0 t" B8 [9 J* U 可以说地球是宇宙的幸运儿,从碳基生命存在的基础条件来看,地球与太阳的距离适宜,拥有大气层,氧气含量适中,具备稳定的磁场,特别是拥有大量的液态水,这些都为生命的形成和演化创造了得天独厚的条件,在迄今观测到的诸多地外行星中,还没有哪一个像地球这样存在着异彩纷呈的生命世界。 : l* f7 m$ b* ^
. [- O' P8 {2 I* R
! Y }5 {7 W3 a5 n. d
1 d# B2 m* }2 s1 ~! r: Q 9 F9 |* H n5 B& ?
; I' U& B! p! O. X5 V 水作为生命之源,其重要程度不言而喻,无论是地理学、地质学、生物学,还是天文学、气象学等诸多领域,都将水作为重点研究课题。在2018年底,有研究机构在《自然》杂志上发了一篇文章,指出在马里亚纳海沟底部,存在着大量海水倒灌进入地球内部的情况,这个数量达到了每年数亿吨之巨,这篇文章在世人中引起了强烈反响,有些人甚至担心如果长此下去,地球海洋中的水会不会全部倒灌那个“无底洞”中,地球也因此会变为一个“干涸”之球。 # @8 X1 l1 s6 P. G9 [- H4 u
/ A7 N! P, b( p/ v2 J( ]
" X1 Q$ E1 T+ t5 s 5 I0 m2 f& E8 ^9 T! C* w; Q
& z# k) {" ^% h. p
/ o) f8 o, K& Z( w$ p) ? 事实上,海水倒灌进地球内部的情况是常有的事,在海洋底部比较普遍,但不会造成地球干涸的情况,因为以每年如此巨量的海水倒灌,从地球海洋生成之日起至今起码有40亿年的时间,海洋早就干涸了,根本挺不到现在。 |! S( Y c1 F5 m1 p
地球在46亿前刚形成之时,整体温度非常高,地表呈现的基本上是熔融的状态,随着时间的推移,地球周围的星际物质变得越来越少,撞击地球的频率越来越低,这时候的地球除了从太阳接收辐射能量以外,本身作为一个热源不断地向外界空间辐射热量,整体温度逐渐下降,于此地球的组成物质,在比重不同的情况下逐渐发生不同程度的沉降,那些比重较大的物质沉降作用非常明显,沉降的深度也越接近地核,而比重较小的物质,则留在了较浅的地层中,最终形成了地核、下地幔、上地幔、地壳的分层结构。 0 d9 q9 \+ k H- E% X
5 |& K$ I1 m( c" `+ G" n . \: L! }" r' ]
' S7 r( Z ]$ R: ?5 l. R $ n4 g& d* J; P
( g. B! u8 t0 s6 P1 @: ` 在地球整体降温的过程中,随着地球内部能量的释放,大量尘埃物质、二氧化碳和水蒸气也被带出,逐渐形成了大气层,于此同时,被带出的水蒸气持续进行着凝结、蒸发、再次凝结的过程,再加上外来天体特别是彗星的撞击也带来了大量的水分,使得地球上的水资源越来越多,逐步在地球表面地势较低的区域聚集起来,面积不断扩张,最终形成了原始海洋。
/ ]$ }& j' Q0 t# t8 n. a Q/ W3 R+ x& m. O7 H! Z9 q
. L; ]0 p; w) G
: C8 m1 u/ c: u, e+ c6 J
# P. D! P7 r2 V- P
8 I9 F/ [) \5 o. V& v% C# ^
我们通常意义上说的地球水循环,基本上都是围绕海洋、大气圈和陆地三者之间来讨论分析的,在海洋和陆地之间的交换称为大循环,而在海洋和海洋、陆地和陆地小区域间的交换称为小循环,这是地球上水资源循环的主要途径。不过,在海洋底部,还存在着一种水的循环方式,是通过海洋与地球内部作为交换的场所来进行的。 ) n& l$ s% B3 h- u; X3 @
由于地壳是“飘浮”在软流层之上,随着地球的运动以及内部能量的积聚、释放过程,地壳本身是随时处于一种相对位移的状态,而海洋地壳由于组成物质的比重,相对于大陆地壳要小一些,所以在地壳的位移过程中,海洋地壳通常都会处于大陆地壳的下方,当二者发生挤压和碰撞时,大洋地壳往往都会下插俯冲至大陆地壳的下方,从而将海洋底部的沉积物质、大量海水带入更深的地球内部。因此,在地球各大海洋和陆地的交汇地带,这种海水被吞噬的现象非常常见。 ) h4 {' A$ |7 t
4 S9 t3 ~- b/ C2 } 1 Z& z- I V1 Z2 Z
2 r* m- i& {# M' J
5 F% D; M9 U$ ]6 G * s/ {" Z' ` x( q
那么,被带入地球内部的海水,到底去哪了呢?一种是作为结晶水的形式存在,被吞噬的海水,如果被带到地球内部一个新的区域,或者内部熔岩态物质因移动发生明显变换时,在较高的温度和较大的压力下,会与岩层物质结合,以结晶水的形式存在各种矿物的晶体中,这种水的转换方式有一定的饱和性,在海水持续倒灌的情况下,极容易使矿物结晶水含量达到饱和,因此并不是主要的转换方式。
1 _' |4 \5 P/ \4 z
f/ v. F8 y0 `% ?( l + F \, f8 U9 q9 t4 |% Y" V
/ e; v! w6 p7 B; `, q$ C
3 \+ I8 M* D0 `8 x8 L) D3 z) W
, H' ^; A9 [; Y V6 `. G, x w 第二种是形成水蒸气,被储存在不同岩层的分隔空间、孔隙中,或者随着熔岩的流动而发生运动。当地球内部的能量积聚越来越高时,就会通过海洋地壳中较薄、较脆弱的区域,以海底地震、火山喷发释放出来,在此过程中,大量的水蒸气也被带出来,重新融入海洋或者被带到大气层中。
1 P7 v3 f+ q: y( T; k % Z2 x3 e8 v6 E7 D
$ @4 s& b) D6 g1 M6 h1 V* ]" y& x
3 n% e U9 z6 A9 G; j 5 S0 e2 u# V3 @% ^
" D) T# m2 ]( D; }' d) V
第三种是以海底热液的形式被带出来。有一部分被吞噬的海水,通过海底地壳的裂缝进入地球内部,遇到高温的岩浆形成高温水,从海底类似“烟囱”的结构中重新喷涌出来,同时还将流动过程中还会溶解一些岩层中的金属矿物,遇到冷的海水后凝聚沉积,在海底形成特定的厌氧生物群落,成为深海重要的生命源泉之一。 $ {0 q" U% f5 ]+ h$ H
) }6 \5 U% W7 q8 v$ a 9 o: v& V& s9 h$ P% W* R! @$ ]" d: S
) Z! F' c: B, N+ ?+ p - u7 e9 B; [: e% w4 w- t4 ~
! X& F" q; q, D- O% Z 综上,虽然海底每年有大量的海水被吞噬进入地球内部,但是这些水并不是“一去不回”,它们通过各种不同的渠道又重新返回海洋或者大气层中,从而实现了地球水资源的动态循环和平衡。
1 ^$ K5 k: `6 `, `5 a1 T4 K `, D& ?0 Q6 @
% B7 c. U% z' }. t8 ~4 f" ^( y
3 X/ k3 R9 x, m
0 }# ` d; b" D6 r# C7 R1 U6 H
( V* M$ a) E9 A* i0 M! z0 y+ s
|