水圈

水圈

水圈是地球表面和接近地球表面的各種形態的水的總稱。它包括海洋、河流、湖泊、沼澤冰川以及土壤和岩石孔隙中的地下水、岩漿水、聚合水,生物圈中的體液、細胞內液、生物聚合水化物等。地球上的總水量約1.36×109立方千米,其中海洋佔97.2%,覆蓋了地球表面積的71%。地表水約2.3×105立方千米,其中淡水隻有一半,約佔地球總水量的萬分之一。地下水總量8.40×106立方千米。大氣中水量為1.3×04立方千米。地球上的水以氣態、液態和固態三種形式存在于空中、地表和地下,這些水不停地運動著和相互聯系著,以水迴圈的方式共同構成水圈。是地球外圈中作用最為活躍的一個圈層。水體存在方式不同,其作用方式也有比較大的差別,按照水體存在的方式可以將水圈劃分為海洋、河流、地下水、冰川、湖泊等五種主要類型。它與大氣圈、生物圈和地球內圈的相互作用,直接關系到影響人類活動的表層系統的演化。水圈也是外動力地質作用的主要介質,是塑造地球表面最重要的角色。

  • 中文名稱
    水圈
  • 外文名稱
    Hydrosphere
  • 拼 音
    shuǐ quān
  • 詞 義
    一般是指地球上被冰雪、液態水和水汽所佔據而構成的殼層
  • 包 括
    大氣中的水汽、地表水、土壤水等

分類

水體存在方式不同,其作用方式也有比較大的差別,按照水體存在的方式可以將水圈劃分為:海洋、河流、地下水冰川、湖泊等五種主要類型。

湖泊湖泊

地球水源

地球上的總水量約1.36×109立方千米,其中海洋佔97.2%,覆蓋了地球表面積的71%。地表水約2.3×105立方千米,其中淡水隻有一半,約佔地球總水量的萬分之一。地下水總量8.40×106立方千米。大氣中水量為1.3×04立方千米。地球上的水以氣態液態和固態三種形式存在于空中、地表和地下,這些水不停地運動著和相互聯系著,以水迴圈的方式共同構成水圈。是地球外圈中作用最為活躍的一個圈層。

水圈水圈

它與大氣圈、生物圈和地球內圈的相互作用,直接關系到影響人類活動的表層系統的演化。水圈也是外動力地質作用的主要介質,是塑造地球表面最重要的角色。如溝谷、河谷、瀑布都是流水侵蝕的作用形成;溶洞、石林、石峰等喀斯特地貌都是流水溶蝕作用形成。

儲存形式

液態和固態水體所覆蓋的地球空間。水圈中的水上界可達大氣對流層頂部,下界至深層地下水的下限。包括大氣中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物體內的水。各種水體參加大小水迴圈,不斷交換水量和熱量。水圈中大部分水以液態形式儲存于海洋、河流、湖泊、水庫、沼澤及土壤中;部分水以固態形式存在于極地的廣大冰原、冰川、積雪和凍土中;水汽主要存在于大氣中。三者常通過熱量交換而部分相互轉化。

冰川冰川

總儲量

水圈內全部水體的總儲量為13.86億立方公裏,其中海洋為13.38億立方公裏,佔總儲量的96.5%。分布在大陸上的水包括地表水和地下水,各佔餘下的一半左右。在全球水的總儲量中,淡水僅佔2.53%,其餘均為鹹水。

水迴圈

地球表面的水是十分活躍的。海洋蒸發的水汽進入大氣圈,經氣流輸送到大陸、凝結後降落到地面,部分被生物吸收,部分下滲為地下水,部分成為地表徑流地表徑流和地下徑流大部分回歸海洋。水在迴圈過程中不斷釋放或吸收熱能,調節著地球上各層圈的能量,還不斷地塑造著地表的形態。水圈中的地表水大部分在河流、湖泊和土壤中進行重新分配,除了回歸于海洋的部分外,有一部分比較長久地儲存于內陸湖泊和形成冰川。這部分水量交換極其緩慢,周期要幾十年甚至千年以上。從這些水體的增減變化,可以估計出海陸間水熱交換的強弱。大氣圈中的水分參與水圈的迴圈,交換速度較快,周期僅幾天。由于水分迴圈,使地球上發生復雜的天氣變化。海洋和大氣的水量交換,導致熱量與能量頻繁交換,交換過程對各地天氣變化影響極大。各國極其關註海-氣相互關系的研究。生物圈中的生物受洪、澇、幹旱影響很大,生物的種群分布和聚落形成也與水的時空分布有極密切的關系。生物群落隨水的豐缺而不斷交替、繁殖和死亡。大量植物的蒸騰作用也促進了水分的迴圈。水在大氣圈、生物圈和岩石圈之間相互置換,關系極其密切,它們組成了地球上各種形式的物質交換系統,形成千姿百態的地理環境

