盡管地球表麵有大約7成的麵積都被海洋覆蓋,但地球上的水其實並沒有想象中的那麽(me) 多。要知道地球的海洋平均深度隻有3.8公裏左右,最深處也才11公裏出頭,而地球的半徑卻高達6371公裏。以質量來計算的話,這些水的質量大約隻占地球總質量的萬(wan) 分之2.18,由此可見,這點水量與(yu) 地球的龐大體(ti) 積相比,可以說是少得可憐。
(圖為(wei) 地球表麵的水與(yu) 整個(ge) 地球的大致比例)
通常情況下,當我們(men) 把少量的水倒在地麵上之後,水很快就會(hui) 滲入地下,那麽(me) 按常理來講,既然地球表麵的水這麽(me) 少,那這些水也應該很快地滲入地球內(nei) 部,然而事實卻並非如此。所以問題就來了,為(wei) 何水沒有全部滲入地下,而是留在地球表麵?地球是怎麽(me) 防水的呢?
從(cong) 物理的角度來講,所謂滲入是指水分子向結構疏鬆的物體(ti) 內(nei) 擴散,在地球重力的作用下,其水的滲入主要方向是向下的。地球表層大多都是結構疏鬆的物質,即使有較為(wei) 致密的岩石,其中也通常存在著很多縫隙,因此水就可以順利地滲入地下。
然而地球並不是一個(ge) 均勻的球體(ti) ,隨著深度的增加,地球內(nei) 部的壓強也會(hui) 逐步提高,物質的致密程度也會(hui) 隨之越來越大,從(cong) 而造成水分子的擴散越來越難。
另一方麵,地球內(nei) 部的溫度也是不均勻的,具體(ti) 表現為(wei) 距離地心越近,溫度就越高,基於(yu) 地震波的研究數據表明,地球的垂直深度每增加100米,物質溫度就會(hui) 升高1至3攝氏度,當到達地核位置時,溫度可以高至6000攝氏度,這比太陽表麵的溫度還要高。
可以看到,地球表麵的水確實會(hui) 滲入地下,隻不過在上述機製的綜合作用下,水是不可能一直往下滲的,當深度達到一定程度的時候,地球內(nei) 部的高溫、高壓以及高密度的環境就阻止了水繼續向地下滲入。根據科學家的估算,即使是在最理想的情況下,地球表麵的水也最多隻能滲入到地下400公裏左右。
需要指出的是,由於(yu) 地球內(nei) 部能夠容納水的空間極為(wei) 有限,因此滲入地下的水隻占地球表麵的總水量的很小一部分,而這些水在滲入地下之後,也不會(hui) 被地球永久地“吞噬”。
這些水會(hui) 在地下高溫的作用下向氣態或者超臨(lin) 界狀態轉化,這會(hui) 使得它們(men) 的體(ti) 積增大,從(cong) 而產(chan) 生額外的壓力,在此之後,它們(men) 中的一部分就會(hui) 沿著地殼中的縫隙重新回到地球表麵,而如果該縫隙位於(yu) 海底,就會(hui) 形成奇特的海底熱泉。
當然了,並不是所有滲入地下的水都能夠及時地返回地球表麵,如果找不到壓力釋放的出口,它們(men) 就會(hui) 隨著地球內(nei) 部的地質活動到處“遊蕩”,一旦找到機會(hui) ,它們(men) 就會(hui) 從(cong) 地球內(nei) 部“逃”出來,比如說在地球上發生地震或者火山噴發的時候,常常都伴隨著大量水蒸氣的釋放。
簡單總結一下,地球的防水功能來自於(yu) 其內(nei) 部的高溫、高壓以及高密度的環境,而地球表麵其實是不防水的,水並沒有永久地停留在地球表麵,實際上,它們(men) 一直都在少量地滲入地下,而滲入地下的水又會(hui) 持續地返回地球表麵,這樣就形成了一種動態的平衡,在這種情況下,水當然就不會(hui) 全部滲入地下了。
值得一提的是,有一種觀點認為(wei) ,地球在自轉過程中會(hui) 產(chan) 生“離心力”,而地球表麵的水就是被“離心力”從(cong) 內(nei) 部甩出來的,就像洗衣機甩幹衣物一樣。這種觀點看似有點道理,其實卻根本經不起推敲。
洗衣機之所以能夠將衣物中的水甩出來,是因為(wei) 洗衣機內(nei) 的甩幹桶擁有多孔的外壁,它可以在阻擋住衣物的同時,讓水在“離心力”的作用下從(cong) 孔洞中通過。
而地球卻沒有這種結構,因此構成地球的所有物質都會(hui) 受到地球自轉產(chan) 生的“離心力”的作用,如果“離心力”真的強大到可以將地球內(nei) 部的水甩出來,那就說明“離心力”已經大於(yu) 地球的引力,在這種情況下,地球表麵的物質早就飛上天了。
關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號,在對話框:
回複【最新活動】,了解近期科普活動
回複【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】,了解最新科普研學營
回複【科普課堂】,了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】,了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】,了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】,學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】,了解更多博物學院活動詳情
![]()

