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第7章 生命的源泉——水

1.古人眼中的水崇拜

在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要的角色。古代西方提出的四元素说中就有水,中国古代的五行学说中水代表了所有的液体,以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。

在人类的童年时期,人们对于水兼有养育与毁灭能力以及不可捉摸的性情,产生了又爱又怕的感情,于是产生了水崇拜。人们便通过赋予水以神的灵性,祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。

中国传统上的龙王就是对水的神格化。人们认为凡有水域水源处就有龙王,于是龙王庙堂遍及全国各地,祭龙王祈雨也成为中国传统的信仰习俗。

2.地球形成时水的来源

地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。当我们打开世界地图时,当我们面对地球仪时,呈现在我们面前的是大面积的蓝色。从太空中看地球,我们居住的地球是一个椭圆形的,极为秀丽的蔚蓝色的球体。水是地球表面数量最多的天然物质,它覆盖了地球70%以上的表面,地球是一个名副其实是大水球。

那么有人会问:这么多的水是从哪儿来的?地球上本来就有水吗?地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。

有人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;也有人认为,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。还有人认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。

地球刚刚诞生的时候,没有河流,也没有海洋,更没有生命,大气层中也很少有水分。那么如今浩瀚的大海,奔腾不息的河流,烟波浩淼的湖泊,奇形怪状的万年冰雪,还有那地下涌动的清泉和天上的雨雪云雾,这些水又是从哪儿来的呢?

原来地球是由太阳星云分化出来的星际物质聚合而成的,它的基本组成为氢气和氮气以及一些尘埃。固体尘埃形成地球的内核,外面围绕着大量气体。地球刚形成时,结构松散,质量不大,引力也小,温度很低。后来,由于地球不断收缩,地球温度不断升高,有些物质慢慢变暖熔化,较重的物质,如铁、镍等聚集在中心部位形成地核,最轻的物质浮于地表。随着地球表面温度逐渐降低,地表开始形成坚硬的地壳。但因地球内部温度很高,岩浆活动就非常激烈。火山爆发十分频繁,地壳也不断发生变化,有些地方形成山峰,有的地方形成低地与山谷,同时喷发出大量的气体。地球体积不断缩小,引力也随之增加,此时,这些气体已无法摆脱地球的引力,从而围绕着地球,构成了“原始地球大气”。原始大气由多种成分组成,水蒸气便是其中之一。

水蒸气又是从哪儿来的呢?

组成原始地球的固体尘埃,实际上就是衰老了的星球爆炸而成的大量碎片,这些碎片多是无机盐之类的东西,在它们内部蕴藏着许多水分子,就是所谓的结晶水合物。结晶水合物里面的结晶水在地球内部高温作用下离析出来就变成了水蒸气。喷到空中的水蒸气达到饱和时便冷却成云,变成雨,落到地面上,聚集在低洼处,逐渐积累成湖泊和河流,最后汇集到地表最低区域,从而形成了海洋。

地球上的水在开始形成时,不论湖泊或海洋,其水量不是很多,但随着地球内部产生的水蒸气不断被送入大气层,地面水量也不断增加,经历几十亿年的地球演变过程,最后终于形成了我们现在看到的江河湖海。

3.地球上的水

地球上的水总储量为138.6亿立方米,其中淡水只占2.53%。而对人类生活最密切的湖泊、河流和浅层地下的淡水仅占淡水总储量的0.31%。水作为液体所能起的各种作用,其他物质多半无法替代。而这主要是由水的一些怪脾气决定的。

水在4℃时密度最大,再冷,反而体积膨胀起来,所以冰比水轻,浮在水面;冰不善于传热,才不会一冻到底,从而保证了水下生物安全过冬;水容热的能耐很大,是空气的4倍,所以海洋性气候温和。

人体也靠水来保持体温。水的三态(水、冰和水汽)可以在自然状态下共存。水能“爬”上高高的树梢,给植物送水分和养料。几乎什么物质都能溶解于水,所以鱼儿才能从水中得到氧气。

(1)水对气候的影响

水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。

海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水。地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海,形成一个水循环。

雨雪等降水活动对气候形成了重要的影响。在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。

此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响着气候和人类的活动。

(2)水对地理的影响

地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。

地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。

世界上最大的水体是太平洋,北美的五大湖是最大的淡水水系,欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。

(3)水对生命的影响

地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生命体的重要组成部分。人体中水占体重的70%,水是维持生命必不可少的物质。人对饮用水还有质的要求,如果水中缺少人体必需的元素或有某些有害物质,或遭到污染水质,达不到饮用要求,就会影响人体健康。水中生活着大量的水生生物。

水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。水对于维持生物体温度的稳定起到了很大作用。

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