ಅಣು ರಚನೆ

ನೀರು ಒಂದು ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಎರಡು ಜಲಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳ ಕೂಡಿಕೆಯಿಂದಾದ ಒಂದು ಸಂಯುಕಲ್ತ ಅದರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಣು ಸೂತ್ರ H2O.

ಜಲಜನಕದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ ಇದ್ದು, ಅದರ ಸುತ್ತ ಒಂದು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ಎಂಟು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳಿದ್ದು ಅದರ ಸುತ್ತ ಎಂಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ – ಒಳ ಕಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಎರಡು; ಹೊರ ಕಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಆರು. ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಇವು ಕೂಡಿದಾಗ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಎರಡು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು, ಜಲಜನಕದ ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಒಂದೊಂದು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಜೊತೆ ಸೇರಿ ಎರಡು ಕೊವೇಲೆಂಟ್‌ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧ ಏರ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಈ ಏರ್ಪಾಟಿನಿಂದ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ವಸ್ತುವೇ ನೀರಿನ ಅಣು.

ನೀರಿನ ಅಣು ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಯಾವುದೇ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ. ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಬಂಧಕ್ಕೊಳಗಾದ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಎರಡು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯವಾದ ಹೊರ ಕಕ್ಷೆಯ ನಾಲ್ಕು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಒಂದೆಡೆ ಮತ್ತು ಜಲಜನಕದ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ ಮತ್ತು ಪ್ರೊಟಾನ್‌ಗಳ ಈ ತರದ ಅಸಮ್ಮಿತ ಹರಡುವಿಕೆಯಿಂದ ನೀರಿನ ಅಣುವಿನ ಒಂದು ತುದಿಗೆ (ಜಲಜನಕದ ತುದಿಗೆ) ಧನ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವೂ ಮತ್ತೊಂದು ತುದಿಗೆ (ಆಮ್ಮಜನಕದ ತುದಿಗೆ) ಋಣ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವೂ ಇರುತ್ತದೆ. (ಚಿತ್ರ. ೧) ಇಂಥ ಅಣುವನ್ನು ‘ಧೃವೀಯ ಅಣು’ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ವಿದ್ಯುತ್‌ ವಿಭವದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ನಿಂತುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ – ಅಣುವಿನ ಋಣತುದಿ ವಿಭವದ ಧನತುದಿಯ ಕಡೆಗೆ ಮತ್ತು ಅಣುವಿನ ಧನತುದಿ ವಿಭವದ ಋಣತುದಿಯ ಕಡೆಗೆ (ಚಿತ್ರ. ೨).

ನೀರಿನ ಅಣುವಿಗೆ ಧೃವೀಯ ಗುಣ ಬರಲು ಜಲಜನಕ – ಆಮ್ಲಜನಕ – ಜಲಜನಕ ಜೋಡಣೆ ಸರಳರೇಖೆಯಲ್ಲಿರದೆ ಒಂದು ವಿಶೇಷ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ – ೧೦೫ ಡಿಗ್ರಿ ಕೋನಲದಲ್ಲಿ – ಬಾಗಿರವುದೇ ಕಾರಣ (ಚಿತ್ರ. ೩). ಏಕೆಂದರೆ, ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಧನ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಗಳ ಕ್ರಿಯಾ ಕೇಂದ್ರ ಮತ್ತು ಋಣ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶದ ಕ್ರಿಯಾ ಕೇಂದ್ರ ಒಂದೇ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಸೇರದೆ ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಅಂತರ ಏರ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ನೀರಿನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅಣುವೂ ಒಂದೊಂದು ಪುಟ್ಟ ಕಾಂತಸೂಜಿಯಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಕಾಂತಸೂಜಿಯ ಒಂದು ತುದಿಯ ಬಳಿ ಉತ್ತರ ಧೃವವೂ ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ದಕ್ಷಿಣ ಧೃವವೂ ಇರುವಂತೆಯೇ ನೀರಿನ ಅಣುವಿನ ಒಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಧನ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವೂ ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಋಣ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವೂ ನೆಲೆಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.

ಮೂರು ಆಯಾಮಗಳಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಅಣುವಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಷ್ಟೇನು ಪರಿಪೂರ್ಣವಲ್ಲದ ಘನಾಕೃತಿಯೊಳಗೆ ನಾಲ್ಕು ಕಾಲುಗಳನ್ನು ಚಾಚಿ ಅಡಕಗೊಂಡ ಚತುಷ್ಪಾದಿಯಂತೆ ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಅಸಮ್ಮಿತವಾಗಿ ಚಾಚಿಕೊಂಡ ಕಾಲುಗಳ ತುದಿ ಘನಾಕೃತಿಯ ನಾಲ್ಕು ತುದಿಗಳನ್ನು ಮುಟ್ಟುವಂತಿವೆ. ಮೇಲಿನೆರಡು ಕಾಲುಗಳ (ಮುಂಗಾಲುಗಳು) ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಋಣ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವಿದೆ; ಕೆಳಗಿನೆರಡು ಕಾಲುಗಳ (ಹಿಂಗಾಲುಗಳ) ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಧನವಿದ್ಯುದಾವೇಶವಿದೆ  (ಚಿತ್ರ. ೪). ವಿದ್ಯುದಾವೇಶದ ಈ ತರದ ಹಂಚಿಕೆಯೇ ನೀರಿನ ಅನೇಕ ವಿಲಕ್ಷಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ.

