地球上的水資源從古到今都是一成不變的嗎?會不會水蒸汽跑入太空?

風清揚180832632


目前地球上的總水量大約有13億8600萬立方千米。如果把地球上的這些水聚到一起就會形成一個直徑為1383千米的大水球。這個球體的直徑要比冥王星的衛星卡戎星還要大175公里。這麼多的水可不是地球生來就有的。它是地球在漫長的歲月中不斷累積起來的。

地球上的水資源從古到今可不是一成不變的。這就要了解一下地球上的水是從哪裡來的了。地球上的水來源很多,主要有這幾個來源。

氫氣和氧氣的反應

回到46億年期地球形成的初期,這時候地球有由於溫度變化和重力的作用,地球內部的氫氣和氧氣上浮到地表,通過化學反應產生了部分水。

地球在冷卻時產生了大量的水

地球在形成的初期,內部的放射性元素開始衰變,釋放出熱能將地球內部的物質融化。地球內部的氣體在高溫的作用下排到地表,這其中就包含了大量的水蒸氣。水蒸氣成為了原始地球大氣的主要成分。

圖示:原始地球排出的氣體含有大量的水

火山噴發給地球帶來了大量的水

俗話說得好,水火不容。但是在地球上正是火山噴發給地球帶來了大量的水。地下的岩漿中含有大量的水分。岩漿中的的含水量可達到6%~30%。這些岩漿中的水分億水蒸氣的形式通過火山噴發帶到了地表,被排到了地球大氣層中。科學家計算,在地球漫長的45億年歲月中,通過火山噴發帶來的水可佔地球總水量的一半。

另外,一些礦物經過脫水也形成了部分水,或者一些碳氫化合物通過燃燒也產生了部分的水,這些都是地球自身產生的水分。在原始地球表面逐漸冷卻後,大氣層中的水蒸氣開始凝結成水,落到了地面上。那是地球上一下就是幾千幾萬年的雨。降落下來的水,在地球上的低窪處形成了海洋。

部分水來自宇宙

不但地球自身產生了大量的水,宇宙也給地球送來了大量的水。大家都知道彗星的主要構成就是水冰和塵埃,裡面含有大量的水。一些撞到地球上的小行星和彗星也給地球送來了大量的水。給地球帶來水的還有太陽,太陽風中的有大量的氫原子核和氧原子核,在地球大氣的上空形成了水。

圖示:彗星給地球帶來了大量的水

因此地球上的水不但不是一成不變的,反而還有增加的趨勢。地球上的水蒸氣幾乎都集中在了地球大氣最底部的對流層當中,因此水蒸氣很難逃逸到太空當中的。只有極少量的水在太陽輻射的影響下分解成氧氣和氫氣。氫氣可以逃逸的太空當中,水的質量因此減少一部分。總的來說,地球上水的含量是在增加的。

然而50億年後,太陽將會膨脹成一顆紅巨星。太陽的表面會到達地球軌道附近,亮度會增加到現在的2000倍左右。地球上的海洋將會沸騰蒸發乾淨。那時候地球上的水將會消失,生命將不復存在。


我就是兔斯基


水蒸氣(也就是水分子)不會跑入太空,從而實現永久逃離。

只有氫可以。

正如,氫氣球會快速升到高空,但衝入純水分子的氣球,假如它們能上升到8公里高度,顯然是不能的……

但假如它們能,也會因為類似珠穆朗瑪峰一樣的低溫將其凝結成冰晶,然後沉降到地面。

故,水分子不具備逃離地球的物理條件,不用擔心。

不過,假如水分子先將自己肢解,是可以逃離出一小部分的。

例如:

(圖片來自歐空局)

由於陽光中的紫外線和x射線,水分子被電離成氧和氫。

大部分氧和氫相遇後再次結合成水,只有少部分氫逃離,氧留下。

上面的氫逃離,氧留下的過程,也是地球上氧氣的來源之一。

根據《科學美國人》上面的一篇文章的數據,目前地球上氫的損失速率是每秒大約3公斤氫。

看上去很多,是不是?

但相對地球上水的總量,每秒3公斤的氫損失是極少極少的。

再一個重要原因是,雖然水分子通過電離,得以逃掉身體的一部分,氫。

但同時,由於太陽風,還有宇宙空間中散佈的氫的存在,所以,當這些氫在地球軌道附近時,也會被地球捕獲。

而捕獲的量沒有查到數據,說不定,捕獲的量還會大於逃逸的量。

因此,總體上,地球上水的總量幾乎不變。

最後,除了我們肉眼所見的水之外(河水,海水,雲層),地球內部(地幔)不可見的水還有很多很多。

根據一些研究,估計地球內部的水,其水的總量是地球海洋的0.25倍到4倍之間。


最後的最後,地球上的水量總量幾乎保持不變,一大原因是地球引力。

另一個重要原因是地球有強大的磁場。

如果沒有地球磁場,地球上的大氣(包括水分子),大部分會被剝太陽風剝離。

(上圖是我之前給科普中國寫的一篇文章時用到的動圖)

動圖是模擬火星大氣逐漸被太陽風吹離的過程,這是導致火星大氣壓只有地球0.6%的原因之一。

火星的磁場非常非常弱。


①https://en.wikipedia.org/wiki/Deep_water_cycle#cite_note-Hirschmann630-10

②http://faculty.washington.edu/dcatling/Catling2009_SciAm.pdf


寒木釣萌老師


當然不是一成不變的,事實上地球上的水很大部分來自彗星。另外單就水這種物質,逃逸的可能有,但數量微乎其微,基本可以忽略。大氣分為三層,1萬米以下是對流層。水分子因為很重,所以99.99999%都集中在這一層,上升下落,無限循環。1萬到15萬米是平流層,理論上水分子即使達到了這個高度也很難有上升的動力,會很快墜入對流層。15萬米到1000萬米是逃逸層。理論上,水分子到了這個高度是有可能脫離地球引力進入宇宙空間的。當然這一過程可能需要水分子圍繞地球旋轉數千年甚至數萬年。

相比起臃腫的水分子,氫氣,氦氣,氮氣等分子逃逸的數量就要高得多了。不過這些本來就是自然界可再生資源,而且參考近地太空哪每立方公里就小指指甲那麼多點的物質密度,逃逸速度真心算不上快。。估計人類50多年來往太空扔的垃圾都夠地球大氣逃逸好幾千年了。


水天一色20079409


首先地球上的水是不會飄散到太空中去的(就連我們呼吸的空氣都不會)。另外,根據種種跡象表明,地球上的水並不是與地球同時產生的,而極大的可能是來自於地外的隕星,同時孕育了地球的生命搖籃,所以說我們都是地外生物也不為過。




太極寄暢


地球上的水會跑到太空。近六億年來,大洋水己減少了百分之六到十,全球大洋水將在二十億年後乾涸。


平常人246089341


太陽系77億年,地球46億年,38億年形成地殼,火山噴發形成大氣,大氣降水從少到多,慢慢大氣和海洋形成。

引力作用水不會蒸發到空間。


第三行星1


地球有引力,水蒸汽不會跑入太空。


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