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地球内部正在疯狂“喝水”,每年吞噬数亿吨的水,水都去哪了?
发布时间:2022/6/19  阅读次数:193  字体大小: 【】 【】【
地球上竟然有这么多会喝水的洞!一个直径一米的洞一天可以喝掉大约3万吨以上的水,那么一年就可以喝掉大约1000万吨水。要知道,水资源对于人类来说有多重要,如果按照这个速度,那地球上的水资源岂不是早晚要枯竭?
据了解,这些水最终都被喝到了地球内部,从《Nature》杂志上的一篇论文中,我们了解到世界上最大的海沟——马里亚纳海沟,每年就在以惊人的速度喝水!
而且根据科研团队的研究,马里亚纳海沟100万年就可以吞噬超过3000万亿吨海水,这是此前科学家们预估的4倍!也就是说,每年都会有数亿吨水被吞噬。
  
没错,这些被地球内部喝掉的水基本上都是海洋中的水。但是很奇怪的是,尽管每年类似马里亚纳海沟这样的无底洞都会吞掉那么多水,可海平面不减反增,这是怎么回事呢?
今天我们就来了解一下,地球内部是如何喝水的,这些被喝掉的水都去哪了?
  
地球内部喝水的原因
如今地球已经存在46亿年了,据科学家统计,在前40多亿年里,地球内部并没有出现喝水的情况。在1.5亿年前,那时候恐龙还生活在地球上,地球内部就从这个时候开始喝水。
  
那么地球内部喝水的原因是什么呢?实际上这和地球内部的运动有关系。地球主要由地壳、地幔和地核组成。而我们所处的六大板块属于稳定的地壳结构或者稳定的地体。
  
由于这些板块存在于具有流动性的地幔软流层上面,因此在地幔的推动下,这些板块一直处于不同程度的运动中,这些板块在运动的过程中相互碰撞和挤压。
板块在进行碰撞和挤压时,就会慢慢形成那些山脉、高原、盆地海沟等,比如喜马拉雅山就是在印度洋板块、太平洋板块和亚欧板块三个板块之间相互碰撞而形成。
喜马拉雅山形成示意图
  
像马里亚纳海沟这样的就是板块在运动时向下俯冲形成。而板块在向下俯冲时,也相应地会将海洋中的水带入地壳下面,这是很多学者都认同的一个事实。
地球内部喝水的速度
不过在美国圣路易斯华盛顿大学的科研团队在对马里亚纳海沟进行调查之前,他们并不知道这些海水以什么样的速度流入地球内部,也不知道它究竟会喝多少水。
  
科研团队为了能够测量海水进入地球内部的速度,利用声呐仪器可以捕捉到地震波的传播速度的原理,把19个地震波探测仪安装在马里亚纳海沟,并将7个地震仪安装到附近的岛屿。
根据地震波传播速度的测算,科研团队发现,马里亚纳海沟的水在地壳下30公里的地方开始减速。此次测量的数据显示,马里亚纳海沟吞噬的海水数量是之前预测的速度(每年大约7亿吨)的4.3倍。
  
