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地球上的水一直在泄漏,为什么泄漏了40多亿年,还是没有减少?

类别:社会 发布时间:2024-06-03 17:11:00 来源:魅力科学君

地球的表面有70%都被水覆盖,其总量高达130亿亿吨,关于这么多的水是从哪里来的,科学家们还没有给出最终的结论,简而言之,有一部分观点认为水是地球“自产”的,另一部分观点则认为地球上的水是在太阳系形成之初,由大量富含水的小行星以及彗星带来的。

地球上的水一直在泄漏,为什么泄漏了40多亿年,还是没有减少?

然而这些观点都有一个共同点,那就是大家都认为在40多亿年前,地球上忽然就有了很多水,进而形成了海洋,而自此之后,地球不会再有其他的途径来获取如此多的水了。也就是说,地球上的水就只有这么多,用完之后不可能再得到什么有效的补充了。

那么地球上的水会越来越少吗?对于这个问题,通常的答案是,我们根本不需要害怕地球上的水会越来越少,这是因为地球是一个封闭的系统,水只会在这个系统里不停地循环,所以地球上水的总量是永恒不变的。但实际情况却并非如此,事实上,科学家发现地球上的水一直在泄漏,这是怎么回事呢?我们先来了解一下。

水分子是一种相对质量比较大的分子,不管是固态、液态还是气态,地球的引力都可以将水牢牢地束缚住,但水分子并不是想象中那么坚不可摧,只要有足够的能量,就可以让水的分子键断裂,从而将其分解为氢和氧。

地球上的水一直在泄漏,为什么泄漏了40多亿年,还是没有减少?

在实验室里,我们可以通过电将水分解成氢和氧,而在大自然里,来自太阳的能量也可以做到这一点。由于氧相对较重,因此水被分解后产生的氧依然会被地球引力束缚,而相对质量很轻的氢则会一路上升到地球大气层的顶端。

在这里的氢有两种“逃走”的方式,第一种是借助太阳风的力量,太阳风是由太阳发射出的高速粒子流,在地球附近,太阳风的速度可以达到每秒钟400公里,从而轻松地将氢带走。第三种是氢气的分子运动,对于单个氢气分子而言,它的速度会因为与其他粒子的碰撞而不停地变化,当某个氢气分子的速度达到了一定的程度,这个氢气分子就可以挣脱地球的引力束缚。

地球上的水一直在泄漏,为什么泄漏了40多亿年,还是没有减少?

我们可以简单地理解为,地球上构成水的氧不会“逃走”,而氢则一直都在泄漏。这样看起来,地球上的水就会越来越少,但地球考古数据却显示,40多亿年来,地球上的水并无明显的变化。那么问题就来了,地球上的水一直在泄漏,为什么泄漏了40多亿年,还是没有减少?我们接着看。

首先就是地球拥有一个强大的磁场,它可以极大地降低太阳风的威力,然后就是地球大气层里拥有丰富的氧,在一定的条件下,这些氧可以和一部分氢再次结合并生成水。第三个原因是,太阳风里携带了大量的氢原子核,在吹走地球大气层顶端的氢的同时,地球的引力又会捕获少部分太阳风中的氢原子核,它们有可能会与地球的氧结合生成水。

虽然上述几个现象可以有效地降低地球上水的损失,但是降低损失并不代表没有损失,事实上,地球上的氢还是在不停地泄漏,科学家估计,地球上的氢仍然在以大约每秒钟3000克的速度“逃走”。这确实有点令人担心,但值得庆幸的是,我们的地球还有其他的途径可以补充到水。

地球上的水一直在泄漏,为什么泄漏了40多亿年,还是没有减少?

氢是宇宙中丰度最高的元素,在宇宙空间里,除了游离态的氢以外,甲烷、氨、硫化氢等物质里也存在着大量的氢,地球在年复一年地围绕着太阳公转的过程中,可以凭借自身的引力捕捉到不少的这类物质,地球上的氧可以与这些物质产生反应,从而生成水。除此之外,那些坠入地球的彗星以及陨石也可以直接给地球带来水。

我们可以看到,虽然地球上的水一直在泄漏,但是由于种种原因,这种泄漏的程度并不高,再加上地球又可以通过一些途径补充到少量的水,这使得地球的水在支出和收入两个方面达到了一定的平衡,因此在过去的40多亿年的时间里,地球上的水还是没有减少。

地球上的水一直在泄漏,为什么泄漏了40多亿年,还是没有减少?

值得注意的是,这个现象只是暂时的,这是因为太阳的辐射自从诞生以来就一直在增加,科学家发现,现在的太阳亮度比40多亿年前要高出30%左右,按照这个趋势,在大约10亿年以后,太阳的亮度将再增加10%,根据计算机模型的推演,10亿年以后,强烈的太阳辐射将使地球温度升高到50摄氏度左右。

科学家推测,在这种情况下,地球上的水将被大量地蒸发、分解,然后被太阳风无情地带走。因此对于“地球上的水会越来越少吗”这个问题,答案是肯定的,地球上的水暂时不会越来越少,但随着太阳的持续变亮,这样的情况会发生改变,在10亿年以后,地球上的水将荡然无存。

地球上的水一直在泄漏,为什么泄漏了40多亿年,还是没有减少?

那么未来的人类该如何应对呢?笔者认为,10亿年对于人类来说是非常长的一段时间,如果未来的人类能够在地球上发展10亿年,那么届时人类的科技水平应该会达到一个很高的水平才对,再怎么说,给地球加块巨大的“遮阳板”应该还是可以的吧?

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快照生成时间:2024-06-03 21:45:03

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