水「無孔不入」,為什麼沒有滲入地球內部,只在地球表面循環?

2020-12-06 科學黑洞探索

先講一則小故事:老和尚給小和尚一個杯子,讓小和尚裝滿,小和尚依次裝了石頭、沙子、水,最後才算裝滿了。

標題的疑問,想法應該和小和尚故事思維類似,假設地球好比一個圓形裝備,在我們的觀察中,水是很容易下滲的,為什麼地球內部卻沒有水。

上面的杯子,如果只裝一杯水,是裝滿了嗎?沒有,還可以再裝下鹽。

再試問,如果我們看到的地球表面全部都是金礦、銀礦、鐵礦等金屬類構成,還會覺得水可以下滲嗎?

我們通常看到的、所說的地球表面,大多只是地球最上層極薄的土壤層,整個地殼我們按它較厚的地方60km來算,也只佔地球半徑的1%都不到,人類現在的技術連地殼都鑽不透,那可是先進的科技,堅硬的鑽頭向地下打鑽孔。

說了上面那麼多,這個問題,我覺得可以從以下幾個方面來解釋

物質的密度

物理課中學習的密度,是用物體的質量除以體積,密度越大,意味著單位體積越重,表現就是同樣一桶水和一桶鐵塊,很顯然鐵塊重太多了,這是中學生都知道的知識。

根據物體的密度,我們都知道,在一定空間內,密度大的下沉,密度小的位於上方,這也是為什麼地球外面包裹著大氣層,而表面有山河湖海,底下是地殼,地殼的組成非常的複雜,它有各式各樣的土壤、巖石、礦物質等構成,而這些東西本身密度就很大,在數萬年的沉積堆砌之後,下部會被壓縮得更為緊實。

水雖然容易滲透,但總的說它的密度較小,很難真的滲透到過深的地球內部中去,雖然有些地方有地下河、暗渠等,但它們多是在喀斯特地貌中形成,那些巖石是可溶性巖石,容易與水發生反應,並且這些地下河深度也並不算真的很深。

物質的流動性

說完物質的密度,我們雖然不會記住每樣物體的密度,但是都是有感知的,通常情況下氣體的密度小於流體小於固體,而密度越小的物質,有個很明顯能感知到的現象:密度越小擴散性越好(也是互相關聯,因為分子間距大,易擴散,所以密度小)水作為最常見的流體,它的流動性極強,滲透性也強。

但這個時候不禁要提到:氣體,氣體是更容易隨處擴散隨意滲透,地球表面很難實現真空狀態。

那麼地球內部是否有空氣流動呢?

你的回答是什麼?肯定覺得是沒有吧?可能會說,固體太多阻礙空氣流動,空氣不能在地球內流動,那麼水可以在其內流動麼?

其實在我們的地殼表層的土壤中,都是含有空氣、水分的,尤其是在種植相關的場景中,都是需要考察土壤的各含量,含水量就是考察的一個重點。

在固體之間也是會有「流動」的,其實是固體物質之間的交換,比如兩塊塑料尺子或者橡皮放在一起很長時間,會黏在一起,其實是它們之間分子進行了交換,金屬或者一些固體家具等之間也有可能發生這樣的現象的,相似成分的物質之間才更容易發生這樣的現象。

水的流動性好,但也分疏水和親水物質,我們很容易理解往金子上面潑水,我們不會覺得水流到金子裡面了,但如果往沙子、鹽上面潑水,我們會覺得水被吸收了,滲透進去了。

地球的內部結構

地球簡單說分為地殼、地幔、地核三部分,這三部分,除了地殼表層,我們對地球內部其實研究甚少,大多都是靠波來研究的,目前對地球內部結構,普遍認可的是:地球內部是高溫、高壓的,越往地球中心,溫度越高。高溫、高壓這兩項,就都不利於水的滲透。

總結

總結這個文章的時候,大家可以看一下我之前的一篇文章:地球內部有水嗎?這篇文章內分析過地球內部是否有水,結論是有的,但是以晶體形式存在,絕對無法流動。

這個問題就是水雖然受到重力,但是它自身密度較小,流動性依賴於分子間的物質交換難易程度,不是哪裡它都能去的。如果它滲透能力極強,那麼人類建造的堤壩、水電站等防洪措施豈不是沒有什麼用?地球內部的結構可比人類建造物要厲害更多了,所以水無法滲透到地球內部,無法在地球內部形成循環、流動,但是地球內部可能是有大量水存在的。

