本
文
摘
要
综述
水是生命之源,是人类除了氧气以外最重要的东西,俗话说“人可三日无事,不可一日无水”,的确,人如果只是不吃东西,还能活较长的一段时间,但是若是不喝水,那么三天到七天就会脱水而死亡。
被誉为“沙漠之舟”的骆驼,很多人都知道它能够长期生活在干涸的沙漠环境中,如果没有食物,骆驼能够活一个月左右的时间,如果没有水,就算骆驼非常耐渴,也照样会死,只能坚持大概两个星期的时间。
人一生中基本上无法逃离五件事情,即“吃喝拉撒睡”,其中除了睡觉,另外的事情都与水有着很大的关系。
这其实也是因为人体内的水大概占了自身体重的70%,就连骨骼都有22%的水含量,水在我们体内也并非只是起到解渴的作用,还为我们促进新陈代谢,加快血液循环,能使得呼吸道黏膜一直处在湿润的状态,从而增强免疫力,防止病菌等繁殖等等。
也因此,“多喝热水”其实真的有用,并非是一些人眼中不懂关心他人,用来“敷衍”的客套话,科学的饮水习惯对人的健康有着巨大的帮助。
但是地球上能够被人类直接使用的淡水资源并不丰富,许多国家都非常缺水,因为人口数量排名第一,我国更是世界上人均水资源最缺乏的13个国家之一。那么地球上的这些水有过变化吗,是变多了还是变少了,或者是保持平衡不变呢?
地球上的水
要想知道地球上的水的变化,我们首先需要了解地球这颗星球上水是怎么来的。
根据星云假说,太阳系一开始的时候是一片呈自转的分子云,由于引力的坍缩,分子云的中心部分逐渐成为了原始太阳,而其他的部分形成了原行星盘,并慢慢演变出了各种行星天体。
在这样的基础上,原始地球诞生了,由于当时地球内部有着丰富的放射性物质不断产生热能,再加上地球本身凝聚收缩,地表的温度非常高,完全高于水的沸点,地球上无法存在液态水。
同时因为刚形成的地球地壳比较薄,内部持续不断的增温,导致地面火山喷发非常频繁,几乎是一片岩浆的海洋。
事实上,关于地球水的起源,科学家们对此有许多不同的观点,并且由于时间太过久远,人类的科技无法溯源,因此并无法得到确切的答案。但是目前而言主流的观点可以总结为两种,其一是内源说。
认同这一说法的科学家们认为,早期地球的水其实来自于地球自己,构成地球的物质中就存在着水,只是当时绝大部分的水处在地下岩浆或者地幔等区域。
后来因为地球内部较为活跃,导致地下温度过高,这些水就随着火山爆发从地下被喷发出来,成为了水蒸气被蒸发到原始大气层。
除了水蒸气,火山还喷发出了大量的二氧化碳等气体,并一同笼罩了地球,从而在地表降温后成为了云层,给地球带去了降水,慢慢形成了海洋。
其二则是外源说。一些科学家们认为,地球初期并没有太多水存在于上面,那时候刚形成的太阳系并未稳定下来,行星多是由尘埃颗粒逐渐碰撞汇集,从而形成了质量更大的天体,并且太阳系内部四周还有零散的碎片围绕,由于天体引力的原因不断与它们发生碰撞。
地球当时自然也是如此,在成长的过程中不断地与周围的天体、碎片相撞。
而且在大概40亿年前太阳系曾经发生过后期重轰炸,出现了大量的小行星轰炸,持续时间长达几亿年,地球因为本身质量足够,拥有较大的引力,并未被小行星击碎,反而获得了来自这些陨石的资源,其中就包括水。
根据近现代科学家们的观测,他们发现冻结线外存在着拥有较多的水分的小行星,大多为0.5%到5%左右的含水量,甚至有的还能够达到10%。
比如说谷神星,它位于火星和木星中间的小行星带,它的质量只有地球的0.015%,但是拥有的固态水,也就是冰甚至比地球上面的淡水资源还要丰富,达到了2亿立方公里。
大多数彗星更是有着大量的水分,科学家们还曾对维尔塔宁彗星进行了观测和研究,发现该彗星上面的水比例与地球海洋基本相同,这也就表示了彗星水与地球海洋有着共同的来源。
也因此,科学家们认为,正是这些有着水分的陨石在早期与地球发生碰撞,才为地球带去了充足的水分,从而推动了生命的诞生。
除了陨石,科学家们认为太阳风也在源源不断地向地球输送水分,但它并不是直接送来“成品”,而是将大量的氢核等等原子核送去了地球外部的大气层,从而与其中的电子发生反应,成为了氢原子等,再转化成为了水分子。
根据科学家们的研究估算,通过太阳风的方式,每年大气层会产生大概1.5吨的水分子,只是哪怕是算上45亿年的地球演变历史,太阳风的水也才只有67.5亿吨左右,比起地球总水量根本不算什么。
地球上水的变化
既然了解了两种关于地球水源的起源,那么地球上的水这么久以来到底是什么样的变化过程呢?