形成過程

地球是太陽系八大行星之中唯一被液態水所覆蓋的星球。地球上水的起源在學術上存在很大的分歧,有幾十種不同的水形成學說。有觀點認為在地球形成初期,原始大氣中的氫、氧化合成水,水蒸氣逐步凝結下來並形成海洋;也有觀點認為,形成地球的星雲物質中原先就存在水的成分。另外的觀點認為,原始地殼中矽酸鹽等物質受火山影響而發生反應、析出水分。也有觀點認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源,甚至地球上的水還在不停增加。

大氣圈和水圈起源大氣圈和水圈起源

地球剛剛誕生的時候,沒有河流,也沒有海洋,更沒有生命,它的表面是幹燥的,大氣層中也很少有水分。地球是由太陽星雲分化出來的星際物質聚合而成的,它的基本組成有氫氣氮氣以及一些塵埃。固體塵埃聚集結合形成地球的核心,外面圍繞著大量氣體。地球剛形成時,結構松散,質量不大,引力也小,溫度很低。後來,由于地球不斷收縮,核心放射性物質產生能量,致使地球溫度不斷升高,有些物質慢慢變暖熔化,較重的物質,如鐵、等聚集在中心部位形成地核,最輕的物質浮于地表。隨著地球表面溫度逐漸降低,地表開始形成堅硬的地殼。但因地球內部溫度很高,岩漿活動就非常激烈。火山爆發十分頻繁,地殼也不斷發生變化,有些地方隆起形成山峰,有的地方下陷形成低地與山谷,同時噴發出大量的氣體。由于地球體積不斷縮小,引力也隨之增加,此時,這些氣體已無法擺脫地球的引力,從而圍繞著地球,構成了"原始地球大氣"。原始大氣由多種成分組成,水蒸氣便是其中之一。

組成原始地球的固體塵埃,實際上就是衰老了的星球爆炸而成的大量碎片,這些碎片多是無機鹽之類的東西,在它們內部蘊藏著許多水分子,即所謂的結晶水合物。結晶水合物裏面的結晶水在地球內部高溫作用下離析出來就變成了水蒸氣。噴到空中的水蒸氣達到飽和時便冷卻成雲,變成雨,落成地面上,聚集在低窪處,逐漸積累成湖泊和河流,最後匯集到地表最低區域形成海洋。

地球上的水在開始形成時,不論湖泊或海洋,其水量不是很多,隨著地球內部產生的水蒸氣不斷被送入大氣層,地面水量也不斷增加,經歷幾十億年的地球演變過程,最後終于形成我們現看到的江河湖海。

人類

相互影響

人類大規模的活動對水圈中水的運動過程有一定的影響。大規模的砍伐森林、大面積的荒山植林、大流域的調水、大面積的排幹沼澤、大量抽用地下水等,都會促使水的運動和交換過程發生相應變化,從而影響地球上水分迴圈的過程和水量平衡的組成。人類的經濟繁榮和生產發展也都依賴于水。如水力發電、灌溉、航運、漁業、工業和城市的發展,無不與水息息相關。

人體組成

水是人類生活中不可缺少的物質,人類為了維持生命,必須喝水和從食物中得到必要的水分。一個成年人體內水的總量佔整體重的65%~70%。人體內的水主要存在于血液、淋巴和細胞中,人的血液與海洋水有著千絲萬縷的聯系。人的器官和組織中都有水:心、肺、腎中約佔80%,骨骼中平均佔30%,牙齒琺琅質中佔0.3%。在人體中的生物液體,唾液、胃液、尿中佔95%~99%。

生命

原始生命起源于水,又以水為家。地球剛初形成時一片荒蕪。原始海洋形成後,才為生命的誕生構建了理想的"搖籃"。海水中溶解了各種各樣的物質。在那裏這些化合物被水培育成具有原始生命的細胞。原始海洋中溶解的氧、二氧化碳等物質,是細胞進行新陳代謝時最好的"營養品";厚厚的水體又像一個"保護罩"使嬌弱的原始生命不致被太陽紫外線殺傷。就在這樣的"搖籃"裏,經歷了若幹億年的漫長歷程,生命從低級到高級,從海洋到陸地,逐漸形成了幾乎佔據地球表面每一個角落的生物世界。

水資源水資源

生命運動

水是生物體的基本成分。例如,哺乳動物體內水約佔65%。魚類佔75%,藻類佔95%,水母則高達95%~98%。水在人體中起著重要作用:

①在肌體內起著輸送物質的作用

②維持著肌體養分平衡,起著吸收養分,排出廢物的作用

③起著調節溫度的作用

④具有支持營養的作用等。正常情況下,人體水分處于吸收與排出相等的平衡狀態,但當這種平衡狀態被打破時,就會影響人體正常生活。當一個人吸收的水量比維持平衡的水分少1~2%,就會感到口渴;當減少5%時就會皮膚皺折,神態不清;當減少14~15%,就會死亡。故一般人幾天不吃東西尚可,若幾天不喝水,其結果就可想而知。

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