ಒಂದು ಧನ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ ಒಂದು ಋಣ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವನ್ನು ಯಾವತ್ತೂ ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಒಂದು ನೀರಿನ ಅಣುವಿನ ಜಲಜನಕದ (ಧನ) ತುದಿ ಮತ್ತು ಅದರ ಪಕ್ಕದ ಆಮ್ಲಜನಕದ (ಋಣ) ತುದಿಗಳ ನಡುವೆ ಆಕರ್ಷಣೆ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ಅಕ್ಕಪಕ್ಕದ ಅಣುಗಳ ನಡುವೆ ಒಂದು ಬಂಧ ಏರ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಜಲಜನಕ ಬಂಧ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಈ ಬಂಧ ಅಷ್ಟೇನು ಬಲಶಾಲಿಯದುದಲ್ಲ. ಆದರೆ, ಸಮಾಂಗೀಯ ಅಣುಗಳಿರುವ ಯಾವುದೇ ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಪರಸ್ಪರ ಆಕರ್ಷಣೆಗಿಂತ ಬಲವಾದುದು. ಇದು ನೀರಿನ ಅಣುವನ್ನು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ನೆಲೆಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ ಅದು ನೀರಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣವನ್ನ ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತದೆ.

ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ಜೋಡಣೆಯ ಕ್ರಮವನ್ನು (ಚಿತ್ರ. ೫)ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದೆ. ಬಿರುಕು ಗೆರೆ ಜಲಜನಕ ಬಂಧವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಜಲಜನಕ ಬಂಧಜಾಲದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಅಂಟಿಕೊಂಡು ದೊಡ್ಡ ದೊಡ್ಡ ಗೊಂಚಲುಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ.

ಜಲಜನಕ ಬಂಧದ ಪರಿಣಾಮ

ನೀರು, ಉಷ್ಣತೆಗನುಗುಣವಾಗಿ; ಘನ, ದ್ರವ ಮತ್ತು ಅನಿಲ – ಈ ಮೂರೂ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲ ವಸ್ತು ೦ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ನಿಂದ ಕೆಳಕ್ಕೆ ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲೂ (ಬರ್ಫ) ೧೦೦ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ನಿಂದ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಅನಿಲ ಸ್ಥಿತಿ (ಆವಿ)ಯಲ್ಲೂ ನಡುವೆ ದ್ರವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲೂ ಇರುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಅಣುವಿನ ಧೃವೀಯ ಗುಣ ಅದರ ಈ ಮೂರೂ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲೂ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ.

ಅನಿಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ

ಅನಿಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಬಹುತೇಕ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಯಿಂದಾಗಿ ದಕ್ಕಿದ ಅಧಿಕ ಚಲನಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಅಣುಗಳು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ಅಡ್ಡಾಡುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿಯದೇ ಮೇಲುಗೈ. ಆದ್ದರಿಂದ ಪರಸ್ಪರ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಜಲಜನಕ ಬಂಧಗಳು ಬಹುತೇಕ ಮುರಿದು ಬಿದ್ದಿರುತ್ತವೆ. ಅವು ತಮ್ಮ ಅಡ್ಡಾಟದಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುವುದನ್ನು ಬಿಟ್ಟರೆ ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುವುದಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ ಅನಿಲ ರೂಪದ ನೀರು ಹೆಚ್ಚು ಕಮ್ಮಿ ಏಕ ಅಣುವಿನಿಂದ ಕೂಡಿರುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು (H2O)1 ಎಂದು ಸೂಚಿಸಬಹುದು. ಬಹು ಅಪರೂಪವಾಗಿ ಎರಡು ಅಣುಗಳು ಕೂಡಿ ಆದ ದ್ವಿಅಣುಗಳು ಇರಬಹುದು (H2O)2. ಕೆಲವು ಮೂರು ಅಣುಗಳು ಕೂಡಿ ಆದ ತ್ರಿಅಣುಗಳು (H2O)3 ಇರುತ್ತವೆ.

ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ

ಮತ್ತೊಂದು ತುದಿಯಾದ ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಅನಿಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದುದಕ್ಕಿಂತ ತೀರ ಭಿನ್ನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. ಘನೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದಂತೆ ಅಣುಗಳ ಚಲನಶೀಲತೆಯೂ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ೦ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಚಲನಶೀಲತೆ ಎಷ್ಟೊಂದು ಕ್ಷೀಣಿಸಿಬಿಡುತ್ತದೆ ಎಂದರೆ ಆ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಆಕರ್ಷಣೆಯೇ ಮೇಲುಗೈ ಸಾಧಿಸಿಬಿಡುತ್ತದೆ. ಆಗ ಅಣುಗಳು ಜಲಜನಕ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಒಂದರೊಡನೊಂದು ಬಂಧಿಸಿಕೊಂಡು ಒಂದು ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾದ ಜಾಲಕ – ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕೃತಿ – ನಿರ್ಮಾಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ನೀರಿನ ಅಣು ತನ್ನ ಸಮೀಪ ಇರುವ ನಾಲ್ಕಲು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳನ್ನು ತನ್ನ ಸುತ್ತ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿಕೊಂಡು ಚತುರ್ಮುಖಿ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ. ೬)/

H-O-H ಕೋನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ೧೦೫ ಡಿಗ್ರಿ ಇರುವ ಕಾರಣ, ನೀರು ಶೈತ್ಯಗೊಂಡು ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಾದಾಗ, ಈ ಜಾಲಕ ಚತುಷ್ಟಲಕ ಉಂಗುರಗಳ ಹಾಳೆಯಂತೆ ಅಡ್ಡಲಕೊಯ್ತದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ ೭). ಈ ಏರ್ಪಾಡಿನಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ನಡುವೆ ಗಣನೀಯವಾದ ಖಾಲಿ ಸ್ಥಳವಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಸಾಂದ್ರತೆ ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ.

