الجغرافيا هي المهندس الصامت للحضارة البشرية، حيث يستقر الناس، وكيف يزدهرون، والموارد التي يمكنهم الحصول عليها، ومن بين أهم الموارد التي تتأثر بالجيولوجيا المياه والطاقة، وتوافر هذه الموارد ونوعيتها وتكلفتها لا يتماثلان في جميع أنحاء الكوكب؛ وتمليها عوامل مثل خطوط العرض، والارتفاع، والقرب من المحيطات، والتشكيلات الجيولوجية، والأنماط الجغرافية.

How Geography Shapes Fresh Water Availability

المياه تغطي حوالي 71 في المائة من سطح الأرض، ومع ذلك فقط حوالي 2.5 في المائة من الماء الطازج، وأقل من 1 في المائة يسهل الوصول إليها في الأنهار والبحيرات ومستودعات المياه الضحلة، وتنظم الجغرافيا حيث يوجد جزء صغير من المياه الصالحة للاستخدام، وكيف يتم تجديدها، وكيف يمكن للبشر أن يستخرجوها بسهولة.

Climate Zones and Precipitation Patterns

إن أكثر التأثيرات الجغرافية مباشرة على توافر المياه هو المناخ، حيث أن المناطق الواقعة في منطقة التقارب بين المناطق المدارية، مثل حوض الأمازون، وجنوب شرق آسيا، وأفريقيا الاستوائية، تتلقى كميات كبيرة من الأمطار السنوية وتساند شبكات الأنهار الكثيفة، وعلى النقيض من ذلك، فإن هذه الأحزمة ذات الكساد العالية التكوين شبه المداري التي تدور على نحو تقريبي عند 30 درجة شمالاً وجنوباً، وهي صحر قاحية الصحراء الكبرى.

ويتحول تغير المناخ إلى هذه الأنماط، مما يجعل المناطق الرطبة والمجففة أكثر دحراً، فعلى سبيل المثال، شهد حوض البحر الأبيض المتوسط انخفاضاً بنسبة تتراوح بين 10 و20 في المائة في سقوط الأمطار منذ منتصف القرن العشرين، مما يزيد من حدة الإجهاد المائي في جنوب أوروبا وشمال أفريقيا والشرق الأوسط.

التضاريس والنظم الهيدرولوجيـة

الجبال تعمل كبراج مياه طبيعية، وحزمة الثلج في نطاقات مثل هيمالايا، وآنديز، وجبال الروك، وآلب تخزن المياه خلال الشتاء وتطلقها تدريجياً خلال الربيع والصيف، وهذا الإطلاق الموسمي حاسم لتدفقات الأنهار التي تحافظ على الري، وإمدادات مياه الشرب، والطاقة الكهرمائية في أسفل النهر، والمناطق الواقعة على جانب ليوارد من المناطق الجبلية مثل حوض الأمطار العظيم في الولايات المتحدة أو

كما أن أحواض الأنهار تزيد من توزيع المياه عبر الحدود السياسية، فالنيل، مثلا، يتدفق عبر أحد عشر بلدا، ولكن مياهه الرئيسية تتركز في المرتفعات الإثيوبية، وتعتمد دول أسفل النهر، مثل السودان ومصر، اعتمادا شديدا على الإدارة في أعلى المجرى وتواجه ضعفا حادا في كل من تقلبات المناخ والجغرافيا السياسية.

الجيولوجيا ووصول المياه الجوفية

إن التكوينات الصخرية الشاذة مثل حجر الرمل والخشخة تخلق طبقات مياه يمكن أن تخزن كميات كبيرة من المياه، أما الأوغالا أكويفر في الولايات المتحدة الوسطى وحوض الفنون العظيم في أستراليا، ومساحة نوبيان ساندستون في شمال أفريقيا، فهي أمثلة على نظم المياه الجوفية الرئيسية التي تدعم الزراعة والمدن في المناطق الجافة الأخرى، غير أن معدلات الاستخراج غالبا ما تتجاوز الحد الأدنى من هذه المناطق.

وتواجه المناطق الساحلية تحديات إضافية من تطفل المياه المالحة، حيث يسحب الإفراط في إغراق المياه الجوفية العذبة المياه المالحة من المحيط إلى طبقة المياه الجوفية، وهذه مشكلة واضحة في أماكن مثل بنغلاديش، ودلتا النيل، وأجزاء من وادي كاليفورنيا المركزي.

