综述通过地理课程的学习,我们每个人都知道地球上的水资源通常是循环存在的。当水资源被光照蒸发进入大气层中之后,会随着气温的不断降低化作雨水降落在地面上。
这样一来,水资
通过地理课程的学习,我们每个人都知道地球上的水资源通常是循环存在的。当水资源被光照蒸发进入大气层中之后,会随着气温的不断降低化作雨水降落在地面上。
这样一来,水资源的总体数量就不会减少。可就在最近一段时间,科学家们却发现地球正在疯狂地“喝水”。很多人对此可能不太理解,地球自身就是一个整体,而我们印象中的喝水不应该是从外部空间吸入?
事实上,这里的“喝水”指的是地球内部对地球表面水资源的吸收,每年地球内部大约会吞噬数亿吨左右的水资源。那么这些水都去了哪里呢,又是否还有机会为人类所用?
水循环模拟图
地球构造想要了解这个问题,我们就必须要弄清楚地球内部的构造。同样是在地理课程之中,我们知道地球由内而外分别是地核,地幔以及地壳。
可对于这三者的具体组成,我们却没有进一步的了解。首先是地球最深处的地核,也就是地球的核心部分,半径大概在3470km左右,其温度则在4000到6800℃之间。
和我们想象的不同,地核的总体体积虽然只有地球的16.2%,但它的质量却已经达到了地球整体质量的31.5%。如果没有地核的存在和支持,那么外层的地幔和地壳也不可能存在。
地球模拟图
不仅如此,科学家们还推测地核的存在保证了地球表面磁场的稳定性。我们都知道地球磁场一旦消失,那么地外粒子给人类造成的打击绝对是毁灭性的。
只不过就这一猜想,科学家们暂时还没能找到证据证实。其次就是地球中部的地幔,厚度在2800km以上,在这个厚度之中,还存在上地幔和下地幔之分。
和上地幔相比,下地幔的温度,密度都会高出很多,这主要是由于下地幔需要承担更多的压力。而在上地幔之中,主要由不同厚度的橄榄岩层组成。
之所以会有这样的划分,主要是来源于两个层面所具有的压力和温度不同。值得一提的是,在上地幔之上还有一层软流圈。受到压力的长期作用,这个圈层之中的物质运动较为缓慢。
地球结构剖面展示图
不过也正是因为软流层的存在,所以才让地震波的波速得以降低。放在现实生活中,这一圈层就有点类似我们在公路上常见的减速带。
最后就是我们最熟悉的地壳,虽然它的相对厚度比较低,但却是人类赖以生存的基础条件。很多人不知道的是,哪怕是上地幔中软流圈的温度,大概都在700-1300℃之间。
如果没有地壳的保护,人类根本无法在这样的温度下生存。而地球上每年消失的数亿吨水资源,其实就是通过地壳逐渐流向地幔,给人造成了地球正在“喝水”的假象。
这一点其实很容易理解,地壳随时都在不停地运动,在运动的过程之中,各大板块间的缝隙就成了海水流向地底深处的路径。
地壳与人类生活有很重要的关联
消失的水资源如果按照这样的思路看下去,那么地球上的水资源岂不是会一直不断的减少,直到某一天彻底消失不见?这就像是某一个装满水的水盆,在底部出现裂痕之后,盆中水位自然会不断的降低。
事实上,这样的说法虽然是正确的,但也只说对了一半。我们都知道水资源蒸发进入大气层之后再通过降雨补充到地面的整个过程。
而水资源流入地底,其实就是往这个过程中再加入了一个步骤而已,整体变化并没有太大的不同。在当前世界上许多国家和地区之中,人们都发现了各种深不见底的坑洞的存在。
水资源
许多科学家原本猜想水流在涌入这些坑洞之后,必然会经过地下河道从另外一个地区流出来。然而研究结果却证明,当水流涌入这样的坑洞以后,就再也没有流出来。
对于这个现象,许多科学家一开始十分不解,直到最后才发现,这些消失的水资源都已经被地幔给消化了。
当水流通过各大板块以及坑洞之间的空隙流向地幔之后,除去一部分会通过不为人知的地下河道汇入其他海洋之外,其余绝大多数水流都会继续下潜,直至深入地幔之中。
地下河
等到水流抵达软流圈之后,受温度的影响,基本上都会挥发成水蒸气。科学家们经过采样研究发现,在地下200千米左右的岩石层之中就存在一种名叫“林伍德石”的石头。
其内部水分子含量远远超过了其他岩石。科学家们猜想,之所以会有这样的石头存在,主要原因就在于水蒸气的影响,让石头吸收了大量的水分子。
由此可知,其实整个地球的水循环并没有发生太大的改变。在整个循环过程之中,除去地表水循环之外,流向地幔的水也会有一部分通过各种各样的方式回到地壳里的地下河道之中。