ನೀರು ಘನೀಕರಿಸಿದಾಗ ಅನೇಕ ವಿಧದ ರಚನೆಗಳು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ರೋಮನ್‌ ಅಂಕಿಗಳಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವುದು ನಮಗೆಲ್ಲ ಪರಿಚಿತವಾದ ಸಾಮಾನ್ಯ ಬರ್ಫ I. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂಬತ್ತು ಬೇರೆಬೇರೆ ವಿಧದ ಬರ್ಫಗಳು ತಿಳಿದಿವೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದನ್ನು ಅದರ ಜಾಲಕ ರಚನೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಾಗುವ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಒಂದು ವಿಧದ ಬರ್ಫವನ್ನು ಮತ್ತೊಂದು ವಿಧದ ಬರ್ಫವನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯ ಬರ್ಫದ ಮೇಲೆ ಸುಮಾರು ೨೦೦೦ ವಾಯುಮಾನಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೇರಿದರೆ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಖಾಲಿ ಜಾಗ ಕಿರಿದಾಗುತ್ತದೆ; ಅಣುಗಳು ಒತ್ತಾಗಿ ಪೇರಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದಾದ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಸ್ಪಟಿಕಾಕೃತಿಯ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ ನೀರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ದ್ರವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ

ನೀರಿನ ಘನರೂಪವಾದ ಬರ್ಫ ತನ್ನದೇ ಆದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ದಿಗ್ಭ್ರಮೆ ಹಿಡಿಸುವ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆಯಾದರೂ ನೀರಿನ ಪೂರ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ವಿಲಕ್ಷಣತೆ ಪ್ರದರ್ಶನಗೊಳ್ಳುವುದು ಅದರ ದ್ರವರೂಪದಲ್ಲಿ ದ್ರವ ರೂಪದಲ್ಲಿ ನೀರು ಒಂದು ಸರಳ ಅಥವ ‘ಸಾಮಾನ್ಯ’ ಪ್ರವಾಹಿಯಲ್ಲ. ಅಣುಗಳು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ, ಒಂದರಿನ್ನೊಂದು ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಓಡಾಡುವ ಅಣುಗಳ ಸಮೂಹ ಕೂಡ ಅಲ್ಲ. ನೀರು ಸಮೀಪ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಕ್ರಮಬದ್ಧ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಬರ್ಫ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ದೂರ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಕ್ರಮಬದ್ಧ ಜೋಡಣೆಗೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಜಲಜನಕ ಬಂಧಗಳು ದ್ರವರೂಪದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಭದ್ರವಾಗಿ ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಅಂಟಿಕೊಂಡಿರುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಅಂಟಿಕೊಂಡಿರುವ ನೀರಿನ ಗುಣವನ್ನು ೧೯ನೇ ಶತಮಾನದಲ್ಲೆ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಅದನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಯತ್ನಗಳು ಆಗಿನಿಂದಲೇ ನಡೆದವು. ಮೊದಮೊದಲಿಗೆ ಅದನ್ನು ದ್ವಿಮುಖೀಯ ಮತ್ತು ತ್ರಿಮುಖೀಯ ಸಮಷ್ಟಿಗಳಂತೆ ನೋಡುವ ಪ್ರಯತ್ನ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಆದರೆ ನೀರನ್ನು (H2O)n ನಿಂದ ಸೂಚಿಸಬಹುದಾದ ಒಂದು ಒಗ್ಗೂಡುವ ದ್ರವ; ಇದರಲ್ಲಿ n ಸಮಷ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಒಗ್ಗೂಡಿದ ಅಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದೇ ಸರಿ ಎಂಬ ತೀರ್ಮಾನಕ್ಕೆ ಬರಲಾಗಿದೆ. ಸದ್ಯಕ್ಕೆ n ನ ಬೆಲೆ ಎಷ್ಟು ಎಂಬುದನ್ನು ಕುರಿತು ಅನಿಶ್ಚಿತತೆ ಇದೆ. n ನ ಬೆಲೆಯನ್ನು ಖಚಿತವಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ತೀವ್ರತರವಾದ ಅನೇಕ ಪ್ರಯತ್ನಗಳೂ ನಡೆದಿವೆ. ಆದರೂ ಇನ್ನೂ ಇದಕ್ಕೆ ಖಚಿತ ಉತ್ತರ ದೊರಕಿಲ್ಲ n ನ ಬೆಲೆ ಉಷ್ಣತೆ, ಒತ್ತಡ, ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಜೊತೆಗೆ n ನ ಬೆಲೆ ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲೆ ಬೇರೆ ಆಳದಲ್ಲೆ ಬೇರೆ ಎಂದು ತಿಳಿಯಲಾಗಿದೆ.

