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水,包括天然水(河流、湖泊、大氣水、海水、地下水等),人工制水(通過化學反應使氫氧原子結合得到水)。水是地球上最常見的物質之一,是包括人類在內所有生命生存的重要資源之一,也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要作用。它是一種可再生資源,但需要一定時間恢復。
一、地球上的水
當我們打開世界地圖時,當我們面對地球儀時,呈現在我們面前的大部分面積都是鮮艷的藍色。從太空中看地球,我們居住的地球是一個橢圓形的,極為秀麗的蔚藍色球體。水是地球表面數量最多的天然物質,它覆蓋了地球71%以上的表面。地球是一個名副其實的大水球。
地球上水的體積大約有 1,360,000,000 立方公里。海洋占了1,320,000,000立方公里(97.2%);冰川和冰蓋占了25,000,000立方公里(1.8%);地下水占了13,000,000立方公里(0.9%);湖泊、內陸海和河里的淡水占了250,000 立方公里(0.02%);大氣中的水蒸氣在任何已知的時候都占了13,000立方公里(0.001%)。
二、水的來源
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界上存在很大的分歧,目前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并形成海洋;也有觀點認為,形成地球的星云物質中原先就存在水的成分。
另外的一部分科學家認為,原始地殼中硅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。
對于地球水的來源主要的兩派觀點如下:
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⒈ 自生說
⑴ 地球從原始星云凝聚成行星后,由于內部溫度變化和重力作用,物質發生分異和對流,于是地球逐漸分化出圈層,在分化過程中,氫、氧氣體上浮到地表,再通過各種物理及化學作用生成水。
⑵ 水是在玄武巖先熔化后冷卻形成原始地殼的時候產生的。最初地球是一個冰冷的球體。此后,由于存在地球內部的鈾、釷等放射性元素開始衰變,釋放出熱能。因此地球內部的物質也開始熔化,高熔點的物質下沉,易熔化的物質上升,從中分離出易揮發的物質:氮、氧、碳水化合物、硫和大量水蒸氣,實驗證明當1m3花崗巖熔化時,可以釋放出26L的水和許多完全可揮發的化合物。
⑶ 地下深處的巖漿中含有豐富的水,實驗證明,壓力為15kPa,溫度為1,0000℃的巖漿,可以溶解30%的水。火山口處的巖漿平均含水6%,有的可達12%,而且越往地球深處含水量越高。據此,有人根據地球深處巖漿的數量推測在地球存在的45億年內,深部巖漿釋放的水量可達現代全球大洋水的一半。
⑷ 火山噴發釋放出大量的水。從現代火山活動情況看,幾乎每次火山噴發都有約75%以上的水汽噴出。1906年維蘇威火山噴發的純水蒸氣柱高達13,000米,一直噴發了20個小時。阿拉斯加卡特邁火山區的萬煙谷,有成千上萬個天然水蒸氣噴出孔,平均每秒鐘可噴出97~645℃的水蒸氣和熱水約23,000m3。據此有人認為,在地球的全部歷史中,火山拋出來的固體物質總量為全部巖石圈的一半,火山噴出的水也可占現代全球大洋水的一半。
⑸ 地球內部礦物脫水分解出部分水,或者釋放出的一氧化碳、二氧化碳等氣體,在高溫下與氫作用生成水。此外,碳氫化合物燃燒也可以生成水,在堅硬的火成巖中,也有一定數量的結晶水和原始水的包裹體。
⒉ 外生說
⑴ 人們在研究球粒隕石成分時,發現其中含有一定量的水,一般為0.5~5%,有的高達10%以上,而碳質球粒隕石含水更多。球粒隕石是太陽系中最常見的一種隕石,大約占所有隕石總數的86%。一般認為,球粒隕石是原始太陽最早期的凝結物,地球和太陽系的其他行星都是由這些球粒隕石凝聚而成的。
⑵ 太陽風到達地球大氣圈上層,帶來大量的氫核、碳核、氧核等原子核,這些原子核與大氣圈中的電子結合成氫原子、碳原子、氧原子等。再通過不同的化學反應變成水分子,據估計,在地球大氣的高層,每年幾乎產生1.5 噸這種“宇宙水”。然后,這種水以雨、雪的形式落到地球上。