Proximity to Surface Water Bodies

فالنفاذ إلى الأنهار والبحيرات والمستودعات الكبيرة يقلل مباشرة من التكلفة والطاقة اللازمة لنقل المياه، فالمدن الواقعة على طول نهري يانغتسبي وراين وبارانا تستفيد من النقل الرخيص للمياه السائبة ومن إمدادات وفرة، وعلى العكس من ذلك، يجب على المجتمعات المحلية الداخلية في المناطق القاحلة الاعتماد على خطوط أنابيب باهظة التكلفة، أو مياه مرتفعه، أو مياه حافلة.

الجغرافيا لتحديد موارد الطاقة

وترتبط موارد الطاقة أيضاً بالجيولوجيا، فالوقود الأحفوري هي بقايا المادة العضوية القديمة المدفونة في ظروف جيولوجية محددة، في حين أن إمكانات الطاقة المتجددة تتوقف على عزل الطاقة الشمسية، وسرعة الرياح، والهيدرولوجيا، والحرارة الحرارية الأرضية، ولا يحدد موقع موارد الطاقة تكاليف استخراجها فحسب، بل أيضاً البنية الأساسية اللازمة لنقل الطاقة إلى المستهلكين.

Fuels: Geologic History Shapes Supply

النفط والغاز الطبيعي وشكل الفحم من المواد العضوية التي تراكمت في بيئات محددة منذ ملايين السنين، واحتياطيات النفط في الشرق الأوسط، على سبيل المثال، نشأت من العوالق البحرية المودعة في أحواض تيتيس الضحلة، ثم دفنت وطبخت تحت طبقات الرواسب، وبالمثل، فإن حوض بيرميان في تكساس وعلم الزيوت في اثيوباسكا في كندا هي منتجات من أنواع البحار القديمة.

فالتركيز الجغرافي للوقود الأحفوري يخلق معالم اقتصادية وثباتا جغرافيا - يجب على الأمم التي تفتقر إلى الاحتياطيات المحلية أن تستورد، مما يعرض نفسها لتقلبات الأسعار وتعطل الإمدادات، فعلى سبيل المثال، تستورد اليابان وكوريا الجنوبية تقريبا جميع النفط والغاز الطبيعي، مما يتطلب هياكل أساسية ضخمة للميناء وتخزينا استراتيجيا، في حين تواجه البلدان غير الساحلية عبء إضافي يتمثل في تعريفات المرور العابر وسياسات خطوط الأنابيب.

الطاقة المتجددة: خط العرض والمناخ والرسم الجغرافي

وتتباين إمكانات الطاقة المتجددة تبايناً كبيراً مع الجغرافيا، فالطاقة الشمسية هي أكثر وفرة في " حزام الشمس " بين 20 و40 درجة، حيث تسود سماء واضحة وأشعة شمسية عالية، وهي نظرة مشتركة بين صحراء أتاكاما والصحراء وشبه العربية، وعلى النقيض من ذلك، تتلقى بلدان أوروبا الشمالية أقل إشعاعاً شمسياً بسبب ارتفاع خطوط العرض والغطاء الشمسي، مما يجعلها أقل غموضاً.

فالطاقة الفائزة تزدهر في مناطق ذات مناطق قوية ومتسقة من حيث الرياح - مناطق كحلية، وممرات الجبال، والسهول المفتوحة، فعلى سبيل المثال، أصبح بحر الشمال محورا لمزارع الرياح البحرية بسبب مياهها الضحلة والرياح المتردية باستمرار، حيث جعلت الجغرافيا المفضلة الدانمرك قائدا عالميا في الطاقة الريحية، مما أدى إلى ما يزيد على 50 في المائة من كهربائها من الرياح في السنوات الأخيرة.

وربما تكون الطاقة الكهرمائية هي أكثر أنواع الطاقة المتجددة تقييدا جغرافيا، فهي تتطلب أن تكون الأنهار ذات الارتفاع الكبير والتدفق المتسق، ولدى البرازيل وجمهورية الكونغو الديمقراطية والنرويج بعض أكبر الإمكانيات الكهرمائية بسبب تضاريسها الجبلية ونظمها النهرية الكبيرة، ولا تزال البلدان التي تعيش في مناطق مسطحة وجافة مثل معظم الشرق الأوسط أو وسط أستراليا تفتقر تقريبا إلى الطاقة الكهرمائية.

