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水有重力且无孔不入,为何没有全部渗到地下?地球难道有防水膜?

#所见所得,都很科学#

从太空中看地球,我们可以发现它是一颗蓝色的星球,更像是一颗水球。而是地球上最重要的资源之一,无论是生物生存、环境平衡还是文明进程,水都扮演着不可或缺的角色。

水的存在,让生物繁衍生息,也让大自然变得如此美丽多姿。但是,你有没有想过,为什么地球上的没有全部渗入地下,而选择留在地表呢?

我们都知道,水是非常顽强的,它能渗透进各种物质,无孔不入。在地球上,水会通过渗透进入地下层。这是一个自然而然的过程,也是所有人的共识。

然而,与常识不同的是,地球上的水并没有全部渗透入地下,而是巧妙地停留在地表,形成了湖泊、江河和海洋

(水无孔不入,为何地表还有这么多水?)

地球奇迹:水是如何产生的?

众所周知,水是万物生命之源,没有水地球就不会有生命出现,整个生态系统将处于崩溃边缘。但是地球与其他星球的形成都一样,为什么地球上有水而其他星球却没有,那么地球上的又是如何形成的呢

关于水的产生有很多不同的说法,其中最具代表性的就是“内源说”“外源说”这两种。外源说认为地球上的水是来自在地球外部,地球刚刚诞生时是个炽热的球体,表面熔岩滚烫,没有一点水存在。

在早期,地球经历过一段很长时间的彗星陨石撞击,因为彗星就是由水和甲烷等夹杂着一些固体而冻成的冰块,而正是小行星和彗星的撞击为地球带来了丰富的水资源。

(彗星中含有水,撞击使地球充满了水)

有科学家认为太阳风也为地球带来了水,因为水是由氢和氧组成的,而太阳风带来的氢、氧原子核等与地球的氢、氧原子发生了化学反应,然后再以雨雪等形式降落到地球。

内源说则认为地球在自我形成的过程中就存在水。因为地球的形成是通过星云气体和星际尘埃一步步的演变而成的。随着时间的推移,这些物质不断聚集并形成地球的雏形。

当地球刚形成时,温度极高,导致水要么以高压存在于地壳和地幔中,要么以气态形式存在于大气中。随着温度逐渐降低,气态水开始凝结,与此同时,岩浆中的水也会随着火山喷发和地质活动不断释放到大气中,都降落到地面。

(水在地球形成时就以各种形态存在)

这些汇集到地表低洼处的水,慢慢变成了湖泊和海洋。地球内部蕴藏着极其丰富的水资源,尤其是深处的岩浆中。据科学家推测,在地球存在的40多亿年中,内部岩浆释放形成的水量相当于如今全世界总水量的二分之一

那么地球上现在到底有多少水呢?地球上的水几乎无处不在,根据科学家的估计,地球上大约有138亿亿吨的水。这听起来似乎很多,但实际上,与地球的总重量相比,这只是微不足道的一部分。

我们首先来看看地球表面的水,约占地球表面积的71%是海洋,这是地球上最大的水库。海洋中的水占地球总水量的97%,至少有133亿亿吨

(虽然海水很多但并不能被人类使用)

除了海洋,地球表面的水还存在于湖泊、河流和冰川中。湖泊和河流中的水只占地球表面水总量的0.02%,而冰川则储存着约3亿亿吨的水,相当于地球表面水总量的2%。尽管比例很小,但这些淡水资源却是人类和其他生物赖以生存的重要来源。

地下水的储量约为8600万亿吨,约占地球总水量的0.6%。地下水是通过渗透进入地下岩层,并被砂石等岩石储存起来的水资源。它可以在地下蓄积数几千年之久,为我们提供饮用水和农业灌溉的重要来源。

(地下水概述图)

水为何青睐地表,而非地下?

地下有那么多水都是渗透下去的,而地球的地下又那么深,为什么地球表面的水不会全部被地下吸收,反而有很多还停留在地表呢?

水渗透,这是一个十分常见的现象,当我们看到雨水穿过土壤,湖水消失在沙漠中,或者地下水从井中喷涌而出时,我们会好奇水是如何通过这些障碍的。

要弄清楚水渗透的原理,我们首先要了解土壤的孔隙结构。土壤中存在着许多微小的空隙,它们之间形成了一个复杂的网络。当水分子遇到一个开放的孔隙时,它会顺势进入孔隙内部。

(水下渗概述图)

但并不是所有的土壤都能让水以同样的速度和容易程度渗透。例如,沙土的孔隙较大,使得水可以很容易地通过;而黏土则由于孔隙较小,水分子要穿过黏土的结构就需要克服更大的阻力。