相關焦點

  • 水滲透無孔不入,為什麼還沒全部滲入地球內部,只在地表循環?
    水是生活中最常見的物質,在我們的印象中,地下室即使是水泥澆築也是一個陰暗潮溼的世界,只要有一絲縫隙,汩汩的水流就會滲透而入,但地球並不密封,存在太多的裂縫和空隙,為什麼地球上那麼多水,沒有在重力的作用下滲入到地球內部呢?
  • 水似乎無孔不入,為什麼地表水不會滲入地球深處?
    液態水的滲透力很強,似乎無孔不入,在重力的作用下,液態水總是傾向於流向地勢低的地方,也就是人們常說的「水往低處流」。而地球也不是一個密封的球體,根據板塊構造學說, 地球表層是由幾大板塊拼接而成,並且這些板塊之間處於不斷移動之中。
  • 水在重力作用下,為何沒有全部滲入地球內部,而僅在地表循環?
    在我們的印象中,水只能滲透到地球表層的土壤中,無法再深入到地球內部的巖石之中,僅在地球表面參與物質循環,周而復始,地球的總水量基本保護穩定的狀態。而實際上,地球上的水是可以深入到地球內部的,只不過隨著深度的增加,周圍環境的變化使得水無法再繼續深入到更深的內部而已。
  • 地球表面每年有30億立方米的水消失不見,它們去哪裡了?
    地球是太陽系八大行星之一,也是唯一有智慧生命的星球。從太空看地球,是一顆藍色的美麗星球,是那麼的光彩奪目。地球之所以能夠成為生命星球,跟地球表面有大量的液態水有密切關係。雖然每年因為海洋而發生的各種自然災害不少,但是地球生命和人類的生存卻離不開水。它是人類生存的重要保障,可是近年來,科學家探測發現了一個非常奇怪的現象,那就是每年地球表面的水似乎在不斷減少,這是怎麼回事?這裡水哪裡去了?
  • 地球上的水只分布在地表麼?還是地球內部也有水?
    那麼,這就是地球上所有的水的儲量了麼?實際上,並非如此。地球表面的水只佔據地球總水量的一部分,而且是一小部分。這些水絕大多數都在地幔當中,這到底是咋回事呢?這就要從水的起源說起。水的起源話說早期地球形成時,構成地球的元素當中就含有水,主要是以氫離子,羥基等形式通過水化作用進入到物質的晶格當中。後來,由於地球形成時是個大火球,許多水都被烘烤出來,以水蒸氣的形式存在於大氣當中,由於地球引力的作用,它們才沒有像氫氣那樣跑掉。有沒有證據呢?
  • 地球內部每年吞噬幾十億噸海水,海平面為什麼沒有下降反而上升?
    在世界各地海溝同樣出現吞噬海水的現象,這些數量眾多的海溝每年要吞噬地球表面幾十億噸海水,為了驗證地球內部是不是正在吞噬海水,科學家挖掘地球內部的巖石進行分析,在地底下200公裡處發現的一種名字叫做「林伍德石」的巖石,科學家發現這種巖石含有大量的水分,而且這些巖石隨著深度的增加而含水量越豐富。
  • 都知道水往低處流,為什麼地球表面的水沒有滲透到地心?
    我們知道,在地球表面上,百分之七十的表面積都是海洋,可以說,地球上的水是非常之多的,從宇宙中看地球,地球就像一個藍色的水球那樣。我們知道,水是一種會流動的軟物質,它會向低處流,同時它也可以輕易地滲透到泥土和石頭裡面去,那地球上的水那麼多,地心那麼低,為什麼地球表面上的水不會滲透到地心裏面去呢?這又是什麼奇怪的原理呢?
  • 地球內部的海水循環?這些海水都到哪裡去了?
    地球內部的海水循環?這些海水都到哪裡去了?一項新的研究表明,在地震多發的俯衝帶,也就是構造板塊相互俯衝的地方,大量海水被拖入了地球內部。現在研究人員認為,當地球的構造板塊相互俯衝時,它們向地球內部附帶的水量是之前認為的三倍。
  • 科學家發現,地球內部每年吞噬近30億噸水,為何總水量沒有減少?
    本文參加百家號科學#了不起的自然氣象#系列徵文感謝提問,這個關於地球內部吞數萬億噸水的報導並沒有確切的依據,畢竟沒有經過科學的測量,只是簡單的猜測而已。據科學統計,地球上的水體總量約為14.5億立方千米,也就是相當於145億億立方米(噸),如果地球內部真的能夠吞掉數萬億噸的水,簡單的按照1萬億噸來計算的話,這至少相當於水體總量的145萬分之一,這個變化還是十分明顯的,特別是沿海地區,因為海洋的平均深度約為3.8千米,如果海水減少,海平面必然會有所降低。
  • 地球表面的液態水是從哪裡來的?
    人類自探索太陽系以來,發現地球是唯一有表面液態水存在的星球,主要原因就是地球距離太陽的位置剛剛好,不遠也不近,離太陽太近,像水星完全是煉獄一樣的存在,表面溫度極高,太遠的星球是冰凍的星球,也不可能存在表面液態水。這裡為什麼說地球是太陽系唯一一顆有表面液態水存在的星球,而不是說唯一有水的星球呢?
