水圈

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珠江口嘅虎門大橋;珠江係地球個水圈嘅一部份。

水圈粵拼:seoi2 hyun1英文:hydrosphere)係指喺一粒行星微型行星、或者衞星嗰度-包括表面上下-嘅嘅總體。

根據估計,地球嘅水圈嘅總容量大約係喺 13.68 億立方公里左右[1]。地球嘅水圈包括嗮佢上面所有嘅水-即係佢表面嗰啲、同等嘅水體,仲有地下水以及係喺極地呢啲凍嘅地方以嘅型態雪住咗嘅水呀噉。地球上面嘅水當中有 97.5% 左右都係鹹水,得嗰 2.5% 嘅係淡水,而喺呢啲淡水當中,有成 68.9% 嘅係以冰或者嘅型態存在嘅,呢啲雪住咗嘅水主要分佈喺極地同埋高山嘅冰川嗰度,又有 30.8% 嘅係以地下水嘅型式存在-即係話地球上面嘅淡水淨係得 0.3% 存在喺湖同河呢啲就手嘅地方[1]

地球表面大約有 75% 嘅面積畀個海𢫏住咗,呢個面積大約係 3 億 6,100 萬平方公里噉大,而呢個海嘅平均鹽度大約係每公斤海水 35 (3.5%)左右[2]。地球上面有噉大份嘅面積畀水𢫏住,令到地球又有花名叫「藍色行星」或者「水行星」[註 1]

水圈同生命[編輯]

Nostoc pruniforme(藍綠藻嘅一種)
睇埋:生命同埋生命起源

水呢種物質對於生命嚟講係不可或缺嘅-多數生物需要飲水先至生存到,而且地球水圈仲幫到地球維持佢個大氣層。早期地球浸大氣層好稀薄,多數係(而唔係現代生物唞氣要用嘅二氧化碳等),就好似現時嘅水星個大氣層噉,而且早期地球有一個由岩漿組成嘅「海」-環境可以話係極之惡劣,冇已知嘅生物會頂得順呢種環境。打後地球冷卻,呢個過程釋放咗啲氣體同水蒸氣出嚟,而佢上面嗰啲火山活動亦都再釋放多啲氣體同水蒸氣。地球變凍咗,令到啲水蒸氣可以凝結變成雨,落返去地表,外加大氣入面嗰啲二氧化碳溶入去雨水入面,温室效應弱咗,令到大氣層再凍返少少,而地球變得冇噉熱令到水蒸氣再凝結,如是者形成咗一場超級大雨-呢場雨令到地球有咗個由水組成嘅海。呢啲嘢據估計大約發生喺 40 億年前[3]

地球上第一條生命係喺海入面誕生嘅。呢啲生物唔使唞氧氣,而遲吓等到藍綠藻(Cyanobacteria)進化咗出嚟,呢種生物識得將二氧化碳轉化做嘢食同氧氣-地球個大氣嘅氧含量就噉開始咗升,令到需要靠唞氧氣嚟生存嘅現代生物能夠進化出嚟[4]

水循環[編輯]

水循環嘅想示意圖
內文: 水循環

水循環(Water cycle)指水係噉由一個狀態變成第個狀態嘅轉化過程[5]。喺地球嘅環境入面,水有得以好多種形態存在,好似係大氣入面嘅濕氣、同)、小溪、海、河、湖、地下水、地底嘅帶水層(Aquifers)、冰山、同埋潮濕泥土入面嘅水氣呀噉,而水會以由以鐘頭計至成世紀長嘅週期嚟喺呢啲形態之間循環變換。令到呢啲轉化過程進行嘅主要係太陽(例如太陽射落地球嘅熱力會令到地表嘅一啲水蒸發升上天,形成雲)同埋地心吸力(地心吸力令到水會向下流,由山上嘅小溪流去大河,再去海等等)。

據估計,地球每年循環嘅水有大約 577,000 立方公里噉多。呢啲水係由海嘅表面-502,800 立方公里-或者陸地-74,200 立方公里-蒸發走嘅,而同量嘅水會以降水嘅形式跌返落去地球嘅表面,當中大約 458,000 立方公里嘅跌返落海,119,000 公里嘅跌返落陸地-呢個差異表示陸地由降水嗰度攞到嘅水量多過佢蒸發嘅水量-119,000 - 74,200 = 每年 44,800 立方公里,但係陸地上面嗰啲河道-每年 42,700 立方公里-同地下水-每年 2,100 立方公里-會流失啲水落海。所以總括嚟講,地球水圈各部份嘅水量比例大致上係處於平穩狀態嘅[1]

據估計,海水要完全換一次大約需要 2,500 年嘅時間,而冰入面嘅水完全換一次就要 10,000 年,深嘅地下水同山上面嘅冰川就要 1,500 年,而湖要 17 年,河就淨係使 16 日[1]

南非裔科普作家 Marq de Villiers 形容水圈係由水組成嘅一個封閉系統,好複雜而且佢入面嘅各部份互相依賴,同埋「望落似係特登整出嚟支撐生命嘅噉」[6]。de Villiers 指出,冇證據說明水會蒸發走去太空,所以喺地球上嘅水嘅總量應該由好耐之前(至少幾百萬年前)經已冇乜點樣變過-水可以畀人污染或者濫用,但係唔會多咗或者少咗。

蒸發散[編輯]

內文: 蒸發散

水有好多途徑可以蒸發上天,而蒸發咗嘅水跟手會以雨或者雪等嘅降水落返去地球表面。地球上嘅水蒸發多數都係發生喺海嗰度嘅,又有啲水份會直接噉由冰同雪嗰度蒸發(昇華),而發散(Transpiration)就係指水由啲上面嗰啲好細嘅窿蒸發走[6]。蒸發、昇華、同發散嘅過程喺水學(Hydrology;研究水嘅科學領域)入面畀人合稱做蒸發散(Evapotranspiration)。

睇埋[編輯]

註釋[編輯]

  1. 但係行星地質學家 Ronald Greeley 指出,水喺太陽系外圍啲嘅地方查實好常見。

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  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 World Water Resources: A New Appraisal and Assessment for the 21st Century (Report). UNESCO. 1998.
  2. Kennish, Michael J. (2001). Practical handbook of marine science. Marine science series (3rd ed.). CRC Press. p. 35.
  3. Yin, Q.; Jacobsen, S. B.; Yamashita, K.; Blichert-Toft, J.; Télouk, P.; Albarède, F. A short timescale for terrestrial planet formation from Hf-W chronometry of meteorites. Nature. 2002, 418 (6901): 949–52.
  4. Scientific American - The Origin of Oxygen in Earth's Atmosphere
  5. Wilfried Brutsaert. (2005). Hydrology: An Introduction (1st ed). Cambridge University Press.
  6. 6.0 6.1 Marq de Villiers (2003). Water: The Fate of Our Most Precious Resource (2 ed). Toronto, Ontario: McClelland & Stewart. p. 453.