地球|地球海沟每年吸入30亿吨海水,为什么海平面不会下降?


地球|地球海沟每年吸入30亿吨海水,为什么海平面不会下降?
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在地球表面 , 97%的水都在海洋中 。 在太阳光的照射下 , 海水大量蒸发到空气中形成水汽 , 再转化为雨水落下来 , 或者经由河水汇入海洋 。 通过这样的水文循环 , 地球海平面可以保持相对稳定的状态 。
然而 , 科学家通过研究发现 , 地球内部正从海洋大量吞噬海水 。 据估计 , 每年有30亿吨海水被拽入地球内部 。 既然如此 , 全球海平面没有变得越来越低 , 反而上升了呢?

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全球海洋的平均深度可达3700米 , 在海洋底下是硬质的海床 , 那里是地壳的表面 。 不过 , 海床并非是完全密闭的 , 海水会通过海底的俯冲带掉进地球深处 , 这是水进入地球内部的唯一方式 。
西太平洋板块俯冲到马里亚纳板块下方 , 形成了地球上最深的海沟——马里亚纳海沟 , 其深度可达11000米 。 为了研究俯冲带到底吞噬了多少的海水 , 地质学家在马里亚纳海沟海域部署了多个海底地震仪和岛屿地震仪 , 用于监测地球内部传出来的地震波 。

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就像声波一样 , 地震波在不同介质中的传播速度并不一致 , 在岩石中的传播速度要快于在水中的传播速度 。 如果海床地下还有大量的地下水 , 当地震波穿过时 , 其速度会变慢 , 地震仪就能监测到 , 从而知道有多少海水被地壳吞噬掉 。
地球|地球海沟每年吸入30亿吨海水,为什么海平面不会下降?】海水进入地壳 , 乃至更深的上地幔之后 , 并不是直接以液态形式存在 , 而是会与岩石相结合 。 地球内部的温度和压力很高 , 水与岩石结合成了含水矿物 , 主要是水镁石 。

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根据地震仪的探测结果 , 马里亚纳海沟下方的30公里区域 , 存在大量的含水矿物 , 其中包含了相当多的水 , 总量远超此前的估计 。 如果把这个结果推广到全球海域 , 那么 , 俯冲带每百万年会把多达3000万亿吨的海水吸入地壳中 , 也就是每年30亿吨 。 地壳和地幔中储存着数量庞大的水 , 储水量至少相当于全球海水总量 , 最多有可能达到全球海水总量的3倍 。
地球海洋中又存在多少水呢?据估计 , 全球海洋的总体积为13.5亿立方公里 , 海水平均密度为1.025吨/立方米 , 那么 , 全球海水总质量约为138亿亿吨(1.38×10^18吨) 。

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按照每年流失30亿吨海水的速率来计算 , 只要4.6亿年的时间 , 全球海洋就会完全干涸 。 但事实并没有 , 地球海洋已经存在了漫长的时间 , 在地球诞生之后不久就已经形成 。
45亿年前 , 在含水的原行星盘中 , 星子之间不断碰撞成长 , 最终形成了地球 。 随着地质运动和火山喷发 , 形成地球的岩石逐渐向地表渗透出水 。 另外 , 彗星撞击地球也会带来大量的水 。

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到了43亿年前 , 地球冷却下来 , 水逐渐凝结形成了海洋 。 自那之后 , 无论板块怎么运动 , 地球上一直存在海洋 。 水一直在地球上循环 , 海水并没有干涸掉 。 因此 , 地球内部的水会通过某些方式重新回到地表 。
科学家认为 , 在火山喷发的过程中 , 水会被喷发到大气中 。 不过 , 火山带出的水远少于俯冲带吞噬掉的水 。 这意味着还有其他不为人知的方式 , 可以让水回到地表 。

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至于全球海平面不降反升 , 主要原因在于全球变暖 。 人类大量排放二氧化碳 , 增强温室效应 , 引发全球气温升高 。 这会导致海水热膨胀 , 体积变大 。 另外 , 还会导致冰川融化 , 更多的液态水进入海洋中 。 前者对海平面上升的贡献率为42% , 后者为58% 。 与20世纪初相比 , 目前全球海平面已经上升了大约20厘米 。