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地球的水用了46亿年 变少了吗?科学家在一块石头上找到答案

日期:2023-01-30    来源:无处不风景love

国际氢能网

2023
01/30
17:11
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关键词: 氢能技术 光解水技术 氢分子

地球已诞生46亿年,地球总储水量是一直保持不变还是有所增长或减少?太古层内的蛇纹石给出线索,地球水资源并没有想象中丰富。

对于地球生物而言,水是一种非常珍贵的物质,没有水便没有生命。地球是一颗蔚蓝色的晶莹水球,星球上有70%的区域被水覆盖,星球储水总量高达13亿8600万立方千米。从数值上来看,地球储有大量水资源,生活在地球之内应不需为用水问题感到担忧。

但事实上,地球内的水资源并不是平均分布,部分区域十分湿润,常年接受着风雨的洗礼,部分地区则十分干旱,当地居民常会因为缺水而愁眉不展,其中较为典型的是非洲地区的居民。除水资源分布不均外,由于地球孕育着数种生命,单是人类,人口数量已超过70亿,从平均角度来看,每个生命所拥有的水量并不多。此外,不知道大家是否思考过另一个问题:地球已诞生约46亿年,在漫长的成长时光里,地球的总储水量是一直保持不变还是不断减少?

看到这个问题,许多朋友或许会斩钉截铁地回答,当然是保持不变,因为地球拥有完善的水汽循环机制,地球内的水虽不断被耗用,但它并不会消失,而会以其他方式重新回归地球怀抱。可是,事实真的是这样吗?

要解答这个问题,首先需了解地球上的水从何而来。目前,对于水的来源,科学界内仍存在多种声音,其中被大多数科研专家接受的是外源说,即地球上的水来自外部而非自己。那么,无私给地球提供水资源的是谁呢?它很可能是一片原始星云,它应来自于超新星爆发。

科研人员推测,质量巨大的恒星坍塌至一定程度时便会引发超新星爆发,此时,原本留存于星体内部的多种物质便会被抛射到太空中,去到太空后,各种碎片残骸会自由组合成新的物质,地球很可能便是由多种零碎物质拼凑而成,地球上的水也可能来自超新星爆发后残留下的含水物质。

大致了解水的来源后,我们接着分析水的运动过程。我们都知道,地球上的水都会经历水汽循环的过程,这一过程保障了水的回收与循环。但是,许多人不了解的是,在参与水汽循环的过程中,少部分水会永远离开地球。这是为什么呢?

原因在于,在参与水汽循环时,水还会被迫经历另一个过程——光解。从化学角度来看,当光子所具能量大于化学键能时,水分子便会被分解成氢原子与氧原子。所以,水汽温度越高,水汽便越容易被分解。

被光分解后,原子的命运将如何?

氢原子的命运与氧原子的命运迥然不同,当周围温度为27摄氏度且粒子运动速度为1900米/秒时,在紫外线与太阳风的驱赶下,氢很容易离开地球。相比于氢,氧忠诚很多,它不轻易离开地球,它通常会主动接触氧分子,从而与氧分子结合成新的物质——臭氧。既然有部分元素因光解作用离开了地球,那地球会因此损失多少水呢?地球生物的生存与发展是否会受此影响?

对此,伊利诺伊州芝加哥大学的研究人员表示,通过分析隐藏在太古地层中的蛇纹石内的氢氧同位素值,他们初步得出结论:地球早期的储水量约是现如今的1.26倍,若按此规律继续耗损,再过100亿年,地球将失去全部水资源。但幸运的是,善良的彗星时常会为地球补充水分,年均补水量为20吨。


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