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地球上竟然有這么多會(huì)喝水的洞!一個(gè)直徑一米的洞一天可以喝掉大約3萬噸以上的水,那么一年就可以喝掉大約1000萬噸水。要知道,水資源對(duì)于人類來說有多重要,如果按照這個(gè)速度,那地球上的水資源豈不是早晚要枯竭?地球水資源據(jù)了解,這些水最終都被喝到
地球上竟然有這么多會(huì)喝水的洞!一個(gè)直徑一米的洞一天可以喝掉大約3萬噸以上的水,那么一年就可以喝掉大約1000萬噸水。要知道,水資源對(duì)于人類來說有多重要,如果按照這個(gè)速度,那地球上的水資源豈不是早晚要枯竭?
地球水資源
據(jù)了解,這些水最終都被喝到了地球內(nèi)部,從《Nature》雜志上的一篇論文中,我們了解到世界上最大的海溝——馬里亞納海溝,每年就在以驚人的速度喝水!
而且根據(jù)科研團(tuán)隊(duì)的研究,馬里亞納海溝100萬年就可以吞噬超過3000萬億噸海水,這是此前科學(xué)家們預(yù)估的4倍!也就是說,每年都會(huì)有數(shù)億噸水被吞噬。
沒錯(cuò),這些被地球內(nèi)部喝掉的水基本上都是海洋中的水。但是很奇怪的是,盡管每年類似馬里亞納海溝這樣的無底洞都會(huì)吞掉那么多水,可海平面不減反增,這是怎么回事呢?
今天我們就來了解一下,地球內(nèi)部是如何喝水的,這些被喝掉的水都去哪了?
地球內(nèi)部喝水的原因
如今地球已經(jīng)存在46億年了,據(jù)科學(xué)家統(tǒng)計(jì),在前40多億年里,地球內(nèi)部并沒有出現(xiàn)喝水的情況。在1.5億年前,那時(shí)候恐龍還生活在地球上,地球內(nèi)部就從這個(gè)時(shí)候開始喝水。
那么地球內(nèi)部喝水的原因是什么呢?實(shí)際上這和地球內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系。地球主要由地殼、地幔和地核組成。而我們所處的六大板塊屬于穩(wěn)定的地殼結(jié)構(gòu)或者穩(wěn)定的地體。
由于這些板塊存在于具有流動(dòng)性的地幔軟流層上面,因此在地幔的推動(dòng)下,這些板塊一直處于不同程度的運(yùn)動(dòng)中,這些板塊在運(yùn)動(dòng)的過程中相互碰撞和擠壓。
板塊在進(jìn)行碰撞和擠壓時(shí),就會(huì)慢慢形成那些山脈、高原、盆地海溝等,比如喜馬拉雅山就是在印度洋板塊、太平洋板塊和亞歐板塊三個(gè)板塊之間相互碰撞而形成。
像馬里亞納海溝這樣的就是板塊在運(yùn)動(dòng)時(shí)向下俯沖形成。而板塊在向下俯沖時(shí),也相應(yīng)地會(huì)將海洋中的水帶入地殼下面,這是很多學(xué)者都認(rèn)同的一個(gè)事實(shí)。
地球內(nèi)部喝水的速度
不過在美國圣路易斯華盛頓大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在對(duì)馬里亞納海溝進(jìn)行調(diào)查之前,他們并不知道這些海水以什么樣的速度流入地球內(nèi)部,也不知道它究竟會(huì)喝多少水。
科研團(tuán)隊(duì)為了能夠測(cè)量海水進(jìn)入地球內(nèi)部的速度,利用聲吶儀器可以捕捉到地震波的傳播速度的原理,把19個(gè)地震波探測(cè)儀安裝在馬里亞納海溝,并將7個(gè)地震儀安裝到附近的島嶼。
根據(jù)地震波傳播速度的測(cè)算,科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),馬里亞納海溝的水在地殼下30公里的地方開始減速。此次測(cè)量的數(shù)據(jù)顯示,馬里亞納海溝吞噬的海水?dāng)?shù)量是之前預(yù)測(cè)的速度(每年大約7億噸)的4.3倍。
這些水都去哪了呢?
要知道的一點(diǎn)是,海洋中的地殼厚度要比陸地上的地殼厚度薄很多。而馬里亞納海溝是世界上最深的地方,也就是說,這里的地殼還更薄。
因此這些水其實(shí)都被喝到了地殼以下30公里的地幔中。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),地幔中的含水量至少是海水總含量的14倍。
而馬里亞納海溝也僅僅是地球上會(huì)喝水的無底洞之一,在世界上還有很多這樣的存在。比如在希臘的愛奧尼亞海域,根據(jù)數(shù)據(jù)檢測(cè),這里每天基本上有超過3萬噸海水被吞噬。
盡管我們知道,海洋占據(jù)了地球上97%以上的水資源,多達(dá)1350000000平方千米。如果在板塊運(yùn)動(dòng)下,海水不斷地被吞噬進(jìn)地球內(nèi)部,那地球上的水資源恐怕用不了多久就會(huì)耗盡吧。
而且要都知道,地球內(nèi)部的溫度極高,在上地幔的軟流圈中,溫度可以達(dá)到700-1300℃,這樣高的溫度幾乎可以將水瞬間蒸發(fā)掉。那是不是也意味著這些被吞進(jìn)去的水有去無回呢?
