正文 第7章 水圈與人類(1 / 3)

1.生物生命的源泉——水圈

作為一顆蔚藍色的行星,地球的最重要的特色之一,便是有水,因此地球又稱“水球”。地表的廣大麵積被水所覆蓋,主體是海洋,占地球表麵積的71%。此外,還有大陸上的湖泊、河流和冰川中的水,土壤和淺部岩石的孔隙也含有一定數量的“地下水”,這樣就構成了一個不甚規整而基本連續的生命搖籃的水圈,水圈介於大氣圈和岩石圈之間,水圈是地球外圈中作用最為活躍的一個圈層。它與大氣圈、生物圈和地球內圈相互作用,直接影響著人類活動的表層係統的演化。

水圈是地質作用的一個主要因素,是塑造地球表麵最重要的角色。

水體存在方式不同,其作用方式也有比較大的差別按照水體存在的方式,可以將水圈劃分為海洋河流、地下水、冰川、湖泊、沼澤等幾種主要類型。

各種水體參加大小水循環,不斷交換水量和熱量。

水圈內全部水體的總儲量為13.8億立方千米,其中海洋為13.38億立方千米,占總儲量的96.5%,而分布在大陸上的水包括地表水和地下水,各占餘下的一半左右。在全球水的總儲量中,淡水僅占2.53%,其餘均為鹹水。

地球表麵的水是十分活躍的。海洋蒸發的水汽進入大氣圈,經氣流輸送到陸地、凝結後降落到地麵,部分被生物吸收,部分下滲為地下水,部分成為地表徑流。地表徑流和地下徑流大部分回歸海洋。

2.水圈與其他圈層

水在循環過程中,不斷釋放或吸收熱能,調節著地球上各層圈的能量,還不斷地塑造著地表的形態。

水圈中的地表水大部分在河流、湖泊和土壤中進行重新分配,除了回歸海洋的那部分外,有一部分儲存在內陸湖泊裏或形成冰川。這部分水量交換極其緩慢,周期要幾十年甚至上千年。

從這些水體的增減變化,可以估算出海陸間水溫交換的強弱。

大氣圈中的水分參與水圈的循環,交換速度較快,周期僅幾天。水分循環,使地球上發生複雜的天氣變化。海洋和大氣的水量交換,導致熱量與能量頻繁交換,交換過程對各地天氣變化影響極大。

生物圈中的生物,受洪澇、幹旱影響很大,生物的種群分布和聚落形成,也與水的時空分布有極密切的關係。生物群落隨水的豐缺而不斷交替、繁殖和死亡。大量植物的蒸騰作用,也促進了水分的循環。

水在大氣圈、生物圈和岩石圈之間相互置換,關係極其密切,形成了千姿百態的地理環境。

3.水圈與人類

人類大規模的活動,對水圈中水的運動過程有一定的影響。

大規模的砍伐森林、大麵積的荒山植林、大流域的調水、大麵積的排幹沼澤、大量抽用地下水等,都會促使水的運動和交換過程發生相應變化,從而影響地球上水分循環的過程和水量平衡的組成。

人類的經濟繁榮和生產發展也都依賴於水,如水力發電、灌溉、航運、漁業、工業和城市的發展,無不與水息息相關。

4.水的來源

從太空中看地球,我們居住的地球是一個橢圓形的,極為秀麗的蔚藍色球體。水是地球表麵數量最多的天然物質,它覆蓋了地球70%以上的表麵,因此地球是一個名副其實的大水球。

那麼有人會問:這麼多的水是從哪兒來的?地球上本來就有水嗎?

地球是太陽係八大行星之中,唯一被液態水所覆蓋的星球。地球上水的起源,在學術上存在很大的分歧,目前有幾十種不同的水形成學說。

有人認為在地球形成初期,原始大氣中的氫、氧化合成水,水蒸氣逐步凝結下來並形成海洋;也有人認為,形成地球的星雲物質中原先就存在水的成分。

另外有觀點認為,原始地殼中矽酸鹽等物質受火山影響而發生反應,析出水分;還有人認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源,甚至現在地球上的水還在不停增加。

總之,關於水的來源的說法各不相同,現在人們比較認可的說法是:地球是由太陽星雲分化出來的星際物質聚合而成的,它的基本組成有氫氣和氮氣以及一些塵埃。固體塵埃形成地球的內核,外麵圍繞著大量氣體。當時地球內部溫度應該很高,岩漿活動非常激烈。火山爆發十分頻繁,地殼也不斷發生變化,有些地方形成山峰,有的地方形成低地與山穀,同時噴發出大量的氣體。地球體積不斷縮小,引力也隨之增加。後來,這些氣體已無法擺脫地球的引力,從而圍繞著地球,構成了“原始地球大氣”。原始大氣由多種成分組成,水蒸氣便是其中之一。

那麼,水蒸氣又是從哪兒來的呢?

組成原始地球的固體塵埃,實際上就是衰老了的星球爆炸而成的大量碎片,這些碎片多是無機鹽之類的東西,在它們內部蘊藏著許多水分子,就是所謂的結晶水合物。結晶水合物裏麵的結晶水在地球內部高溫作用下離析出來,就變成了水蒸氣。噴到空中的水蒸氣達到飽和時,便冷卻成雲,變成雨落到地麵上,聚集在低窪處,逐漸積累成湖泊和河流,最後彙集到地表最低區域,從而形成海洋。

地球上的水在開始形成時,不論湖泊或海洋,其水量不是很多,隨著地球內部產生的水蒸氣不斷被送入大氣層,地麵水量也不斷增加,經曆幾十億年的地球演變過程,最後終於形成我們現在看到的江河湖海。

5.水的作用

(1)水對氣候的影響

我們知道,水對氣候具有調節作用。大氣中的水汽能阻擋地球輻射量的60%,保護地球不致冷卻。海洋和陸地水體在夏季能吸收和積累熱量,使氣溫不致過高;在冬季則能緩慢地釋放熱量,使氣溫不致過低。

海洋和地表中的水蒸發到天空中形成了雲,雲中的水通過降水落下來變成雨,冬天則變成雪。雨雪等降水活動,對氣候形成了重要的影響。在溫帶季風性氣候中,季風帶來了豐富的水汽,形成明顯的幹濕兩季。

此外,在自然界中,由於不同的氣候條件,水還會以冰雹、霧、露水、霜等形態出現並影響氣候和人類的活動。

(2)水對地理的影響

眾所周知,地球表麵有71%被水覆蓋,表層的水體構成了水圈,水圈以海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、積雪、地下水和大氣中的水等形式存在著。

水深刻地影響著地球的地理特征。水侵蝕岩石土壤,衝淤河道,搬運泥沙,營造平原,不斷地改變著地表形態。

(3)水對生命的影響

據科學研究,地球上的生命最初是在水中出現的。水是所有生命體的重要組成部分。

水是維持生命必不可少的物質,在人體中水占體重的70%。人對飲用水還有質的要求,如果水中缺少人體必需的元素或有某些有害物質,或遭到汙染水質,達不到飲用標準,就會影響人體健康。

水中生活著大量的水生植物和水生生物。水有利於體內化學反應的進行,在生物體內還起到運輸物質的作用,對於維持生物體溫度的穩定起著很大作用。

飲用存放時間超過6天的桶裝或瓶裝水會使細胞的新陳代謝明顯減慢,影響生長發育,而中老年人常飲用這類變成老化水的桶裝或瓶裝水,就會加速衰老。