世界上最深的海溝,一年能“吞掉”3億噸海水,為何海平面沒有下降呢?

luhuanxiang


這其實是去年11月份左右發表在《自然》上的一篇論文,說的其實是科學家對於馬里亞納大海溝進行研究。

他們利用地震學的相關檢測儀器和裝置,對馬里亞納大海溝的情況進行數據收集,然後分析這些數據發現,:

馬里亞納大海溝深處周圍發現大量水湧入到地球地殼。

聽起來似乎是一件相當可怕的事情,可事實上,這件事情並不是在馬里亞納大海溝才有的,更不是現在才發現的,而是這種事情一直伴隨著整個地球的歷史,是非常常見的一種地質變化。

水從哪裡來?

按照目前主流的理論星雲假說,在距今46億年前,在現在太陽系附近有一片尺度大概是幾光年的分子云,有可能是上一代恆星的超新星爆炸產生的衝擊波導致這片分子云發生了引力坍縮,分子云在引力的作用下逐漸形成太陽。

在形成太陽的過程中,還有極其少量的邊角碎料形成了行星等太陽系內的星體,這些星體加起來總質量不到太陽系總質量的0.14%。所以,地球也是分子云構成。

地球上有水,有一部分原因是因為水實際上是以氫離子,羥基等形式存在於分子云當中的,它們和分子云發生水作用,然後就被所在了分子云當中。

早期的地球溫度特別高,簡直是名副其實的大火球。於是,水被汽化,但是因為有地球引力的存在,因此,水並沒有像氫氣那樣從地球跑掉。後來,隨著溫度的逐漸冷卻,這些水蒸氣都液化,落回到了地球表面,也就是開始下雨了,這場雨下了幾百萬年甚至上千萬年。這也就是早期的原始海洋水的來源。

隨後,地球經歷了大量的小行星和隕石的撞擊,這些小行星和隕石也是帶有大量水的。所以,它們更像是送水工,給地球大量的水。我們現在地球的水基本上就來自於地球形成初期自帶的水以及小行星和隕石送來的水。

地殼運動

剛才我們只是說到了海洋的水是咋樣來的,一開始地球是一整片海洋“泛海洋”,一整片陸地叫做“泛大陸”,而不是像現在這樣有太平洋,大西洋等等。那現代的海洋到底是咋樣的呢?

按照目前主流的理論認為,現代海洋的形成是地殼運動導致的。說白了,原始海洋和現代海洋最大的區別就是坑不同。比如:科學家通過研究就發現,現代海洋底層的岩石最老的都不超過2.2億年,而原始海洋可是形成於地球形成的初期,至少也得有40多億年。

大概在距今200,300年前,泛大陸開始破裂,具體咋破裂的呢?

我們要先來簡單瞭解一下地球的構造。

雖然都叫做地殼,但是也有不同,地球分為大樣地殼和大陸地殼,那它們有啥區別呢?

  • 大洋地殼:很重很薄
  • 大陸地殼:很輕很厚

只是這樣也就算了,關鍵是地殼下面還有地幔,地幔的特點是:溫度高粘稠

因此,在熱對流的作用下,地幔其實會慢慢地流動,這一流動就帶著大樣地殼運動、生長

大洋地殼因為要比大陸地殼更重,同時也更薄。於是,大洋地殼開始向下俯衝。

就像下圖這樣,我們可以仔細看,在大洋地殼向下俯衝過程中,其實就會有大量的水流入到地球內部。但同時,你可以注意一下圖右側,流入到地球內部的水,其實還會隨著岩漿回到地球表面。科學家也確實在火山口發現從地球內部被帶到火山口的水。

現在的幾大洋就是通過這樣的方式逐漸形成的,所以現代海洋是因為地殼運動才出現的。

其中被帶回到地球表面的水會進入到地球的水循環,因此,整個地球的水循環並不會因為地殼運動發生大規模缺水的情況,也就不會造成海平面下降的情況。

而馬里亞納大海溝正在發生的水湧入到地球內部的情況其實和上文我們提到的這過程是類似的,也就是地殼運動導致的,湧入的這些水最後也還是會回到地球表面,進入到地球的水循環當中,由於整個地球水循環的水的總量並沒有發生巨大的變化,所有海平面並不會發生什麼變化。