الطاقة الحرارية الأرضية والنووية

وتتركز الطاقة الحرارية الأرضية على طول حدود الصفائح التكتونية حيث تكون الحرارة الجوفية أكثر سهولة، وتستغل أيسلندا والفلبين وإندونيسيا وأجزاء من غرب الولايات المتحدة (مثلاً، جيزر كاليفورنيا) هذا المورد، وتفتقر مناطق أخرى إلى درجة الحرارة اللازمة ولا تستطيع تطوير الطاقة الحرارية الأرضية، وتعاني الطاقة النووية من قيود أقل مباشرة بسبب الجغرافيا، ولكنها تتطلب كميات كبيرة من المياه الصالحة للبرد، مما يجعل المواقع الساحلية أو النهرية أكثر صعوبة.

شبكة المياه: حيث ترتبط الجغرافيا بنظم

فالمياه والطاقة مترابطتان ترابطاً عميقاً، إذ يتطلب استخراج المياه ومعالجتها وتوزيعها الطاقة، وتوليد الطاقة - سواء من محطات توليد الطاقة الحرارية أو المياه التي تستهلكها السدود المائية - المياه، وتكثف الجغرافيا هذه الصلة: ففي المناطق القاحلة، يرتفع الطلب على الطاقة لضخ المياه والتحليل، بينما تكافح مناطق كولور في محطات توليد الطاقة في الولايات المتحدة.

وفي المناطق الغنية بالطاقة ولكن التي تعاني من فقر في المياه، مثل شبه الجزيرة العربية، محطات تحلية ضخمة - والتي كثيرا ما تكون الطاقة الكهربائية - المياه العذبة التي توفر الوقود الأحفوري - وهذا يخلق حلقة تغذية مرتدة حيث يؤدي استهلاك الطاقة إلى توليد المياه، ولكن إنتاج المياه يتطلب قدرا كبيرا من الطاقة، ويزيد من انبعاثات الكربون واستنفاد الموارد، ويتيح فهم الجغرافيا للمخططين تصميم حلول متكاملة، مثل استخدام الطاقة الشمسية في استخدام محطات توليد الطاقة الحرارية في المناطق الساحلية المشتركة.

دراسات الحالة: الجغرافيا في العمل

حوض نهر النيل: جغرافية للتبعية والمنازعات

النيل مثال كلاسيكي على كيفية تمليه الجغرافيا في أعلى النهر، النيل الأزرق والنيل الأبيض من المرتفعات في اثيوبيا وبحيرات وسط أفريقيا على التوالي، تخلق طبوغرافيا اثيوبيا سقوطاً قوياً وخطورة حادة، مثالية للطاقة الكهرمائية كما هو مرئي في سد النهضة الاثيوبية الكبرى، أسفل النهر، مصر الجغرافية والسودان تعتمد على تدفق مياه الشرب

وقود النفط والجيوبوليت في الشرق الأوسط

إن ثروة الوقود الأحفوري في الشرق الأوسط ليست مجرد مسألة جيولوجية بل هي مسألة التكتونية وقاع البحار القديمة، وتقف المنطقة على أكبر احتياطيات النفط في العالم، حيث تُصبح بلدان مثل المملكة العربية السعودية وإيران والعراق والكويت ذات حصص كبيرة، وقد أدت هذه الميزة الجغرافية إلى التنمية الاقتصادية السريعة، ولكنها أيضاً خلقت " لعنة الموارد " ، وهي الاعتماد الشديد على إيرادات النفط، والحوكمة الذاتية، والنزاعات الجغرافية الضيقة.

Scandinavian Renewables: Favorable Geography for Green Energy

إن السوداء الغزيرين في النرويج، وهطول الأمطار الغزيرة يجعلانها عملاقة للطاقة الكهرمائية، حيث ترتفع نسبة الكهرباء في السويد إلى 90 في المائة من الطاقة الكهربائية من الهيدروجين، وتجمع السويد بين الهيدروجين والكتلة الأحيائية، كما أن المناخ البارد يولد طلبا كبيرا على الطاقة للتدفئة، ولكن المنطقة استجابت بنظم التدفئة في المناطق وضخات حرارية فعالة.

