地球上的水

　　地球上有水，是地球区别于太阳系其他行星的重要特征之一。水在自然 环境中具有决定性的意义——没有水就没有生命，无论是动物还是植物都是 如此。对人类来说，水尤其重要：水是重要的自然资源，是人类生活和生产 不可缺少的物质条件。水与大气相互作用，共同决定着自然环境中的能量转 化和物质交换，塑造着地球形态。正是地球上有了水，才变得今日如此生机 勃勃。 关于地球水的来历，学术界目前尚有各种不同的说法。其中比较流行的 看法是，地球中的水最初是作为结合水被禁锢于化合物中。在地球圈层分异 过程中，有部分结合水被分离了出来，在岩浆活动中，从地球内部逸出地表， 并形成地表和大气圈中最原始的水，这种水称之为原生水。从原生水到今天 的自然水体，在水量和水质方面都经历了漫长的演变过程。据估计，约 35 亿年前地球表层的水量只有目前的 1/10。在几十亿年的地质过程中，水不断 从地球内部逸出来，使地表水量不断增加。目前，每年还大约有 660 立方公 里的水从地幔中逸出。另外，陨石和宇宙尘每年也给地球带来约 0.5 立方公 里的水，但大约又有相同的水通过大气圈逸散到宇宙空间中去。从地球水的 演变史看，原生水的化学成分和现代水体的化学成分也是有很大差别的：35 亿年前的原生水是强酸性的。距今 26 亿～35 亿年期间，强酸性水溶液与硅 酸盐岩石作用，使水的酸性得到了一定程度的中和并汇有大量氯化物。距今 约 26 亿～10 亿年期间，各种藻类出现并大量繁殖，生物作用使水除含氯化 物外，又增添了大量碳酸盐和硫酸盐。从距今 10 亿年到现在，由于生物作用 不断增强，海水又开始呈现为碱性，进而演化成为今之主要由氯化物和硫酸 盐组成的现代海水。陆地上的淡水，主要是通过海洋蒸发和水循环而产生的。 水在地球上分布十分广泛，它不仅包括存在于地球表面的各种地表水— —海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川，而且还包括存在于岩石、土壤孔隙中的 地下水，以及存在于大气圈中的大气水等。地球上的所有这些水共同组成了 地球外部的一个圈层——水圈。它与地球外部的其他圈层相互渗透、相互作 用，构成了地球完整的自然地理环境。地球水圈中的水，上界可达大气对流 层顶部，下界至深层地下水的下限。地球水圈的全部水体总储量为 13.86 亿 立方公里。其中 97. 47％是咸水，包括海洋、盐湖和高矿化地下水。陆地上 的冰川、江河、湖沼中的淡水，仅占地球总储水量的 2. 53％，其中大约 70 ％为固态水——冰。 地球水圈是地球在长期演化过程中形成的。地球原始大气圈中的水汽和 火山（包括喷泉）喷发出的气体，在地表降温后，水气凝结成云致雨，降落 到地面汇成江河湖海。这个复杂的演化过程，前后经历了大约 35 亿年。地球 水和水圈的出现，不仅改变了地表的形态，而且使大气中的物理现象变得复 杂多姿。水圈通过蒸发—输送—降水—径流的形式，进行着周而复始的循环。 通过水循环，水圈中的各水体互相交换，不断更新。据专家观测计算，大气 水的更新期约 9～14 天，河水更新期约 12～20 天，土壤水约 1 年，沼泽水约 5 年，湖泊水更新期约 17 年，深部地下水活动性较差，更新一次大约为 1400 年，高山冰川为 1600 年，大洋水更新期为 2500 年。 极地冰川约为 10000 年。从原始水圈到现代水圈，水的化学成分、水量 和水的分布等，都已经历了巨大的变化。
1.海洋水
　　地球上包围大陆和岛屿的广大连续的咸水水体，称之为海洋，也即海洋 水。海洋的中心部分是海洋的主体，称之为“洋”；边缘部分则称为“海”。 海与洋彼此相通形成了统一的世界大洋。地球上海洋面积有 36200 万平方公 里，占地球总面积的 71％。海洋水总水量约 137000 万立方公里，占地球总 水量的 96.5％。海洋平均深度约 3800 米，最大深度 11034 米。如果把整个 海洋水平铺在地球表面，水深将达 2700 余米。显然，海洋水为整个地球水的 主体。 海洋水含有大量盐分，味道既咸又苦。但是，海水中的盐分，却是很好 的化学资源。
　　如果把海水全部蒸发掉，那么，整个海底将有 60 米厚的盐层。 海面受降水量的多少、蒸发量的大小及洋流性质的差异和近岸河流的影 响，海洋各处的盐度在分布上也不尽相同：一般来说，赤道地带的海域，由 于降水量大于蒸发量，盐度低一些（约为 3.4％）；信风带、副热带高气压 带的海域，由于蒸发量大于降水量，盐度最大（约为 3.7％）；两极地区的 海域，由于气温低、蒸发微弱及冰雪融水对海水起淡化作用，盐度明显偏低 （约为 3.2％）。此外，受洋流的影响，暖流区的海水比寒流区的海水盐度 要高。受炎热干旱气候的影响，亚非间的红海海水盐度可高达 4％以上。而 欧洲的波罗的海，由于纬度偏高，蒸发弱，加之有较多河流汇入，盐度可降 至 1％以下。 世界大洋，由于受季节变化、地理纬度和海水深浅的影响，各处海水温 度也是不相同的。一般来说，夏季水温要比冬季高；低纬度水温比高纬度水 温高（赤道附近最高可达 28℃；南、北极最低水温为－1.9℃）。海水表层 至深 100～150 米处，水温有着季节性变化；自此以下，水温通常随深度增加 而降低，海底层的水温可降至 1.4～1.8℃，两极地区则低于 0℃。全球大洋 表面的年平均温度为 17.4℃，整个大洋的平均水温为 3.5℃。 海洋并非是“文静”的水体，而是以“海流”、“潮汐”、“波浪”等 方式进行着有规律的运动。 海流也叫洋流，是海洋表层（至 150～200 米深）的海水比较稳定地沿着 一定方向作大规模的运动。其动力是盛行风（如西风、信风）对洋面的切向 吹刮。深层处海水也有运动，其动力是海水的密度差。由于月球和太阳的引 潮力影响，海洋水面产生周期性的涨落现象，即所谓“潮汐”，在水平方向 上表现为海水周期性流动，称做“潮流”。海水在外界力的作用下，水体可 做高低起伏的波动。这种波动现象也称“波浪”。常见的波浪是由风力作用 而产生的风浪。由地震引起的波浪运动叫做“海啸”。在南纬 40°附近的三 大洋区，因终年吹刮强烈而稳定的西风，风力很大，故常产生 15 米高的大浪。 有“咆哮四十度”之称。 海流、潮汐、波浪三者对海上交通都有较大影响。此外，海流对全球气 候、水热平衡、海上渔场形成等，也都有重要意义。如暖流可使所到之区增 温增湿，促进不同地域热量、能量交换。寒暖流交汇区又往往是海洋大渔场 的所在地。潮汐和波浪的动能还可用来发电。海洋还是生物、矿产等资源的 大宝库。

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