాంద్రత కలిగినవి మునిగిపోతాయి. నీరు సుమారు ఒక మిల్లీమీటరుకు ఒక గ్రాము సాంద్రత కలిగుంటుంది. ఇది నీటి ఉష్ణోగ్రత, దానిలో కలిసిన పదార్థాలను బట్టి మారుతుంటుంది. కొన్ని కీటకాలు నీటి మీద నడవటం చూసే ఉంటారు. దీనికి కారణం మన కంటికి కనిపించని నీటి ‘నిర్మాణం’. దీన్నే తలతన్యత (సర్ఫేస్‌ టెన్షన్‌) అంటారు. నీటి అణువులు ఒకదాంతో మరోటి బలంగా అనుసంధానమైనప్పుడు ఇది ఏర్పడుతుంది. దీన్ని ఆధారం చేసుకునే సాలీళ్ల వంటి కీటకాలు నీటిపై నడుస్తుంటాయి. అలా మనం నడవలేమా? సిద్ధాంత పరంగా చూస్తే సాధ్యమే. శరీర బరువును పెద్ద విస్తీర్ణంలో పరచుకునేలా చేయగలిగితే తలతన్యతను ఉపయోగించుకొని మనమూ నీటిపై నడవచ్చు.