ದ್ರವ ರೂಪದ ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಅನೇಕ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳನ್ನು ಮುಂದಿಡಲಾಗಿದೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ನೀರಿನ ಬಹಳಷ್ಟು ವಿಲಕ್ಷಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಬಲ್ಲವು; ಆದರೆ ಯಾವುದೂ ಅದರೆಲ್ಲ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲಾರವು.

ನೀರು ಉಷ್ಣತೆಗನುಗುಣವಾಗಿ ತನ್ನ ರೂಪವನ್ನು ಬದಲಿಸುವಾಗ ಜಲಜನಕ ಬಂಧಗಳು ವ್ಯತ್ಯಯವಾಗುವ ರೀತಿಯನ್ನು ಚಿತ್ರ. ೮ ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ನೀರು ಒಂದು ಅಸಾಧಾರಣ ವಸ್ತು. ಅದು ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ ಇರುವ ಇತರೆ ಎಲ್ಲ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಿಗಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚು ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿದೆ: ಹೆಚ್ಚು ಕಮ್ಮಿ ಸರ್ವವ್ಯಾಪಿ. ಸಾಮಾನ್ಯರ ದೃಷ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಇದೊಂದು ಸರ್ವೇ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಸ್ತು. ಆದರೆ, ವೈಜ್ಞಾನಿಕರ ದೃಷ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಇದೊಂದು ವಿಚಿತ್ರ ಮತ್ತು ಅಪಸಾಮಾನ್ಯ.

ನಮಗೆ ಪರಿಚಿತವಿರುವ ಏಕ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಲ್ಲೆಲ್ಲ ನೀರು ತುಂಬಾ ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ವಸ್ತು. ನೀರಿನ ಬಹಳಷ್ಟು ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ವಿಲಕ್ಷಣವಾಗಿವೆ. ನೀರಿನ ಈ ವಿಲಕ್ಷಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಅಪಾರವಾದ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆ ಇದೆ. ಜೀವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಇವುಗಳನ್ನು ಬಿಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ.

ಭೌತ ಗುಣಗಳು

ನೀರಿಗೆ ಅನೇಕ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯ ಪೂರ್ಣವಾದ ಭೌತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿವೆ: ಈ ವೈಶಿಷ್ಟಗಳಿಂದಾಗಿಯೇ ಅದು ಜೀವಜಾಲಕ್ಕೆ ಬಹು ಉಪಯೋಗಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಎಲ್ಲ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಪೂರ್ಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೂ ಅದರ ಅಣುರಚನೆಯಲ್ಲಿರುವ ವಿಶೇಷವೇ ಕಾರಣ – ವಿಶೇವವಾಗಿ ಜಲಜನಕ ಬಂಧದಿಂದ ಕೂಡಿಕೊಂಢ ಅಣುಗಳು ಸುಲಭವಾಗಿ ಬೇರೆಯಾಗಲು ಒಲವು ತೋರದಿರುವುದು.

ನಿಯಮ ವಿರೋಧಿ ವರ್ತನೆ

ನೀರು ಉಷ್ಣತೆಗನುಗುಣವಾಗಿ ಮೂರು ರೂಪಗಳನ್ನು ಧರಿಸಬಲ್ಲದು. ಸೊನ್ನೆ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಅದು ಘನರೂಪವನ್ನು ಧರಿಸುತ್ತದೆ – ಹಿಡಿದರೆ ಜಾರಿಹೋಗುವ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ನೂರು ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಅದು ಅನಿಲವಾಗುತ್ತದೆ – ಗಾಳಿಗಿಂತ ಹಗುರವಾದ ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಆವಿ ಗಾಳಿಗಿಂತ ಹಗುರವಾಗಿರುವುದರಿಂದಲೇ ಅದು  ಮೇಲೇರಿ ದೊಡ್ಡ ಮೋಡ ಕಟ್ಟುತ್ತದೆ; ಮಳೆಯಾಗಿ ಮತ್ತೆ ಭೂಮಿಗೆ ಮರಳುತ್ತದೆ.

ನೀರು ನಮಗೆಲ್ಲ ತುಂಬಾ ಪರಿಚಿತವದ ವಸ್ತು. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ನಾವು ಅದರ ಭೌತಿಕ ಗುಣಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ವಿಶೇಷವನ್ನು ಗಮನಿಸಿದೇ ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಾ ನಡೆದಿದ್ದೇವೆ. ನೀರು ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಯಾವಾಗಲೂ ದ್ರವ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಅಂಶ ಯಾರಲ್ಲೂ ಆಶ್ಚರ್ಯವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ. ನೀರಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದು (೦ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌) ಮತ್ತು ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು (೧೦೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌)ವಿನಲ್ಲಿ ಆಶ್ಚರ್ಯಕರ ಅಂಶವೊಂದು ಅಡಗಿದೆ. ನೀರಿನಂತೆಯೇ ಅಣು ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ಮತ್ತು ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುವಿನ ಜೊತೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಮಾತ್ರ ಈ ಆಶ್ಚರ್ಯ ನಮ್ಮ ಅರಿವಿಗೆ ಬರುತ್ತದೆ. ಕೋಷ್ಟಕ ೧ ಲನೋಡಿ.

