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水是怎么形成的

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  被誉为生命之源的水,是怎么形成的呢?它在地球上存在了多久?是一直都有的吗?相信很多小伙伴都有很多疑问,下面由学习啦小编为你详细介绍水是怎么形成的。

  水是形成的原因

  地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。

  地球上水的起源在学术界上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有些观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。

  另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至地球上的水还在不停增加。

  当我们打开世界地图时,或者当我们面对地球仪时,呈现在我们面前的大部分面积都是鲜艳的蓝色。从太空中看地球,我们居住的地球是很圆的,因为地球的赤道半径仅比两极半径长0.33%。地球是极为秀丽的蔚蓝色球体。水是地球表面数量最多的天然物质,它覆盖了地球71%以上的表面。地球是一个名副其实的大水球。

  观点

  自生说

  1.地球从原始星云凝聚成行星后,由于内部温度变化和重力作用,物质发生分异和对流,于是地球逐渐分化出圈层,在分化过程中,氢、氧气体上浮到地表,再通过各种物理及化学作用生成水;

  2. 水是在玄武岩先熔化后冷却形成原始地壳的时候产生的。最初地球是一个冰冷的球体。此后,由于存在地球内部的铀、钍等放射性元素开始衰变,释放出热能。因此地球内部的物质也开始熔化,高熔点的物质下沉,易熔化的物质上升,从中分离出易挥发的物质:氮、氧、碳水化合物、硫和大量水蒸气,试验证明当1 m3花岗岩熔化时,可以释放出26 L的水和许多完全可挥发的化合物;

  3.地下深处的岩浆中含有丰富的水,实验证明,压力为15 kPa,温度为1,0000℃的岩浆,可以溶解30%的水。火山口处的岩浆平均含水6%,有的可达12%,而且越往地球深处含水量越高。据此,有人根据地球深处岩浆的数量推测在地球存在的45亿年内,深部岩浆释放的水量可达现代全球大洋水的一半;

  4. 火山喷发释放出大量的水。从现代火山活动情况看,几乎每次火山喷发都有约75%以上的水汽会喷出。1906年维苏威火山喷发的纯水蒸气柱高达13,000米,一直喷发了20个h。阿拉斯加卡特迈火山区的万烟谷,有成千上万个天然水蒸气喷出孔,平均每秒种可喷出97~6450C的水蒸汽和热水约23,000m3。据此有人认为,在地球的全部历史中,火山抛出来的固体物质总量为全部岩石圈的一半,火山喷出的水也可占现代全球大洋水的一半;

  5.地球内部矿物脱水分解出部分水,或者释放出的一氧化碳、二氧化碳等气体,在高温下与氢作用生成水。此外,碳氢化合物燃烧也可以生成水,在坚硬的火成岩中,也有一定数量的结晶水和原始水的包裹体。

  外生说

  1.人们在研究球粒陨石成分时,发现其中含有一定量的水,一般为0.5~5%,有的高达10%以上,而碳质球粒陨石含水更多。球粒陨石是太阳系中最常见的一种陨石,大约占所有陨石总数的86%。一般认为,球粒陨石是原始太阳最早期的凝结物,地球和太阳系的其他行星都是由这些球粒陨石凝聚而成的;

  2.太阳风到达地球大气圈上层,带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核,这些原子核与大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等。再通过不同的化学反应变成水分子,据估计,在地球大气的高层,每年几乎产生1.5 t这种“宇宙水”。然后,这种水以雨、雪的形式落到地球上。

  3.科学家在"深度撞击号"在2005年1月13日撞击了坦普尔1号彗星的彗核后在溅起的物质中发现了冰,两-三亿年前,由于木星与土星两颗气态巨行星在它们的两星连珠时产生了巨大引力,奥尔特云中的彗星被拉进了内太阳系中,地球也受到了彗星的撞击,研究表明,大部分彗星是由宇宙尘埃、气体、冰组成的,谷神星这一颗彗星中含有的水分比地球上所有的水还要多,彗星穿过大气层时会融化为水,以雨、雪等形式落到地面上。

  水的分类

  地下水与地表水

  地下水——有机物和微生物污染较少,而离子则溶解较多,通常硬度较高,蒸馏烧水时易结水垢;有时锰氟离子超标,不能满足生产生活用水需求。

  地表水——较地下水有机物和微生物污染较多,如果该地属石灰岩地区,其地表水往往也有较大的硬度,如四川的德阳、绵阳、广元、阿坝等地区。

  原水与净水

  原水——通常是指水处理设备的进水,如常用的城市自来水、城郊地下水、野外地表水等,常以TDS值(水中溶解性总固体含量)检测其水质,中国城市自来水TDS值通常为100~400ppm。

  净水——原水经过水处理设施处理后即称之为净水。

  纯净水与蒸馏水

  纯净水——原水经过反渗透和杀菌装置等成套水处理设施后,除去了原水中绝大部分无机盐离子、微生物和有机物杂质,可以直接生饮的纯水。

  蒸馏水——以蒸馏方式制备的纯水,通常不用于饮用。

  纯化水和注射用水

  纯化水——医药行业用纯水,电导率要求<2μs/cm。

  注射用水——纯化水经多效蒸馏、超滤法再次提纯去除热原后可以配制注射剂的水。

  自由水和结合水

  自由水——又称体相水,滞留水。指在生物体内或细胞内可以自由流动的水,是良好的溶剂和运输工具。水在细胞中以自由水与束缚水(结合水)两种状态存在,由于存在状态不同,其特性也不同。自由水占总含水量的比例越大,使原生质的粘度越小,且呈溶胶状态,代谢也愈旺盛。

  结合水——是水在生物体和细胞内的存在状态之一,是吸附和结合在有机固体物质上的水,主要是依靠氢键与蛋白质的极性基(羧基和氨基)相结合形成的水胶体。

  水的取用方法

  地下取水

  寻找地下水源的首选之地就是地表早已干枯的溪流与河流的河床地区。虽然这些地方的地表早已无水,但是在它们的地表下往往能找到丰富的地下水。

  日光蒸馏水

  日光蒸馏取水法特别适用于沙漠地区,在地面挖一个长宽约90厘米、深45厘米的坑,坑底部中央放一水壶,在坑上放一块塑料薄膜,用石头或沙土将薄膜的四周固定在坑沿,然后在塑料膜的

  日光蒸馏法

  中央部分吊一石块确保塑料膜呈弧形,以便水滴能顺利滑至中央底部并落入收集器中。

  太阳的照射使坑内潮湿土壤和空气的温度升高,蒸发产生水汽。水汽逐渐饱和,与塑料膜接触遇冷凝结成水珠,下滑至水壶中,这种方法在一天之内能收集大约半升水。

  植物中取水

  通过凝结植物的水汽来收集水分。在一段健壮枝叶浓密的树木嫩枝上套一个塑料袋,放袋子的时候要注意使袋口朝上,袋的一角向下,这样便于接收叶面蒸腾作用产生的凝结水。因为蒸腾作用产生的水汽上升与薄膜接触时遇冷后就会凝结成水滴。应让凝结的水珠沿着薄膜内壁流入底部收集器中。


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