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地球大量水從哪裡來的

生活 更新时间:2024-10-06 03:14:00

大家知道,雖然我們現在能喝到顔色與口味各異的水,但這些被裝在瓶瓶罐罐裡面的水都是有保質期的,過了這一期限就不建議飲用了。

奇怪的是,江河湖海中的水已經在地球上流動了數億年,在如此漫長的時間中都沒有過期,為何裝在瓶子裡後很快就會過期呢?

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地表上的水從何而來

别看地球現在是一顆蔚藍星球,在誕生的初期,其實地球也是一顆炙熱的“火球”。在那時候,地表上還沒有江河湖海的存在,更沒有水的流動。

地球的誕生可以追溯到距今約45.4億年前,由于那時的太陽系尚未穩定,剛剛誕生的地球經常遭受“天外來物”即太空隕石的撞擊,地殼活動劇烈,火山頻繁爆發,地球表面布滿了岩漿與熔融狀态的岩石。

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這樣的高溫狀态持續了大約1.4億年,之後地球溫度漸漸冷卻下來,岩漿凝固成岩石。在岩漿冷卻之後,地球内部的水開始不斷滲出地表,并逐漸彙集起來形成了海洋。

此外,地球後來又出現了全球性的長期雨季。此前頻繁的火山活動不僅将火山灰與煙塵物質噴向了天空,同時也将地球内部的水資源噴發出來,變成水蒸氣升向天空,再儲存在大氣層中。

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大氣能夠儲存的水蒸氣是有限度的,等到水蒸氣飽和之後,一場“蓄謀已久”的大雨便會傾灑而下,全球性的持續不斷的大雨随之而來,就這樣,地表上聚集了越來越多的液态水,海洋便由此形成。

如今,這些在地球上流動了44億年的水覆蓋了地球表面超過70%的面積,但是,它們為什麼一直都沒有“過期”呢?

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地球上的水為何不會“過期”?

地球上的水之所以能“保存”44億年不過期,關鍵原因就在于大自然已經形成了一套成熟的物質循環系統。

從化學成分來看,水分子由氧元素和氫元素組成,自身結構十分穩定,水分子也不容易被分解,不過,随着水循環的過程,它會改變自己的物理形态。

古語有雲:“流水不腐”,即流動的水不會變質過期,換句話說,自然界中沒有流動的水,其水質可能就會壞掉。

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也就是說,正是通過不停的運動,自然界中的水才能抵禦住其它生物的入侵,從而使自己長存于地球上且不變質、過期。

需要知道的是,自然界中的水在無時無刻地流動,其實每一個水體本身就是一個完整的生态系統,在水中不僅有無機礦物元素,同時還有有機生物體的存在。

水為這些無機與有機個體提供了一個良好的反應環境,于是這些物質在水中會進行着各種物理、化學以及生物反應。

也正是通過這三種反應與作用,水體才能實現“水體自淨”這一功能。

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  • 水體自淨

首先是物理作用。當自然界中的各種污染物,如動物的糞便、腐爛的植物等進入水體後,首先會被流水稀釋,這一步驟也是物理淨化的核心過程。

經過流水的稀釋,污染物會根據密度來分層,密度比水大的就沉入水底,密度比水小的就漂浮在水面之上,密度與水相當的就懸浮在水體中。

之後便是化學反應與生物反應,這兩者會同時進行,不過水體自淨的核心過程還是化學反應。

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水中有一些可以進行光合作用的微生物,當接觸到太陽光線,它們就可以制造并釋放氧氣。由于氧氣不溶于水,所以這些氧氣多是被水體中的生物利用,多餘的便會從水中溢出。

當稀釋後的污染物與水中的氧氣相遇後,兩者會發生氧化還原反應,生成物會再次被水體中的各種生物利用。

如果稀釋後的污染物依然無法與氧氣發生反應,那麼這時候就會有分解者來幫忙,分解者們會進一步使污染物小分子化,使之能與氧發生作用。

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與此同時,水體中的分解者也會在此時出場,一些魚類會将污染物吞入腹中,經過腸道消化,再将污染物排洩出來,便于分解者處理。

因此,無論是在水面、水中還是水底,在生産者、分解者與消費者的協同作用下,污染物們都會被淨化,所以水還是水,現在的水也依然是44億年前的水,是不會過期與變質的。

那麼問題來了,既然地球上的水都不會過期,為什麼瓶子裡的水卻會很快過期?

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為什麼瓶子裡的水會過期?

前面提到,水的化學結構十分穩定,所以我們說的變質與過期也不是指水分子變化了,而是指水中會滋生一些對人體有害的細菌,所以才會瓶裝水設定一個保質期。

其實原因很簡單,當水被桎梏在一個小小的瓶子裡,那麼它就不會再有流動,也無法與自然接觸,這就意味着它再也無法參與自然循環。

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被封閉在一個極為狹小的空間,水裡的各種無機和有機物都無法再進行化學與生物反應,水中氧氣也在被不斷消耗,導緻其失去自淨能力。

此外,水中的微生物也會随着氧氣的耗盡而死亡缺乏分解者,它們的屍體會使水散發出一股異味。

所以,在被裝進瓶子裡後,流水就變成了一瓶“死水”。

不過,我們現在喝的瓶裝飲用水都是經過殺菌的水,如果能做到完美密封,那麼外界細菌也不會有機會進入水中,在這種情況下水便不會變質。

而從現實來看,裝水的瓶子并不能做到盡如人意。飲用水瓶子大多由PET這種高分子聚合物制成,如果放置時間過長,或者被放置在陽光充足和高溫環境中,那麼瓶子就會釋放出一些低分子。

一旦瓶子和空氣中的水分子進入水體,那麼水質就會變壞,最終“過期”。

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結語

我們平常說的水資源主要也是指淡水資源,在全球水儲量中,海水儲量有97.3%,淡水隻占了2.7%。因此,水資源短缺的問題絕不是說說而已。

雖然我們目前沒有面臨水資源不足的窘境,但在世界其它地方,還有許多人飽受幹旱缺水的苦惱,生存都成問題。在這種情況下,我們更應該珍惜水資源,珍惜我們生命的源泉。

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