除了土壤的孔隙结构,压力差也是影响水渗透的重要因素,水会继续渗透直到达到平衡状态。如果一个区域的水压比周围地区低,水就会被吸引到该区域。

此外,环境状况也会影响水的渗透性。当土壤饱和水分时,渗透速度会变慢,因为孔隙空间已经充满了水。另一方面,如果土壤过于干燥,水分子会在尝试渗透时遇到更大的阻力

(渗水效果对比图)

既然会渗水,那为什么水在地表这么多年还没有渗入地下呢?有一个重要的原因,是因为地球的地质比较复杂,地壳分为陆地和海洋上的两部分,所以地壳上的岩石类型也有所不同。

陆地上的岩石大多比较坚硬不易渗透,而海洋的地壳则较柔软,水分更容易渗透进去。但地球内部是由岩石构成的岩石圈,水并不会深入到地球的内部。这是因为岩石具有相对密实的结构,水分子很难渗透过去,这里的岩石就相当于是隔水层。

而且,越往地下深处温度越高,这高温也阻止水往下渗透,比如温泉。这是因为在地下存在着软流层,软流层的温度非常高。当水被高温加热后,就会被推上地表,形成温泉,所以无论如何水都不会一直下渗下去。

(越往下岩石的密度越高,相当于是不透水层)

源源不断:地表水为何不会枯竭?

地球上的水资源也是有限的,那你可能会问过了这么多年,无论是蒸发、动植物和人类都在消耗水,为什么地球上的水也没有减少呢?其实,这与地球上水循环的密不可分。

水循环是地球的循环系统,它使得地球上的水资源保持相对稳定。这个过程包括了蒸发、降水和径流等多个环节,从而保证水的稳定循环和恢复性

当太阳的热能照射到地表水面上时,水分子的能量增加,一部分水分子获得足够的能量脱离水面并转化为水蒸气,水蒸气轻轻飘起,在大气中形成了云朵,这就是蒸发。

接着是降水的过程,当云朵中的水蒸气凝结成液滴时,云朵便变得足够重以至于无法再支撑住这些液滴。于是,液滴们聚集在一起形成了雨滴,继而降落到地面上,也就是我们熟悉的雨和雪。

当降落在地面上时,它会流动成河流、湖泊或者进入地下水层,这些雨水就是地球上淡水资源,当河流不断聚集,到最后就会形成一片汪洋。

(水循环过程概述图)

而在陆地,植物也扮演着重要的角色。植物通过根系吸收地下水,将其输送至叶片,然后通过蒸腾作用将水分释放到空气中。这样,水分就循环回到大气中,形成了植物的水循环,所以

地球上的水循环过程如此复杂,但正是这个奇妙的系统让地球上的水资源得以稳定和恢复。无论是蒸发、降水还是径流,每个环节都相互联系,共同构成了这个宏伟而精密的水循环网络。

大家可能听说过,马里亚纳海沟每年都会吸收近30亿吨左右的海水,要知道它已经存在了6600万年了,这么长时间过去了,为什么海水也没有减少呢?

马里亚纳海沟吞噬的海水会以各种方式还回来,例如,在海底火山喷发时会将它吞噬的海水以水蒸气的形式还回来,这样就重新进入了水循环当中。这就像是一个巨大的烧水壶,吃掉一些水,再通过蒸发将其还原

实际上近些年来,海平面不但没有降低反而在不断上升温室效应造成的全球气候变暖导致冰川融化,海平面不断上升。这对人类的居住地,尤其是那些沿海城市带来了极大的挑战。

如果我们不采取有效的环保措施和遏制全球变暖的趋势,人类将面临更多的自然灾害和居住环境崩溃的危险。

近年来,地球上的水资源正受到严重威胁,保护水资源和环境已成为当今世界面临的重要任务。从大规模的海洋保护区到小的节水措施,每个人都能为保护水资源做出贡献。我们需要改变生活方式,减少浪费,优化用水方式。

(冰川融化对人类的影响不言而喻)

同时,全球范围内的环境保护合作也至关重要,国际社会应该共同努力,制定环境政策,减少温室气体排放,降低气候变暖的速度。

虽然地球上的水看起来非常多,但可供人类使用的淡水却仅占地球总水量的2.5%。更令人担忧的是,这个可供人类使用的淡水资源还面临着污染、过度开采和地球气候变化等威胁。因此,保护地球的水资源是非常重要和紧迫的任务。

地球上的水资源是我们赖以生存的宝贵财富,它的形成是地球演化的奇迹,也是我们追寻生命奥秘的关键之一。所以我们必须珍惜、保护和善待这一宝贵的资源,为我们的未来创造一个更美好的世界。

(阻止全球变暖)


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