林伍德石样本
并且它们最终还会加入属于地壳水的循环之中。可既然有固定的损耗,那么地球水资源的消失也就是必然的。这就和游泳池的进水和排水问题是一样的。
当进水管的进水速度无法追赶上出水管的流出速度,那么泳池最终必然会走向干涸。科学家们预测,大约在20亿年之后,地球上的所有水资源都会消失不见。
只不过在那之前,由于地幔水含量的不断增加,内部活动就会十分剧烈并最终影响到地壳。在这样的情况下,假如地球上还有人类存在的话,那就要随时随地做好应对地震来袭的准备。
在未来地球上的水资源或许会彻底消失不见
色素调查法很多人或许会疑惑,人们是如何知道水资源的减少是因为流向了地幔,而不是在水循环的过程之中经受了损耗?其实这个办法很简单,只要将两方面的问题解决就好。
首先是测算出地球水循环过程之中水源的平均损耗量,并借此算出地球水循环过程之中水资源的整体损耗。
只要将这个数值和地球每年消失的水资源进行对比就可以知道,消失的水资源究竟是水循环损耗还有另有原因。
河流
其次就是对地幔水含量的测定,要知道地幔本身的水分子含量是固定的,如果没有额外的水流注入,那么它的含量自然就不会发生变化。
而近几年的研究表表明,地幔水分子含量比例一直都在不断的增加,虽然这个变化的数值曲线几乎微不可察,但确实足以证明比例上升的事实。
除此以外,其实色素调查法也是调查水源走向的一个简单方法。很多人对于这种方法可能不太了解,其实主要原理就是将一些无污染且不易溶解的色素放入水流之中,然后经过一段时间后观测这些色素会不会在其他地区出现。
河流
在调查许多地区的水资源流向以及地下河脉络的时候,基本上都会用到这样的方式。尤其是在现代社会之中,地质学家们也都习惯将色素放入水流之后,研究周边的河流之间的相互关联。
当然,如果色素最终并没有在周边河流出现,那就证明水流最终流向了地底。通过这样的方法,科学家们对海洋中的许多“无底洞”都进行了同样的测量。
最终结果显示,消失的水资源确实是被地球内部吞噬了。而之后的水资源发展变化,也就自然而然地进入了全新的水循环之中。
河流
水资源现状在许多人看来,地球表面的水资源大概在20亿年之后才会逐渐干涸,和我们根本没有太大的关系。可事实上,如果没有居安思危的意识,不懂得及时保护自然水资源。
那么水资源消失的速度必定会比人类想象得还要快速许多。除此以外,就现如今世界各国的水资源而言,其实也算不上有多乐观。
要知道地球上的水资源虽然占据了地球表面的71%,可能够被人类利用的淡水资源仅仅只有2.5%左右。更重要的是,在这2.5%的淡水资源之中,绝大多数都在两级冰川以及地底深处。
极地冰川
真正能够被人类利用的大约只有总量的0.26%。尤其是我们国家,尽管淡水资源总量大约为全世界淡水资源的6%,可平均水资源使用量却是全球倒数。
即是说,中国属于全球人均水资源最贫穷的国家之一。在这样的情况下,我们更应该明白水资源的重要性,珍惜并节约用水。
保护环境就地球内部每年吞噬数亿吨的水这件事来说,人类似乎已经无法阻挡它的发展趋势了。毕竟就现代科技而言,根本无法做到将海沟或者无底洞补平。
中国的水资源匮乏
更何况补平之后究竟会发生什么,谁也无从知晓。可事实上,水资源的减少其实也是对人类的一种警示。随着温室效应的加剧,越来越多的冰川融入海洋。
可这部分多出来的水资源最终却消失在地球内部,这纯粹就是一种浪费。我们无法阻止水资源的减少,但我们至少应该做到避免水资源因为人为因素的影响而减少。
在这样的情况下,保护环境势在必行。不仅如此,水资源污染以及地下水的过度开采同样是十分严重的问题。首先是水资源污染。
未来冰川或会有很多融入海水
当工业废水以及生活污水涌入本就不多的淡水资源之中时,人类用水的代价必然会越来越高。只要有留心观察水费变化的人都知道,在等价值资源之中,水的价格算是增长得最快的。
一些经济学家甚至预测:在未来五年以内,水将像石油一样在全世界流通。其次就是地下水的过度开采,完全就是在揠苗助长。
这样的开采行为虽然满足了当代人民的用水需求,可后世子孙又应该从哪里取水?很多人会想未来的海水淡化工程或许已经完善,人类用水也就不那么紧张了。可这种“竭泽而渔”的行为,真的是正确的吗?