这些水都去哪了呢?
要知道的一点是,海洋中的地壳厚度要比陆地上的地壳厚度薄很多。而马里亚纳海沟是世界上最深的地方,也就是说,这里的地壳还更薄。
  
因此这些水其实都被喝到了地壳以下30公里的地幔中。根据相关统计,地幔中的含水量至少是海水总含量的14倍。
而马里亚纳海沟也仅仅是地球上会喝水的无底洞之一,在世界上还有很多这样的存在。比如在希腊的爱奥尼亚海域,根据数据检测,这里每天基本上有超过3万吨海水被吞噬。
尽管我们知道,海洋占据了地球上97%以上的水资源,多达1350000000平方千米。如果在板块运动下,海水不断地被吞噬进地球内部,那地球上的水资源恐怕用不了多久就会耗尽吧。
而且要都知道,地球内部的温度极高,在上地幔的软流圈中,温度可以达到700-1300℃,这样高的温度几乎可以将水瞬间蒸发掉。那是不是也意味着这些被吞进去的水有去无回呢?
其实并不是这样,地球上有一套完整的水循环系统,这个我们在学地理的时候就知道了,有海陆间循环,海上内循环和陆上内循环。而造成海水被吞噬的板块俯冲也在水循环中起到了重要作用。
很多人要问了,这三种水循环里可没提到过这一个环节呀。这就为大家好好解释一下,为什么它在地球水循环中起到重要作用。
水循环示意图
  
前面我们提到,这些水是被地幔吞了,在地幔中存在岩石圈和软流圈,就和地壳的岩石圈一样,地幔也包含很多矿物资源和岩石。由于地幔的温度太高,而且压强还很大,因此这些物质在这样的环境下,水分就很容易流失。
一旦水分流失,地幔的软流圈就会开始运动,进而带动地壳也就是板块运动,从而将海洋中的水喝进地幔。
但是这些水被喝进去后并没有马上被蒸发,而是进入地幔后以水合方式进入矿山石中,形成水合岩石。
其中就有一种叫林伍德石的岩石,含有很高的水分,被科学家认为是镁铁橄榄石在这些海水进入地幔之后,受到侵染而成。在地幔中大量存在着这样的物质,其每100万个晶体分子中就有2500个水分子,而它的水分子含量与压强和温度成正比。
林伍德石
  
除了林伍德石外,水分子还会与它物质进行水合比如辉石、硅酸盐和玄武岩浆等。
在这些物质进行水合方式的时候,地球内部的热液循环也会同时发生。这里就要涉及到水被送回海洋中的问题了。
  
热液循环与火山活动息息相关,目前,地球上的火山爆发有很大一部分都发生在海洋中。
大家都知道,在火山爆发时,不仅会爆发出熔岩、气体热量等,最重要的是它会喷发出水分。
火山爆发
  
当地幔中的高温塑性物质因为地幔的高压无法形成液体时,就会钻到地壳,此时在压力较小的情况下它就会熔化为岩浆,岩浆的高温会将林伍德石熔化,其中的水分也会被释放出来,然后随着岩浆的不断积累,一起喷发到海洋中。
海底热泉
  
当然在海洋里,还有一种方式可以使得这些被吞噬的海水回到海洋。那就是海底热泉,当一些水分子逃脱水合为林伍德石后,就会来到热泉带。在海洋中,这些热泉带普遍存在于海洋峡谷合山脉的边缘。
这些幸存的水分子就是在地幔的加热下,来到热泉带,才得以重新回到海洋中。
  
但是通过科学家观察与测算,这些回到海洋的水分仅仅只是被吞噬的海水的一小部分。就拿火山喷发来说,它虽然会将林伍德石中分解的水分子喷发出来。但是在之后,它还要再次喷发估计要等两亿多年。
所以,板块俯冲在水循环中起到的就是这样一个作用。不过按这个速度,海洋中原本存在的水确实有可能被吞噬殆尽。
  
保护冰川
但实际上,这些被吞噬的海水并没有使得海洋的水变少,反而海平面还在不停地上升。其实这些多出来的海水,基本上都属于极地地区的冰川融水。
在全球气温变暖的情况下,极地的冰川每年都在以增长的趋势不断熔化。要知道,冰川是我们地球上不可多得的淡水资源,如果就这样融化进海水中,那无疑是一种浪费
而且这些被融化进入海洋的水还会以同样的方式进入地幔。因此科学家预测,大约经过20亿年后,地球上的水资源就会消耗殆尽,届时地球上也将不适合人类居住。
  
因此为了能够保护地球上的少有的淡水资源,保护我们赖以生存的地球,就必须要保护环境,减少温室气体的排放,尽最大的努力缓解全球变暖的问题。
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