人与自然 系列丛书-第93章

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。它广布于地球的各个角落。江河湖海是它们的故乡；地下、大气、岩石和矿物中有它们的踪影；甚至在所有生物体中，水几乎占有它们组成物质的三分之二。　
　　水使地球生机盎然，水使地球生命能繁衍生息，水带来了人类文明世界进步。当人们放眼宇宙时，才发现地球与其他行星比较起来，是那么特殊，地球是唯一拥有液态水的行星。那么地球之水是从哪里来的呢？　
　　是与生俱来的吗　
　　很多人这么认为，地球之水与生俱来。　
　　太阳系形成假说——星云说认为，地球和太阳系的各大行星，均起源于一个原始星云——太阳星云。太阳星云的物质由三类组成：一类是气物质，包括氦和氢，占总重量的98。2％；另一类是冰物质，包括水冰、氨、甲烷、氧、碳、氮和氢的化合物，含量约为1。4％；再一类是土物质，主要包括铁、硅、镁、硫等重元素与氧的化合物，它们的数量在星云中只占0。4％。　
　　太阳星云起先是非常疏散的。在有引力的作用下，大的物质吸引小的物质，最后在中间形成了太阳，周围形成行星。在行星演化的漫长过程中，由于受到中心天体——太阳热力和引力的影响，气物质、冰物质和土物质的分配是不均匀的。它因距太阳远近不同而不同。地球离太阳较近，所以它主要由土物质组成，也有少量的冰物质和气物质参与。其中参与组成的冰物质就成了地球上水的来源。　
　　科学家认为，地球之水除生与俱来的外，还通过自身的演化而不断地释放。例如在火山活动区和火山喷发时，都有大量的气体喷出，其中水蒸汽占75％以上。还有，地下深处的岩浆中，也含有水分，而且深度越大，含水越多；除此以外，和地球同宗同祖的陨石，里面也含有0。5～5％的细微水分。　
　　由此可以证明，在由土物质组成的地球中参与了一定数量的水。　
　　然而，随着人们对火山研究的深入，有人发现，火山活动时释放的水，并不是新生的水，而是渗入地下的雨水。科学家是通过测定这些水的同位素以后才认识到这一点的。因此这种有根有据的说法无疑对“地球之水与生俱来”的假说是一种挑战。　
　　是太阳风带来的吗　
　　为了寻求地球之水的渊源，有人把眼光投向了宇宙。他们说，地球之水的主要来源是在地球形成之后，从宇宙中添加进来的。　
　　1961年，有一位叫托维利的科学家提出了一个令人耳目一新的假说。他说，地球上的水是太阳风的杰作。　
　　太阳风顾名思义就是由太阳刮起的风。当然这种风不是流动的空气，而是一种微粒流或叫作带电质子流。太阳风的平均速度达每秒450千米，比地球上的风速高万倍以上呢！当太阳风向近地空间吹来时，绝大部分带电粒子流被地磁层阻挡在外，少量闯进来的高能粒子马上被地磁场捕获，并囚禁在高空的特定区域内。　
　　托维利认为，太阳风为地球作出了有益的贡献，那就是为地球送来了水。　
　　这话该怎么理解呢？　
　　托维利经过计算指出，从地球形成到今天，地球已从太阳风中吸收的氢总量达1。70×1023克。若把这些氢和地球上的氧结合，就可产生1。53×1024克的水。这个数字与现在地球上水体的总量145亿亿吨十分接近。更重要的是，地球水中的氢和氘含量之比为6700∶1，这与太阳表面的氢氘比也十分接近。因此，他认为地球之水是太阳风的杰作。　
　　但是，反对这种意见的人提出了质疑：水虽有可能来自太空，却也在不断地向太空散逸。这是因为大气中的水蒸汽分子会在阳光的紫外线作用下发生分解，变成氢原子和氧原子。　
　　氢原子由于很轻，极容易摆脱地球的束缚，飞向行星际空间。据计算，它的逃逸数量与进入地球的数量大致相等。因此，他们认为，如果地球之水光靠太空供给，而自身没有来源的话，地球不可能维持现有的水量。　
　　是太空冰球提供的吗　
