时间:2018-11-18 10:00:00编辑:佑裕
地球上在一开始水是怎么来的?水循环是怎么循环的?水循环的特点是什么?
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。在自然界,水是以气态(水蒸气)、液态和固态(冰)这3种形态存在的。地球上各种水体通过蒸发(包括植物蒸腾)、水汽输送、降水、下渗、地表径流和地下径流等一系列过程和环节,把大气圈、水圈、岩石圈和生物圈有机地联系起来,构成一个庞大的水循环系统。
水循环的特点是完全闭合的,无论是地表水还是地下水,一般都要流归大海,只是流归的方式、时间不同而已。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。