20.
\ begingroup美元

也许是一个简单的问题,我们知道地球表面71%的地方含有海洋。如果地球的年龄是45.43亿年,那么我猜它应该随着干燥而减少,或者到目前为止应该已经干燥了。为什么它不变干或减少?

如果我们把一些水放在阳光下,它就会蒸发。海洋是雨水的主要来源,但湖泊和河流也有贡献。太阳的热量使水蒸发。

所以我想知道为什么71%的水覆盖率没有蒸发,直到消失?为什么数十亿年后它仍然是71% ?水总是从某处流出吗?或者说,流动的水不蒸发吗?为什么它还在这里?

\ endgroup美元
5
  • 15
    \ begingroup美元 水会蒸发,但会以降雨或其他形式的降水的形式返回。 \ endgroup美元
    - - - - - -Gimelist
    2017年4月30日6:19
  • 11
    \ begingroup美元 你觉得水蒸发后去了哪里? \ endgroup美元
    - - - - - -user253751
    2017年5月1日4:20
  • 10
    \ begingroup美元 tl,dr:因为地球大气层只能容纳这么多蒸发的水,比地球海洋的容量还少。 \ endgroup美元
    - - - - - -RBarryYoung
    2017年5月1日14:48
  • 3.
    \ begingroup美元 怎么会有人知道那是几十亿年前的71%呢? \ endgroup美元
    - - - - - -蒂姆
    2017年5月2日7:34
  • 2
    \ begingroup美元 谁说它不会蒸发,O:D?它还沉淀了:D。 \ endgroup美元
    - - - - - -老师KSHuang
    2017年5月2日11:49

7的答案7

45
\ begingroup美元

我们需要从两个方面来看待这个问题。首先是天文学,而不是地球科学。江南体育网页版地球作为一个完整的系统很大程度上是包含在内的。它的重力和磁场几乎保留了它所有的元素。地球确实会失去氢和氦,宇宙射线会分裂水分子,导致大量氢的损失,并间接导致水的损失,但与海洋的大小相比,这是无关紧要的损失。更详细地在这里.太空尘埃、彗星和小行星都含有水,所以一些水也会从太空返回。

根据一篇文章的最高估计,每年5万吨氢相当于每年损失45万吨水。(因此增加了40万吨氧气)。与地球上海洋的质量相比,这些数字很小。每年45万吨,或10亿年450万亿吨,与地球海洋中130万亿吨的水相比根本不算什么。根据最高的估计,以目前的速度和太阳目前的亮度,地球将需要300亿年才能失去1%的海洋。(将与其他估计进行更新)

至于问题的其余部分,一旦我们认识到流失到太空中的水是微不足道的,那么实际上所有的水都在不断地通过地球循环水循环或水文循环.很少有水被破坏或化学转化。几乎所有的水,即使经过数百万年或数十亿年,或蒸发,或变成冰,或被植物吸收,或渗入地下,但它总是回来的。蒸发的水以雨的形式返回地球。在冰盖上冻结的水最终会融化回海洋。植物吸收的水或渗透到地下的水最终会通过板块构造或火山作用回到地表。储存水分的植物在被吃掉时将水分释放出来。水很难被破坏,所以随着时间的推移,它在地球上保持着非常稳定的状态。

\ endgroup美元
4
  • \ begingroup美元 我觉得你在"被计划吸引"这一栏有个错别字ets”。 \ endgroup美元
    - - - - - -Dragomok
    2017年4月30日15:44
  • 2
    \ begingroup美元 这个答案的一个问题是,每年5万吨远不是最高的估计。一个相当普遍的估计是3公斤/秒,这相当于你每年5万吨的速度的两倍。有些人估计目前的质量损失率甚至更高。另一个问题是:氧的质量是水分子质量的8/9。失去1/9的氢和水就没有了。最后一个问题:那~3公斤/秒是目前的速度。可以说,在遥远的过去,它要高出几个数量级,在遥远的未来,它也会高出几个数量级。 \ endgroup美元
    - - - - - -大卫Hammen
    2017年4月30日15:47
  • \ begingroup美元 谢谢你。应该被植物吸收。固定的。 \ endgroup美元
    - - - - - -userLTK
    2017年4月30日21:24
  • 4
    \ begingroup美元 @DavidHammen我算过8月9日。这就是为什么50吨氢相当于450吨水。而且,我知道它在遥远的过去要高几个数量级,在地球形成的时候肯定更高,非常热,在后期重轰炸时期更高,在磁场形成之前更高。我不想讲这个,但我应该加一个符号。关于估算,这是一个很好的观点。我应该调整一下估算。 \ endgroup美元
    - - - - - -userLTK
    2017年4月30日21:28
25
\ begingroup美元

为什么地球上71%的水没有干涸或蒸发?

