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地球上的水:自源说和外源说

日期:2017年06月18日 20:50   来源:科普中国-科学原理一点通   作者:韦有成

  地球是太阳系八大行星中,地球是类地行星中唯一有液态水的星球。地球表面70.8%的面积是海洋,地球上这么多的水,究竟是从哪里来的呢?直到今天,这个问题在科学界仍有很大的分歧。关于地球上水的来源,有两大说法:自源说和外源说。

  地球的水来自地球本身

  自源说认为,地球起源时,地下深处的岩浆中含有丰富的水,在合适的条件下,这些岩石中的水就会被释放出来。在地球形成后的最初几亿年里,由于地壳较薄,加上小天体不断轰击地球表面,地幔里的熔融岩浆易于上涌喷出,因此,那时的地球到处是一片火海。随同岩浆喷出的还有大量的水蒸气、二氧化碳,这些气体上升到空中并将地球笼罩起来。水蒸气形成云层,产生降雨。经过很长时间的降雨,在原始地壳低洼处,不断积水,形成了最原始的海洋。原始海洋的海水只是略带咸味,后来盐分才逐渐增多。经过水量和盐分的逐渐增加,以及地质历史的沧桑巨变,原始的海洋才逐渐形成如今的海洋。

   

  海洋

  地球的水来自外空:彗星、陨石和太阳风

  外源说认为,碰撞到地球的彗星、降落到地球的陨石,其成分含有一定量的水,一般为0.5%~5%,有的高达10%以上。其中碳质球粒陨石含水更多。球粒陨石是太阳系中最常见的一种陨石,大约占所有陨石总数的86%。降落到地球的陨石把水分带到了地球。

  另外有人认为太阳风到达地球大气圈上层,带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核,这些原子核与大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等。再通过不同的化学反应变成水分子。

  地球上水资源分布情况

  地球上的水以液态、固态和气态三种形式存在于地球表面、地下以及大气中。地球上的水绝大多数存在于海洋里,海水约占地球全部水量的96.5%。地球上主要有太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋四大洋,此外还有很多内海、边缘海、海湾和海峡。海水的共同特点是含有盐分,在不同区域,海水的盐度和所含物质不尽相同。地球四大洋是相互连通的,海水通过洋流运动不停交换。

  地球大气中也存在着少量水分。虽然不同地区、不同时候,大气中水分的含量经常会变化,但是总体来说,地球大气中水分的总量是基本不变的。

  地球上水资源总量很大,分布却存在空间和时间上的差异。在空间上,因为地形和气候原因,缺水的地方形成荒漠、沙漠,寸草不生,生命难以生存。水资源在时间上的分布也不均匀,比如非洲南部草原,有明显的旱季和雨季之分,旱季大地一片干枯,雨季则万物生长、欣欣向荣。中国各地的水资源量差别也很大,西北地区要比东部地区干旱得多,人口密集的东部地区属于季风气候,夏天潮湿多雨,是一年中降水最多的季节,而春、秋、冬三季则降水相对少得多。

   

  四大洋

  地球上的淡水会枯竭吗

  真正能让我们开发利用的淡水,只占地球总水量的十万分之七,它们是河流、湖泊及浅层的地下水。只有这么少的“可用之水”,是不是很危险?地球上的淡水是不是会有用完的一天?

  我们知道,地球上的水,通过地面、水面蒸发和植物的蒸腾作用,化为水蒸气(水汽)进入空气中,空气是运动的,水汽随着气流到达其他地区,如果遇到适当的自然条件,水汽有可能凝结,再以雨、雪等形式落回地面。水就是这样不停在地球上循环,总量不会增多也不会减少。全球范围内,每年水蒸发总量、降水总量都不会有太大变化,虽然有些淡水湖泊因为水量减少而变成咸水湖,但是总体来说,地球上的淡水总量会维持着一个基本恒定的数量。

  从这个角度来说,地球上的淡水是不会枯竭的。但是,如果毫无节制地开发使用,淡水资源有可能会被消耗殆尽。而我们在日常生活中,最容易做到的就是节约用水。

【责任编辑:若尘】

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