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三、水的文化
水文化是存在于不同民族、國家和地區中關于水的相關文化,它包括人們對水的認識和感受、關于水的觀念,管理水的方式、社會規范、法律,對待水的社會行為、治理水和改造水環境的文化結果等,通過宗教、文學藝術、制度、社會行為、物質建設等方面得以表達,這是一種彰顯人水和諧關系的文化。
⒈ 古代的水
在文明的早期,人們開始探討世界各種事物的組成或者分類,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素說中就有水;佛教中的四大也有水;中國古代的五行學說中水代表了所有的液體,以及具有流動、潤濕、陰柔性質的事物。
水自古就與中國人密切結合,水在很早以前就體現了人與社會、人與自然以及人與自我關系的處理。水就像一位博學的老師,以它無聲的語言教會我們認識世間萬物、認識自我,讓我們在這個復雜的社會里以最簡單的形式保持最真實的自我。
⒉ 水崇拜
在人類的童年時期,對于水兼有養育與毀滅能力、不可捉摸的性情,產生了又愛又怕的感情,產生了水崇拜。通過賦予水以神的靈性,祈禱水給人類帶來安寧、豐收和幸福。有左河水詞《破陣子·河水》曰:“破壩排山易瀉,穿崖倒壁難收。常展清幽通萬物,偶作奔騰起壑溝。載舟亦覆舟。片片炊煙綠野,滔滔命液源流。無止棄污憑愿泄,不盡貪婪任意求。無憂也隱憂。”
中國傳統上的龍王就是對水的神格化。凡有水域水源處皆有龍王,龍王廟、堂遍及全國各地。祭龍王祈雨是中國傳統的信仰習俗。
⒊ 水滋潤著大地的一切生命
《管子? 水地篇》:“水者何也?物之本原,諸生之宗室也。”從高山流水,小橋流水到門前流水,落花流水,水無時不在豐富著這個世界。以盤古開天地為始,潺潺的流水就伴著時光吟唱著春花秋月,似水流年,沉舟側畔,橘子洲頭,人生長恨水,雙溪舴艋舟。
⒋ 水文化的三種形態
一是物質形態的水文化,主要包括被改造、具有人文烙印的水利工程、水工技術、治水工具等。如:都江堰、靈渠、京杭大運河、鄭國渠等古代水利工程,和三峽、小浪底、南水北調、黃河標準化堤防等現代水利工程。
二是制度形態的水文化,包括與水有關的法律法規、風俗習慣、宗教儀式及社會組織。如:西漢的《水令》、《均水約束》,和今天以《水法》為代表的一系列水利法律法規等等。
三是精神形態的水文化,包括與水有關的思想意識、價值觀念、行業精神、科學著作以及文學藝術等。如天人合一、人水和諧的思維方式,水能載舟、亦能覆舟的政治智慧,水善利萬物而不爭的道德情操,以及以水為題材創作的大量神話傳說、詩詞歌賦。
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四、水的影響
⒈ 對氣候的影響
⑴ 水對氣候具有調節作用
大氣中的水汽能阻擋地球輻射量的60%,保護地球不至于被冷卻。海洋和陸地水體在夏季能吸收和積累熱量,使氣溫不致過高;在冬季則能緩慢地釋放熱量,使氣溫不致過低。
⑵ 形成一個水循環
海洋和地表中的水蒸發到天空中形成了云,云中的水通過降水落下來變成雨,冬天則變成雪。落于地表上的水滲入地下形成地下水;地下水又從地層里冒出來,形成泉水,經過小溪、江河匯入大海。
雨雪等降水活動對氣候形成重要的影響。在溫帶季風性氣候中,夏季風帶來了豐富的水氣,夏秋多雨,冬春少雨,形成明顯的干濕兩季。
在自然界中,由于不同的氣候條件,水還會以冰雹、霧、露水、霜等形態出現并影響氣候和人類的活動。
⒉ 對地理的影響
在地球表面有71%被水覆蓋,從空中來看,地球就是個藍色的星球。水侵蝕巖石土壤,沖淤河道,搬運泥沙,營造平原,改變地表形態。
地球表層水體構成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、積雪、地下水和大氣中的水。由于注入海洋的水帶有一定的鹽分,加上常年的積累和蒸發作用,海水和大洋里的水都是咸水,不能被直接飲用。某些湖泊的水也是含鹽水,比如:死海。世界上最大的水體是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。歐亞大陸上的里海是最大的咸水湖。
⒊ 對工程的影響
