Wednesday, October 21, 2009

水圈

地球是太阳系中唯一表面含有液态水的行星。水覆盖了地球表面71%的面积(96.5%是海水,3.5%是淡水)。水在五大洋和七大陆都存在。地球的太阳轨道、火山活动、地心引力、温室效应、地磁场以及富含氧气的大气这些因素相结合使得地球成为一颗水之行星。

地球正好处在足够温暖能存在液态水的轨道边缘。离开适当的温室效应,地球上的水将都会冻结为冰。古生物学证据显示如果蓝绿藻(藻青菌)在海洋中出现晚一点,温室效应将不足以维持地球表面液态水的存在,海洋可能在1000万至1亿年间冻结,发生冰川纪事件。

当时在像金星这样的行星上,气态的水阻止了太阳的紫外辐射。大气中的氢被吹过的太阳风离子化,其产生的效果虽然缓慢但结果却不可改变。这也是一个金星上为何没有水的假说:离开了氢原子,氧气将与地表物质化合并留存在土壤矿物中。

在地球大气中,还存在一个薄薄的「臭氧层」。臭氧在平流层吸收了大气中大部分多余的高能紫外辐射,减低了裂化效应。 臭氧只能由大气中大量自由二价氧原子产生,所以臭氧的产生也依赖于生物圈(植物)。地磁场产生的电离层也保护了地球不会受到太阳风的直接袭击。

最後说明的一点是,火山活动也持续的从地球内部释放出水蒸汽。地球通过水和碳对地幔和火山中的石灰石消解产生二氧化碳和水蒸气(参见行星筑造学)。据估计,仍存留在地幔中的水的总量是现在海洋中所有水数量的10倍,虽然地幔中的大部分水可能从来不会释放到地表。

地球水界的总质量大约是1.4 ×1021 kg,计为地球总质量的0.023

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