第一節水的起源
我們都知道,地球是一個極為秀美的蔚藍色星體,它的表麵有三分之二被水覆蓋。因此,人們常把水比喻成地球的血液和生命的搖籃。
那麼,地球上如此龐大的水體到底是從哪裏來的呢?這是值得研究的問題。也許有人會認為,水是天生就存在的,它與生俱來;也有人說它是從天上掉下來的,那麼到底是不是這樣的呢?其實,地球剛剛誕生的時候,並沒有像現在這樣擁有著如此美麗的自然環境。它似乎更像一個幹瘦貧瘠的衰老老人的麵孔。地球上沒有河流,沒有江海,更沒有生物,它的表麵是幹燥堅硬的。後來,因為地球內部溫度逐漸升高,火山爆發也十分頻繁,噴出的氣體爆發出來凝結在大氣層,慢慢就構成了地球的原始大氣。而作為水原始祖先的水蒸氣,也就悄無聲息地蘊藏在了裏麵。這些噴到空中的水蒸氣達到一定飽和以後便冷卻成雲,變成雨,落在了地麵上,聚集在低窪處,逐漸積累成為了湖泊和河流,最後彙集到地表最低區域,形成了海洋。
這些降水到達地球後被分成了幾個部分,一部分滲入地下,逐漸變為土壤水或地下水;一部分在地球表麵奔走形成地表徑流彙入了江、海,再經過蒸發進入大氣圈;還有一部分還沒到達地麵便直接蒸發或經植物吸收而蒸騰進入了大氣。
水在地球上各個圈層循環往複、永無止境的過程,我們稱之為“水循環”。
水循環有著非常良好的自我清潔功能,大自然的水資源通過循環可以得到不斷的轉化更新。在較長時間內,全球範圍內的蒸發與降水基本是可以保持平衡的,但在一定時間和空間範圍內,也會出現失衡狀態,局部地區獲得的雨水極為有限。比如中東或者我國沙漠地帶,那些地方常年幹旱缺水,土地上植物稀少。所以水也並不像人們想象的那樣可以沒有限製的揮霍,它不是取之不盡、用之不竭的。
當然,不同形態的水,它們的循環速率差異也非常大。除生物水外,大氣水和河流水的循環交替周期很短,更新利用率也非常高,它們是最活躍、最重要,也是與人類及生物生長發育最密切的水資源。
地球上的水在最初形成時,不論湖泊或江海,其水量都不是很充裕,實際上非常貧乏。但隨著地球內部產生的水蒸氣不斷被傳送到大氣層,地麵水量也開始不斷增加。在經曆了幾十億年的地球演變過程之後,我們現在所看到的江河湖海最後終於形成了。這些是不是挺奇妙?
水循環具有哪些意義,對我們的生活又有什麼好處呢?
水循環可是自然界和人類生活中不可缺少的一環。它是大自然進行物質運動和能量轉換的重要方式之一,並且把大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈都相互聯係了起來。水循環不僅促進了自然界的能量轉換,還維持了地球上水的動態平衡,對自然界中各類物質的新陳代謝起到了重要的作用。
第二節水的特性
水是靈動柔軟的清透精靈,它無色無味,通體透明。它時而奔騰,時而又靜默。它無端被人忽略,而又肩負重任承載生命。它食之無味,棄之又可惜。它有無限的好,可你知道它真正的特性是什麼嗎?
關於這個問題,我們應該更多地從理性的角度去分析,基本上可以從水的物理特性和化學特性這兩方麵去探究它。
1.水的物理特性
萬變不離其宗——水的狀態
對於水的物理特性,我們可以先從它的狀態分析。
水與很多物質一樣,可以分為固態、液態和汽態三種形式。除此以外,它還獨具特色,三種形態可以兼容並同時存在。水的這種特性在物質豐富的大自然中可不多見,這也可以說是水的一項絕活。
如果按照這樣的方式對自然界的水做一個初步的劃分,那麼高山上的積雪和極地上的冰層屬於固態水,江河湖泊海洋是由液態水構成的,大氣中的水蒸氣則屬於汽態水。當然,這些自然界的水也並不是永遠固定不變的,它們總是沒有耐性,容易厭倦自己的屬性,並且它們還總是嫉妒自己另外兩態兄弟的屬性,於是它們常常暗自商量,時不時相互轉換角色增加樂趣,沒想到竟然上了癮,還屢試不爽循環往複。當然,它們並不知道,這一轉換循環一不小心就演化出了自然界變幻莫測的天氣與氣候現象。
千樣姿態——水的相變
說完水的狀態,我們來談談水的相變。通常情況下,我們把0℃稱之為水的冰點,如果低於這個溫度,水就由液態凍結成了固態。