其實(shí)并不是這樣,地球上有一套完整的水循環(huán)系統(tǒng),這個(gè)我們?cè)趯W(xué)地理的時(shí)候就知道了,有海陸間循環(huán),海上內(nèi)循環(huán)和陸上內(nèi)循環(huán)。而造成海水被吞噬的板塊俯沖也在水循環(huán)中起到了重要作用。
很多人要問了,這三種水循環(huán)里可沒提到過這一個(gè)環(huán)節(jié)呀。這就為大家好好解釋一下,為什么它在地球水循環(huán)中起到重要作用。
前面我們提到,這些水是被地幔吞了,在地幔中存在巖石圈和軟流圈,就和地殼的巖石圈一樣,地幔也包含很多礦物資源和巖石。由于地幔的溫度太高,而且壓強(qiáng)還很大,因此這些物質(zhì)在這樣的環(huán)境下,水分就很容易流失。
一旦水分流失,地幔的軟流圈就會(huì)開始運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)地殼也就是板塊運(yùn)動(dòng),從而將海洋中的水喝進(jìn)地幔。
但是這些水被喝進(jìn)去后并沒有馬上被蒸發(fā),而是進(jìn)入地幔后以水合方式進(jìn)入礦山石中,形成水合巖石。
其中就有一種叫林伍德石的巖石,含有很高的水分,被科學(xué)家認(rèn)為是鎂鐵橄欖石在這些海水進(jìn)入地幔之后,受到侵染而成。在地幔中大量存在著這樣的物質(zhì),其每100萬個(gè)晶體分子中就有2500個(gè)水分子,而它的水分子含量與壓強(qiáng)和溫度成正比。
除了林伍德石外,水分子還會(huì)與它物質(zhì)進(jìn)行水合比如輝石、硅酸鹽和玄武巖漿等。
在這些物質(zhì)進(jìn)行水合方式的時(shí)候,地球內(nèi)部的熱液循環(huán)也會(huì)同時(shí)發(fā)生。這里就要涉及到水被送回海洋中的問題了。
熱液循環(huán)與火山活動(dòng)息息相關(guān),目前,地球上的火山爆發(fā)有很大一部分都發(fā)生在海洋中。
大家都知道,在火山爆發(fā)時(shí),不僅會(huì)爆發(fā)出熔巖、氣體熱量等,最重要的是它會(huì)噴發(fā)出水分。
當(dāng)?shù)蒯V械母邷厮苄晕镔|(zhì)因?yàn)榈蒯5母邏簾o法形成液體時(shí),就會(huì)鉆到地殼,此時(shí)在壓力較小的情況下它就會(huì)熔化為巖漿,巖漿的高溫會(huì)將林伍德石熔化,其中的水分也會(huì)被釋放出來,然后隨著巖漿的不斷積累,一起噴發(fā)到海洋中。
當(dāng)然在海洋里,還有一種方式可以使得這些被吞噬的海水回到海洋。那就是海底熱泉,當(dāng)一些水分子逃脫水合為林伍德石后,就會(huì)來到熱泉帶。在海洋中,這些熱泉帶普遍存在于海洋峽谷合山脈的邊緣。
這些幸存的水分子就是在地幔的加熱下,來到熱泉帶,才得以重新回到海洋中。
但是通過科學(xué)家觀察與測(cè)算,這些回到海洋的水分僅僅只是被吞噬的海水的一小部分。就拿火山噴發(fā)來說,它雖然會(huì)將林伍德石中分解的水分子噴發(fā)出來。但是在之后,它還要再次噴發(fā)估計(jì)要等兩億多年。
所以,板塊俯沖在水循環(huán)中起到的就是這樣一個(gè)作用。不過按這個(gè)速度,海洋中原本存在的水確實(shí)有可能被吞噬殆盡。
保護(hù)冰川
但實(shí)際上,這些被吞噬的海水并沒有使得海洋的水變少,反而海平面還在不停地上升。其實(shí)這些多出來的海水,基本上都屬于極地地區(qū)的冰川融水。
在全球氣溫變暖的情況下,極地的冰川每年都在以增長的趨勢(shì)不斷熔化。要知道,冰川是我們地球上不可多得的淡水資源,如果就這樣融化進(jìn)海水中,那無疑是一種浪費(fèi)。
而且這些被融化進(jìn)入海洋的水還會(huì)以同樣的方式進(jìn)入地幔。因此科學(xué)家預(yù)測(cè),大約經(jīng)過20億年后,地球上的水資源就會(huì)消耗殆盡,屆時(shí)地球上也將不適合人類居住。
因此為了能夠保護(hù)地球上的少有的淡水資源,保護(hù)我們賴以生存的地球,就必須要保護(hù)環(huán)境,減少溫室氣體的排放,盡最大的努力緩解全球變暖的問題。
何書
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