综述
通过地理课程的学习,我们每个人都知道地球上的水资源通常是循环存在的。当水资源被光照蒸发进入大气层中之后,会随着气温的不断降低化作雨水降落在地面上。
这样一来,水资源的总体数量就不会减少。可就在最近一段时间,科学家们却发现地球正在疯狂地喝水。很多人对此可能不太理解,地球自身就是一个整体,而我们印象中的喝水不应该是从外部空间吸入?
事实上,这里的喝水指的是地球内部对地球表面水资源的吸收,每年地球内部大约会吞噬数亿吨左右的水资源。那么这些水都去了哪里呢,又是否还有机会为人类所用?
水循环模拟图
地球构造
想要了解这个问题,我们就必须要弄清楚地球内部的构造。同样是在地理课程之中,我们知道地球由内而外分别是地核,地幔以及地壳。
可对于这三者的具体组成,我们却没有进一步的了解。首先是地球最深处的地核,也就是地球的核心部分,半径大概在3470km左右,其温度则在4000到6800℃之间。
和我们想象的不同,地核的总体体积虽然只有地球的16.2%,但它的质量却已经达到了地球整体质量的31.5%。如果没有地核的存在和支持,那么外层的地幔和地壳也不可能存在。
地球模拟图
不仅如此,科学家们还推测地核的存在保证了地球表面磁场的稳定性。我们都知道地球磁场一旦消失,那么地外粒子给人类造成的打击绝对是毁灭性的。
只不过就这一猜想,科学家们暂时还没能找到证据证实。其次就是地球中部的地幔,厚度在2800km以上,在这个厚度之中,还存在上地幔和下地幔之分。
和上地幔相比,下地幔的温度,密度都会高出很多,这主要是由于下地幔需要承担更多的压力。而在上地幔之中,主要由不同厚度的橄榄岩层组成。
之所以会有这样的划分,主要是来源于两个层面所具有的压力和温度不同。值得一提的是,在上地幔之上还有一层软流圈。受到压力的长期作用,这个圈层之中的物质运动较为缓慢。
地球结构剖面展示图
不过也正是因为软流层的存在,所以才让地震波的波速得以降低。放在现实生活中,这一圈层就有点类似我们在公路上常见的减速带。
最后就是我们最熟悉的地壳,虽然它的相对厚度比较低,但却是人类赖以生存的基础条件。很多人不知道的是,哪怕是上地幔中软流圈的温度,大概都在700-1300℃之间。
如果没有地壳的保护,人类根本无法在这样的温度下生存。而地球上每年消失的数亿吨水资源,其实就是通过地壳逐渐流向地幔,给人造成了地球正在喝水的假象。
这一点其实很容易理解,地壳随时都在不停地运动,在运动的过程之中,各大板块间的缝隙就成了海水流向地底深处的路径。
地壳与人类生活有很重要的关联
消失的水资源
如果按照这样的思路看下去,那么地球上的水资源岂不是会一直不断的减少,直到某一天彻底消失不见?这就像是某一个装满水的水盆,在底部出现裂痕之后,盆中水位自然会不断的降低。
事实上,这样的说法虽然是正确的,但也只说对了一半。我们都知道水资源蒸发进入大气层之后再通过降雨补充到地面的整个过程。
而水资源流入地底,其实就是往这个过程中再加入了一个步骤而已,整体变化并没有太大的不同。在当前世界上许多国家和地区之中,人们都发现了各种深不见底的坑洞的存在。
水资源
许多科学家原本猜想水流在涌入这些坑洞之后,必然会经过地下河道从另外一个地区流出来。然而研究结果却证明,当水流涌入这样的坑洞以后,就再也没有流出来。
对于这个现象,许多科学家一开始十分不解,直到最后才发现,这些消失的水资源都已经被地幔给消化了。
当水流通过各大板块以及坑洞之间的空隙流向地幔之后,除去一部分会通过不为人知的地下河道汇入其他海洋之外,其余绝大多数水流都会继续下潜,直至深入地幔之中。
地下河
等到水流抵达软流圈之后,受温度的影响,基本上都会挥发成水蒸气。科学家们经过采样研究发现,在地下200千米左右的岩石层之中就存在一种名叫林伍德石的石头。
其内部水分子含量远远超过了其他岩石。科学家们猜想,之所以会有这样的石头存在,主要原因就在于水蒸气的影响,让石头吸收了大量的水分子。
由此可知,其实整个地球的水循环并没有发生太大的改变。在整个循环过程之中,除去地表水循环之外,流向地幔的水也会有一部分通过各种各样的方式回到地壳里的地下河道之中。
林伍德石样本
并且它们最终还会加入属于地壳水的循环之中。可既然有固定的损耗,那么地球水资源的消失也就是必然的。这就和游泳池的进水和排水问题是一样的。
当进水管的进水速度无法追赶上出水管的流出速度,那么泳池最终必然会走向干涸。科学家们预测,大约在20亿年之后,地球上的所有水资源都会消失不见。
