Δευτέρα, 6 Ιανουαρίου 2014

Αρτεσιανό πηγάδι: Όταν το νερό αψηφά τη βαρύτητα...

       Φανατικοί και μη οπαδοί της επιστήμης, γεια σας!
       Φαντάζομαι είναι γνώριμη στους περισσότερους - ειδικά στους λίγο παλαιότερους, μα και σε όσους πιθανόν έχουν κατοικία σε χωριό - η εικόνα του πηγαδιού.




Εικ. 1: Πηγάδι στα Μεσόγεια Αττικής (Πηγή: Γεωλογίσκος)

       Πρόκειται για μια κατασκευή, ένα τεχνητό άνοιγμα στο έδαφος με σκοπό την πρόσβαση στο νερό που κρύβεται κάτω από τη γη, το υπόγειο νερό όπως ονομάζεται. Τα πηγάδια έχουν συνήθως κυκλικό σχήμα, η διάμετρός τους κυμαίνεται από 1,5 έως 5 m και το βάθος τους δεν είναι μεγαλύτερο των 15 m (σπάνια ξεπερνούν τα 40 m).
       Γιατί ανοίγουν οι άνθρωποι όμως τέτοιες μεγάλες τρύπες στη γη;

       Τα πηγάδια εξυπηρετούν δύο ανάγκες: Πρώτον, την άμεση εκμετάλλευση του υπόγειου νερού, αντλώντας το πολύτιμο αυτό αγαθό, για να το πιουν, να ποτίσουν και να το χρησιμοποιήσουν για άλλους λόγους. Δεύτερον, τη συλλογή και αποθήκευση του υπόγειου νερού για μετέπειτα χρήση, στις περιπτώσεις που το επιτρέπει η παροχή των πετρωμάτων του υπεδάφους που το φιλοξενούν.
       Πώς μπορεί να είναι φιλόξενο για το νερό ένα πέτρωμα ή γενικότερα ένας γεωλογικός σχηματισμός; Για να μπορέσει να διεισδύσει στη μάζα ενός πετρώματος το νερό, θα πρέπει το πέτρωμα να έχει κενά, σχισμές, σπασιματάκια ή ακόμα και μεγαλύτερες ασυνέχειες, να είναι, όπως λέμε, υδροπερατό. Έτσι θα επιτρέπει την είσοδο και κίνηση του νερού μέσα από τη μάζα του. Η ανώτερη οριακή επιφάνεια του νερού μέσα στο υδροπερατό πέτρωμα λέγεται υδροφόρος ορίζοντας.
Υπάρχουν, ωστόσο, και πετρώματα ή σχηματισμοί που "ρίχνουν πόρτα" στο υπόγειο νερό. Αυτά καλούνται αδιαπέρατα ή υδατοστεγή. Έτσι, είναι προτιμότερο να ανοίγονται πηγάδια σε υδροπερατά πετρώματα, στα οποία και αναμένεται η παρουσία υπογείου νερού.
       Κάποτε λοιπόν ένας γνωστός ήθελε να ανοίξει ένα πηγάδι στο οικόπεδό του για να ποτίζει τον κήπο του. Πού να φωνάζει τώρα γεωλόγους - υδρογεωλόγους και λοιπούς μάστορες, βρίσκει έναν χωριανό που αυτοδιαφημιζόταν ως ραβδοσκόπος και τον φέρνει στο ξοχικό του. (Οι ραβδοσκόποι πιστεύουν πως έχουν μαγικές ιδιότητες στο να εντοπίζουν υπόγεια νερά, γεγονός που είναι υπό αμφισβήτηση γενικώς).


Εικ. 2: Ραβδοσκόπος επί τω έργω (Πηγή)

