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地球上的水 来自何处?

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发表于 2016-11-24 23:24:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
  从太空中看地球,它是一个大部分为蓝色的圆球,那些蓝色的部分便是水。在太阳系中,地球是唯一拥有液态水的天体。这让人们不禁想问:地球上的水来自何处?
  地球其实名不副实,它表面积约5.1亿平方千米,其中陆地面积占地球表面积的29.2%,海洋的面积占70.8%,是一个实实在在的水球。地球上有多少水?联合国统计资料显示,地球上总共有138.6亿立方米的水。


地球上的水 来自何处?


地球上的水来自哪里?对于天文学家来说,要回答这个问题,可以借用唐代大诗人李白的一句诗:“君不见,黄河之水天上来”——是天上的彗星撞击给地球带来了水。可是,地质学家却另有自己的答案——是火山爆发给地面上送来了水。这两家似乎都只诉说着自己的一家之言,无意否定另一家的说法。那么,我们是否可以结合两家之言,说地球上的水,既来自天上,又来自地下?

地球上的水 来自何处?

地球上的水 来自何处?

  长久以来,人们对地球上水的来源问题一直争论不休。对此,有两种完全相反的看法,一种观点认为水是从天上(雨雪)掉下来的;另一种观点认为,雨雪是地面上的水蒸发后才到了天上的。有些科学家说,太阳风导致了水的产生,地球水是太阳风带来的,是太阳风的杰作。

  首先提出这一观点的科学家是托维利,他认为太阳风是太阳外层大气向外逸散出来的粒子流,电子和氢原子核——质子是其主要成分。根据计算,托维利得出这样一个结论:从地球形成到今天,地球已从太阳风中吸收的氢的总量达1.70×1023克。我们知道,氢和氧结合就会产生水,如果把这些氢全部和地球上的氧结合,就可产生1.53×1024克的水,地球水现在的总量145亿吨与这个数字是十分接近的。

  更重要的是,地球水中的氢与氚含量之比为6700∶1,这同太阳表面的氢氚比也是十分接近的。因此托维利认为,根据这些计算和成分对比,可以充分说明地球水来自太阳风。
  研究地球物质成分和内部构造的科学家认为,地球上的水其实是从地球内部挤压出来的,地球表面原本是没有水的。水最早是从星云物质中带来的,在地球形成时,通过地球的演化,后来不断从地球深处释放出来。

  几乎在每次火山喷发时总会喷出大量气体,水蒸气要占到75%以上。地下深处的岩浆中有水分,即使是由岩浆凝固结晶而成的火成岩,水也以结晶水的形式存在其中。但是,随着人们对火山现象研究的深入,上述观点被推翻。人们发现同火山活动有关的水,是地球现有水循环的一部分,并不是什么从深部释放出来的“新生水”。

  科学家克莱因分析了世界各火山活动区与火山有关的热水中的氚,证明它们与当地的地面水是相同的,从而确认它们是渗入地下的地面水,在火山热力的作用下重新变为水蒸气上升。
  后来,科学家根据对某些地区火山热力所导致的氚进行分析,发现人工爆炸能够导致氚含量的升高,这就进一步说明其实是新近渗入地下的雨水变成了火山热水。这些研究成果使那些主张地球水来自“娘胎”的研究者修正了对火山水的看法。水的来源并无定论,美国衣阿华大学的弗兰克等科学家还提出了一个引人注目的新理论:太空中由冰组成的彗星才是地球上水的来源。

地球上的水 来自何处?

地球上的水 来自何处?


  原来,科学家发现,大气中水蒸气分子在太阳紫外线的作用下,会分解成氢原子和氧原子。氢原子向外飘扬,当它到达80~100千米气体稀薄的高热层中时,氢原子的运动速度会超过宇宙速度,能摆脱地球引力离开大气层从而进入太空。这样一来,地球表面的水就流失到了太空。人们经过计算发现,飞离地球表面的水量差不多等同于进入地球表面的水量。可是,有一个奇怪的现象似乎不符合这种说法,那就是地质学家发现,2万年来,世界海洋的水位涨高了大约100米。

  地球表面水面为什么不断增高呢?这至今还是个谜。自1918年以来,弗兰克等人通过对从人造卫星发回的几千幅地球大气紫外辐射图像仔细研究,发现总有一些小黑斑出现在圆盘形状的地球图像上。每个小黑斑面积约有2000平方千米,大约存在2~3分钟。经过仔细研究和检测分析后,弗兰克等人发现这些黑斑是由一些肉眼看不见的由冰块组成的小彗星,撞进地球大气层,融化成水蒸气造成的。

  这些小彗星频繁地坠入大气层,每5分钟大约有20颗平均直径为10米的这种冰球进入大气层,每颗融化后能变成100吨左右的水,地球因此每年可增加约10亿吨水。地球从形成到今天,大约有46.5亿年的历史,照此计算,这种冰球一共为地球提供了460亿吨水,比现在地球水体总量还多。
  关于地球水的来源有许多各不相同的认识,各有各的道理,但真相究竟如何,还有待于科学家们收集更多的客观证据,以揭开这个谜。

  地球上的水究竟从哪里来的?真相竟然是这样!