简单的答案是:因为下雨。

不那么简单的答案是:据估计,地球已经失去了大约四分之一的水,预计在10亿年左右的时间里,地球将失去几乎所有的水。


下雨是因为温度随着海拔的升高而降低。这个递减率意味着潮湿的空气在大气中的某一点变得饱和。你可以在阴天看到这一点。积云顶部蓬松,底部平坦。那些平坦的底部反映了湿度达到100%的点。

目前,空气中只有极小部分的水分能到达热层的顶部。到达平流层的少量水分可以在平流层中迁移。平流层的顶部没有受到太阳辐射中较有害部分的保护。紫外线辐射把水分解成氢和氧。一些氢逃逸到太空中。失去了氢就意味着失去了水。

目前地球每秒钟向太空流失约3公斤氢气。按照这个速度,大约需要1万亿(1012)地球上所有的水都将消失。有迹象表明,在遥远的过去,逃跑率要高得多。这是解决暗阳问题的副产品。这种早期高逃脱率的迹象写在石头上(确切地说,是蛇纹石)。非常古老的岩石与目前观察到的氘比率不同。

在遥远的未来,随着太阳变得越来越热,逃逸率将不可避免地显著提高。地球最终会失去所有的水。

\ endgroup美元
6
  • 1
    \ begingroup美元 一个相关的问题是,地球上有多少被锁在地幔中的水会被锁在地幔中而不会流失到太空中。但这可能无关紧要,因为火星表面的水不是液态水。 \ endgroup美元
    - - - - - -Gimelist
    2017年4月30日21:30
  • \ begingroup美元 预计将在大约10亿年后失去几乎所有的水分。.奇怪的是,考虑到得到最多好评的答案是,地球将在300亿年后失去大约1%的水! \ endgroup美元
    - - - - - -user1993
    2017年5月2日16:08
  • 1
    \ begingroup美元 这个答案反映了当前的损失率。太阳随着年龄的增长而变得更加明亮。10亿年后它的亮度会增加10%左右。亮度的增加最终会引发失控的温室效应。 \ endgroup美元
    - - - - - -大卫Hammen
    2017年5月2日19:04
  • \ begingroup美元 @Harry . .正如迈克尔上面提到的,地球的地幔中可能锁着大量的水。查看这篇文章astrobio.net/news-exclusive/..。(还有很多其他的)。然而,与迈克尔所说的相反,研究人员认为,这些水可能是一个缓冲区,帮助地球保持一个恒定的(甚至超过预期的)地表水体积。 \ endgroup美元
    - - - - - -杰克·r·伍兹
    2017年5月14日1:04
  • \ begingroup美元 @DavidHammen,嗨,是否可以毫无疑问地测量出地球目前正以每秒几公斤的速度向太空流失氢气?还是说,这只是一种猜测,有人对此持批评态度? \ endgroup美元
    - - - - - -Pacerier
    2017年8月23日12:15
8
\ begingroup美元

更大的问题其实是:它会去哪里?
因为物质当然不会被创造或毁灭。所以它必须去别的地方。

它只能去两个地方:

  • 进入地球。但水是相当轻的(1克/毫升与地球相比似乎增加了从接近表面的1.02 g/mL到中心的13.09 g/mL)。另外,即使水能够/确实继续大量地进入地球,它也只会在那里积聚,直到达到饱和水平。高度压缩的岩石之间只有这么多空间。
  • 去太空。然而,重力通常会使大气层保持在这里,就像它对我们一样。只有很小一部分气体逸出。然而,它主要是低质量的气体,如氢和氦。我们网站上的问题要让氦留在地球上,需要多少g ?对于这方面的信息非常有用。

