一望無(wú)際的海洋,碧波翻滾,讓人迷戀而又迷惑:這么多的海水究竟從何而來(lái)?遼闊的海洋占有地球表面近四分之三的面積,地球總水量96.53%是海水??梢?jiàn),海水是地球水的主體。那么,海水是從哪里來(lái)的?海水中為什么含有鹽?今后海水是否會(huì)越來(lái)越成?這些問(wèn)題已引起人們的廣泛興趣。
地球上的海水從哪里來(lái)?
海水是從哪里來(lái)的?要回答這個(gè)問(wèn)題,首先要追溯到60多億年以前。當(dāng)時(shí),無(wú)數(shù)微粒物質(zhì)在空中聚集,相互混合,成為一個(gè)個(gè)塊團(tuán)。這些塊團(tuán)在不斷運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,又互相碰撞,互相結(jié)合,由小變大,最后逐漸形成了一個(gè)原始的地球。地球最初的溫度較低,各種輕重物質(zhì)混合在一起。后來(lái)經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化,由于絕熱壓縮作用,地球內(nèi)部開(kāi)始變熱。又過(guò)了許多萬(wàn)年,熾熱的地球開(kāi)始冷卻,整個(gè)固體的地球表面變得凹凸不平,其中大面積凹下去的地方就是最初的海洋盆地。
那么,海水從何而來(lái)呢?科學(xué)家們對(duì)此認(rèn)識(shí)不一。一些人認(rèn)為,這些水是地球固有的。當(dāng)?shù)厍驈脑继?yáng)星云中凝聚出來(lái)時(shí),這些水便以結(jié)構(gòu)水、結(jié)晶水等形式存在于礦物和巖石中。以后,隨著地球的不斷演化,輕重物質(zhì)的分異,它們便逐漸從礦物和巖石中釋放出來(lái),成為海水的來(lái)源。例如,在火山活動(dòng)中總是有大量水蒸氣伴隨巖漿噴溢出來(lái),一些人認(rèn)為,這些水汽便是從地球深部釋放出來(lái)的“初生水”。然而,科學(xué)家們經(jīng)過(guò)對(duì)“初生水”的研究,發(fā)現(xiàn)它只不過(guò)是滲入地下,然后又重新循環(huán)到地表的地面水。
但有些科學(xué)家認(rèn)為,地球上的水,至少大部分的水,不是地球固有的,而是由撞入地球的彗星帶來(lái)的。因?yàn)閺娜嗽煨l(wèi)星發(fā)回的數(shù)千張地球大氣紫外輻射照片中發(fā)現(xiàn),在圓盤(pán)狀的地球圖像上總有一些小斑點(diǎn),每個(gè)黑斑大約存在兩三分鐘,面積2000平方千米??茖W(xué)家們認(rèn)為,這些斑點(diǎn)是一些由冰塊組成的小彗星沖入地球大氣層造成的,是這種隕冰因摩擦生熱轉(zhuǎn)化為水蒸汽的結(jié)果。從照片還可估算出,每分鐘約20顆小彗星進(jìn)入地球,若其平均直徑為10米,則每分鐘就有1000立方米水進(jìn)入地球,一年可達(dá)0.5立方千米左右。自地球形成至今46億年中,將有23億立方千米的彗星水進(jìn)入地球。這個(gè)數(shù)字顯然大大超過(guò)現(xiàn)有的海水總量。因此,上述觀點(diǎn)是否正確,還有待驗(yàn)證。
地球上的海水為什么是成的?
關(guān)于海水為什么含鹽的問(wèn)題,科學(xué)家們基本上達(dá)成了一致的意見(jiàn)。他們認(rèn)為,海水并不是一開(kāi)始就充滿鹽分的。由于地球上的水不停地運(yùn)動(dòng),不停地循環(huán),每年從海洋表面蒸發(fā)掉的水分就有1.25億噸之多。這么多的水又會(huì)變成雨降落到陸地的每個(gè)角落,它們潺潺而流,不斷地破壞巖石,沖刷土壤,把巖石和土壤中的可溶性物質(zhì)(絕大部分是鹽類(lèi)物質(zhì))帶入江河之中,最后江河百川歸大海,水再一次回到了自己的老家——海洋。就這樣,海洋源源不斷地從陸地上得到鹽類(lèi)物質(zhì),而在海水的蒸發(fā)過(guò)程中,這些鹽類(lèi)卻又不能隨水蒸氣升空,只能滯留在海洋里。如此周而復(fù)始,日積月累,海洋中的鹽類(lèi)越積越多,經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年甚至更久,海水中積累起來(lái)的鹽分就十分可觀了。
但也有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,海水一開(kāi)始就是咸的,是先天就形成的。理由是,經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè),發(fā)現(xiàn)海水并沒(méi)有越來(lái)越成,海水中的鹽分并沒(méi)有顯著增多。
還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,海水所以是成的,不僅有先天的原因,也有后天的原因,不僅由于大陸上的鹽類(lèi)不斷加入到海洋中去,而且在大洋底部隨著海底火山噴發(fā),也會(huì)不斷地給海洋增加鹽類(lèi)。
海水會(huì)越來(lái)越成嗎?