ಗುಣಲಕ್ಷಣ H2O H2S H2Se H2Te
ಅಣುತೂಕ ೧೮.೦ ೩೪.೧ ೮೧.೦ ೧೨೯.೬
ಕರಗುವ ಬಿಂದು -೮೬ -೬೬ -೪೯
ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು ೧೦೦ -೬೧ -೪೧ -೨

ಕೋಷ್ಟಕ ೧

ಮೇಲಿನ ಕೋಷ್ಟಕದಿಂದ ಒಂದಂಶ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ಮತ್ತು ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುಗಳೆರಡೂ ನಿರೀಕ್ಷಿತ ಮಟ್ಟಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಕೆಗಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿರುವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕದಂತೆ VIA ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಬರುವ ಸಲ್ಫರ್, ಸೆಲೆನಿಯಂ ಮತ್ತು ಟೆಲ್ಲ್ಯೂರಿಯಂ ಧಾತುಗಳ ಜೊತೆಗೆ ಜಲಜನಕ ಕೂಡಿ ಆದಂತವು. H2Te ದಿಂದ H2O ಕಡಗೆಗ ಹೋದಂತೆ ಅಣುತೂಕ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ನಾವು ಇದೇ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ ನೀರಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ಮತ್ತು ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ನಿಶ್ಚಯಿಸಲು ಯತ್ನಿಸಿದರೆ ಕ್ರಮವಾಗಿ ಅವುಗಳಿಗೆ -೮೬ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ (ಕರಗುವ ಬಿಂದು) ಮತ್ತು -೬೧ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ಸಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ (ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು) ಬೆಲೆಯನ್ನು ನಿಗದಿಗೊಳಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಬಹುಶಃ -೧೦೬ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ ಮತ್ತು -೮೧ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ ಸುತ್ತಮುತ್ತ ಖಂಡಿತವಾಗಿ ೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ ಮತ್ತು ೧೦೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ ಅಲ್ಲ. ಈ ವಿಪರ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಕಾರಣ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಒಂದನ್ನೊಂದು ಕೂಡಿಕೊಂಡಿರುವ ಪರಿ ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿರುವ ಜಲಜನಕ ಬಂಧ.

ನೀರಿನ ಅಣು ಸಮಾಂಗೀಯವಾಗಿಲ್ಲದಿರುವುದು, ಉಳಿದ ಮೂರೂ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಅಣುಗಳು ಸಮಾಂಗೀಯವಾಗಿರುವುದು ಮೇಲೆ ವಿವರಿಸಿದ ತೋರ್ಕೆ ವಿಪರ್ಯಾಸದ ಮೂಲ. H2S, H2Se, H2Te ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಸಮಾಂಗತೆ ಇರುವುದರಿಂದ ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಆಕರ್ಷಣೆ ಪ್ರಬಲವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಆಕರ್ಷಣ ಬಲಗಳೇನಿದ್ದರೂ ದುರ್ಬಲ ವ್ಯಾನ್‌ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್‌ ಬಲಗಳು ಮಾತ್ರ. ಅಣುಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಅಂಟಿಕೊಂಡು ದ್ರವ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತಲುಪಬೇಕಾದರೆ ಅವುಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಇರಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ಉಷ್ಣತೆ ತುಂಬಾ ಕೆಳಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಆಕರ್ಷಣೆ ಪ್ರಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ನೀರು ದ್ರವ ಸ್ಥಿತಿ ತಲುಪಲು ಉಷ್ಣತೆ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಬೇಕಾಗಿಲ್ಲ. ೧೦೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗಿಂತ ಕೆಳಗೆ ಬಂದರೆ ಸಾಕು ನೀರು ದ್ರವ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಹೀಗೂ ಅರ್ಥೈಸಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ಜೋಡಣೆಯ ಬಂಧ ಅವುಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ದೂರವಾಗದಷ್ಟು ಬಲಿಷ್ಠವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿಯೇ ಅವು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಅಂಟಿಕೊಂಡೇ ಇರುತ್ತವೆ. ನೀರು ಆವಿಯಾಗಲು ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಈ ಕೂಡಿಕೆ ಕೆಳಚಬೇಕು. ಅದಕ್ಕೆ ಅಧಿಕ ಶಕ್ತಿ ಬೇಕು. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಅದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೀಗಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ನೀರು ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲೂ ಅನಿಲ ರೂಪದಲ್ಲೇ ಇರುತ್ತಿತ್ತು. ಇಂಥ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಭೂಮಂಡಲದ ಮೇಲೆ ಈಗ ನಾವು ತಿಳಿದಿರುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಬದುಕು ಇರುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ.

