中學(xué)課本就已經(jīng)告訴我們，地球上的水會通過水汽循環(huán)重復(fù)利用，它是生物圈不可或缺的一部分，如果水會越來越少的話，那讓生命情何以堪？但事實上可能與各位想象有些許出入，下面來簡單了解下。

一、水來自哪里

當(dāng)然我們沒打算用下雨這種方式來搪塞大家，正兒八經(jīng)的討論下水是從哪來的?，F(xiàn)代科學(xué)界普遍認(rèn)為，地球上的水來自形成地球的原始星云，而星云則來自上一代超新星爆發(fā)，水是怎么從超新星爆發(fā)中生成的，我們來看即將超新星爆發(fā)的晚期恒星結(jié)構(gòu)就知道了。

晚期大質(zhì)量恒星的結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)為：氫、氦、碳、氧.......大質(zhì)量恒星的鐵核崩潰后會導(dǎo)致恒星結(jié)構(gòu)坍縮，重力勢能與內(nèi)核外層的電子簡并態(tài)物質(zhì)核聚變一起導(dǎo)致超新星爆發(fā)，而殼層中多種物質(zhì)將在被炸散的過程中形成多種物質(zhì)，其中就包括水，形成于超新星爆發(fā)殘骸的地球當(dāng)然繼承了這些遺產(chǎn)，再通過早期地球的隕石雨以及火山噴發(fā)等多種形式進(jìn)入了大氣層，最后落到地面形成了海洋。

二、地球上的水會增加還是減少？

從表面上來看，似乎地球的水汽循環(huán)并不會導(dǎo)致水的損失，因為地球的存在已經(jīng)超過46億年，而水還有那么多！

這是一個完美的循環(huán)過程，對生命最大的支撐就是水循環(huán)，但也就是這個循環(huán)，使得地球上的水正在不斷減少，為什么會這樣？它又發(fā)生在哪個階段？

1、水的光解

水是會被陽光分解的的，光的催化反應(yīng)通常有兩類，一類是上坡反應(yīng)，另一類是下坡反應(yīng)，當(dāng)然現(xiàn)在我們對將水分解成氫和氧的上坡反應(yīng)更感興趣。

光如何分解水？我們要先了解下不同波段的光子的能量是怎么來的

光子的能量E=hv

h是普朗克常數(shù)，v是光子的頻率，這表示頻率越高（波長越短），光子能量也就越高，比如紫色光線就會比紅色光線能量要高，如果紫外甚至X光那么能量就更高了！

而構(gòu)成分子的化學(xué)鍵能是有限的，當(dāng)光子的能量超過化學(xué)鍵能時即可破壞化學(xué)鍵，將水分中分解成氫原子和氧原子。這過程在什么時候最容易發(fā)生呢？水汽循環(huán)在大氣層內(nèi)時，水汽達(dá)到的高度越高，被大氣阻擋的紫外光線就越少，因此在大氣層更高的位置，水汽更容易被光解。

2、被光解之后的這些氣體命運(yùn)如何？

因為氫的密度很低，在大氣層中會升到很高，而且氫的分子運(yùn)動非?；顫?，在27℃時的分子運(yùn)動速度達(dá)到了1900米/秒，在紫外線以及太陽風(fēng)中高能粒子的轟擊下，更容易達(dá)到逃逸速度，因此氫就跟地球拜拜了，而氧仍然會停留在大氣層中，有可能會被紫外光分解成氧原子，和氧分子結(jié)合形成臭氧（O3），這水汽被光解之后兩者的迥異的命運(yùn)。

3、既然水汽能被光解，那么跑了多少水呢？

這個確實是一個難以估計的數(shù)字，不過在2011年伊利諾伊州芝加哥大學(xué)的EC Pope等研究發(fā)現(xiàn)，早期地球海洋中的水量比現(xiàn)在要高出26%左右，他們測算的依據(jù)是太古時代地層中的蛇紋石中的氫氧同位素值，發(fā)現(xiàn)太古時代的海洋中氫的同位素氘的含量要比現(xiàn)代高出25±5‰，但氧的比例跟現(xiàn)代海洋基本一致。

蛇紋石的氫氧同位素值比

藍(lán)色表示海水中氫同位素氘變化的曲線與蛇紋石在地質(zhì)時間上氘變化大致吻合。

按這個逃逸比例任由發(fā)展下去，也許只要再花上2-3倍（地球的年齡）的時間，海水就跑光了哈，留下一個超級大的鹽巴殼！

4、每年從太空掉那么多彗星進(jìn)來能補(bǔ)救嗎？

其實太空一直在向地球補(bǔ)水，每年都有大量的彗星類的進(jìn)入地球，給地球帶來水和物質(zhì)，估計每年超過20萬噸，但根據(jù)EC Pope的研究，似乎這種補(bǔ)充遠(yuǎn)不夠從地球逃逸的總量，因為即使在彗星補(bǔ)充的情況下依然少了26%，但在PNAS（美國科學(xué)院院報）網(wǎng)站上查詢，這篇論文總共被引用72次，是個不錯的數(shù)量，你選擇信還是不信？這是一個問題。

三、最終地球的海水是會跑光的，而且還更早

并不需要花上2-3倍的地球年齡（約100億年），因為地球的磁場會因為地核冷卻后逐漸消失，這個時間大約會發(fā)生在23億年后！

地球的磁場因為鐵鎳質(zhì)內(nèi)核的流動產(chǎn)生，而能讓鐵鎳質(zhì)融化流動的高溫主要來自重力勢能和放射性物質(zhì)的衰變，現(xiàn)在已經(jīng)過去46億年，絕大部分物質(zhì)都已經(jīng)過了半衰期，未來衰變釋放的熱量將越來越少，而從地表向太空散發(fā)的熱量卻不會改變，因此未來地球內(nèi)核逐漸冷卻是一個時間問題，而這個時間還需要23億年左右。

失去了磁場保護(hù)的地球的大氣層會在太陽風(fēng)的作用下逐漸逃逸，最終大氣壓下降，海洋蒸發(fā)，地球環(huán)境日漸惡化，而水汽也會通過類似的途徑逐漸向太空逃逸，而結(jié)局就是地球?qū)⒒鹦腔?。而此時太陽的紅巨星時代也即將來臨，雙管齊下，未來沒有地球的好日子，不過好在還有二十幾億年的時間。