既然海水中已含有這么多的鹽分,而且還在不斷地從陸地獲得鹽類(lèi)物質(zhì),那么海水是否會(huì)永無(wú)止境地越變?cè)匠?會(huì)不會(huì)將所有的海洋生物都成死呢?
大家知道,當(dāng)今世界上最咸的水域是著名的死海,它的鹽分含量比海洋平均數(shù)高許多倍,以致幾乎所有的生物都無(wú)法在里面生存。原因是它和海洋不相通,又地處炎熱環(huán)境,水分蒸發(fā)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)海洋,所以鹽分就聚集得更多。
大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為海水中的大部分鹽是“淡水”的河流帶來(lái)的。我們前面提到,最初的海洋的水量遠(yuǎn)不及現(xiàn)在的海洋,同時(shí)最初的海水含有的鹽分也很少,口味可能僅相當(dāng)于我們現(xiàn)在喝的淡水。但是,自從地球上的第一場(chǎng)雨從天而降,開(kāi)始沖刷年輕的陸地表面,海水的鹽度就改變了。雨水在數(shù)以?xún)|計(jì)的時(shí)間里敲擊著裸露的巖石,破壞巖石的結(jié)構(gòu),將礦物質(zhì)溶解并帶走。這些礦物質(zhì)包括氯化鈉、氯化鎂、硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸鉀等,也就是化學(xué)家們所定義的鹽。這些鹽隨著地面的水流向低處遷移,諸多的水流匯聚為浩浩蕩蕩的大江大河,并最終注入大海。從古到今,海洋中不斷補(bǔ)充著來(lái)自陸地的鹽。
然而,河流帶來(lái)鹽的同時(shí),也將大量的淡水帶到了海洋中,因此單憑河流注入這一個(gè)因素,并不能使海水變咸。海洋中鹽的濃度增加,還依賴(lài)普照萬(wàn)物的太陽(yáng)將海水蒸發(fā)。太陽(yáng)光的能量被海水吸收后,海水表面的溫度升高,使水變成水蒸氣的趨勢(shì)增強(qiáng)了。水在蒸發(fā)的過(guò)程中,由液態(tài)變成了氣態(tài),卻將原來(lái)所含有的鹽分留在海水中,并不帶走。而海面上的水蒸氣卻在風(fēng)的催促下背井離鄉(xiāng),運(yùn)動(dòng)到陸地的上空,當(dāng)它與一團(tuán)冷空氣遭遇時(shí),水蒸氣又變成了小水滴,在重力的作用下,水滴落向地面,形成了降雨。降雨給鹽分搬運(yùn)工程又增加了一批生力軍,一個(gè)新的循環(huán)過(guò)程開(kāi)始了。正是在海洋與陸地之間水循環(huán)的過(guò)程中,海洋中鹽的濃度越來(lái)越高。
聯(lián)想到死海,人們不禁會(huì)擔(dān)心:海洋是否也會(huì)面臨沒(méi)有生物的結(jié)局?但科學(xué)家們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn),隨著陸地可溶性物質(zhì)不斷進(jìn)入海洋,達(dá)到一定濃度后,便會(huì)互相結(jié)合成不溶性化合物,沉入海洋底部,就像明礬能沉積水中的雜物那樣,使海水變清。還有一些物質(zhì),雖然本身是可溶的,但卻能與海底的物質(zhì)結(jié)合起來(lái)。此外,許多物質(zhì)還會(huì)被各種海洋生物所攝取,待它們死去,隨尸體沉入海底。另外,狂風(fēng)巨浪常把海水卷到陸地上,溶解的鹽分也隨之上岸,這也是鹽分回歸陸地的一種途徑。
關(guān)于海水將來(lái)是會(huì)變成還是變淡的問(wèn)題,至今尚無(wú)定論。不過(guò)許多專(zhuān)家都認(rèn)為,海水在某一時(shí)期內(nèi)會(huì)變成,而在另一段時(shí)間內(nèi)又可能變淡,總體來(lái)說(shuō)海水的咸度會(huì)保持著相對(duì)平衡的狀態(tài)。