ಜಲಚರಗಳಿಗೆ ವರ

ನೀರಿಗೆ, ಮೇಲಿನ ವಿಲಕ್ಷಣತೆಗೆ ಪೂರಕವಾದ, ಮತ್ತೊಂದು ಆಶ್ಚರ್ಯಕರ ಗುಣವಿದೆ. ಎಲ್ಲ ವಸ್ತುಗಳೂ ಬಿಸಿಯಾದಂತೆ ಹಿಗ್ಗಬೇಕಲು, ತಂಪಾದಂತೆ ಕುಗ್ಗಬೇಕು. ಇದೊಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ನಿಯಮ. ಇದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿಯೇ ಬಹಳಷ್ಟು ದ್ರವಗಳೂ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ನೀರು ಇಲ್ಲೂ ವಿಲಕ್ಷಣ ಸ್ವಭಾವವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ನೀರನ್ನು ತಂಪು ಮಾಡುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಕುಗ್ಗುತ್ತದೆ; ಅದರ ಸಾಂದ್ರತೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ. ಇದು ೪ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ ಮುಟ್ಟುವವರೆಗೆ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣತೆ ೪ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ನ ಗಡಿಯನ್ನು ದಾಟಿ ಕೆಳಗಿಳಿದಾಗ ಅದು ಹಿಗ್ಗಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಂದ್ರತೆ ಕುಗ್ಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ೪ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ನಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಸಾಂಧ್ರತೆ ಗರಿಷ್ಟ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. (ಚಿತ್ರ. ೯)

ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಏರಿಸಿ ೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ಸಿಗಿಂತ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಕೊಂಡೊಯ್ದಾಗ ಅಣುಗಳ ಉಷ್ಣ ಚಲನೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಜಲಜನಕ ಬಂಧಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಮುರಿದು ಬೀಳತೊಡಗುತ್ತವೆ. ಆಗ ಅಣುಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಒತ್ತೊತ್ತಾಗಿ ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಇದರಿಂದ ನೀರು ಕುಗ್ಗಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ. ೪ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ವರೆಗೂ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ನಡೆದು ನೀರು ಗರಿಷ್ಟ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲಿಂದಾಚೆ ಉಷ್ಣತೆ ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆ ಇತರೆ ಯಾವುದೇ ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿ ಆಗುವಂತೆ,  ಉಷ್ಣತೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ನೀರು ಹಿಗ್ಗುತ್ತದೆ; ಸಾಂದ್ರತೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ.

ನೀರಿನ ಈ ವಿಲಕ್ಷಣ ಗುಣ ಜಲಚರಗಳಿಗೆ ವರದಾನವಾಗಿದೆ – ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಅತಿ ಶೀತಲ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಅಂಟಾರ್ಟಿಕಾದಂಥ ಅತಿ ಶೀತಲ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಉಷ್ಣತೆ ೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ಸಿಗಿಂತ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿಗೆ ಹಿಗ್ಗುವ ಮತ್ತು ಕುಗ್ಗುವ ವಿಲಕ್ಷಣ ಗುಣವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಇಡೀ ಜಲರಾಶಿ, ಮೇಲಿಂದ ತಳದವರೆಗೂ ಒಂದು ಏಕಶಿಲೆಯಂಥ ಬೃಹತ್‌ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಾಗಿಬಿಡುತ್ತಿತ್ತು. ಅದರೊಳಗೆ ಎಲ್ಲ ಜಲಚರಗಳು ಚಲನೆಯಿಲ್ಲದೆ ಸ್ತಬ್ದವಾಗಿ ಬಂಧಿಗಳಾಗಿ ಬಿಡುತ್ತಿದ್ದವು; ಉಸಿರುಗಟ್ಟಿ ಸಾಯುತ್ತಿದ್ದವು. ಅಷ್ಟೆ ಅಲ್ಲದೆ, ಬೇಸಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಮೇಲ್ಭಾಗ ಮಾತ್ರ ಕರಗಿ ತಳದ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ ಹಾಗೆಯೇ ಉಳಿದುಬಿಡುತ್ತಿತ್ತು. ಈಗ ಹಾಗಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ನೀರಿನ ವಿಲಕ್ಷಣ ಗುಣದಿಂದಾಗಿ ಹೇಗೆ ಈ ಎಲ್ಲ ಜಲಚರಗಳು ಸಾವಿನ ದವಡೆಯಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೋಡಿ: ಶೀತಲ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ನತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಕಣಗಳು ಮೊದಲು ತಂಪಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತವೆ; ಒಳಗಿನ ಕಣಗಳು ನಿಧಾನವಾಗಿ. ಮೇಲ್ಮೈ ಕಣಗಳ ಉಷ್ಣತೆ ೪ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ಸನ್ನು ಮುಟ್ಟಿದ ಕೂಡಲೆ ಅವುಗಳು ತಮ್ಮ ಗರಿಷ್ಟ ಸಾಂದ್ರತೆಯಿಂದಾಗಿ ಜಲರಾಶಿಯ ಕೆಳಗಿಳಿಯುತ್ತವೆ. ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿರುವ ಕೆಳಗಿನ ಕಣಗಳು ತಮ್ಮ ಹಗುರತ್ವದಿಂದಾಗಿ ಮೇಲೇರಿ ಬರುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಮೇಲೇರಿ ಬಂದ ಕಣಗಳು ಮತ್ತೂ ತಂಪಾಗುತ್ತಾ ಹಗುರವಾಗುತ್ತಾ ಘನೀಭವಿಸುತ್ತಾ ದಪ್ಪನಾದ ಮತ್ತು ವಿಶಾಲವಾದ ಬರ್ಫದ ಬಂಡಗಳಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಬರ್ಫದ ಬಂಡೆಗಳ ಕೆಳಗಿರುವ ನೀರಿನ ಸ್ವಲ್ಪ ಭಾಗ ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟಿದರೂ ಆ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ದ್ರವನ ಗುಪ್ತೋಷ್ಣ ಹೆಚ್ಚು ನೀರು ಗಡ್ಡೆ ಕಟ್ಟದಂತೆ ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ತಳದ ನೀರಿನ ಕಣಗಳು ದ್ರವರೂಪದಲ್ಲೆ ಹರಿದಾಡುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಇದರಲ್ಲಿ ಜಲಚರಗಳು ಯಾವುದೇ ಆತಂಕವಿಲ್ಲದೆ ಈಜಾಡುತ್ತಾ ಉಸಿರಾಡುತ್ತಾ ಬದುಕು ಸಾಗಿಸುತ್ತವೆ. (ಚಿತ್ರ ೧೦)

