水是生命之源,如果地球上没有水,就不会有生命。那么对于水你到底了解多少呢?和SHUIMORE一起来看看吧!
水的起源
从太空中看地球,我们居住的地球是一个椭圆形的,极为秀丽的蔚蓝色球体。水是地球表面数量最多的天然物质,它覆盖了地球70%以上的表面,地球是一个名副其实的大水球。
然而,地球并不是刚形成就被一层层海洋包裹着,水是如何在我们这个星球上出现的一直是一个谜。人类发展的历史过程中,水的起源也是不断被探索,各种观点众说纷纭,但是目前水的起源主要可以分为两派:自源说和外源说。
自源说认为地球的水来自于地球本身。地球起源时,形成地球的物质里面就含有水,或者包含组成水的元素氢和氧,氢和氧在适宜的条件下化学反应生成了水。
外源说认为地球的水来自外空:彗星、陨石和太阳风。
从历史上看,最简单的解释是地球上所有的水都来自小行星,这些小行星影响着具有46亿年历史的地球的早期演化。
地球水的另一个起源?
另一项研究则讲述了一个不同的故事。法国洛林大学的研究人员分析了顽辉石球粒陨石中的氢。这些“干燥”的陨石可以很准确地模拟地球形成过程中的岩石,因此其氢含量暗示了地球形成过程中可能存在水。
默奇森陨石是一块碳质球粒陨石(0.46g),其包含的水合矿物和有机组分形成于外太阳系。顽辉石球粒状陨石(Sahara,70克),不含形成于内太阳系的水合矿物默奇森陨石是一块碳质球粒陨石(0.46g),其包含的水合矿物和有机组分形成于外太阳系。顽辉石球粒状陨石(Sahara,70克),不含形成于内太阳系的水合矿物。
研究人员通过观察各种同位素的含量来比较地球岩石和顽辉石球粒陨石的成分组成。他们发现,尽管顽辉石球粒陨石不含水合矿物质,但确实含有少量的氢,其同位素比例与地球一致。在凝聚成硬质球粒陨石的矿物和有机化合物中,氢通常以微量(0.1%)存在,这就解释了地幔和部分海洋中所含的大部分水的来源。因此,SHUIMORE觉得地球上大部分的水(更准确地说是水的组成元素氢和氧)可能从一开始就存在。
水是什么?它是怎么来的?
地球的水,从大到小分别是:地球表面、内部和大气中的水;液态淡水;淡水湖泊和河流。
在地球表面,“水”意味着两个氢原子结合一个氧原子(H20),而在地幔中所谓的“水”,对应的则是矿物质、岩浆和流体中的氢。这些氢可以与周围的氧结合,在适当的温度和压力条件下形成水。然而,地球和其他岩石行星(水星、金星和火星)是在太阳附近形成的,那里的温度太高,水无法以冰的形式融合到岩石中,而是只能蒸发。那么,为什么今天的地球上有这么多水,无论是在地幔还是在地表?
一个被普遍接受的假设是,含水的小行星向地球输送了氢。在地球上,科学家发现了一些具有独特球粒结构的陨石,称为球粒陨石,这些陨石来自质量较小的小行星。与行星不同的是,小行星自诞生以来从未经历过地质演化,因此,它们是太阳系最初几百万年的良好见证。
水的分布
那么地球上前期的水产生了之后经过上亿年到了现在,我们地球上水的含量是多少呢,它又是如何分布的?
地球上水总量约万立方公里。其中:海洋万立方公里,占97.02%;冰冠与冰川万立方公里,占2.15%;地下水8.34万立方公里,占0.62%;;河流0.万立方公里,占0.%;淡水河泊12.5万立方公里,占0.%;咸水湖与内海10.4万立方公里,占0.%;土壤水6.7万立方公里,占0.%;大气水1.3万立方公里,占0.%。
水循环的兜兜转转
在水循环中,水从海洋到陆地,又从陆地回到海洋里。
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当阳光照射到海面,太阳的热量使海水温度升高,一部分海水蒸发,从海洋上蒸发的水汽,被气流带到陆地上空,在适当的条件下凝结形成降水,降落地表。降落地表的水,一部分又被蒸发进入大气,一部分被植物截流,大部分沿地表流动,形成地表径流,有的渗入地下,形成地下径流,两种径流最终注入海洋。
从海洋表面蒸发的水汽,在海洋上空成云致雨(雪),然后再降落到海洋。从陆地表面蒸发的水汽或从海洋输送向内陆的少量水汽,在内陆上空成云致雨(雪),然后再降落到大陆表面上,在陆地内消耗,不返回海洋。
研究水源的意义是什么?
虽然很多研究并不能确定的告诉我们海洋何时在地球表面出现,但科学家已经知道,地球上的水不一定是由离太阳很远的含水天体提供的。至于内太阳系的岩石中,氢是以什么形式和什么过程被吸收和储存的,我们目前还不得而知。
但是,在内太阳系岩石中存在的氢具有特别重要的意义,因为其很可能是其他岩态行星(水星、金星和火星)上水的起源。类似的岩石也可能为围绕其他恒星运行的行星提供了水,从而使其具有发展出生命的条件——至少是我们所知的生命形式。