كاليفورنيا: جغرافية المتفوقين

"تجار "كاليفورنيا" تُحدث مُتناقضات جغرافية مُتطرفة، شمالاً مُبلّغ و جنوباً جافة و مُجَفَعَة، نظام المياه في الولاية هو أحد أكثر الشبكات حرفية في العالم، مُحرّك الماء من ثلج سييرا نيفادا، و نهر كولورادو إلى المدن الساحلية ومزارع الوادي المركزي عبر قنوات واسعة ومحطات ضخات توليد الطاقة، وهذا التفاوت الجغرافي يُخلق تكاليف طاقة عالية

الحلول المبتكرة للمحتوى الجغرافي

التسلية وإعادة استخدام المياه

وبالنسبة للمناطق الساحلية القاحلة، فإن تحلية المياه توفر وسيلة للتغلب على ندرة المياه العذبة، كما أن محطات التخدير العكسي الكبيرة تعمل في المملكة العربية السعودية وإسرائيل وأستراليا والإمارات العربية المتحدة، كما أن محطة الطاقة السورية الإسرائيلية، وهي واحدة من أكبر المناطق في العالم، تنتج 000 624 متر مكعب من المياه الصالحة للشرب في اليوم، غير أن إزالة التربة تتطلب قدرا كبيرا من الطاقة - نحو 3-4 كيلوواط لكل مكعب.

إن إعادة استخدام المياه المستعملة إلى معايير قابلة للشرب أو غير قابلة للاحتمال هي حل آخر قابل للتكيف جغرافياً، وسنغافورة، التي تقيدها الأراضي المحدودة ولا توجد طبقات مياه جوفية طبيعية، تعالج جميع المياه المستعملة من خلال نظامها الخاص بالماء الجديد، وتلبي ما يصل إلى 40 في المائة من الطلب على المياه، وتجعل الجغرافيا المدمجة في المدينة تتسم بالطابع المركزي والكفاءة في التوزيع.

تخزين الطاقة إلى التوليد

كما أن الجغرافيا تؤثر على قدرة تخزين الطاقة، وقد ترتفع المياه المضخة لتخزين المياه إلى خزان، وتطلقها لتوليد فروق في الطاقة الكهربائية ومياه وفرة، وقد تكون المناطق الجبلية مثل الألب السويسرية، وأسكتلندا، والولايات المتحدة الغربية قد وضعت هذه النظم في مناطق مسطحة أو جافـة، وبدائل مثل البطاريات المائية المفتوحة على نطاق الشبكة، وكمية مجهزة على نحو أفضل.

الإدارة المتكاملة للموارد والهياكل الأساسية

ويمكن للتكنولوجيا الحديثة أن تتغلب جزئيا على القيود الجغرافية من خلال خطوط الأنابيب، وخطوط النقل، والتجارة، وتربط شبكة الكهرباء لأمريكا الشمالية كويبيك الغنية بالماء بالطاقة الكهربائية بنيو إنكلترا عن طريق خطوط تيار مباشرة عالية الحركة، وبالمثل، فإن خطوط الأنابيب الدولية تنقل الغاز الطبيعي من روسيا إلى أوروبا، والنفط من الشرق الأوسط إلى الأسواق العالمية، ولكن هذه الحلول تتطلب تعاونا سياسيا وضخامة الاستثمارات الرأسمالية - الجغرافية ما زالت تحدد الجدوى الاقتصادية.

وعلى الصعيد المحلي، يمكن لجمع مياه الأمطار وإعادة تدوير المياه الرمادية والتنمية المنخفضة الأثر أن يوقف المجتمعات المحلية من الحرمان الجغرافي، وفي راجاستان، الهند، تلتقط الوافدين والدبابات التقليدية سقوط الأمطار الموسمية، بينما تدعم تحلية المياه الحديثة والمحاصيل الشمسية الصغيرة القرى النائية.

خاتمة

الجغرافيا ليست مصيراً، ولكنها قيد لا مفر منه على كيفية الحصول على المياه والطاقة، ومن الذروة التي تُستخدم في الثلج والتي تغذي الأنهار الكبيرة في العالم بأحواض الرسوبيات التي تحوز الوقود الأحفوري والصحاري المشمسة التي تدفع الألواح الشمسية، فإن المشهد المادي يُملي على توافر الموارد، وتكاليف الاستخراج، والديناميات الجغرافية - السياسية، حيث إن الاعتراف بهذه الحقائق الجغرافية يتطلب وجود هياكل أساسية ملائمة

لقراءة المزيد عن ندرة المياه العالمية، انظر ورقة وقائع المياه الخاصة بـ (الصندوق) عن ندرة المياه،