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[科普中國]-地球上的水:自源說和外源說

科普中國-綠色雙碳
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地球是太陽系八大行星中,地球是類地行星中唯一有液態(tài)水的星球。地球表面70.8%的面積是海洋,地球上這么多的水,究竟是從哪里來的呢?直到今天,這個問題在科學界仍有很大的分歧。關于地球上水的來源,有兩大說法:自源說和外源說。

地球的水來自地球本身

自源說認為,地球起源時,地下深處的巖漿中含有豐富的水,在合適的條件下,這些巖石中的水就會被釋放出來。在地球形成后的最初幾億年里,由于地殼較薄,加上小天體不斷轟擊地球表面,地幔里的熔融巖漿易于上涌噴出,因此,那時的地球到處是一片火海。隨同巖漿噴出的還有大量的水蒸氣、二氧化碳,這些氣體上升到空中并將地球籠罩起來。水蒸氣形成云層,產生降雨。經過很長時間的降雨,在原始地殼低洼處,不斷積水,形成了最原始的海洋。原始海洋的海水只是略帶咸味,后來鹽分才逐漸增多。經過水量和鹽分的逐漸增加,以及地質歷史的滄桑巨變,原始的海洋才逐漸形成如今的海洋。

海洋

地球的水來自外空:彗星、隕石和太陽風

外源說認為,碰撞到地球的彗星、降落到地球的隕石,其成分含有一定量的水,一般為0.5%~5%,有的高達10%以上。其中碳質球粒隕石含水更多。球粒隕石是太陽系中最常見的一種隕石,大約占所有隕石總數的86%。降落到地球的隕石把水分帶到了地球。

另外有人認為太陽風到達地球大氣圈上層,帶來大量的氫核、碳核、氧核等原子核,這些原子核與大氣圈中的電子結合成氫原子、碳原子、氧原子等。再通過不同的化學反應變成水分子。

地球上水資源分布情況

地球上的水以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)三種形式存在于地球表面、地下以及大氣中。地球上的水絕大多數存在于海洋里,海水約占地球全部水量的96.5%。地球上主要有太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋四大洋,此外還有很多內海、邊緣海、海灣和海峽。海水的共同特點是含有鹽分,在不同區(qū)域,海水的鹽度和所含物質不盡相同。地球四大洋是相互連通的,海水通過洋流運動不停交換。

地球大氣中也存在著少量水分。雖然不同地區(qū)、不同時候,大氣中水分的含量經常會變化,但是總體來說,地球大氣中水分的總量是基本不變的。

地球上水資源總量很大,分布卻存在空間和時間上的差異。在空間上,因為地形和氣候原因,缺水的地方形成荒漠、沙漠,寸草不生,生命難以生存。水資源在時間上的分布也不均勻,比如非洲南部草原,有明顯的旱季和雨季之分,旱季大地一片干枯,雨季則萬物生長、欣欣向榮。中國各地的水資源量差別也很大,西北地區(qū)要比東部地區(qū)干旱得多,人口密集的東部地區(qū)屬于季風氣候,夏天潮濕多雨,是一年中降水最多的季節(jié),而春、秋、冬三季則降水相對少得多。

四大洋

地球上的淡水會枯竭嗎

真正能讓我們開發(fā)利用的淡水,只占地球總水量的十萬分之七,它們是河流、湖泊及淺層的地下水。只有這么少的“可用之水”,是不是很危險?地球上的淡水是不是會有用完的一天?

我們知道,地球上的水,通過地面、水面蒸發(fā)和植物的蒸騰作用,化為水蒸氣(水汽)進入空氣中,空氣是運動的,水汽隨著氣流到達其他地區(qū),如果遇到適當的自然條件,水汽有可能凝結,再以雨、雪等形式落回地面。水就是這樣不停在地球上循環(huán),總量不會增多也不會減少。全球范圍內,每年水蒸發(fā)總量、降水總量都不會有太大變化,雖然有些淡水湖泊因為水量減少而變成咸水湖,但是總體來說,地球上的淡水總量會維持著一個基本恒定的數量。

從這個角度來說,地球上的淡水是不會枯竭的。但是,如果毫無節(jié)制地開發(fā)使用,淡水資源有可能會被消耗殆盡。而我們在日常生活中,最容易做到的就是節(jié)約用水。

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