קצב תחלופת המים במאגרים שמהם אנחנו שואבים אותם קובע את משך השהות שלהם במאגר. איפה המים צעירים יותר - בים, בכינרת או באקוויפרים?

מולקולות המים קיימות בכדור הארץ מאז היווצרותו, והן אינן נוטות להיווצר באופן ספונטני בתנאים השוררים כאן. לכן אפשר לומר שגילן כ-4.5 מיליארדי שנים לפחות, כגילו של כוכב הלכת שלנו. עם זאת, חוקרים מגדירים פרק זמן משמעותי נוסף לגיל המים: משך הזמן שבו הם שהו במאגר כמו אוקיינוס, אגם או אקוויפר תת-קרקעי, כלומר שכבת סלע רוויה מים, המכונים "מי תהום".

המים נעים במחזוריות בלתי פוסקת בין מאגרים: הם מתאדים לאטמוספרה, יורדים כגשם על פני הקרקע, זורמים כנגר עילי בנהרות או מחלחלים למי התהום, ולבסוף נקווים במאגרים – ובמיוחד בים. משם הם עשויים להתאדות שוב וחוזר חלילה. זהו מחזור המים מאז ראשית הימים. גיל המים בכל אחד מהמאגרים הללו הוא הזמן הממוצע שבו שוהה מולקולת מים במאגר מרגע שהגיעה אליו ועד שהיא עוזבת אותו. הגיל הזה יכול לנוע בין ימים אחדים לאלפי שנים, ומלמד על קצב תחלופת המים במאגר.

כשאנחנו פותחים את הברז בבית עשויים לזרום בו מים שהגיעו ממקורות שונים. מי השתייה בישראל מורכבים בעיקר ממי ים מותפלים, והשאר הם מי תהום מבארות ומים שנשאבו מהכנרת. משך הזמן שבו הם שוהים בכל סוג של מאגר נובע מגודלו ומכמות המים שנכנסים אליו ויוצאים ממנו באופן שוטף.

לדוגמה, בכנרת טיפת מים שוהה בממוצע כחמש שנים. אפשר לחשב את הזמן הזה בקלות אם מחלקים את גודל הימה, כארבעה מיליארד מטרים מעוקבים (מ"ק) של מים, בכמות המים הנכנסת אליה ונאמדת בכ-0.8 מיליארד מ"ק לשנה. כך, בהנחה שכמות המים בכנרת נשארת פחות או יותר קבועה, אפשר לחשב כי מים שוהים בה כחמש שנים בממוצע לפני שיתאדו לאוויר, יישאבו למוביל הארצי או בשנים גשומות במיוחד - יוזרמו לירדן.

לעומת זאת, בימים ובאוקיינוסים טיפה שורדת בממוצע כ-3,000 שנה. משך הזמן הארוך הזה נובע מכך שכמות המים הנכנסת לאוקיינוסים מהנהרות ומגשמים שיורדים עליהם ישירות, קטנה מאוד יחסית לגודלם העצום. לכן, כשאנחנו שותים מי ים מותפלים אנחנו שותים מים שזרמו לים לפני אלפי שנים.

הכנרת | צילום: Shutterstock
כל טיפה שוהה כאן חמש שנים, בממוצע, לפני שהיא נשאבת או מתאדה. הכנרת | צילום: Shutterstock

מים צעירים בסכנת זיהום

גילם של מי התהום הנאגרים באקוויפרים תת-קרקעיים תלוי במאזן ההידרולוגי המקומי, כלומר ביחס בין גודל המאגר לכמות המים שנכנסים אליו ויוצאים ממנו בזמן נתון. בדרך כלל מי תהום רדודים יהיו בני כמה עשרות שנים או קצת למעלה מכך, ואילו באקוויפרים עמוקים מים עשויים לשהות גם אלפי שנים ואף מיליונים. 

מכיוון שמי התהום סמויים מן העין, קשה להעריך את גילם באופן ישיר באמצעות הערכת גודל המאגר וכמות המים הנכנסים אליו. לכן גיל של מי תהום נקבע באמצעות שיטות תיארוך של איזוטופים רדיואקטיביים כגון טריטיום, פחמן-14, ארגון-39 וקריפטון-81. השיטות הללו מתבססות על כך שלכל אטום רדיואקטיבי יש "זמן מחצית חיים" – התקופה שבה מחצית מכמות האטומים תתפרק לאטומים קלים יותר. כיוון שהשכיחות הרגילה של סוגים שונים של אותו אטום (איזוטופים) ידועה, אפשר להשוות את יחסי הכמויות של איזוטופים שונים במים ולהעריך את גילם.

גיל מי התהום הוא נתון חשוב בניהול משק המים של האקוויפר, שכן הוא מעיד על קצב התחדשות המאגר. מבחינה סביבתית, אקוויפר צעיר רגיש יותר לזיהומים באגן הניקוז שלו, כלומר לרעלים שמצטברים על פני הקרקע ומחלחלים משם למעמקי האדמה. מים צעירים מעידים שקצב האספקה לאקוויפר גבוה יחסית לגודלו, ולכן זיהום על פני השטח צפוי להתפשט בו מהר יותר. מדידת גיל המים בכמה נקודות לאורך מסלול הזרימה באקוויפר מאפשרת לחשב את מהירות הזרימה ולהעריך את הזמן שנדרש לזיהום להגיע אל באר השאיבה. 

קצב ההתחדשות באקוויפר שהמים בו עתיקים הוא בהכרח איטי יותר. יש אפילו אקוויפרים "מאובנים" שאינם מתחדשים כלל. מאגרים תת-קרקעיים כאלה קיימים גם אצלנו בנגב, והמים בהם נאגרו בתקופות גיאולוגיות קדומות, כשמשטר האקלים היה לח יותר. כיום האקלים המדברי לא מאפשר להם להתחדש באופן משמעותי, כך שכשמוצאים אקוויפר כזה מתייחסים אליו כאל משאב חד-פעמי. מי תהום קדמוניים גם נוטים להיות מלוחים יחסית, ולכן דרוש טיפול מקדים כמו התפלה או מהילה במים מתוקים, לפני שיהיה אפשר להשתמש בהם להשקיה או לשתייה.