通過地理課程的學習,我們每個人都知道地球上的水資源通常是循環存在的。當水資源被光照蒸發進入大氣層中之後,會随着氣溫的不斷降低化作雨水降落在地面上。
這樣一來,水資源的總體數量就不會減少。可就在最近一段時間,科學家們卻發現地球正在瘋狂地“喝水”。很多人對此可能不太理解,地球自身就是一個整體,而我們印象中的喝水不應該是從外部空間吸入?
事實上,這裡的“喝水”指的是地球内部對地球表面水資源的吸收,每年地球内部大約會吞噬數億噸左右的水資源。那麼這些水都去了哪裡呢,又是否還有機會為人類所用?
水循環模拟圖
地球構造想要了解這個問題,我們就必須要弄清楚地球内部的構造。同樣是在地理課程之中,我們知道地球由内而外分别是地核,地幔以及地殼。
可對于這三者的具體組成,我們卻沒有進一步的了解。首先是地球最深處的地核,也就是地球的核心部分,半徑大概在3470km左右,其溫度則在4000到6800℃之間。
和我們想象的不同,地核的總體體積雖然隻有地球的16.2%,但它的質量卻已經達到了地球整體質量的31.5%。如果沒有地核的存在和支持,那麼外層的地幔和地殼也不可能存在。
地球模拟圖
不僅如此,科學家們還推測地核的存在保證了地球表面磁場的穩定性。我們都知道地球磁場一旦消失,那麼地外粒子給人類造成的打擊絕對是毀滅性的。
隻不過就這一猜想,科學家們暫時還沒能找到證據證實。其次就是地球中部的地幔,厚度在2800km以上,在這個厚度之中,還存在上地幔和下地幔之分。
和上地幔相比,下地幔的溫度,密度都會高出很多,這主要是由于下地幔需要承擔更多的壓力。而在上地幔之中,主要由不同厚度的橄榄岩層組成。
之所以會有這樣的劃分,主要是來源于兩個層面所具有的壓力和溫度不同。值得一提的是,在上地幔之上還有一層軟流圈。受到壓力的長期作用,這個圈層之中的物質運動較為緩慢。
地球結構剖面展示圖
不過也正是因為軟流層的存在,所以才讓地震波的波速得以降低。放在現實生活中,這一圈層就有點類似我們在公路上常見的減速帶。
最後就是我們最熟悉的地殼,雖然它的相對厚度比較低,但卻是人類賴以生存的基礎條件。很多人不知道的是,哪怕是上地幔中軟流圈的溫度,大概都在700-1300℃之間。
如果沒有地殼的保護,人類根本無法在這樣的溫度下生存。而地球上每年消失的數億噸水資源,其實就是通過地殼逐漸流向地幔,給人造成了地球正在“喝水”的假象。
這一點其實很容易理解,地殼随時都在不停地運動,在運動的過程之中,各大闆塊間的縫隙就成了海水流向地底深處的路徑。
地殼與人類生活有很重要的關聯
消失的水資源如果按照這樣的思路看下去,那麼地球上的水資源豈不是會一直不斷的減少,直到某一天徹底消失不見?這就像是某一個裝滿水的水盆,在底部出現裂痕之後,盆中水位自然會不斷的降低。
事實上,這樣的說法雖然是正确的,但也隻說對了一半。我們都知道水資源蒸發進入大氣層之後再通過降雨補充到地面的整個過程。
而水資源流入地底,其實就是往這個過程中再加入了一個步驟而已,整體變化并沒有太大的不同。在當前世界上許多國家和地區之中,人們都發現了各種深不見底的坑洞的存在。
水資源
許多科學家原本猜想水流在湧入這些坑洞之後,必然會經過地下河道從另外一個地區流出來。然而研究結果卻證明,當水流湧入這樣的坑洞以後,就再也沒有流出來。
對于這個現象,許多科學家一開始十分不解,直到最後才發現,這些消失的水資源都已經被地幔給消化了。
當水流通過各大闆塊以及坑洞之間的空隙流向地幔之後,除去一部分會通過不為人知的地下河道彙入其他海洋之外,其餘絕大多數水流都會繼續下潛,直至深入地幔之中。
地下河
等到水流抵達軟流圈之後,受溫度的影響,基本上都會揮發成水蒸氣。科學家們經過采樣研究發現,在地下200千米左右的岩石層之中就存在一種名叫“林伍德石”的石頭。
其内部水分子含量遠遠超過了其他岩石。科學家們猜想,之所以會有這樣的石頭存在,主要原因就在于水蒸氣的影響,讓石頭吸收了大量的水分子。
由此可知,其實整個地球的水循環并沒有發生太大的改變。在整個循環過程之中,除去地表水循環之外,流向地幔的水也會有一部分通過各種各樣的方式回到地殼裡的地下河道之中。
林伍德石樣本
并且它們最終還會加入屬于地殼水的循環之中。可既然有固定的損耗,那麼地球水資源的消失也就是必然的。這就和遊泳池的進水和排水問題是一樣的。
當進水管的進水速度無法追趕上出水管的流出速度,那麼泳池最終必然會走向幹涸。科學家們預測,大約在20億年之後,地球上的所有水資源都會消失不見。
