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地球上的水会不会一天天在减少?每个水分子都存在了50亿年吗?

酋知鱼 2019-12-22 浏览224次
地球上的水会不会一天天在减少?每个水分子都存在了50亿年吗?的头图

在某问答平台上,有一位童鞋提了一个问题:地球上的水会不会一天天在减少?

这是一个有意义的问题,因为从某种意义上来说我们确实有理由担心这个问题,如果严肃地来说,地球的水并没有一天天减少,但这只是一个暂时的情况。

地球如何保卫自己的水?

很多人大概都知道,大气圈内存在着水循环,地表的水体在阳光下蒸发,变成水蒸气,然后在高处遇冷凝结,变成雨水或大雪等形式落到大地上,所以我们认为水的总量是不会变的,水没有用完的一天。我国作为一个人均水资源匮乏的国家,主要是淡水资源分布不均匀,在南方等降水丰富的区域,一味地强调节约用水意义不大,“最后一滴水是人类的眼泪”其实是永远不会出现的场景。

不过水并不一定是永远安全的,在靠近太阳的四大岩石行星中,只有地球保护了自己的水体,不仅如此,在地球形成之初的数十亿年间,地球也曾大量失去过水分,不过现在暂时算是没什么危险了。这曾经是一个令科学家感到疑惑的问题,为什么理应组成元素相似的水星、金星、地球、火星都没有大量发现地表水,只有地球70%的表面覆盖着一层薄薄的水呢?

2011年11月,美国向月球发射了好奇号火星探测器,这是人类有史以来第一次如此深入地探索另一枚行星。在火星上,好奇号拍下了这样的照片。

这些形状每个人都很熟悉,没错,是河里的鹅卵石,是流水侵蚀的痕迹。火星曾经也是个巨大的水世界,气温可能曾达到25℃,是一个非常美丽适宜的星球。但是因为它的体积太小了,质量只有地球的1/10,所以内部过早冷却了。

星球内部失去了流动性后,就无法形成磁场,而磁场可以让星球表面免于遭受来自太阳的,带电粒子的撞击。这些带电粒子拥有强大的能量,可以直接击碎水分子的化学键,让水变成氢气和氧气。氢气非常轻,只要来到足够高的地方,就会被太阳风带走。氧气则会将地表的其它元素氧化,火星那热烈的红色就是覆盖地表氧化铁的颜色,最终所有可氧化的气体都氧化完了之后,氧气也会被太阳风带到宇宙空间中。

那么地球呢?地球的磁场一直非常棒,到现在地球的内核也依然炽热,地质活动频繁。但是这并不意味着水就绝对安全了,虽然磁场可以过滤掉绝大多数带电粒子,但还是有一些来自宇宙的高能射线会穿过磁场来到地表,这些射线依然可以分解水分子,以缓慢的速度流失着水分。

失去水的地球历史

地球的第二道防线是什么呢?

答案是先牺牲一些水,让地球表面充满氧气。第一种可以光合作用的生命远远早于植物的出现,它们是细菌——蓝细菌。这些细菌可以利用阳光的能量将水分子分解成质子与氧原子,质子被送给二氧化碳,变成糖类,也就是我们通常说的碳水化合物。氧则作为废气排入到大气中,于是在26亿年前,地球大气第一次充满了氧,这被称为大氧化事件。

这也就是说,如今大气中有多少氧分子,过去就曾有多少水分子被分解过。

这与很多人的理解不同,大家一般会默认为水只是充当溶剂,会永恒地保持稳定,但事实上地球上几乎没有水分子真的与天地同寿(极少被地质现象封存除外,比如水胆玛瑙),最早一批的水分子早就羽绒全部被光合作用分解完了,现在地球上的水分子基本都是在生物呼吸作用后,氧将糖类彻底氧化后释放出的水分子。

话题别跑偏了,让大气中充满氧气有什么好处呢?这样就彻底中止了水分子的流失,因为被高能射线分解而产生的氢气还没来得及飞到大气层外,就一定会与氧,特别是臭氧结合,变成水分子留在地球上。

所以地球上除了雨雪冰雹等自然的水循环,还有经过生命分解的水循环。就目前的地球环境来说,已经基本不会再消耗水了。富氧大气层与地磁场的双重保护让水不再离开地球,其它形式的水循环也都是从左手到右手的把戏,只要没有离开地球表面与地壳,都不存在实质性的损失。

未来的沸腾海洋

不过一切都有保质期,地球也是如此。太阳在不断老化,而恒星都是越老越热的,大约在10亿年后,地球就会温室效应失控,大海会沸腾蒸发,再也不适合生命存在。

这就是有关地球的,一个水的故事了,我是酋知鱼,一个有点东西的科学作者,欢迎关注!


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发布媒体:好百科 作者:酋知鱼