鍾銘聊科學


這個問題中世界上最深的海溝,就是日本島東邊著名的馬裡亞納海溝,它平均深度達到8000米,距離日本列島近達200公里,而日本也以每年10釐米的速度向馬裡亞納海溝移動。

對於這麼深的馬裡亞納海溝,題目談到一年就吞食3億噸海水,還有很多人懷疑地球內部是不是空心的。同時題主也很好奇,為啥這麼多水消失了,海平面卻沒有明顯下降,

首先,地球上海水的重量遠遠大於這個數字,大約是130多億億噸,馬裡亞納海溝每年吞食的海水不過是九牛一毛,對全球海平面的升降幾乎沒有影響。

其次,馬裡亞納海溝的形成就是兩個板塊之間的擠壓,最深處約11公里,這個深度依然在地殼的範圍之內,地球從馬裡亞納海溝嚥下的這些鹹水,會起到板塊間滑動的潤滑作用,也有助於地下岩漿的形成。現在看來,地球嚥下的鹹水,還是在地球的水圈內進行循環,會以海底火山噴發等形式重新釋放到海洋裡。

目前,人類還不確切瞭解這些消失的海水是如何在地下進行流通的,但海平面目前看來並沒有下降的趨勢,而是隨著溫室效應海平面還在不斷上升。


量子實驗室


世界上最深的海溝就是馬裡亞納海溝,深度大約1.1萬米,深入地殼中。1.1萬米的深度相當於11公里,而地殼的平均深度在17公里,地殼、地幔之間顯然不是存固體的地方,海水在這裡進入地殼、地幔的岩漿層內,為板塊滑動提供流體物質。

馬裡亞納海溝底部是岩石圈的上方,水圈的下方,地球岩石圈和水圈之間物質交換就在這裡發生。地幔岩漿層、板塊滑動都需要液體,海水的作用是很大的,同時火山噴發的流體物質也有一部分來自海水。

地球內部通過各種途徑保持全球循環,因此海平面當然不會下降。而且一年3億噸的數量也是毛毛雨,一個青海湖就有800億噸左右的水,對地球整個水圈、岩石圈循環而言,3億噸就是滋潤一下地殼、地幔而已,同時還有循環機制,也不是光吞不吐。

想想看海底、海面火山爆發大量的流體物質從何而來,顯然是水圈進入岩石圈的循環機制在起作用。


川陀太空問答


3億噸海水相對於全球140億億噸的水儲量可以忽略不計,並且海水雖然通過海底裂縫深入岩層,而岩層下的高溫又將海水加熱,將海水重新輸送出來,所以海平面不會因此下降。

地區岩石圈並不是完整的,並且地球的自轉速度和地核的自轉速度不同,使得地殼時常在變動中,板塊的運動必然導致板塊存在裂縫,馬裡亞納海溝是太平洋板塊向陸地板塊下俯衝形成,導致海溝中有大量的褶皺、折斷等地形,存在板塊的裂縫。海水受重力作用,會向著重力的最低點流動,於是海水會灌入海底板塊碰撞形成的地下孔洞中,由於馬裡亞納海溝很長,所以每年灌入裂縫的水還是很多的。除了馬裡亞納海溝,全世界各地大洋板塊和陸地板塊碰撞處都存在這種現象,每年吞掉的水可能遠遠不止3億噸。而地球水體是循環流動的,有灌入裂縫的水,就也有從裂縫中壓出的水,使海洋水體的體積保持大概的平衡,就算暫時少了一些海水,海洋由於儲水量巨大,海平面也不會有明顯的變化。

而板塊碰撞的地方,本身就是地質活動頻繁的地方,灌入裂縫的海水會順著裂縫不斷地向更深處滲透,而更深處代表著更高的溫度,在海底岩層下1000多米,溫度就已經可以達到百十度了,而且低質活斷層附近還有很多火山,地球內部的岩漿會由於壓力的作用向海洋中噴發,上千度的熔岩可以將灌入裂縫的海水加熱到超臨界狀態,然後隨著火山的噴發,超臨界狀態的水會被壓力重新送回海洋,形成海底熱泉,並且會帶出大量的化合物。由於熱泉這一持續熱源,可以使周圍物質的活動狀態更劇烈,小分子物質會反應,可以形成有機物,因此海底熱泉可能是地球生命起源的重要地方,而現在的熱泉附近都有依賴於噴出的化合物的化學能細菌,可以在無光無氧的狀態下利用化合物的能量生長繁殖。