隻不過在那之前,由于地幔水含量的不斷增加,内部活動就會十分劇烈并最終影響到地殼。在這樣的情況下,假如地球上還有人類存在的話,那就要随時随地做好應對地震來襲的準備。
在未來地球上的水資源或許會徹底消失不見
色素調查法很多人或許會疑惑,人們是如何知道水資源的減少是因為流向了地幔,而不是在水循環的過程之中經受了損耗?其實這個辦法很簡單,隻要将兩方面的問題解決就好。
首先是測算出地球水循環過程之中水源的平均損耗量,并借此算出地球水循環過程之中水資源的整體損耗。
隻要将這個數值和地球每年消失的水資源進行對比就可以知道,消失的水資源究竟是水循環損耗還有另有原因。
河流
其次就是對地幔水含量的測定,要知道地幔本身的水分子含量是固定的,如果沒有額外的水流注入,那麼它的含量自然就不會發生變化。
而近幾年的研究表表明,地幔水分子含量比例一直都在不斷的增加,雖然這個變化的數值曲線幾乎微不可察,但确實足以證明比例上升的事實。
除此以外,其實色素調查法也是調查水源走向的一個簡單方法。很多人對于這種方法可能不太了解,其實主要原理就是将一些無污染且不易溶解的色素放入水流之中,然後經過一段時間後觀測這些色素會不會在其他地區出現。
河流
在調查許多地區的水資源流向以及地下河脈絡的時候,基本上都會用到這樣的方式。尤其是在現代社會之中,地質學家們也都習慣将色素放入水流之後,研究周邊的河流之間的相互關聯。
當然,如果色素最終并沒有在周邊河流出現,那就證明水流最終流向了地底。通過這樣的方法,科學家們對海洋中的許多“無底洞”都進行了同樣的測量。
最終結果顯示,消失的水資源确實是被地球内部吞噬了。而之後的水資源發展變化,也就自然而然地進入了全新的水循環之中。
河流
水資源現狀在許多人看來,地球表面的水資源大概在20億年之後才會逐漸幹涸,和我們根本沒有太大的關系。可事實上,如果沒有居安思危的意識,不懂得及時保護自然水資源。
那麼水資源消失的速度必定會比人類想象得還要快速許多。除此以外,就現如今世界各國的水資源而言,其實也算不上有多樂觀。
要知道地球上的水資源雖然占據了地球表面的71%,可能夠被人類利用的淡水資源僅僅隻有2.5%左右。更重要的是,在這2.5%的淡水資源之中,絕大多數都在兩級冰川以及地底深處。
極地冰川
真正能夠被人類利用的大約隻有總量的0.26%。尤其是我們國家,盡管淡水資源總量大約為全世界淡水資源的6%,可平均水資源使用量卻是全球倒數。
即是說,中國屬于全球人均水資源最貧窮的國家之一。在這樣的情況下,我們更應該明白水資源的重要性,珍惜并節約用水。
保護環境就地球内部每年吞噬數億噸的水這件事來說,人類似乎已經無法阻擋它的發展趨勢了。畢竟就現代科技而言,根本無法做到将海溝或者無底洞補平。
中國的水資源匮乏
更何況補平之後究竟會發生什麼,誰也無從知曉。可事實上,水資源的減少其實也是對人類的一種警示。随着溫室效應的加劇,越來越多的冰川融入海洋。
可這部分多出來的水資源最終卻消失在地球内部,這純粹就是一種浪費。我們無法阻止水資源的減少,但我們至少應該做到避免水資源因為人為因素的影響而減少。
在這樣的情況下,保護環境勢在必行。不僅如此,水資源污染以及地下水的過度開采同樣是十分嚴重的問題。首先是水資源污染。
未來冰川或會有很多融入海水
當工業廢水以及生活污水湧入本就不多的淡水資源之中時,人類用水的代價必然會越來越高。隻要有留心觀察水費變化的人都知道,在等價值資源之中,水的價格算是增長得最快的。
一些經濟學家甚至預測:在未來五年以内,水将像石油一樣在全世界流通。其次就是地下水的過度開采,完全就是在揠苗助長。
這樣的開采行為雖然滿足了當代人民的用水需求,可後世子孫又應該從哪裡取水?很多人會想未來的海水淡化工程或許已經完善,人類用水也就不那麼緊張了。可這種“竭澤而漁”的行為,真的是正确的嗎?
工業廢水
結語地球對水資源的吞噬,已經是不可避免的趨勢。既然無法阻止這個趨勢,那我們就應該想辦法從其他地方進行補救。雖然不知道在未來的科技發展進程之中,人類将會到達怎樣的高度。
但我們應該知道,地球作為人類唯一的家園,保護永遠比傷害更有意義。不過從另外一方面來講,我們現如今是處于“認識問題”的階段,或許随着時間的推移,未來的人類一定有辦法能夠解決問題。
等到了那個時候,我們也不必再為水資源的流失而擔心。這樣一來,許多與水資源減少和消失相關的問題,自然也就迎刃而解了。
保護地球水資源主題海報
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