水 圈

在地球上,很少有什么物质会像水那样变幻多端,分布广泛。上至高层大气,下至地壳深处,几乎处处都有水的踪迹和水的影响。相互沟通的世界大洋,陆地上的江河湖泊,以及埋藏于地表下面的地下水等,它们互相连通, 共同构成了我们这个星球上所特有的“水圈”。在地球上的总水量中,海水约占 97%,其余 3%存在于冰川、江河、湖泊、地下和大气中。如果我们把地表看做是很平坦的,将地球水均匀覆盖其上,那么全球将成为一个平均水深 2745 米的水球。水是生命的摇篮,也是一切生命机体活动必不可少的基本要素。

在太阳系中,地球是唯一拥有液态水的天体。水占地球表面积的 77%(为此,有人提议地球应改名为“水球”),总量达 145 亿亿吨。这还不算矿物所含的结构水和结晶水,也不包括生物体中的水(生物机体的 2/3 是水组成的)。

你一定会问,这么多的水是哪里来的呢?

传统说法,地球上的水是地球形成时,从星云物质中带来的。星云物质由三大类物质组成:一类是气物质,如氢和氦,约占星云物质的 98.2%;另一类是冰物质,如水冰、氨、甲烷等,约占 1.4%;第三类是土物质,主要有铁、硅、镁、硫等与氧的化合物,是些温度高达 1000℃左右时仍是固态的物质。地球是土物质组成的,但仍有一小部分冰物质,这便是地球水的来源。

1961 年,科学家托维利提出,地球水是太阳风的杰作。太阳风是太阳外层大气向外逸散出来的粒子流。从地球形成至今,地球从太阳风中吸收氢的总量达 1.70×1023 克。如果这些氢全部与地球上的氧结合,可产生 1.53×1024 克的水,恰恰接近地球水的总量 1.43×1024 克。

不久前,美国人弗兰克等人又提出一个假说:地球水来自太空冰球。这位科学家研究了 1981~1986 年以来人造卫星发回的数千张地球大气紫外线辐射图像,发现在圆盘形的地球图像上总有一些小黑斑。这些小黑斑都很短命,仅存在两三分钟。经多次分析和否认了其他一切可能后,他们认为这些小黑斑是由一些看不见的冰块组成的小彗星,撞入地球外层大气后破裂、融化成水蒸气而造成的。估计每分钟约有 20 颗平均直径为 10 米的这种冰球坠

入地球,每年可使地球增加 10 亿吨水。地球形成 46 亿年,总共可从这种冰

获得 460 亿亿吨水,是现在地球水总量的 3 倍多。扣除蒸发的水分、矿物质和岩石,以及生物机体内含有水分,仍富富有余。所以,这一假说因无法自圆其说,也遭到了人们怀疑。

地球之水究竟来自何方?还有待于人类继续探索。