地球水體的循環流動使得地球陸地淡水、海水、地下水的分佈基本平衡,海水儲量微弱的變化對海平面的影響是很小的。近些年由於環境的變暖,陸地淡水的分佈已經有了較大的變化,冰川融化使得一些湖泊面積增加,而冰川所在地的雪山融水缺少了,一些內陸河流就常斷流。


來看世界呀


都說科技改變生活,我們現在能夠遠程視頻通話、能上天入地都是科技的力量。雖然現在我們可以對太陽系中的大部分星球進行星際探索,但是在地球上卻有很多未知的地方在等待著我們的探索,比如世界上最深的地方、北太平洋的馬裡亞納海溝就是地球上最深的地方,其最大深度超過了10000米,在地心引力的作用下,馬裡亞納海溝每年吞下的海水就超過了3億噸,雖然在這個星球上有71%是海洋,海洋的體積更是達到了1.35萬億噸,但是為什麼幾千年過去了海平面沒有下降,反倒因為全球變暖冰層融化而上升了呢?

首先這個馬裡亞納海溝位於太平洋板塊和菲律賓板塊之間,大量的海水在兩個板塊碰撞的過程中被吸入到地球內部裡面了,因為地球內部也是有結構之分的,最裡面的是地核,最外面是地殼,中間是地幔,越往裡面溫度越高,當地殼上的板塊運動時,大量的海水沿著地震帶被衝進地幔之中和地殼之下,在溫度和壓力的變化了產生了化學反應變成了非液體得礦物質狀態,於是就留在了地幔和地殼之中。
但是每年吞下的3億噸海水海平面並沒有下降又是為何呢?其實這些被吞噬的海水雖然進入地幔之中和地殼之下了,但是伴隨著地殼運動產生的火山噴發、海底洋流湧動等形式又變成水蒸氣和高壓海水返回到海洋中來了,所以在整個過程中,雖然馬裡亞納海溝在大量的吞噬海水,但是遍佈全球的海底火山等暗流又將海水返還給海洋了。但是從每年火山噴發的數量和單座火山噴發所帶來的水蒸氣的總量來說遠遠達不到所吞噬的海水的量,所以那麼多餘的海水是如何返回海洋的,就需要我們去探索去解密,畢竟地球自誕生以來已經超過46億年了,有很多未知的奧秘和不解之謎。


魑魅涅槃


地球上的海水總重132億億噸,並且一年中吞掉的海水不只3億噸,最少是題目顯示的數據的10倍,大量的海水被吞走,海平面為何沒有下降呢?

雖然,每年即便是吞掉30億噸的海水,對於總體量來說也依然是九牛一毛,但如果是“只進不出”的話,海平面就會在長時間內下降的明顯。

所以,這必然是一個循環,如同咱們陸地上的水循環一樣,海水被吞進去了,必然會以另一種方式回到地面上來。

人們認為海水進入到地幔中去,參與岩漿的形成,最終會以火山噴發的形式重回到地面上來,不過,計算得出的回到地表上的水量小於吞水量,顯然還有其它的方式人類還未察覺到,研究人員正在搜尋更多的數據以證明這一水循環背後的秘密。

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科幻船塢


有進就有出,即便海水被吞入地球內部,那也會通過其他的方式排出,比如火山噴發等。

題目中說的最深的海溝就是指馬裡亞納海溝,大部分水深都在八千米以上(也就是把珠穆朗瑪峰放進去都沒什麼大礙)。研究人員發現,當板塊間存在俯衝運動時,會有大量的海水會進入地球內部。



比如馬裡亞納海溝中的一處俯衝帶,太平洋板塊俯衝到菲律賓板塊下面,大量的海水也就被帶入進地球內部。海水能在板塊間起到當潤滑作用,並且還能促進岩漿的生成。


此外還有一點要注意到,雖然科學家已經觀察到了海水會進入地球內部,但進去的量同海水總量相比(海水總量132億億噸左右),幾乎可以忽略不計,更不用說明顯影響海平面了。

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賽先生科普


3億噸海水就是大約3億立方米海水,相對於地球13.86億立方公里的總水量來說,這是一個微不足道的。但是經不住日積月累啊!世界最深的海溝1年吞掉3億噸海水,10年就是30億噸,100年就是300億噸,1億年就是3億億噸海水,那為何海平面沒有下降呢?

