风清扬180832632
目前地球上的总水量大约有13亿8600万立方千米。如果把地球上的这些水聚到一起就会形成一个直径为1383千米的大水球。这个球体的直径要比冥王星的卫星卡戎星还要大175公里。这么多的水可不是地球生来就有的。它是地球在漫长的岁月中不断累积起来的。
地球上的水资源从古到今可不是一成不变的。这就要了解一下地球上的水是从哪里来的了。地球上的水来源很多,主要有这几个来源。
氢气和氧气的反应
回到46亿年期地球形成的初期,这时候地球有由于温度变化和重力的作用,地球内部的氢气和氧气上浮到地表,通过化学反应产生了部分水。
地球在冷却时产生了大量的水
地球在形成的初期,内部的放射性元素开始衰变,释放出热能将地球内部的物质融化。地球内部的气体在高温的作用下排到地表,这其中就包含了大量的水蒸气。水蒸气成为了原始地球大气的主要成分。
图示:原始地球排出的气体含有大量的水
火山喷发给地球带来了大量的水
俗话说得好,水火不容。但是在地球上正是火山喷发给地球带来了大量的水。地下的岩浆中含有大量的水分。岩浆中的的含水量可达到6%~30%。这些岩浆中的水分亿水蒸气的形式通过火山喷发带到了地表,被排到了地球大气层中。科学家计算,在地球漫长的45亿年岁月中,通过火山喷发带来的水可占地球总水量的一半。
另外,一些矿物经过脱水也形成了部分水,或者一些碳氢化合物通过燃烧也产生了部分的水,这些都是地球自身产生的水分。在原始地球表面逐渐冷却后,大气层中的水蒸气开始凝结成水,落到了地面上。那是地球上一下就是几千几万年的雨。降落下来的水,在地球上的低洼处形成了海洋。
部分水来自宇宙
不但地球自身产生了大量的水,宇宙也给地球送来了大量的水。大家都知道彗星的主要构成就是水冰和尘埃,里面含有大量的水。一些撞到地球上的小行星和彗星也给地球送来了大量的水。给地球带来水的还有太阳,太阳风中的有大量的氢原子核和氧原子核,在地球大气的上空形成了水。
图示:彗星给地球带来了大量的水
因此地球上的水不但不是一成不变的,反而还有增加的趋势。地球上的水蒸气几乎都集中在了地球大气最底部的对流层当中,因此水蒸气很难逃逸到太空当中的。只有极少量的水在太阳辐射的影响下分解成氧气和氢气。氢气可以逃逸的太空当中,水的质量因此减少一部分。总的来说,地球上水的含量是在增加的。
然而50亿年后,太阳将会膨胀成一颗红巨星。太阳的表面会到达地球轨道附近,亮度会增加到现在的2000倍左右。地球上的海洋将会沸腾蒸发干净。那时候地球上的水将会消失,生命将不复存在。
我就是兔斯基
水蒸气(也就是水分子)不会跑入太空,从而实现永久逃离。
只有氢可以。
正如,氢气球会快速升到高空,但冲入纯水分子的气球,假如它们能上升到8公里高度,显然是不能的……
但假如它们能,也会因为类似珠穆朗玛峰一样的低温将其凝结成冰晶,然后沉降到地面。
故,水分子不具备逃离地球的物理条件,不用担心。
不过,假如水分子先将自己肢解,是可以逃离出一小部分的。
例如:
(图片来自欧空局)
由于阳光中的紫外线和x射线,水分子被电离成氧和氢。
大部分氧和氢相遇后再次结合成水,只有少部分氢逃离,氧留下。
上面的氢逃离,氧留下的过程,也是地球上氧气的来源之一。
根据《科学美国人》上面的一篇文章的数据,目前地球上氢的损失速率是每秒大约3公斤氢。
看上去很多,是不是?
但相对地球上水的总量,每秒3公斤的氢损失是极少极少的。
再一个重要原因是,虽然水分子通过电离,得以逃掉身体的一部分,氢。
但同时,由于太阳风,还有宇宙空间中散布的氢的存在,所以,当这些氢在地球轨道附近时,也会被地球捕获。
而捕获的量没有查到数据,说不定,捕获的量还会大于逃逸的量。
因此,总体上,地球上水的总量几乎不变。
最后,除了我们肉眼所见的水之外(河水,海水,云层),地球内部(地幔)不可见的水还有很多很多。
根据一些研究,估计地球内部的水,其水的总量是地球海洋的0.25倍到4倍之间。
最后的最后,地球上的水量总量几乎保持不变,一大原因是地球引力。
另一个重要原因是地球有强大的磁场。
如果没有地球磁场,地球上的大气(包括水分子),大部分会被剥太阳风剥离。
(上图是我之前给科普中国写的一篇文章时用到的动图)
动图是模拟火星大气逐渐被太阳风吹离的过程,这是导致火星大气压只有地球0.6%的原因之一。
火星的磁场非常非常弱。
①https://en.wikipedia.org/wiki/Deep_water_cycle#cite_note-Hirschmann630-10
②http://faculty.washington.edu/dcatling/Catling2009_SciAm.pdf
寒木钓萌老师
当然不是一成不变的,事实上地球上的水很大部分来自彗星。另外单就水这种物质,逃逸的可能有,但数量微乎其微,基本可以忽略。大气分为三层,1万米以下是对流层。水分子因为很重,所以99.99999%都集中在这一层,上升下落,无限循环。1万到15万米是平流层,理论上水分子即使达到了这个高度也很难有上升的动力,会很快坠入对流层。15万米到1000万米是逃逸层。理论上,水分子到了这个高度是有可能脱离地球引力进入宇宙空间的。当然这一过程可能需要水分子围绕地球旋转数千年甚至数万年。
相比起臃肿的水分子,氢气,氦气,氮气等分子逃逸的数量就要高得多了。不过这些本来就是自然界可再生资源,而且参考近地太空哪每立方公里就小指指甲那么多点的物质密度,逃逸速度真心算不上快。。估计人类50多年来往太空扔的垃圾都够地球大气逃逸好几千年了。
水天一色20079409
首先地球上的水是不会飘散到太空中去的(就连我们呼吸的空气都不会)。另外,根据种种迹象表明,地球上的水并不是与地球同时产生的,而极大的可能是来自于地外的陨星,同时孕育了地球的生命摇篮,所以说我们都是地外生物也不为过。
太极寄畅
地球上的水会跑到太空。近六亿年来,大洋水己減少了百分之六到十,全球大洋水将在二十亿年后干涸。
平常人246089341
太阳系77亿年,地球46亿年,38亿年形成地壳,火山喷发形成大气,大气降水从少到多,慢慢大气和海洋形成。
引力作用水不会蒸发到空间。
第三行星1
地球有引力,水蒸汽不会跑入太空。