工业废水
结语地球对水资源的吞噬,已经是不可避免的趋势。既然无法阻止这个趋势,那我们就应该想办法从其他地方进行补救。虽然不知道在未来的科技发展进程之中,人类将会到达怎样的高度。
但我们应该知道,地球作为人类唯一的家园,保护永远比伤害更有意义。不过从另外一方面来讲,我们现如今是处于“认识问题”的阶段,或许随着时间的推移,未来的人类一定有办法能够解决问题。
等到了那个时候,我们也不必再为水资源的流失而担心。这样一来,许多与水资源减少和消失相关的问题,自然也就迎刃而解了。
保护地球水资源主题海报
水是地球生命之源,没有水,就没有生命的起源,从太空俯瞰地球,更像是一颗蓝色的绚丽的水星球,因为地球70%以上的面积都是海洋。
然而,水并不是无穷无尽的,地球的两个邻居:火星和金星,在数十亿年前,也是存在水的,但最终都消失了,美权威杂志《自然》撰文称,数亿年以来,地球一直在巨量“喝水”,每年吞水量都达到了惊人的数百亿吨。
科学家们通过监测地球第一深海--马里亚纳海沟发现,海沟每年都会吸入大量海水,这些水会进入到地壳,然后再流入地幔层。工业革命以后,特别是近年来地球每年吞的水成倍增长,然而,地球的海平面却没有降低,反而上升了,这是为什么呢?
第一个原因:填补地球地壳运动产生的裂缝。
地球时刻都在进行着地壳活动,在地幔层会产生无数新的裂缝,无数的海水会从这些裂缝中深入到地球的深处,填补这些裂缝的空间,由于岩石阻碍,这些水分只能通过下次地壳运动产生的火山喷发重回地面,否则将永远留在地球内部。
第二种原因:填补了石油、矿产等资源开采留下的地下空间。
地球吞入的水有一部分灌溉了地下的石油、沥青等矿产资源,石油被认为是一种不可再生的资源,随着人类不断开采,挖空的占地面积必然是需要填补的,而海水就填补了这部分的空间
第三种原因:海水、江湖、云朵以及冰川的动态平衡。
海水、云朵、江河、湖泊以及冰川是地球喝进去的水的分支,地球每年在距离太阳的远端在两极将水转化为冰川,减少了地球的降水,在近太阳的断转化为降雨,维持着水资源的动态平衡,地球上水资源的蒸发及降落循环,是维持地球生命的基础。
第四种原因:动物和植物对水的吸收。
其实地球大量吸收水分另外一个原因,就是地球生物的水资源消耗,随着生物数量的增多,水也在不断的减少,地表水的匮乏使人类不断开井索取地下水,反之,地下水不够时,地球就会“疯狂”的吞水以保证平衡。
第五种原因:地球的冷却塔,给地球内部散热,并阻止火山大规模喷发。
被地球吞下的水并不完全回到地壳中,有一部分会持续流到地幔层,在流动过程中会经过火山,低温海水熄灭岩火来给地球降温,避免毁灭性爆发。
总之,地球是一个脆弱的平衡系统, 历史 上已知的已经有五次大灭绝,有火山,冰川,海水淹没以及撞击等多种因素,人类在数百年的时间造成的温室效应已经让地球平均温度升高了几度,2020年,这个多灾多难的年月,让我们更加应该明白, 保护地球环境,维护绿水青山就是维护金山银山,是维护人类长久生存的基础。
人一天没有补充 1.8升 的水就会感到口渴,那地球“口渴”起来需要喝多少水呢?你没有听错,地球也会“口渴”,每天都会“喝”下大量的水。
众所周知,水资源是地球上非常珍贵的资源。对人来说也是如此,一个人可以一周不吃饭,但是 没有水连三天都撑不过去 。地球虽然有 70% 的海洋,但是我们能饮用的淡水资源,只占其中的 2% 左右。
令人惊讶的是,看起来平静的海洋却暗流涌动。据研究显示,地球的海水量,处在一直损失的状态。换句话说, 地球正在不断地吞噬地球表面的海水 ,那么地球为什么会“喝”水呢?