ಭೂಗ್ರಹದ ಹವಾನಿಯಂತ್ರಕ

ಭೂಗ್ರಹದ ಸಕಲ ಜೀವರಾಶಿಗಳಿಗೂ ಶಕ್ತಿ ಪ್ರದಾನಿಸುವುದು ಸೂರ್ಯ. ಸೂರ್ಯನ ಶಾಖ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಇಡೀ ಜಗತ್ತು ಕತ್ತಲಕೂಪದಲ್ಲಿ ತಣ್ಣಗಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಗೈಯಾ ಹೈಪಾಥಿಸಿಸ್‌ ಹೇಳುವಂತೆ ಭೂಗ್ರಹದ ಮೇಲಿನ ಎಲ್ಲ ಪ್ರಕೃತಿ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳು ಈ ಗ್ರಹವನ್ನು ಜೀವಂತವಾಗಿಡುವ ದಿಸೆಯಲ್ಲೆ ಕಾರ್ಯಪ್ರವೃತ್ತವಾಗಿವೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಭೂಮಂಡಲದ ಮೇಲಿನ ಜಲರಾಶಿ ತನ್ನದೇ ಆದ ಪ್ರಮುಖ ಕಾಣಿಕೆಯನ್ನು ಸಲ್ಲಿಸುತ್ತಿದೆ.

ಭೂಗ್ರಹದ ಮೇಲೆ ಜೀವಜಗತ್ತು ಈಗಿರುವಂತೆ ಇರಲು ಮೇಲ್ಮೈ ಉಷ್ಣತೆ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯೊಳಗೆ ಇರಬೇಕು. ಅದು ತುಂಬಾ ಏರುಪೇರಾದರೆ ಭೂಮಂಡಲದ ಮೇಲಿನ ಜೀವಜಗತ್ತು ನಾಶವಾಗುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಈ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯೊಳಗೆ ಇರಿಸುವಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ನೀರು ಮಹತ್ವದ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತಿದೆ.

ನೀರಿನ ಗ್ರಾಹ್ಯೋಷ್ಣ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು. ಈ ಕಾರಣದಿಂದ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಯೆಡೆಗೆ ಬರುವ ಒಟ್ಟು ಶಾಖ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಬಹುಪಾಲನ್ನು ನೀರು ಹೀರಿಕೊಂಡು ಭೂಮಿಯ ಉಷ್ಣತೆ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಾಗದಂತೆ ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಬಾಷ್ಪ ಗುಪ್ತೋಷ್ಣ ಕೂಡ ಜಾಸ್ತಿ. ಬಾಷ್ಪ ಗುಪ್ತೋಷ್ಣ ಕೂಡ ಜಾಸ್ತಿ (೫೪೦ ಕ್ಯಾಲರಿ/ಗ್ರಾಂ). ಹೀಗಾಗಿ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಬರುವ ಶಾಖದ ೧/೩ ಭಾಗವನ್ನು ನೀರು ಆವಿಯಾಗಲು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇಷ್ಟು ಶಾಖವನ್ನು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ನೀರು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳದಿದ್ದರೆ ಭೂತಾಪ ಅತಿಯಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಜೀವನಾಶವಾಗುತ್ತಿತ್ತು.

ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಂಡು ಆವಿಯಾದ ಸಮುದ್ರದ ನೀರು ಈ ಭೂಮಿಯನ್ನು ಶೀತಲ ಸಾವಿನಿಂದ ಕೂಡ ರಕ್ಷಿಸುತ್ತಿದೆ. ಭೂಮಿಯನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದ ನೀರಾವಿ ಕವಚದಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತಿದೆ. ಭೂ ಮೇಲ್ಮೈ ಮೇಲೆ ಬಿದ್ದ ಶಾಖ ಕಿರಣ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪ್ರತಿಫಲಿತವಾಗಿ ಹೊರ ಹೋಗದಂತೆ ತಡೆಯುವ ನೀರಾವಿಯ ಈ ಕವಚ ಭೂಮಿ ತೀರ ತಣ್ಣಗಾಗುವುದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೀಗೇ ನೀರು ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಂಡು ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ; ಆವಿ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ – ಒಂದು ಬೃಹತ್‌ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಹವಾನಿಯಂತ್ರಕದಂತೆ.