  • 科學家發現地球內部每年吞噬30億噸水,如果沒水,地球是怎樣的呢
    科學家在探索地球上最深的馬裡亞納大海溝時,發現在這個海溝裡,每年大約會有30億噸的海水會被地球內部吞噬。對於我們人類來說,30億噸的海水是非常多的,但是從地球的角度來看,這一點水是很少的。因為現在地球表面的水貯量(包括液態水、固態冰雪和氣態水汽)達到138.6億億噸,相比之下,地球每年「消失」30億噸水就顯得微乎其微了。
  • 地球上的水會不會減少?水的三態轉化和循環又是如何實現的?
    冰川是地球上最大的淡水資源,也是地球上繼海洋以後最大的天然水庫。它們在各種存在形態之間和各水體之間不斷地轉化和循環,形成水的大循環和相對穩定的分配。水圈的循環地球上的水在大陽輻射和重力作用下,以蒸發、降水和徑流等方式進行的周而復始的運動過程,稱為「水圈的循環」,又稱「水文循環」。水的三態轉化特性是產生水圈循環的內因,太陽輻射和重力作用是這一過程的動力。
  • 地球表面的水其實並沒有多少
    眾所周知,地球表面71%為海洋,29%為陸地,在太空上看地球呈藍色。地球似乎稱為「水球」更恰當。我們印象中地球表面有著大量的水,但是事實上地球表面的水並不多,對於質量和體積而言。下圖最大的藍色球是地球表面所有的水,較小的藍色球是地球表面所有的淡水,那個很難看見的藍色小球就是湖泊和河流中的所有水。由此可以看到,與整個地球相比,我們擁有的水其實是很少的。地下部分水資源難以預估,這裡沒有算上地下部分的水資源和固態的水。
  • 生命是否從地球巖石內部萌芽,而非地球表面?
    它們成功佔領了這片死氣沉沉的區域,蟄居在巖隙石縫裡,依靠礦物和水接觸後產生的化學能維生。於是,一個猜想油然而生:這些地下生命是否最先誕生?萬物是否起源於巖石,而非「原始湯」?生命是否從地球內部萌芽,而非地球表面?這一假設看似驚世駭俗,其實背後有一系列不斷增加的實驗室成果和現場勘察結果支持。
  • 地球上的水已經用了40多億年,為什麼沒有減少?科學家告訴你答案
    有人曾經提出這樣一個問題:地球上的水已經用了40多億年,為什麼沒有減少?可能很多人會認為,物質都是用一點少一點,水也不例外。尤其是當人類出現之後,對水的使用更是不斷增加,可是我們發現,地球的水並沒有減少,這是怎麼回事?如果地球的水是來自於本身或者天外彗星的撞擊,那麼水在宇宙中應該是一種普遍的存在。
  • 地球的水是從哪裡來的?來自地球內部?來自彗星?據說還來自太陽
    水也許是我們在地球上見過的第一豐富的資源,因為四大洋的水總量簡直就是天文數字,但水是從哪裡來的?是從天上掉下來的麼,當然還有從地下冒出來的,好像都對,因為前者是雨水,後者是泉水,兩者都是我們常見的水的來源,但事實上這個解釋並不能滿足我們的好奇心,仍然沒有解決水的真正來源問題.
  • 地球上的水從何而來,為什麼其他星球沒有水,唯獨地球才有海洋?
    地球誕生於46億年前,當地球誕生時,是一片混亂。起初,地球根本沒有水,因為整個表面在地形、巖石和土壤上基本上像火星。水是生命的起點。因為地球開始時沒有水,這也表明地球開始時沒有生命。地球有了水之後,生命出現了。它剛剛出現。
  • 地球上的水 是從何而來?
    連綿不絕的海水分布於地表的巨大盆地中,面積約3.62億平方千米,佔按地表面積的71%,海洋中含有13.5億立方千米的水,佔地球總水量的97%,有人說地球應該叫做水球更為貼切一些,但這麼多的海水都是從哪來的呢?由於海洋比人類誕生的時間要早數十億年,對於這個問題,人們各執一詞,人言各殊。海洋是地球生命的起源地,約佔地球表面的3/4,海洋中的水是怎麼來的呢?
  • 地球內部很熱,這些熱量從何而來?地球表面溫度會受內部影響嗎?
    我們肉眼可以看到的最為熾熱的天體就是太陽了,而太陽表面的溫度就在5500攝氏度到6000攝氏度之間,也就是說地球中心的溫度追平了太陽表面的溫度,甚至可能比太陽表面的溫度還要更高。地球的中心如此熾熱,那麼這股熱量是從何而來的呢?
  • 科學家:地球內部發現5個「地下海洋」,地球上的水就來自那裡!
    目前主流的理論認為,地球上的水是小行星和彗星從外太空運來的;另有理論認為,地球上的水是地球形成初期,一顆名叫忒伊亞的行星撞擊地球,形成月球時帶來的。地球物理學家史蒂文·雅各布森(Steven Jacobsen)在對地球上的水進行了多年研究追蹤之後,提出了一個石破天驚的觀點,在我們地球的內部,實際存在著5個「地下海洋」,地球表面的水,就來自那裡。