我們可以反過來思考這個問題。既然海平面沒有下降,那麼就說明這些海水沒有消失掉,而是又重新回到海洋裡面了。這是怎麼一回事呢?

圖示:地球上最深的馬裡亞納海溝

其實這是地球上的水循環的一部分。水循環大家都很熟悉,海洋中的水因為太陽熱量的蒸發變成水蒸氣上升到了空中,在空中水蒸氣有遇冷凝結成液體水,以雨雪的形式有重新落到陸地和海洋當中,陸地上的水通過河流有重新流進海洋。

其實這只是地球上水循環的一部分,我們看得見的地球表面的水循環。而另一部分水的循則是我們看不見的。它發生在海洋的底部。這是怎麼回事呢?我們知道地球上有六大板塊。板塊是在不斷運動著的。這六個板塊中的海洋板塊密度要比大陸板塊要大,因此大洋板塊更容易下沉。我們叫它們為俯衝板塊。

圖示:板塊俯衝地帶

世界最深海溝馬裡亞納海溝所在的地方就是大陸板塊和海洋板塊的俯衝地帶。在這裡海洋板塊會下沉到大陸板塊的下面。在這個俯衝的過程中,大量的海水會伴隨著俯衝板塊的下沉被帶到了地球內部的岩漿中。這些海水隨著海洋板塊的俯衝在地球內部走了一遭,然後又通過火山噴發等形式重新回到了地表海洋中,這也算是海水的浴火重生了。

圖示:海水被吞掉隨後又被火山帶出地表

這看上去很不可思議。但是你知道嗎,岩漿中的含水量高達30%。地球表面有一半的水就是來自地球內部的岩漿。被海溝吞掉的海水在地球內部轉了一圈後又被吐了出來,這麼一來海平面自然不會下降了。

大家認為是這樣嗎?


我就是兔斯基


世界上最深的海溝,一年能“吞掉”3億噸海水,為何海平面沒有下降呢?

我們先不考慮這些水去哪了,也不考慮這些水還會不會回來,就拿每年被“吞掉”的3億噸海水來計算看看,假如要將地球所有海水都吞完的話,需要多久!

地球上的水總儲量為1.386×10^18立方米,即1386000萬億立方米.其中 97.5%是鹹水,也就是我們常說的海水!那麼總共有1317566.25萬億立方米,那麼每年漏掉3億噸需要多久呢?

T=1317566.25萬億立方米/3億噸=4504500000年

即:45億年,簡單的說就是從地球形成之初開始漏到現在才會漏光!那麼這區區幾年我們能看到海平面下降?甚至拿千分尺都在誤差之內!

說完了漏不完的海水,那麼再來看看水汽是怎麼循環的!當然上圖遺漏了一個很重要的途徑!就是從火山噴發的水汽中重新進入大氣循環的那一部分,那麼水又是如何跑到火山裡去的呢?

板塊之間的運動也會將大量海水帶入地下,但這些水並不會永遠消失,而是會加入岩漿的大軍成為升高壓力的重要成員組,未來在火山重建天日的那天這些水汽也會大白於天下,重新進入地球的水汽循環圈,再次落回海洋!或者有的更簡單以溫泉的形式直接返回地面!

當然也許有可能有部分水真的消失在地殼中的某些裂隙內,但45億年曆史中這種事情肯定經常發生,地球的水體並沒有少去多少,那麼我們也可相信在未來我們的海洋將繼續保持這個動態的平衡過程!


星辰大海路上的種花家


先算一算,3億噸海水有多大體積。為簡化計,用純水體積來代。3億噸純水是669.43立方米,攤到每天是1.8341立方米。城市裡的灑水車,一輛一天消耗也不止這個數。669.43立方米的水,用來給一平方公里的地面下雨,連毛毛雨都下不起。

669.43X669.43X669.43=?

所以,這個數據很可能是出錯了。

地球水總量是13億8600萬立方千米,注意:是立方千米。立方米和立方千米,相差十億倍。那麼,是不是上面的數據漏掉一個“千”字呢?去查了查有關馬裡亞納海溝的數據,沒有直接提到“一年吞掉”的海水數字的,所以不貿然提議擴大十億倍。

所以,這個數據真的是出錯了。提問人不能辭其咎:誤差實在太明顯了。


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