　　地球上每天都在接纳天外客人——陨石。这些来自太空的不速之客大部分是石陨石和铁陨石，但也有一些是冰陨石。加入地球“家庭”的冰陨石究竟有多少？它们对地球之水的贡献如何？人们从未注意过，也许认为它们的数量微乎其微，无足轻重。　
　　不久前，美国依阿华大学的科学家弗兰克提出一个论点。　
　　原来，弗兰克在研究人造卫星发回的图像时，对1981～1986年以来的数千张地球大气紫外辐射图产生了兴趣。他发现，在圆盘形的地球图像上总有一些小黑斑。每个小黑斑大约存在2～3分钟。这些小黑斑是什么？经过多次分析，否定了其他一些可能之后，他认为这些黑斑是由一些看不见的由冰块组成的小彗星，撞入地球外层大气后破裂、融化成水蒸汽造成的。他还估计，每分钟大约有20颗平均直径为10米的这种冰球坠入地球。若每颗可融化成冰100吨，则每年即可使地球增加10亿吨水，地球形成至今已有46亿年历史。这么算来，地球总共可以从这种冰球上获得460亿亿吨水，是现在地球水体总量的三倍以上。即使扣除了地球历年散失掉的水分，和在各种地质作用中为矿物和岩石所吸收，以及参与生物体组成的水之外，仍然绰绰有余。　
　　地球之水来自天外冰球的说法，虽然有一定道理，但也受到了挑战。一些研究者在对旅行者二号航天器拍摄的大量照片研究之后，否定了大量冰球飞入地球的看法。因此，地球之水从哪里来还没有定论。　
　　海水会越变越咸吗　
　　广漠无垠的海洋，烟波浩淼，奔腾不息。蔚蓝色的海水是那样的深邃莫测，令人神往。但是，海水又咸又苦的涩味，却使口渴者望洋兴叹，不敢问律。海水是从哪里来的？它为什么与江河中的淡水不一样？海水还会越变越咸吗？这些大家很关心的问题，也引起了科学家们的广泛兴趣。　
　　现在科学家已经测出，海水有3％左右是食盐。可别小看这区区的3％，如果把它全部提炼出来，平铺在陆地上，陆地的高度将要增加120多米，这是多么巨大的数量啊！　
　　除了食盐外，海洋中还含有100万亿吨镁，600万亿吨钾，88亿吨铜，58亿吨镍，40亿吨铀，这样看来，海洋又是矿物的大仓库。　
　　其实，海水并不是一开始就充满盐分，它最初和江河湖水一样，也是含盐量很少的淡水。但地球的水总是在不停地运动，不停地循环。有人曾做过这样一项测试：单单每年从海洋表面蒸发掉的水分，就达到1亿多吨。这么多的水又会变成雨，降到陆地的每个角落。它们潺潺而流，不断地冲刷岩石，冲刷土壤，把岩石和土壤中的可溶性物质带进江河之中，而这些物质，绝大部分都是各种盐类。盐分随着水流进入江河，而江河之水最后又都回归大海。　
　　蒸发掉的水分再次回到自己的海洋老家，但它却带来了很多陆地上的盐分。　
　　就这样，海洋源源不断地从陆地上得到微量物质，成了所有溶解盐类的收容所。可是在海水的蒸发过程中，进入海洋的盐分却不能随水蒸汽升空，只得滞留在大海洋之中。　
　　如此周而复始，日积月累，海洋中的盐类物质越积越多，海水也就理所当然地变得越来越咸了。当然，这是一个极为缓慢的过程，可是经过几百万年甚至更久的年代，积累起来的盐分也就十分可观了。　
　　海水中既然已经含有那么多盐分，而且以后每年还要从陆地上带回大约30亿吨的可溶性物质，海水会不会永无止境地越变越咸？会不会把所有的海洋生物都咸死？　
　　众所周知，当今世界上最咸的水域是著名的死海，它含有25％的溶解性物质，那儿的水真是太咸了，几乎所有的生命都不能在里面生存。死海为什么会变得这样呢？关键的原因是它和海洋不相通，陆地中的盐分随水流带入到死海中，很快地积聚起来。而且它地处炎热环境，水分蒸发的速度远远超过海洋，所以盐分就聚集得更快。　
　　看到死海的命运，人们不禁会想到，今后的海洋，如果变得越来越咸，是不是也会出现没有生命的悲惨结局呢？　
　　这种担心完全是合情合理的。如果海洋没有减少自身盐分的方法，结果肯定会这样。但科学家在研究中发现，海洋有各种能降低海水含盐度的奇妙方法。　
