地球表面的水是增加還是減少？

2020-09-12 弄潮科學

地球水量

地球表面有71%的面積被水覆蓋，這讓它成為一顆美麗的藍色星球。這些水總量約有14億立方千米，其中淡水只佔2.53%，人類可利用的只有0.26%。

然而自19世紀全球氣候變暖以來，湖泊河流乾涸，世界上很多地方陷入了淡水資源匱乏，約80個國家嚴重缺水，主要在非洲、亞洲、歐洲等地。

而放眼全球海域，海平面上升速度為每一百年0.1~0.15米。2015年，NASA測試後說，海平面在未來100~200年內上升1米已在所難免。而有人預估2050年上海將被演沒。

讀到這裡，有人要問：又說河流乾涸，又說海平面上升...

那地球上的水是增加還是減少，還是一成不變呢？

前面說淡水匱乏，海水上升，這都不假。不過都是全球變暖帶來，全球變暖是人類活動帶來。

但人類活動再怎樣也影響不到水循環。海水仍然可以通過陽光輻射蒸發到空中形成氣態水蒸氣，水蒸氣在大氣環流運動下，一部分在高空遇冷凝結成液態水珠或固態雪花回落到地表形成降水，降水會轉為土壤水、地下水、地表徑流，其中一部分水又回到海洋裡。

就是這周而復始的水循環滋養了地球生物。

然而，地球上蒸發的水另一部分去了哪兒呢？

這水蒸氣大約有10%會逃逸到50km的平流層（90%的水蒸氣在12km的對流層），這裡溫度只有-45℃~-55℃，空氣也只是水平運動。水蒸氣到了這裡又被冷凍，在地球引力作用下，又回到地球懷抱。

在地球大氣層重重關卡下，能逃出的水蒸氣幾乎可以忽略了。

這樣說，地球上的水是不是不會減少了？

水蒸氣很難逃出去並不是氣體氫也逃不出去。我們知道水的化學式是H2O，是由2個氫原子與1個氧原子構成，氫在氧氣下燃燒就能製得純水。

在宇宙中，氫氣是最多的元素，約有90%，太陽系中也有約81.75%，太陽就是一顆巨大的氫氣星球，太陽系中的行星常在太陽風的吹拂下獲得氫氣。

當然，地球能獲得氫氣也能散失氫氣。氫氣是已知最輕的氣體，密度只有地球空氣的1/14，1個氣壓、0℃環境下，只有0.0899kg/m³。因此氫氣是最易逃逸的氣體，這讓地球大氣層的氫氣成分非常低，只有0.9%左右。有關資料記載，每秒還有約3000克氫氣逃逸到太空，再有太陽風的阻力，氫氣跑得更快了。

在地球上，可能也只有水的氫含量最多了。

可能有人又會問，地球上的氫氣已經這麼少，而且時刻都在流失，沒有了氫，水也得不到補充，會不會多年後地球會像金星那樣，變得火熱乾燥？

其實不必擔心，地球大氣層中的氫氣雖然在不斷流失，但每年也有含氫或水的彗星、隕石等降落到地球表面，每年大約有幾十~幾百噸這樣地外天體降落，雖然多數在大氣層中就焚燒殆盡，但這些元素並未消失，此後與地球上的氧發生氧化反應而生成水。

綜上所述，地球上的水難以逃出大氣層，氫氣雖很容易逃逸卻不多，而含有水或氫等元素的彗星與隕石卻幾十噸、幾百噸的砸上地球，因此，總的來說，地球上的水是有增無減的！

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