(图片uux.cn/AlexLMX通过盖蒂图片社)据美国生活科学网站(Charles Q.Choi):水覆盖了地球表面的近四分之三。
但是有多少水隐藏在地球地壳的地下?《地球物理研究快报》杂志2021年的一项研究发现,与地球的冰盖和冰川相比,更多的地球水被储存在地下的土壤或岩石孔隙中,
【菜科解读】
地壳深处的盐水可能含有微生物群落,这些微生物群落可以告诉我们地球上的早期生命。
(图片uux.cn/AlexLMX通过盖蒂图片社)据美国生活科学网站(Charles Q.Choi):水覆盖了地球表面的近四分之三。

但是有多少水隐藏在地球地壳的地下?《地球物理研究快报》杂志2021年的一项研究发现,与地球的冰盖和冰川相比,更多的地球水被储存在地下的土壤或岩石孔隙中,即地下水。
萨斯喀彻温大学水文地质学家、2021年这项研究的主要作者格兰特·弗格森告诉《现场科学》:地壳中约有4390万立方公里(1050万立方英里)的水。
。
相比之下,南极洲的冰含有约650万立方英里(2700万立方公里)的水;
在格陵兰岛,约72万立方英里(300万立方公里);
2021年的研究指出,在南极洲和格陵兰岛以外的冰川中,有38000立方英里(158000立方公里)。
根据2021年的研究,地球的海洋仍然是地球上最大的水库,蓄水量约为3.12亿立方英里(13亿立方公里)。
尽管如此,研究指出,除了海洋,地下水是全球最大的蓄水池。
《自然地球科学》杂志2015年的一项研究估计,地壳上部1.2英里(2公里)处有540万立方英里(2260万立方公里)的浅层地下水。
相比之下,Ferguson说,2021年的研究考虑了地壳上部6.2英里(10公里)范围内的地下水。

这种差异是由于之前对地壳上部1.2英里以下的深层地下水的估计只关注低孔隙度的结晶岩石,如花岗岩。
2021年的研究包括沉积岩,它们比结晶岩更多孔。
总的来说,2021年的研究将地表下1.2至6.2英里的地下水量增加了一倍多,从约200万立方英里(850万立方公里)增加到490万立方英里。
这一新的估计值几乎与他们计算的浅层地下水570万立方英里(2360万立方公里)的估计值一样大。
Ferguson指出,地壳通常厚19至31英里(30至50公里),比2021年研究考虑的6.2英里深度要厚得多。
他们把重点放在了上地壳上,因为它相对较脆,因此有断裂的岩石,反过来又可以蓄水。
他说,在约6.2英里以下,地壳的多孔性大大降低,很可能含有水。
浅层地下水蓄水层主要是淡水,用于饮用和灌溉。
Ferguson指出,相比之下,深层地下水是含盐的,不容易循环或流到地表,这在很大程度上切断了它与地球其他水的联系。

然而,深层地下水的相对隔离意味着,在一些地方,这种盐水被困的时间非常长。
2021年的研究指出,这意味着它可以为了解地球的过去提供宝贵的见解。
Ferguson说:我们对这些深度超过几公里的水域知之甚少,这使其成为科学的前沿地区。
。
此外,这些古老的水域可能支持今天仍然活跃的微生物生态系统。
这样的深层生物群落可能会揭示生命是如何在我们的星球上进化的,以及它可能如何在其他可能在其表面深处存在水的世界上发展。
图森亚利桑那大学的水文地球化学学家、2021年这项研究的合著者詹妮弗·麦金托什告诉《现场科学》:关于地球和其他行星上千米深的水,还有很多东西需要探索。
这一发现显著低于此前对该时期海水温度的普遍估算,为理解地球早期气候和海洋环境演变提供了关键数据。
研究还揭示了当时海水的氧同位素组成,表明中元古代海洋可能比过去认为的更冷。
1. 研究技术与方法团队采用创新的碳酸盐团簇同位素(Δ47)温度计,直接分析华北克拉通下马岭组的碳酸盐岩样品。
该技术通过测量碳酸盐矿物中13C-18O键的丰度来推算形成温度,避免了传统氧同位素方法受海水成分假设影响的局限性,结果更可靠。
2. 温度争议与意义此前基于氧同位素的研究曾推测元古代海水温度高达50-70C,甚至早期研究推断20亿年前可能达80C。
新结果(26.9C)表明当时气候更温和,挑战了“早期地球长期极端高温”的假说,对理解生命演化(如真核生物扩张)与环境温度的关系至关重要。
3. 更早时期的温度推测2006年法国科学家对硅质岩的研究显示,海水温度从20亿年前开始下降,至8亿年前降至约20C。
但更早期(如太古宙)的温度仍缺乏直接证据,需进一步研究验证。
1. 天文因素地球在宇宙中的运行状态并非一成不变,其轨道参数的周期性变化,即米兰科维奇循环,会改变地球接收太阳辐射的总量和分布。
例如,当地轴倾斜度变小时,高纬度地区的夏季会变得更凉爽,导致冬季积雪无法完全融化,年复一年,冰盖便逐渐扩张。
此外,太阳活动本身也有起伏,当太阳黑子减少,太阳辐射输出减弱,地球整体温度也会随之下降。
2. 地质因素地球自身的“身体构造”变化也至关重要。
大陆板块的漂移会改变海陆格局,如果大陆聚集到极地附近,就为大规模冰盖的形成提供了广阔的“温床”。
冰雪的高反射率又会将更多阳光反射回太空,让地球进一步变冷。
同时,剧烈的火山活动也会成为推手,大规模喷发会将大量火山灰和二氧化硫气体送入高层大气,这些气溶胶像一把“遮阳伞”,长时间阻挡阳光,导致全球气温降低。
3. 大气成分变化地球的“保温外套”——大气层中温室气体的浓度,直接决定了全球温度。
如果大气中的二氧化碳等温室气体浓度因故(如被大量植物吸收)显著降低,温室效应就会减弱,地球保存热量的能力下降,气候便会逐渐转向寒冷。