　　随着陆地可溶性物质不断进入海洋，当达到一定的浓度后，便会互相结合成不溶解性化合物，沉入到海洋的底部。这个过程就像明矾能沉积水的杂质那样，使浑浊的水质变清。除此以外，许多物质还会被海洋生物的细胞所吸收，等生物体死去后，便随尸体沉入到海底。以上这些途径，都能大大降低海水中的含盐浓度。　
　　当台风季节降临时，狂风巨浪常把海水卷到陆地上，溶解的盐分也随海水上岸，散布在沿海陆地。尤其在漫长的历史变迁年代中，有些海洋的海湾地带，由于地壳的升高而与海洋隔断。于是，这部分的海水逐渐被蒸发掉，留下大量的溶解性盐类物质，这也是盐分回归陆地的一种方式。例如，现在陆地上某些开采食盐的盐矿，就是这类干涸掉的小块海洋的残迹。　
　　科学家们通过各种测量证实，目前海洋中含有的可溶性物质，远远少于过去几十亿年中被河流携带进来的数量。从另一个方面来看，海底蕴藏着极丰富的各种金属结核和其他物质，实际上，它们都是很早以前陆地上的产物。　
　　最后，结果究竟是怎样呢？在长期的历程中，海水是在一点点咸起来，还是在渐渐变淡一些呢？对于这个问题，科学家们至今还不能作出十分肯定的答复。不过，许多科学家都这样认为：海水在某一段时期朝着变咸的方向发展，而在另一段时期内，海水又向着相反的方向变化。所以总的来说，海水的咸度保持着相对平衡的状态。




海洋五光十色的奥秘　
　　就一般人们所知道的，海洋为蓝色。的确，绝大多数的海洋为蓝色，这是海水的性质决定的。　
　　我们知道：太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成的，这七种颜色混在一起，就成了白色。因此，平时我们看见的太阳光是白色。　
　　为了证明这个问题，我们可以做一个简单的实验：取一张稍厚些的纸皮，把它裁成一个圆盘，将圆盘分成7个部分。然后分别涂上红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，那么转动圆盘，我们看到的就不再是多种颜色，而只是白色的了。　
　　这七种颜色的波长不同，被海水吸收、反射和散射的程度也不同。光波较长的红光、橙光和黄光，穿透能力较强。但易被水分子吸收，射入海水后，随深度的增加逐渐被吸收了。一般来说，在水深超过100米的海洋里，这三种波长的光，大部分都会被海水吸收。而波长较短的蓝光、紫光和部分绿光，穿透能力弱，遇到海水分子或其他微粒的阻隔会发生不同程度的散射或反射，其中的紫光，人眼比较不敏感，因此海水看起来就成了蓝色。　
　　海水的颜色还受到天气的影响。在万里晴空的蓝天映衬之下，大海显得更蓝；在云雾的笼罩下，显得灰暗。　
　　海水中泥沙的含量，也会影响海水的颜色。海水中含有大量的泥沙，则呈现出黄色。我国黄河，携带大量泥沙注入渤海，使附近海面呈现黄色。　
　　海面如有冰层覆盖，则看来为白色。被称为白海的海面，一年中有200多天覆盖着冰层，呈现出一片银白。　
　　此外，海洋里的生物也会影响海洋的颜色。　
　　位于亚洲和非洲大陆之间有一片长方形的海，海水微红，人们称它为红海。原来那里海水的表面，繁殖生长着一种叫蓝绿海藻的植物。这种植物死后，变成了红褐色。大量死去的蓝绿海藻漂浮在海面上，海水就变成红色了。　
　　被称为黑海的海水，流动缓慢，海水很脏，生长着鞭毛虫，看起来成了黑色；在极地海洋中，甲壳类动物大量繁殖，把海水染成玫瑰色；波罗的海生长着一种蓝绿色的水草，使海水看起来像绿色的草原。。海底奇观大海自身的魅力也是无穷无尽的。第二次世界大战末期，美国普林斯顿大学的岩石学教授赫斯，在太平洋夏威夷到马里亚纳群岛一带2000米以下的深海海底，发现了一种奇妙的山峰，与一般海丘、海峰不同的是，它顶端平坦，犹如铲车铲过的一般。平顶面有圆形，也有椭圆形，直径在3～70千米之间。山体较平缓，山脚形成缓坡，还有一级级的阶梯。这种平顶的山静静地躺在深海底，以前极少有人问津。这回，赫斯教授经初步探索，竟发现了140多座。这些平顶山是如何形成的呢？荷兰地质学家裘宁首先提