在很多人看来,地球表面的水似乎是在逐年减少,比如逐渐干涸、断流的湖泊江河,不断下降的地下水位,人类各个活动对水资源的消耗等等。
然而这只是人类眼中的水的减少,大部分的流失的水分其实都通过水循环系统,或者是其他的方式来到了另外的地方,例如大海。
随着温室效应的加剧,海平面一直在缓慢地上升,从1980年到2019年,根据我国相关部门对于沿海区域的海平面的监测和分析,得出这些年来海平面上升的速率达到了每年3.4毫米。
只是这个变化幅度实在太小了,如果没有科学的手段进行随时监测,哪怕是再经验丰富的沿海居民也很难发现海平面区区几毫米的年变化。
雨雪冰雹、生命活动等水循环并不会损失掉水分,而是如同从左手转移到了右手,仅仅是地点、形态等发生了变化,总体是不变的。
也因此,这就像是能量守恒定律一样,一个地方少的了部分,必然是增加在了另外的地方,是相对较为稳定的状态。
事实上,根据教科书上的观点,地球上的水其实是在增多的。虽然水蒸气的质量小于空气,会不断向上漂浮,但是要知道物体的质量越大,引力也就越强,地球本身就具有足够的重力,再加上外部大气层的阻拦,水分子几乎很难逃离地球。
而且随着水蒸气上升到了一定的高度后,由于周围的温度较低,水蒸气又会遇冷凝结,从而在大气层中聚集成为水滴,并在最后形成降雨。
或许有人认为,大气层中存在电离层,水分子来到这里以后,就会被电离成为氧气和氢气,氢气非常轻,会逐渐逃离地球,从而使得地球的水越来越少。
但是实际上,大气层中90%左右的水蒸气都集中在低层的对流层,电离层在非常高的地方,中间还有好几层阻拦。
而大气层属于下层温度低,上层温度高,就算是水蒸气想要前往电离层,也会因为对流层最低能达到-80摄氏度的低温区域影响,凝结成为液态甚至固态水,从而无法上浮,反而往下掉去。
哪怕是少数突破了重重阻拦来到了电离层的水分子,被分解以后成为了氢离子和羟基离子,氢确实是会来到电离层顶部逃跑到太空,但其实根据估算,理论上而言地球上每秒会有3千克的氢逃离地球。
这些数值是微不足道的,并无法令地球上的水因此而发生较大的变化,甚至在氢逃跑的同时,大量的陨石降落地球,以及源源不断携带着氢核的太阳风都在为地球补充着氢。
根据科学家们的研究,地球每年大概会有660立方公里的水从地幔处来到地上,并且每年也会有几十万甚至是几百万吨小行星坠落地球,尽管大部分都会在没有达到地面之前燃烧殆尽,但是其中的物质元素等并不会就此凭空消失,而是成为了地球的一部分。
故此,总而言之,地球上面的水虽然变化幅度较小,但是其实是越来越多的。
结论
尽管目前来看,地球的水资源从古至今一直没有发生太大的变动,但是这并不代表水资源就能随意地利用和消耗。
地球的水资源确实较为丰富,但是淡水资源极其少,仅仅只有地球总水量的2.53%,这其中又有70%的部分都分布在南北两极和高山之上,能够被人类使用的实在太少了。
随着工业的发展,人类为了经济不断掠夺自然资源,肆意排放污染废物,使得有些地方频频出现酸雨,同时许多地下水、湖泊、江河水体遭到严重的污染,大海中的人造垃圾更是触目惊心。
长此以往,人类所拥有的可用水资源将会越来越少,我们迟早会作茧自缚,自讨苦吃。