,或者

  • 作为它的组成气体飞向太空。(单调)氧,尤其是氢,确实更容易逸出。电解和其他劈水方法都会导致地球上的一小部分水在任何特定时间被分解。然而,基于这个估计每年损失的九万五千吨氢气这个估计1.4美元乘以10^{21}美元公斤的水1.8万亿年因为氢的流失而失去地球上所有的水。

否则,如果它没有离开系统,它只会在大气中积聚……可能会达到空气无法容纳的高度。理论上应该是100%的相对湿度。不幸的是,对流层只能容纳相当于一层几英寸几厘米的水.此外,当空气中有足够的区域达到100% RH时,水就会通过露珠和降水等过程离开空气。

所以从长期来看,它只能达到一个平衡,即空气中所含的水量与流失的水量是平衡的。这似乎与我们所看到的一致。水分水平有所变化,但在任何方向上都不会迅速变化。考虑到96000倍海洋中的水比目前空气中的水要多,大气肯定不能容纳所有的水!如果它不能离开,而大气不能容纳它……嗯,它必须留在地球上。当然,我们在实践中也看到了这种平衡,因为海平面和湖泊水位并没有持续下降。湖泊的水位实际上变化很大,这表明蒸发至少有能力相当快地排干湖泊。然而,它们并没有以任何明显的方式持续下降。佛罗里达现在非常干燥,湖泊水位也下降了……但在加州和皮埃蒙特等地,他们遭遇了严重的洪水。但从长远来看,这两种情况都不会持续。

看起来像研究据估计,地球在其估计寿命中已经失去了四分之一的水。所以并不是什么都没有留下。只是速度很慢。如果不是……好吧,我们现在会看到它迅速改变!在我们的一生中,在过去几千年里。但没有迹象表明总体的湖泊/海洋水位发生了巨大变化。

我真的理解人们对数十亿年存在怀疑。这当然是我们不太容易从视觉和个人角度验证的。与圣经和其他宗教来源的潜在争议,这增加了问题。

老实说,一个理性的科学家应该欢迎质疑,并试图以公平和冷静的态度来解决它。不幸的是,肯定有很多人在公开场合或在他们的态度上蔑视和贬低。

但是,尽管质疑是一种非常值得的努力,这种特定的推理方式似乎并没有多大意义。要小心,不要在你看到的任何潜在的与你所接受的理论的分歧上跳得太快,从而难以与他们合作,否则你和那些过于死板的科学家并没有什么不同。要不断地追求真理,因为真理是最宝贵的东西。不管它是什么,到最后只有它会站起来,会让你自由!

\ endgroup美元
4
  • 1
    \ begingroup美元 信息量大,非常感谢你的意见。 \ endgroup美元
    - - - - - -哈利
    2017年5月1日5点17分
  • \ begingroup美元 这个答案有一个大问题,那就是几乎所有逃离地球大气层的氢最初都是以水的形式存在的。阳光把中层大气中的水分解成氢和氧。氢逃逸到太空中意味着水流失到太空中。 \ endgroup美元
    - - - - - -大卫Hammen
    2017年5月14日1:11
  • \ begingroup美元 @David Hammen:我很困惑,这就是我建议的选项3。我不知道水解离区主要是中间大气,正如你所建议的,我可以补充…但我的计算将任何氢的损失等同于水的损失,所以无论哪里发生水的分裂,氢的损失都被算作水的损失。你听起来不是个好答案! \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    2017年5月15日8:15
  • \ begingroup美元 (我看到我的计算用了一个很糟糕的9来做水到氢的质量转换),也许我应该更明确地使用(2.02/18.02),因为回头看,我认为我也把水的质量误认为氢的质量 \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    2022年9月20日3:35
6
\ begingroup美元

这个问题有很好的答案,但地球科学是少数几门很适合在家里做实验的科学之一。江南体育网页版

为了看到你所说的效果(水蒸发了,但没有消失),拿一块大抹布,把它泡在水里。把它弄得非常非常湿。把大抹布放在有拉链的袋子里,并确保密封牢固。现在把袋子和抹布放在阳光下。