这要用到一点点地理知识,其实我们所行走的地面,会在地幔的推动下不断运动,这叫作 大陆板块运动 。山脉就是板块连接处挤压形成的,而峡谷则是地表连接处分开导致的。在大陆板块运动之间,会存在一定的碰撞,而在碰撞中,部分板块会划入地幔中,从而带走大量的水。
也就是说地球“喝”水是很正常的事情,但是惊人的是地球的“喝水量”。据研究表明,太平洋的 马里亚纳海沟海水资源 , 正在以惊人的速度被消耗 ,也就是说,地球内部正在消耗数百亿吨的水资源。通过地震检测仪数据显示,被地球“喝”掉的水,远远比我们想象的还要多。
地球吞“喝”水这种活动,虽然不及海啸、地震等直观一点的现象,但是想想后果就让人感到 脊背发凉 。究竟地球每天“喝”掉了多少水,才会使得科学家们震惊不已呢?
地球的“胃口”有多大? 《自然》杂志 给了我们答案,根据计算,每年约有 3万吨 以上的海水被吞噬,似乎地球没有“喝饱”的趋势,因为这个速度还在不断地增加,根据推算,相当于每百万年就有 30亿兆 的水涌入地球,一兆水就相当于 10亿公斤 ,这个结果也是得到了国家海洋科学部的认可。可见啊,地球确实渴了,还渴得不轻。
这些被地球吞噬的海水究竟去了哪?一开始科学家们认为这些被吞下的水,会经过某些路径重新流入大海。为了验证这个猜想,科学家使用有 特殊颜色的液体 ,将这些没有污染的液体倒入“吞”水的无底洞中,仅过去几个月,这些液体就随着海水消失的无影无踪。他们为此翻遍了附近的海域,结果还是什么都没找到。
不甘心的科学家,使用特殊的 无污染耐腐蚀材料 ,做成许多圆形道具,将这些材料倒入后,最后也消失得无影无踪,再其他海域也找不到这些道具的一点身影。
直到 2018年 这个谜底才被揭开, 美国华盛顿大学 的一个研究团队,在 玛利亚纳海沟 放置了 19台 地震仪,想要利用地震波来检测地底有什么,其原理主要利用了波在不同介质中,传播速度不同的原理。
这不测不要紧,一测吓一跳,检测发现在海沟下方 30公里 的地方,存在着大量的海水。这次检测不仅检测出海水的去向,而且还将马里亚纳海沟“喝水”速度给搞明白了,是科学家预估数值的 4.5倍 。这还仅仅只是一个海沟,整个地球的“吞水”口加起来,那将是一个非常恐怖的数字。
有些聪明的小伙伴可能发现了,那不对啊,明明地球在大量“喝水”, 为什么我们的海平面不降反升呢 ?
我们知道地球的水会因为 板块碰撞 ,而流入地表内部。那这些水会在地表内部一直储存吗?这里给各位小伙伴思考一下。
有些人说,地幔的温度非常高,水遇到高温会变成水蒸气,水蒸气则会从地表内部流回 地面。这种说法,只对了一半, 少部分可能会通过水蒸气的方式回归大陆 ,但是含有一部分会以其他形式被困在地球深部。
这种存在的形式是一种特殊的岩石,叫做 林伍德石 。什么?水变成了石头?没什么不可能的,物质本是都是由分子组成的,而林伍德石是一种在高温高压情况下,橄榄石与水分子结合生成的特殊产物,并且压力和温度越高,水分子的含量越高,这种石头含量高的地方,被科学家称为 “隐藏海洋” 。
其实,大家完全不必担心海水枯竭,毕竟地球还没有只“喝”不“吐”的情况发生。只不过可能是地球“肠胃”不太好,吐得有些剧烈罢了。就比如, 海底热泉 和 火山活动 。海底热泉,是那些没有来得及成为林伍德石的人,或者林伍德石在过程中分解而产生的。火山活动则会喷出大量的水蒸气,而喷出的岩浆又会分解林伍德石,所以火山活动带来的出水量是十分可观的。
当然这些都是地球 自我调节平衡 的方法,但是海平面上涨,却是因为人类的自然环境的破坏,形成的温室效应导致的。海水资源不需要担心,但是淡水资源却不是取之不尽用之不竭的,随着人类对环境的破坏,地球上的淡水资源也越来越少,所以,我们理应在生活中注意 保护水资源 ,守护好地球带给人类的馈赠。