ಜೀವ ಸಂಜೀವಿನಿಜಲಚಕ್ರ

ಮಳೆ-ಬೆಳೆ ಎಂಬುದು ಒಂದನ್ನೊಂದು ಬಿಡದ ಜೋಡಿ ಪದಗಳು. ಮಳೆಯಿಂದ ಬೆಳೆ, ಬೆಳೆಯಿಂದ ಎಲ್ಲರ ಬದುಕು. ಕಾಲಕಾಲಕ್ಕೆ ಭೂಮಿಯನ್ನು ತಣಿಸಿ, ರೈತರಿಗೆ ಬೆಳೆ ದಕ್ಕುವಂತೆ ಮಾಡುವುದು ಮಳೆ. ಮಳೆಗೆ ಕಾರಣ ಜಲಚಕ್ರ. ನೀರಿನ ಅನೇಕ ಭೌತ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಜಲಚಕ್ರ ತಡೆಯಿಲ್ಲದೆ ತಿರುಗುತ್ತಿದೆ: ಮಳೆ-ಬೆಳೆ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಭೂಮಿಯನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದ ಸಾಗರ, ಸರೋವರ ನೆಲೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಲ್ಲಿರುವ ನೀರು ಸೂರ್ಯ ಶಾಖಕ್ಕೆ ಕಾದು ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಜೊತೆಗೆ ಗಿಡ ಮರಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ಬಾಷ್ಪ ವಿಸರ್ಜನೆಯಿಂದಲೂ ವಾಯುಮಂಡಲಕ್ಕೆ ಸಾಕಷ್ಟು ನೀರಿನ ಆವಿ ಸೇರುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಗಿಂತ ಹಗುರವಾದ ಆವಿ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಮೇಲೇರಿ, ತಂಪಾಗಿ, ಮೋಡ ಕಟ್ಟಿ, ಮಳೆ ಮತ್ತು ಹಿಮವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಾಡು ಹೊಂದಿ, ಭೂಮಿಗೆ ಮರಳುತ್ತದೆ.

ಸುಮಾರು ೧,೨೫,೦೦೦ ಘ.ಕಿ.ಮೀ.ಗಳಷ್ಟು ಸಾಗರದ ನೀರು ವಾರ್ಷಿಕ ಆವಿಯಾಗಿ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಸೇರುತ್ತದೆ. ಆದರೂ ಇದರ ಕೇವಲ ೧/೧೦ ಭಾಗ ಮಾತ್ರ ಮನುಷ್ಯನ ಬಳಕೆಗೆ ಲಭ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಸುಮಾರು ೪೦ ಘ.ಕಿ.ಮೀ. ನಷ್ಟು ನದಿ, ಸರೋವರ, ಅಣೆಕಟ್ಟೆ, ಕೆರೆ-ಕುಂಟೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ; ಒಂದಷ್ಟು ಇಂಗಿ ಅಂತರ್ಜಲವಾಗುತ್ತದೆ. ಉಳಿದ ಭಾಗ ಸಾಗರವನ್ನು ಸೇರಿ ಮತ್ತೆ ಆವಿಯಾಗಿ ಜಲಚಕ್ರವನ್ನು ಮುನ್ನಡೆಸುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ.೧೧)

ಚಲಚಕ್ರ ಒಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಕೃತಿ ತನ್ನಲ್ಲಿರುವ ನೀರನ್ನು ತಾನೇ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಒಂದು ಕ್ರಮವೂ ಆಗಿದೆ. ಇದರಿಂದ ಮನುಷ್ಯ ಶುದ್ಧ ನೀರನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಜಲಚಕ್ರದ ಗೈರುಹಾಜರಿಯಲ್ಲಿ ಮನುಷ್ಯನ ಉಪಯೋಗಕ್ಕೆ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಅತ್ಯಲ್ಪ. ನೀರು ಕೂಡ ಶೀಘ್ರವಾಗಿ ಮಲಿನಗೊಂಡು ನಿರುಪಯುಕ್ತವಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮನುಷ್ಯ ಈಚಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತಿರುವ ಜಲಮಾಲಿನ್ಯದ ಅಗಾಧತೆಯನ್ನು  ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ ಈ ಮಾತು ಮತ್ತೂ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ, ಇಂದು ನಮ್ಮ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿರುವ ಒಟ್ಟು ನೀರಿನ ಪ್ರಮಾಣ ಹೆಚ್ಚು ಕಮ್ಮಿ ೧೦,೦೦೦ ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದಿದ್ದಷ್ಟೆ ಇದೆ. ಅದು ಹೆಚ್ಚಾಗಲು ಅಥವ ಕಡಿಮೆಯಾಗಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಕೇವಲ ಅದರ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಸ್ಥಳ ಬದಲಾಗಬಹುದಷ್ಟೆ. ಈವತ್ತು ಇಲ್ಲಿದ್ದುದು ನಾಳೆ ಅಲ್ಲಿಗೆ ಹೋಗಬಹುದು. ಈಗ ಇಲ್ಲಿ ದ್ರವವಾಗಿರುವುದು ಸ್ವಲ್ಪ ಹೊತ್ತಿನ ನಂತರ ಆವಿಯಾಗಿ ಮತ್ತೆಲ್ಲಿಗೋ ತೇಲಿ ಹೋಗಬಹುದು; ಅಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾಗಿದ್ದುದು ಮುಂದೆ ಇನ್ನೆಲ್ಲೋ ನೀರಾಗಿ ಸುರಿಯಬಹುದು – ಎಲ್ಲಾ ಜಲಚಕ್ರದ ಪ್ರಭಾವ.