你会注意到水从未离开过袋子。在一天中阳光充足的时候,水会蒸发到袋子里的空气中,当空气中有足够的水时,水就会凝结并滴(雨)回到抹布上。

抹布就像“地面”。袋子就像大气一样。

就像抹布一样,水蒸发后在大气中(在袋子上)“凝结”,然后雨(滴)回到地面(抹布)。

这是一个过于简化的过程示例,但它很好地演示了这个过程。

\ endgroup美元
5
  • \ begingroup美元 听起来很有逻辑,但你不认为蒸发的水再处理量应该减少吗?我们看到,下雨的时候,街道上会形成水坑,一些水会持续1到2天,然后会蒸发,但最终会变干。 \ endgroup美元
    - - - - - -哈利
    2017年4月30日19:11
  • 1
    \ begingroup美元 它不会去任何地方,只是浸入地下,或者通过蒸发和下雨的方式移动 \ endgroup美元
    - - - - - -coteyr
    2017年4月30日19:15
  • \ begingroup美元 除非有一些非常非常小的量通过各种量(非常非常小)“泄漏”到太空中。地球上所有的水都留在地球上。它只是从一个地方移动到另一个地方。有时是冰,有时是水,有时是云,但总是在这里。 \ endgroup美元
    - - - - - -coteyr
    2017年4月30日19:23
  • \ begingroup美元 随着云的移动,海洋蒸发的水分也会随着陆地干燥部分的降雨而下降。这么多年过去了,仍然是71%,正如你提到的,还有一些水渗入地下? \ endgroup美元
    - - - - - -哈利
    2017年4月30日19:30
  • \ begingroup美元 基本上是的。如果不考虑数字,地球上的水一直是等量的,只是在流动。 \ endgroup美元
    - - - - - -coteyr
    2017年4月30日20:24
5
\ begingroup美元

“如果我们把一些水放在阳光下,它就会蒸发。”真的吗?如果我把一些水装在一个密封的瓶子里,放在阳光下,它会蒸发吗?显然不是。为什么不呢?因为瓶子里的空气已经被水饱和了。空气的相对湿度是100%,或者接近100%。你可能已经知道了。所以你应该意识到你的问题有缺陷。水不仅在瓶子里不蒸发,而且在晚上和没有阳光的房子里也会蒸发。 A better question, imho, is: "Why isn't the Earth's atmosphere saturated with water after 4 billion years?" The atmosphere has a mass of about 5E+18 kg (that is 5 followed by 18 0s, eg 5,000,000,000,000,000,000). The water in the oceans has a mass of about 1.3E+21 kg, meaning about 250 times more mass than the atmosphere. Simply put: there's not enough atmosphere to hold all that water. The reason why the atmosphere is not saturated, does not have 100% relative humidity, is that the temperature of the air varies a lot. Both day to night, and season to season. The air is frequently being cooled and the water lost via precipitation. When this air is reheated, both by direct sunlight and by contact with the surface which warms up even more in direct sunlight, it is low in relative humidity. This is the air that will allow water to evaporate. Because of these temperature cycles, air never has the time to reach saturation.

\ endgroup美元
    1
    \ begingroup美元

    上面的答案43是绝对正确的。除非水分子被分解成氢和氧,否则它们几乎不会离开地球进入太空。我们地球上的水和它刚形成时的水量几乎是一样的。在蒸发之后,它以降雨的形式返回。每一次。每一个地方。这就是为什么当政府官员告诉我们我们快要没水了的时候,我发疯了。这是荒谬的。我们不能耗尽水。但它肯定会管理不当——但那是政府的工作。 Isn't it?

    \ endgroup美元
    1
    • \ begingroup美元 由于太阳风的作用,一小部分水蒸气可以进入上层大气,但它很小(让你的后imho没问题)。注意,水是蒸汽较小的密度比空气(分子质量约为18美元,空气约为29美元),这增加了它在高层大气中的相对密度-但影响仍然很小。虽然火星和金星的水可能就是通过这个过程流失的。 \ endgroup美元
      - - - - - -peterh
      2021年1月19日12:16
    0
    \ begingroup美元

    我不想发表一个非常长的答案,所以我会保持简单。

    地球质量产生的压力和重力使水保持在大气中,并以固体、液体和气体三种状态循环。

    我们的水在不断循环,有些东西会产生水,比如人类(呼吸时,我们的肺部会产生水)。

    \ endgroup美元

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