| 天人地 | 2024-01-28 13:23 |
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我们生活的地球虽然被以“地”来命名，但实际上水才是地球上最多的部分。 有人可能不禁会想，这么多的水，为何就没有一滴的流出去，或者说是漏到外太空中去呢？ 今天，就来跟大家聊聊，地球上的水为何逃不走，以及这些水最初究竟来自哪里。  液体水是逃不出地球的 先说答案，地球上所有的水，和这个星球上其他物质都一样，永远脱离不了星球的束缚。牛顿当年看到苹果落地，最终想清楚了这个问题，一切都是因为地球有引力。 地球的引力来自于地球的核心，这样一来，所有处于地球表面的物体，都会被牢牢的“吸附”而无法离开地球本身。  但是，液体水仅仅是它的一种形态，水在蒸发以及光合作用下，还能变成气体飘浮到空中。这样一来，不就等于用气体的形态逃出地球了嘛。 气体确实是飘浮在地球四周围的，但气体本身依然没有逃走，依然受到地球引力的作用，而被牢牢束缚在地球的四周。  大气的分层 既然名字叫大气层，确实也是分层的。蒸发后的水，以气体的形式聚集在地球的上空，它们一层又一层的堆叠在一起，相当的厚实。 从分层上来看，大气的最下层叫对流层，水蒸发后超过90%的气体，都集中在这一空域内。形象一点说，对流层的大气含有更多的水分，体积太重所以才会受到地球引力的作用，处在最靠下的位置。  这一区域内因为紫外线的照射，使得最上部的氧分子分解成为了氧原子，两者便一起构成了臭氧。 它因为吸收短波紫外线，因此该区域的温度会比较高，从而形成了逆温层。大气之所以不能上下对流进行交换，就是因为逆温层的锁闭。  你以为大气的分层到这里就结束了？再往外的区域还有一个暖层又叫电离层，这一区域距离中间层的顶部至少有800公里。 到达这一区域，便没有了水汽的存在。即便偶尔有漏网的水分子到达这一区域，因为电离的作用也会变成氢离子和氢氧根离子。 在电离层的最外面，还有一圈磁力层，又叫外层和逃逸层。听名字就知道，到达这一区域后，才算是接近了地球和外太空的边界。  有任何物质到达这一区域后，基本上就脱离了地球的引力束缚。如果有一些大气质点进入了这个区域，接下来就能脱离地球进入到外太空了。 水能以气体的形态逃走吗 水汽聚集的区域，位于大气层的最下层，光是依靠自身的浮力难以逃走，即便可以跟空气中的其他气体分子融为一体，它还是不会因为自身的变轻而上升。  凝结的数量越多，整体的重量也就越大，这些凝结成水或者冰晶的东西，在浮力不够的情况下，最终又会因为地球的引力而掉落地表。 如此一来，逃到空中的水还是回到地面了。即便接下来通过阳光而蒸发，再次来到空中，也不过是开启了另一轮循环。  这种情况下，下层的空气密度会更高，更有利于水汽凝结成水或者形成冰晶。一旦再从气体变成液体或者固体，就更没有机会再上浮到更上层的区域了。 所以，依照地球精妙的设计和安排，所有的水都被牢牢束缚在了地球上，根本不可能逃走。偶尔的漏网之鱼，最远也无非逃到电离层。在这一空域，水的形体结构再次改变，再无外逃的任何可能。  能逃走的不是水，而是构成水的一部分 要想逃出地球的引力，必须得以很高的速度才行，目前地球上只有人类的火箭能有逃离的能力。而在自然的状态下，水分子仅仅靠着分子的热运动，是根本别想逃走的。  对比之下，氧气、氮气和二氧化碳，因为自身的分子量大，所以逃不出地球。比如在磁力层，空气分子实际上是不存在的，只有氢包括氦两种原子，可以通过这一区域。 氢原子很轻，穿透一切最终能来到外太空。有人不免就会产生这样的疑问，氢在逃逸，那不断损失的情况下，水也等于在不断减少，假以时日的话，地球上的水不就消失殆尽了吗？  地球有“补水”机制 根据科学家的计算，地球上每秒逃走的氢有3公斤。每时每刻都在逃走，而地球经历了几十亿年的变迁，为何水却一点都没减少呢？ 虽然有逃走的氢，但是太阳风以及不时的陨石出现，也会给地球补充氢，这就使得逃走而空出的份额，很快又被新的氢所代替。 除此之外，氢虽然逃走了，但是氧气却可以跟硫化氢、氨、甲烷等发生反应，进一步生成二氧化碳、水、硫酸以及氮气。  最终通过循环的作用机制，构成了以二氧化碳、硫化氢、甲烷等为主的原始大气层。经过亿万年的作用下，氮气、氧气和二氧化碳，又构成了现代的大气层。 由此，碳基生命的生存机制才逐步构筑起来，并形成了一个完美的闭环。那么，这些逃不走的水，当初又是如何生成的呢？  地球上的水是自己生成的 水来自哪里，多年来科学界一直在进行研究。一种观点认为，地球在早年刚诞生的时候，自身就存在水。 哪怕最初不是水的形式，但由于构成水的元素氧和氢很丰富，自然作用下也就形成了水。 有科学家推断，早期地球上的水，以液体的形式存在于地球的内部。因为板块运动以及火山喷发，储存在内部的水逐渐来到地表，并渐渐汇聚成为了江河湖海。  目前，地球所有的活火山，其火山口区域的岩浆，含水量可以达到6%，有些甚至可以达到12%。 科学家通过测算地球内部岩浆的规模，推测在几十亿年的历史中，地表有一半以上的水，都是由内部的岩浆喷发出来形成的。  还有水储存在地幔之中，按照澳大利亚和加拿大的一些科学家的观点，地幔中的水，才是构成地球上水的主要部分。 尤其是在地幔厚度达25公里的过渡地带，这一地区所蕴含的水量，应该是现在地表总水量的3倍之多。  外部来到地球的水 除了内部之外，还有一种观点认为地球上的水来自外部，太阳就是地球上水的重要来源地。 太阳风在生成后，波及范围能轻松抵达地球的大气层外部。在这个过程中，大量的氧核以及氢核等进入地球的范围，再经过与电子的结合反应，就能形成氧原子和氢原子。  不过有观点认为，这种模式下形成的水规模太小，难以形成地球上现在广阔的海洋。于是又有一种观点就认为，太空陨石的撞击，也会携带一定量的水到达地表。  结语 总体来看，多数科学家倾向于相信地球上的水来自内部，因为外部来的构成机制不管多么的完美，数量太少是显而易见的。只有地球内部原本就存在水，才能构成现在地表庞大的江河湖海。  |
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