       Παίρνει ο δικός σου, ο μάγος, ένα διχαλωτό κλαδί ελιάς και ξεκινά να περπατά όλη την έκταση του οικοπέδου. Κάποια στιγμή αρχίζει να παλεύει με το υπόγειο νερό, καθώς αυτό του τραβά με δύναμη το κλαδί προς το έδαφος, ενώ εκείνος με πυγμή αντιστέκεται! Σταματά στο σημείο αυτό και γυρνώντας ατάραχος στον ιδιοκτήτη, του λέει: "Εδώ είσαι, φίλε μου". Περιχαρής ο φίλος μας τον ευχαριστεί και την επομένη φέρνει γεωτρυπανιστή να του ανοίξει το πηγάδι.
       Να σου και ο γεωτρυπανιστής. Στήνει τον εξοπλισμό του και πιάνει δουλειά. Μετά από λίγη ώρα ακούγεται μια κραυγή και ξαφνικά ξεπετάγεται ένας πίδακας νερού ίσαμε δυο μέτρα ύψος! Η φωνή του μάστορα ακούγεται θριαμβευτική: "Χτυπήσαμε θησαυρό κυρ-Αλέκο!". Πανηγυρίζει ο ιδιοκτήτης, μέχρι που σκάνε τα κακά μαντάτα πέντε λεπτά αργότερα: Το νερό που ξεπήδαγε από το έδαφος σε τέτοιο ύψος και με τέτοια ορμή, ήταν φυσικά «υπόγειο». Με μια μικρή λεπτομέρεια όμως...Το γεωτρύπανο είχε χτυπήσει...αγωγό της ΕΥΔΑΠ!
       Περιττό να σας πω ότι ακόμα μιλούν και γελούν για το "μαγικό" του ραβδοσκόπου στο χωριό του γνωστού μου!
       Αναρωτιόμουν, ωστόσο, αν όντως θα μπορούσε ένα πηγάδι στην φύση να σχηματίζει πίδακα νερού προς τα πάνω, όταν, όπως όλοι γνωρίζουμε, η φυσική ροή του νερού είναι προς τα κάτω, λόγω βαρύτητας.
       Η απάντηση είναι ναι. Και το όνομα αυτού του πηγαδιού: αρτεσιανό. «Κατάγεται» από την περιοχή Αρτουά (Artois) της Γαλλίας, όπου είχαν ανοιχτεί πολλά τέτοια πηγάδια ήδη από τις αρχές του 12ου αιώνα μ. Χ.
       Ας δούμε τι ακριβώς συμβαίνει με το νερό σε ένα αρτεσιανό πηγάδι.
       Το υδροφόρο στρώμα (ή αλλιώς υδροφορέας) που φιλοξενεί το αρτεσιανό νερό, βρίσκεται εγκλωβισμένο κάτω από ένα αδιαπέρατο στρώμα.
       Μα πώς εγκλωβίστηκε στον υδροφορέα, όταν πάνω από αυτόν βρίσκεται πέτρωμα που δεν επιτρέπει τη διείσδυση του νερού; Συνήθως, σε τέτοιες περιπτώσεις, η κλίση του υδροπερατού στρώματος είναι τέτοια ώστε, παρότι υπόκειται ενός υδατοστεγούς σχηματισμού, να καταφέρνει να εμφανίζεται στην επιφάνεια της γης σε κάποια περιοχή. Αυτή η περιοχή αποτελεί και την περιοχή τροφοδοσίας του: το νερό από την επιφάνεια διεισδύει στο εσωτερικό του υδροφορέα, ακολουθώντας την κλίση των πετρωμάτων, και κατέρχεται σε βάθος μέχρι να συναντήσει το υποκείμενο υδατοστεγές στρώμα, με αποτέλεσμα να "αιχμαλωτίζεται" μεταξύ των δυο υδατοστεγών στρωμάτων. Όντας στην "αιχμαλωσία", το αρτεσιανό νερό "νιώθει" αρκετά "πιεσμένο", αναζητώντας κάθε ευκαιρία για να αποδράσει!


Εικ. 3: Σχέδιο αρτεσιανού πηγαδιού (Πηγή, με τροποποίηση)

       Καθώς κάποιος τρυπά το έδαφος για να ανοίξει ένα πηγάδι, σε σημείο που αρχικά διαπερνά υδατοστεγή σχηματισμό και κάτω από αυτόν συναντά έναν υπό πίεση υδροφορέα, του προσφέρει αυτήν ακριβώς τη δίοδο διαφυγής. Το υπόγειο νερό προσπαθεί να φτάσει σε νέα θέση ισορροπίας και συγκεκριμένα στη στάθμη του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα, δηλαδή σε εκείνη στην οποία θα βρισκόταν αν δεν ήταν εγκλωβισμένο και η οποία ταυτίζεται με αυτήν του υδροφόρου ορίζοντα στην περιοχή τροφοδοσίας του (ακριβώς όπως λειτουργούν δύο συγκοινωνούντα δοχεία, όπου η στάθμη του νερού στο ένα προσπαθεί να είναι ίδια με τη στάθμη στο άλλο δοχείο).
       Έτσι, το αρτεσιανό νερό ανέρχεται μέσα στο πηγάδι και είναι δυνατόν να υπερβεί την επιφάνεια του εδάφους, εάν η ανωτέρω στάθμη βρίσκεται υψηλότερα από το έδαφος. Τελικό αποτέλεσμα; Το νερό αναβλύζει από το πηγάδι ελεύθερα και σε ύψος από τη γη!


Εικ. 4: Αναβλύζον αρτεσιανό πηγάδι (Πηγή)

       Το φαινόμενο είναι εντυπωσιακό, αφού ο πίδακας του νερού είναι ορμητικός και είναι δυνατόν να φτάσει μερικά μέτρα πάνω από την επιφάνεια του εδάφους.
       Η αλήθεια είναι πως εξαιτίας των τριβών με τα πετρώματα γύρω από το πηγάδι, το υπόγειο νερό, καθώς ξεπετάγεται από το πηγάδι, δεν φτάνει ποτέ στη μέγιστη στάθμη του ελεύθερου υδροφόρου ορίζοντα που θα επιθυμούσε.
      Παρ’ όλα αυτά, έχει ήδη πετύχει κάτι εκπληκτικό: να κινηθεί ενάντια στη βαρύτητα με στόχο την ελευθερία του!

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου