水の惑星地球

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資料紹介

「水の惑星地球」
　　私達の生活に欠かすことのできない水。水無しにはどんな生物も生きられない。そんな水について今回私は調べてみた。
　水とは
水の不思議　
　水とは実に不思議な物質である。この世でいちばん豊富に存在する液体であり、地上に自然な形で存在する唯一の無機質である。
　一般に、ある液体を固体にすると比重が大きくなる。しかし水の場合は固体の氷のほうが液体の水よりはるかに比重が大きい。さらに液体の体積は温度上昇とともに増加し、液体の比重は減少するのが一般的であるが、液体の水だけは４℃で体積が最も小さくなり、比重は最も大きくなる。他にも、固体・液体・気体の３つの状態がこれほどありふれて存在している物質も水のほかにはまったくない。
　水の構造
　　左図は水の分子構造である。水分子は酸素1原子と水素2分子が共有結合で結び合っており、さらに水分子同士は水素結合によって作用しあい強く結び合っている。そして2つの水素原子は、相手に対してつねにおよそ１０４．５°の角度をとる。たいがいの原子は４５°とか６０°、９０°といった規則正しい幾何学的な結合をしている。この１０４．５°という角度は「生命の角度」なのである。「この角度１０４．５度は「生命の角度」ともいうべきものでＤＮＡの螺旋、松かさの模様、カタツムリの殻、ヒナギクの花芯部の配列など、生命体の構造にまつわる共通の角度である。」吉本隆明『書物の解体学』メタローグ1992年
　この１０４．５°という角度は、水分子間の規則的な配列にもそのまま当てはまっており、水分子は氷の結晶と同じように５個ずつのグループに集まろうとする。実際、液体の水は１秒に何百万回も凍っては融ける、束の間の小さな結晶から成っているとさえ言える。液体としてはかなり無秩序である。分子がいつもひしめき合って、絶え間ない混乱状態を生み出している。しかし氷になると、分子の結合が固定するのでその動きはやや落ち着く。そして分子間のすきまが開き、固体にもかかわらず密度がぐんと下がるのである。
　これが氷が液体の水より比重が軽い理由だ。氷は液体の特性をたくさん備えたきわめて活発な分子でもある。この点からも固体・液体・気体の３つの相が実に曖昧であることがわかるのだ。
　水と人間
　体
　人間の体の約70％は水である。血液中の８３％は水で、乾燥しているように感じる骨も２２％は水なのだ。また、生後3日目の乳児は97％が水であり、顔に水を浸しても平気な顔をしている。成長すると共に体内の水分の率は減少するが、生後8ヶ月に81％、成人になると65～70％と水の占める量はかなり多い。人は1日に１リットルの水を飲料水から摂取し、１リットルの水を食料から摂取している。また、同じ分の２リットルの水を排出している。しかし、人の水利用は摂取だけでなく、様々な生活のステージでも利用していて、１人の人の水使用量は350リットルとされている。最低でも150ｌなくては人間は生きていけないのだ。体の水成分の2％が失われると人間はのどの渇き･痛みを感じ、5％減少すると幻覚を見るようになり、12％消失すると人間は死んでしまうのだ。人間は水なしでは4日ももたないと言われているほど、水は人間にとって不可欠なものなのだ。
　地上の水
　地球は表面の3分の2が水に覆われています。
　地球にはおよそ14億立方ｋｍの水があると言われている。ところが地球表面にある水の97％までが海水なのだ。そのうちの淡水は約3％しかなく、そしてこの淡水の約70％は南・北極地域の氷として存在し、ほとんどは現実に使用不可能な状態