中學課本就已經告訴我們，地球上的水會通過水汽循環重複利用，它是生物圈不可或缺的一部分，如果水會越來越少的話，那讓生命情何以堪？但事實上可能與各位想象有些許出入，下面來簡單了解下。

一、水來自哪裡

當然我們沒打算用下雨這種方式來搪塞大家，正兒八經的讨論下水是從哪來的。現代科學界普遍認為，地球上的水來自形成地球的原始星雲，而星雲則來自上一代超新星爆發，水是怎麼從超新星爆發中生成的，我們來看即将超新星爆發的晚期恒星結構就知道了。

晚期大質量恒星的結構，從外到内為：氫、氦、碳、氧.......大質量恒星的鐵核崩潰後會導緻恒星結構坍縮，重力勢能與内核外層的電子簡并态物質核聚變一起導緻超新星爆發，而殼層中多種物質将在被炸散的過程中形成多種物質，其中就包括水，形成于超新星爆發殘骸的地球當然繼承了這些遺産，再通過早期地球的隕石雨以及火山噴發等多種形式進入了大氣層，最後落到地面形成了海洋。

二、地球上的水會增加還是減少？

從表面上來看，似乎地球的水汽循環并不會導緻水的損失，因為地球的存在已經超過46億年，而水還有那麼多！

這是一個完美的循環過程，對生命最大的支撐就是水循環，但也就是這個循環，使得地球上的水正在不斷減少，為什麼會這樣？它又發生在哪個階段？

1、水的光解

水是會被陽光分解的的，光的催化反應通常有兩類，一類是上坡反應，另一類是下坡反應，當然現在我們對将水分解成氫和氧的上坡反應更感興趣。

光如何分解水？我們要先了解下不同波段的光子的能量是怎麼來的

光子的能量E=hv

h是普朗克常數，v是光子的頻率，這表示頻率越高（波長越短），光子能量也就越高，比如紫色光線就會比紅色光線能量要高，如果紫外甚至X光那麼能量就更高了！

而構成分子的化學鍵能是有限的，當光子的能量超過化學鍵能時即可破壞化學鍵，将水分中分解成氫原子和氧原子。這過程在什麼時候最容易發生呢？水汽循環在大氣層内時，水汽達到的高度越高，被大氣阻擋的紫外光線就越少，因此在大氣層更高的位置，水汽更容易被光解。

2、被光解之後的這些氣體命運如何？

因為氫的密度很低，在大氣層中會升到很高，而且氫的分子運動非常活潑，在27℃時的分子運動速度達到了1900米/秒，在紫外線以及太陽風中高能粒子的轟擊下，更容易達到逃逸速度，因此氫就跟地球拜拜了，而氧仍然會停留在大氣層中，有可能會被紫外光分解成氧原子，和氧分子結合形成臭氧（O3），這水汽被光解之後兩者的迥異的命運。

3、既然水汽能被光解，那麼跑了多少水呢？

這個确實是一個難以估計的數字，不過在2011年伊利諾伊州芝加哥大學的EC Pope等研究發現，早期地球海洋中的水量比現在要高出26%左右，他們測算的依據是太古時代地層中的蛇紋石中的氫氧同位素值，發現太古時代的海洋中氫的同位素氘的含量要比現代高出25±5‰，但氧的比例跟現代海洋基本一緻。

蛇紋石的氫氧同位素值比

藍色表示海水中氫同位素氘變化的曲線與蛇紋石在地質時間上氘變化大緻吻合。

按這個逃逸比例任由發展下去，也許隻要再花上2-3倍（地球的年齡）的時間，海水就跑光了哈，留下一個超級大的鹽巴殼！

4、每年從太空掉那麼多彗星進來能補救嗎？

其實太空一直在向地球補水，每年都有大量的彗星類的進入地球，給地球帶來水和物質，估計每年超過20萬噸，但根據EC Pope的研究，似乎這種補充遠不夠從地球逃逸的總量，因為即使在彗星補充的情況下依然少了26%，但在PNAS（美國科學院院報）網站上查詢，這篇論文總共被引用72次，是個不錯的數量，你選擇信還是不信？這是一個問題。

三、最終地球的海水是會跑光的，而且還更早

并不需要花上2-3倍的地球年齡（約100億年），因為地球的磁場會因為地核冷卻後逐漸消失，這個時間大約會發生在23億年後！

地球的磁場因為鐵鎳質内核的流動産生，而能讓鐵鎳質融化流動的高溫主要來自重力勢能和放射性物質的衰變，現在已經過去46億年，絕大部分物質都已經過了半衰期，未來衰變釋放的熱量将越來越少，而從地表向太空散發的熱量卻不會改變，因此未來地球内核逐漸冷卻是一個時間問題，而這個時間還需要23億年左右。

失去了磁場保護的地球的大氣層會在太陽風的作用下逐漸逃逸，最終大氣壓下降，海洋蒸發，地球環境日漸惡化，而水汽也會通過類似的途徑逐漸向太空逃逸，而結局就是地球将火星化。而此時太陽的紅巨星時代也即将來臨，雙管齊下，未來沒有地球的好日子，不過好在還有二十幾億年的時間。

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