  科学家们很长一段时间都在研究地球上水的起源,他们的发现令人惊讶,我们的星球也许本不该有水。现在地球所处之地十分干燥,所以如果地球是在一块在炽热的新恒星旁诞生的干燥石块,水又是从哪来的呢?

地球上的水 来自何处?

地球上的水 来自何处?

  每一种假说都是有漏洞的,而我们需要确切的答案。追溯地球上水的真正起源是一个极其复杂的过程,要从46亿年前,太阳系形成的时候说起。大量的气体和尘埃组成星际云,漂浮在宇宙中,星际云中的氢原子和氧原子的数量不断增加,氧原子是宇宙中数量最多的原子之一,氢原子则是宇宙中数量最远的原子,没有之一,所以他们结合的产物也是数量惊人的。经过几百万年,这些性质活跃的原子结合成了H2O,也就是水。

地球上的水 来自何处?

地球上的水 来自何处?

  水分子的结构很简单,一个氧原子,两个氢原子。水依附于气体云中的尘埃粒子,慢慢累积变成了冰晶,最终冰状的星际云密度越来越大,在引力作用下开始坍塌,于是太阳系的形成就此开始。星际云中的水能填满地球上的海洋三百万次。此时成百上千颗恒星开始形成,大量的碟状物质环绕在新星周围,气体,尘埃,当然还有很多水。

地球上的水 来自何处?

地球上的水 来自何处?


  万有引力牵引着越来越多的物质汇聚于星际云中心,温度和压力随之升高,最终巨大的能量将这一切融为一体,一颗原恒星,我们初生的太阳,就此绽放。但是对于围绕在新星周围的水来说,这是个坏消息。刚刚形成的恒星周围是炽热而激烈的宇宙环境,而由于水本身并不稳定的化学性质,所以此区域周围的水都会被蒸发掉,所以恒星形成的初期,周围是不可能存在水的。


  地球水与人类


  地球上的水,以气态、固态、液态3种形式存在于大气、海洋、河流、湖泊、沼泽、土壤、冰川、永久冻土、地壳深处以及动植物体内。它们相互转化,共同组成一个包围地球的水圈,总水量有14亿立方千米。海洋占了地球表面的70%。


  水并不是静止的,它在运动,水的循环对于生物的繁荣和人类社会的发展非常重要。促使水循环的动力是太阳的辐射。太阳辐射加热水,水蒸发到空中形成了云。然后,云里的这些水汽凝结成雨、雪、雹下到地面,或流到地下,或流到海洋。地球上的水就是这样往复变化着,这个过程就是自然界的水循环。它可以使地球上各种水体进行自然更新,并使海洋水、陆地水、地下水保持相对平衡状态。另外还有一个循环,是在海洋里面进行的。水在海洋里进行一种大规模的、相对稳定的流动,是海水重要的普遍运动形式之一。重要的海流有环太平洋海流、环大西洋海流、墨西哥湾海流、环北冰洋海流、环印度洋海流等。


  当代全球有十大环境问题;大气污染、温室效应、臭氧层破坏、土地沙漠化、海洋生态危机、森林锐减、物种濒危、垃圾难题、人口增长过速。简单说,就是资源、环境、人口三大问题,它们一直困扰着人类的生存和发展,特别是发展中国家情况更为严重,而这些问题几乎都与地球上的水有关。城市的人口密度大,工业集中,水的供需矛盾十分尖锐。世界各国的大中城市都不同程度地存在着缺水问题。例如,中国已有154个城市缺水,仅14个沿海开放城市,每天缺水就达300万立方米,给城市人民生活带来了困难和不便,严重影响社会的可持续发展。对自然资源过度地开发和利用,造成了生态平衡的严重破坏,森林、草原明显减少,土地沙漠化与盐渍化,水土流失严重,许多地方的气候也变得越来越恶劣。工业生产把大量深埋在地下的矿物采掘出来,在许多工业产品的生产和消费中,产生大量的废气、废水、废渣,对环境造成污染。随着温室气体的大量排放和环境污染的日益加重,地球的温室效应也日趋明显,平均气温不断升高,导致冰雪消融,海平面上升。这已经威胁到了沿海地区和一些岛屿的人类生活甚至生存。


  地球是太阳系中唯一具有高等生命的星球。刻不容缓地保护地球环境,节约地球上有限的水资源,让地球恢复为山青水秀、空气洁净、草木葱茏、鸟语花香的宜居乐园,已经成为各国有识之士的强烈共识。





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