只不过在那之前,由于地幔水含量的不断增加,内部活动就会十分剧烈并最终影响到地壳。在这样的情况下,假如地球上还有人类存在的话,那就要随时随地做好应对地震来袭的准备。
在未来地球上的水资源或许会彻底消失不见
色素调查法
很多人或许会疑惑,人们是如何知道水资源的减少是因为流向了地幔,而不是在水循环的过程之中经受了损耗?其实这个办法很简单,只要将两方面的问题解决就好。
首先是测算出地球水循环过程之中水源的平均损耗量,并借此算出地球水循环过程之中水资源的整体损耗。
只要将这个数值和地球每年消失的水资源进行对比就可以知道,消失的水资源究竟是水循环损耗还有另有原因。
河流
其次就是对地幔水含量的测定,要知道地幔本身的水分子含量是固定的,如果没有额外的水流注入,那么它的含量自然就不会发生变化。
而近几年的研究表表明,地幔水分子含量比例一直都在不断的增加,虽然这个变化的数值曲线几乎微不可察,但确实足以证明比例上升的事实。
除此以外,其实色素调查法也是调查水源走向的一个简单方法。很多人对于这种方法可能不太了解,其实主要原理就是将一些无污染且不易溶解的色素放入水流之中,然后经过一段时间后观测这些色素会不会在其他地区出现。
河流
在调查许多地区的水资源流向以及地下河脉络的时候,基本上都会用到这样的方式。尤其是在现代社会之中,地质学家们也都习惯将色素放入水流之后,研究周边的河流之间的相互关联。
当然,如果色素最终并没有在周边河流出现,那就证明水流最终流向了地底。通过这样的方法,科学家们对海洋中的许多无底洞都进行了同样的测量。
最终结果显示,消失的水资源确实是被地球内部吞噬了。而之后的水资源发展变化,也就自然而然地进入了全新的水循环之中。
河流
水资源现状
在许多人看来,地球表面的水资源大概在20亿年之后才会逐渐干涸,和我们根本没有太大的关系。可事实上,如果没有居安思危的意识,不懂得及时保护自然水资源。
那么水资源消失的速度必定会比人类想象得还要快速许多。除此以外,就现如今世界各国的水资源而言,其实也算不上有多乐观。
要知道地球上的水资源虽然占据了地球表面的71%,可能够被人类利用的淡水资源仅仅只有2.5%左右。更重要的是,在这2.5%的淡水资源之中,绝大多数都在两级冰川以及地底深处。
极地冰川
真正能够被人类利用的大约只有总量的0.26%。尤其是我们国家,尽管淡水资源总量大约为全世界淡水资源的6%,可平均水资源使用量却是全球倒数。
即是说,中国属于全球人均水资源最贫穷的国家之一。在这样的情况下,我们更应该明白水资源的重要性,珍惜并节约用水。
保护环境
就地球内部每年吞噬数亿吨的水这件事来说,人类似乎已经无法阻挡它的发展趋势了。毕竟就现代科技而言,根本无法做到将海沟或者无底洞补平。
中国的水资源匮乏
更何况补平之后究竟会发生什么,谁也无从知晓。可事实上,水资源的减少其实也是对人类的一种警示。随着温室效应的加剧,越来越多的冰川融入海洋。
可这部分多出来的水资源最终却消失在地球内部,这纯粹就是一种浪费。我们无法阻止水资源的减少,但我们至少应该做到避免水资源因为人为因素的影响而减少。
在这样的情况下,保护环境势在必行。不仅如此,水资源污染以及地下水的过度开采同样是十分严重的问题。首先是水资源污染。
未来冰川或会有很多融入海水
当工业废水以及生活污水涌入本就不多的淡水资源之中时,人类用水的代价必然会越来越高。只要有留心观察水费变化的人都知道,在等价值资源之中,水的价格算是增长得最快的。
一些经济学家甚至预测:在未来五年以内,水将像石油一样在全世界流通。其次就是地下水的过度开采,完全就是在揠苗助长。
这样的开采行为虽然满足了当代人民的用水需求,可后世子孙又应该从哪里取水?很多人会想未来的海水淡化工程或许已经完善,人类用水也就不那么紧张了。可这种竭泽而渔的行为,真的是正确的吗?
工业废水
结语
地球对水资源的吞噬,已经是不可避免的趋势。既然无法阻止这个趋势,那我们就应该想办法从其他地方进行补救。虽然不知道在未来的科技发展进程之中,人类将会到达怎样的高度。
但我们应该知道,地球作为人类唯一的家园,保护永远比伤害更有意义。不过从另外一方面来讲,我们现如今是处于认识问题的阶段,或许随着时间的推移,未来的人类一定有办法能够解决问题。
等到了那个时候,我们也不必再为水资源的流失而担心。这样一来,许多与水资源减少和消失相关的问题,自然也就迎刃而解了。
保护地球水资源主题海报