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地球的表面有70%都被水覆蓋,其總量高達130億億噸,關於這麼多的水是從哪裡來的,科學家們還沒有給出最終的結論,簡而言之,有一部分觀點認為水是地球“自產”的,另一部分觀點則認為地球上的水是在太陽系形成之初,由大量富含水的小行星以及彗星帶來的。

然而這些觀點都有一個共同點,那就是大家都認為在40多億年前,地球上忽然就有了很多水,進而形成了海洋,而自此之後,地球不會再有其他的途徑來獲取如此多的水了。也就是說,地球上的水就只有這麼多,用完之後不可能再得到什麼有效的補充了。

那麼地球上的水會越來越少嗎?對於這個問題,通常的答案是,我們根本不需要害怕地球上的水會越來越少,這是因為地球是一個封閉的系統,水只會在這個系統裡不停地迴圈,所以地球上水的總量是永恆不變的。但實際情況卻並非如此,事實上,科學家發現地球上的水一直在洩漏,這是怎麼回事呢?我們先來了解一下。

水分子是一種相對品質比較大的分子,不管是固態、液態還是氣態,地球的引力都可以將水牢牢地束縛住,但水分子並不是想象中那麼堅不可摧,只要有足夠的能量,就可以讓水的分子鍵斷裂,從而將其分解為氫和氧。

在實驗室裡,我們可以通過電將水分解成氫和氧,而在大自然裡,來自太陽的能量也可以做到這一點。由於氧相對較重,因此水被分解後產生的氧依然會被地球引力束縛,而相對品質很輕的氫則會一路上升到地球大氣層的頂端。

在這裡的氫有兩種“逃走”的方式,第一種是藉助太陽風的力量,太陽風是由太陽發射出的高速粒子流,在地球附近,太陽風的速度可以達到每秒鐘400公里,從而輕鬆地將氫帶走。第三種是氫氣的分子運動,對於單個氫氣分子而言,它的速度會因為與其他粒子的碰撞而不停地變化,當某個氫氣分子的速度達到了一定的程度,這個氫氣分子就可以掙脫地球的引力束縛。

我們可以簡單地理解為,地球上構成水的氧不會“逃走”,而氫則一直都在洩漏。這樣看起來,地球上的水就會越來越少,但地球考古資料卻顯示,40多億年來,地球上的水並無明顯的變化。那麼問題就來了,地球上的水一直在洩漏,為什麼洩漏了40多億年,還是沒有減少?我們接著看。

首先就是地球擁有一個強大的磁場,它可以極大地降低太陽風的威力,然後就是地球大氣層裡擁有豐富的氧,在一定的條件下,這些氧可以和一部分氫再次結合並生成水。第三個原因是,太陽風裡攜帶了大量的氫原子核,在吹走地球大氣層頂端的氫的同時,地球的引力又會捕獲少部分太陽風中的氫原子核,它們有可能會與地球的氧結合生成水。

雖然上述幾個現象可以有效地降低地球上水的損失,但是降低損失並不代表沒有損失,事實上,地球上的氫還是在不停地洩漏,科學家估計,地球上的氫仍然在以大約每秒鐘3000克的速度“逃走”。這確實有點令人擔心,但值得慶幸的是,我們的地球還有其他的途徑可以補充到水。

氫是宇宙中丰度最高的元素,在宇宙空間裡,除了遊離態的氫以外,甲烷、氨、硫化氫等物質裡也存在著大量的氫,地球在年復一年地圍繞著太陽公轉的過程中,可以憑藉自身的引力捕捉到不少的這類物質,地球上的氧可以與這些物質產生反應,從而生成水。除此之外,那些墜入地球的彗星以及隕石也可以直接給地球帶來水。

我們可以看到,雖然地球上的水一直在洩漏,但是由於種種原因,這種洩漏的程度並不高,再加上地球又可以通過一些途徑補充到少量的水,這使得地球的水在支出和收入兩個方面達到了一定的平衡,因此在過去的40多億年的時間裡,地球上的水還是沒有減少。

值得注意的是,這個現象只是暫時的,這是因為太陽的輻射自從誕生以來就一直在增加,科學家發現,現在的太陽亮度比40多億年前要高出30%左右,按照這個趨勢,在大約10億年以後,太陽的亮度將再增加10%,根據計算機模型的推演,10億年以後,強烈的太陽輻射將使地球溫度升高到50攝氏度左右。

科學家推測,在這種情況下,地球上的水將被大量地蒸發、分解,然後被太陽風無情地帶走。因此對於“地球上的水會越來越少嗎”這個問題,答案是肯定的,地球上的水暫時不會越來越少,但隨著太陽的持續變亮,這樣的情況會發生改變,在10億年以後,地球上的水將蕩然無存。

那麼未來的人類該如何應對呢?筆者認為,10億年對於人類來說是非常長的一段時間,如果未來的人類能夠在地球上發展10億年,那麼屆時人類的科技水平應該會達到一個很高的水平才對,再怎麼說,給地球加塊巨大的“遮陽板”應該還是可以的吧?

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