地球表面被水覆蓋的比例是多少?

眾所周知，地球是個“水球”，表面約有71％的面積被水覆蓋。然而，地球之水哪裡來卻始終沒有定論。不過在網上有個簡單而有趣的問題：

地球的總水量是保持一直不變的嗎？相比100萬年前，地球的總水量是增多了還是減少了？

對於這個問題，可能很多人都會回答保持不變。因為地球有完善的水迴圈機制，水在自然迴圈中不斷的失而復得。可是，事實真是如此嗎？

據美國地質調查局的資料顯示，如果將地球上所有的水（海洋、冰帽、冰川、湖泊、河流、地下水和大氣中的水）都放到一個球體中，那麼水球的直徑將約為860英里（約1385公里），體積約為

13.86億立方公里

（1立方公里的水約等於1萬億升）。雖然地球上的總水量變化是極其微小的，也很難去精確計算。但

從長期看來，科學家認為地球的總水量會越來越少

，並預計在10億年後地球會因太陽老化出現溫室效應失控，地表會變成如同火星一樣的荒漠。當然，就目前而言，地球的總水量基本上保持不變。

如果對化學分子式還有印象的話，水的化學式為H2O，由2個氫原子和1個氧原子構成。那麼地球上總水量由什麼決定呢？氫元素的存量。由於大氣逃逸的關係，在過去45億年來，

地球每秒鐘流失了3千克的氫（95000噸/年）

。那氫是怎麼逃離地球的呢？

我們都知道，飛船要擺脫地球引力束縛，速度至少要達到逃逸速度，原子和分子也是如此。水分子受到光解會變成氫原子和氧原子，但氫原子要想逃離地球，必須首先要到達距離地面500 km的逸散層底。通常情況下，含氫的分子都會被束縛在大氣底層，也就是電離層下。水分子會凝結成液態水落到地面，甲烷分子被氧化成二氧化碳等。不過還是有些水分子和甲烷分子能夠到達平流層，在

光解

作用下釋放出氫，慢慢到達了逸散層底。而逸散層底溫度上下波動，最後有一部分氫原子在受熱情況下克服地球引力逃入太空。

還有就是

帶電粒子

使一個原子或者分子獲得了極高的速度。雖然地球磁場可以過濾掉絕大多數帶電粒子，不過始終存在漏網之魚。比如一個高速運動的氫離子和一箇中性氫原子碰撞，發生電荷交換，產生一個高速運動的中性氫原子，在太陽風的幫助下，直接逃入太空。

不過地球上的氫並非“只出不入”。太陽日冕不斷向星際空間拋射連續的等離子體粒子流（太陽風），給地球帶來大量的氫核、碳核、氧核等原子核，與地球的電子結合成氫原子、碳原子、氧原子等。當然，地球要想從太陽風裡俘獲氫原子也不容易。因為太陽風的速度為200-800km/s，遠遠超過地球逃逸速度11。2km/s。換句話說，

太陽風送來了大量的氫原子，但也吹走了很多

。

有研究資料顯示，在地球45億年裡，太陽風給地球帶來的水大約為67。5億噸。所以一個顯而易見的事實是，地球上的水不大可能是從太陽風裡慢慢積累得到的。另外很多科學家將地球在26億年前的大氧化事件歸功於光合作用，但有研究指出，氫的逃逸也起到了很大的作用。

相比過去，地球的總水量是多了還是少了呢？

曾發表於《美國國家科學院院刊》的一項研究指出，地球早期的總水量比現在要多得多，相比之下，目前大概地球大概失去了四分之一的水。來自丹麥自然歷史博物館的研究團隊在格陵蘭島西南部伊蘇阿（Isua）古老海床採集了一批蛇紋石，測量表明，氫與氘比例比現在要更高。團隊認為，地球早期的一部分海水透過甲烷生成的過程分解為氫、氘和氧，其中部分氫和氘逃逸到太空中。透過海洋中氫同位素的比例變化，估算出在過去40億年裡，

地球早期海洋的體積相比今天減少了大約四分之一

（26%）。

無獨有偶，發表於《生命科學》的一份研究稱，愛荷華州立大學的地質學家本傑明·約翰遜（Benjamin Johnson）分析了澳大利亞內陸地區玄武岩。這塊岩石儲存了不同年代的氧同位素，可追溯到32億年前的古老海床景觀。結果從100多個沉積物樣本發現：在32億年前，海洋中的氧-18比氧-16多（後者在現代海洋中更為常見）。透過計算機模擬表明，沒有大陸的情況下，海洋呈現更多的是氧-18。也就是說，地球在32億年前真的是一顆“水球”，到處都是水，沒有大陸。

不過以上這兩個研究只是推測，也無從證實是否正確。此外根據恆星演化理論，目前太陽已開始進入暮年，10億年後亮度將增加10%，屆時地球會出現溫室效應失控，海水沸騰蒸發，地球上唯一生存的生命估計只有“極端微生物”了。