大自然恩赐：水的形成与来源问题

人类居住的地球，有3／4的面积被水覆盖，因而有“水行星”之称。据统计，地球上水的总体积约为15亿立方千米，这么多的水是从哪里来的呢？地球上每时每刻总有地方在降水，有人统计，平均每年大约有52万立方千米的水降落在地面或水面上。如果这些水积聚在地球表面，要不了多少年积水就会淹没地球，整个地球会变成水球。事实上，虽然地球的年龄已有46亿多年，但水陆面积仍然是“七分水，三分陆地”，原因何在？

水的形成

地球上的水多为海洋水，约占总水量的97.3%。只有少量的水存在于江河湖沼和极地冰川，还有极少量的水，有的渗入土壤、岩石之内，有的冰冻在高山顶峰，有的化为水汽飘浮在地球周围，有的供生物享用潜藏在生物体中。因此，研究水的来源，主要是指海水的来源问题。地球在距今46亿年前，是由太阳星云中分化出来的球粒陨石群集结而逐渐演变成的。最初，地球上的水绝大部分是以结晶水的形式存在于球粒陨石之中，分布在地球的内部。地球在形成过程中，放射性元素蜕变产生的热能，球粒陨石集结产生的热能，使地球内部温度猛增1000℃，球粒陨石中的结晶水随之被汽化成水汽，伴随火山活动跑到地球的外部，漂游在大气中。但是，刚形成的地球，质量还不大，重力还很小，大气分子在太阳光辐射和粒子辐射下，绝大部分被外星球摄引而脱离地球。原始地球大约历经20多亿年的圈层分化，球粒陨石集结的固体地球块才逐渐形成。随着质量增加，重力也显著增长，重的物质向地心集中，并释放出大量的能量，使地球内部的温度剧增。伴随频繁的火山喷发被赶出来的水汽，不再被外星球摄引而散逸。当地球分化为地壳、地幔、地核三个圈层后，地表温度开始下降，当降到低于100℃时，大气中的水汽借助尘埃作为凝结核，相继凝结成小雨滴，并在一定条件下陆续降落到地面，绝大部分通过地表或地下径流归宿海洋，所以海水的直接来源是大气中的水汽凝结物。据估计，古海洋水数量少，大约只有现代海洋水的1／10。原因是地球在演变过程中，球粒陨石中结晶水是逐渐被汽化的，水汽源源不断地跑到空中，出现长时期的连续降水，所以海水数量的增加，存在着长期逐渐积累的过程。古海洋水与现代海洋水相比，有质的差别，基本是淡水。可是陆地上的水，总含有一定的盐量，归宿海洋后，被蒸发的是淡水，盐类物质逐渐积累在海洋里，所以海水存在着逐渐变咸的过程。如今，地球上的各种水体，都源出球粒陨石结晶水，所以地球上水的总量大致等于组成地球的球粒陨石含水总量。(www.xing528.com)

大家知道，地球上各种水体的存在并不是孤立的，而是相互联系构成一个整体。广大水体在太阳光辐射或热的作用下，不断被蒸发和植物蒸腾化为水汽，漂游在空中被气流携带至各地，遇冷凝结，以降水形式降落到地面或水体上。在地心引力的作用下，大部分通过江河汇集流入海洋或湖泊，小部分下渗到土壤和岩隙之中形成土壤水或潜水。这样，通过冷凝—降水—径流—蒸发，周而复始的循环，使各种水体不断进行着自然更新。据估计，大气中的全部水汽9天即可更新一次，河流约需20天，土壤水约需280天，淡水湖水约需100年，地下水约需300年，海洋水确实浩大无比，更新一次约需3.7万年。