⑴ 古中國人早已把水靈活運用到農業中:為保證水稻生活的環境濕潤,他們在田沿筑起土埂,防止田內余水流失,大大提高了水稻產量。他們還使用桔槔,利用杠桿末端的重力作用,輕易地把水提拉至所需處。桔槔早在春秋時期就已相當普遍,而且延續了幾千年,是中國農村歷代通用的舊式提水器具。
⑵ 古代亞述國王在其首都四周種滿珍稀植物。為了灌溉這些植物,他修了一條長長的運河,用來從附近的水源處引水灌溉這些植物。
⑶ 在墨西哥前首都特諾奇幕特蘭四周有許多湖,阿茲泰克人在湖中建臺田。他們挖出湖里的淤泥鋪在田上,再種上作物。阿茲泰克人在臺田周圍挖了溝渠,類似于中國的水田用于灌溉。
⑷ 以色列沙漠占國土面積的60%,不僅耕地少,而且是一個半干旱地區,降雨量少,季節性強,區域分布不均,淡水資源缺乏的問題極為突出。出于生存和發展的需要,一建國就制定法律,宣布水資源為公共財產,由專門機構進行管理。除興修水利外,還大力發展節水技術。農業生產中基本不用常見的漫灌、溝灌、畦灌方法,而是采用滴灌的方法,主要用于蔬菜、水果、花卉、棉花等種植上。滴灌投資并不比噴灌高,不僅節水,而且對地形、土壤、環境的適應性強,不受風力和氣候影響,肥料和農藥可同時隨灌溉水施入根系,省肥省藥,還可防止產生次生鹽漬化,消除根區有害鹽分。滴灌技術的采用,使作物產量成倍增長,種植業產值的90%以上來自灌溉農業。
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⒋ 對人的影響
⑴ 人體的重要物質
對于人來說,水是僅次于氧氣的重要物質。在成人體內,60%的質量是水。兒童體內水的比重更大,可達近80%。如果一個人不吃飯,僅依靠自己體內貯存的營養物質或消耗自體組織,可以活上一個月。但是如果不喝水,連一周時間也很難度過。體內失水10%就威脅健康,如失水20%,就有生命危險,足見水對生命的重要意義。
⑵ 治療疾病的功能
水還有治療常見病的效果,比如:清晨一杯涼白開水可治療色斑;餐后半小時喝一些水,可以用來減肥;熱水的按摩作用是強效的安神劑,可以緩解失眠;大口大口地喝水可以緩解便秘;睡前一杯水對心臟有好處;惡心的時候可以用鹽水催吐。
⑶ 溶解消化功能
水是體內一切生理過程中生物化學變化必不可少的介質。水具有很強的溶解能力和電離能力(水分子極性大),可使水溶性物質以溶解狀態和電解質離子狀態存在,甚至一些脂肪和蛋白質也能在適當條件下溶解于水中,構成乳濁液或膠體溶液。溶解或分散于水中的物質有利于體內化學反應的有效進行。
食物進入空腔和胃腸后,依靠消化器官分泌出的消化液,如唾液、胃液、胰液、腸液、膽汁等,才能進行食物消化和吸收。在這些消化液中水的含量高達90%以上。
其實,水不僅有很好的溶解能力,而且有重要的稀釋功能,腎臟排泄水的同時可將體內代謝廢物、毒物及食入的多余藥物等一并排出,減少腸道對毒素的吸收,防止有害物質在體內慢性蓄積而引發中毒。因此,服藥時應喝足夠的水,以利于有效地消除藥品帶來的副作用。
⑷ 參與代謝功能
在新陳代謝過程中,人體內物質交換和化學反應都是在水中進行的。水不僅是體內生化反應的介質,而且水本身也參與體內氧化、還原、合成、分解等化學反應。水是各種化學物質在體內正常代謝的保證。
如果人體長期缺水,代謝功能就會異常,會使代謝減緩從而堆積過多的能量和脂肪,使人肥胖。
⑸ 載體運輸功能
由于水的溶解性好,流動性強,又包含于體內各個組織器官,水充當了體內各種營養物質的載體。在營養物質的運輸和吸收、氣體的運輸和交換、代謝產物的運輸與排泄中,水都是起著極其重要的作用。比如,運送氧氣、維生素、葡萄糖、氨基酸、酶、激素到全身;把尿素、尿酸等代謝廢物運往腎臟,隨尿液排出體外。
⑹ 調節抑制功能
水的比熱高,對機體有調節體溫的作用。
防止中暑最好的辦法就是多喝水。這是因為人攝入的三大產能營養素在水的參與下,利用氧氣進行氧化代謝,釋放能量,再通過水的蒸發可散發大量能量,避免體溫升高。當人體缺水時,多余的能量就難以及時散出,從而引發中暑。
此外,水還能夠改善體液組織的循環,調節肌肉張力,并維持機體的滲透壓和酸堿平衡。
⑺ 潤滑滋潤功能
在缺水的情況下做運動是有風險的。因為組織器官缺少了水的潤滑,很容易造成磨損。因此,運動前的1個小時最好要先喝充足的水。
體內關節、韌帶、肌肉、膜等處的活動,都由水作為潤滑劑。水的黏度小,可使體內摩擦部位潤滑,減少體內臟器的摩擦,防止損傷,并可使器官運動靈活。
同時水還有滋潤功能,使身體細胞經常處于濕潤狀態,保持肌膚豐滿柔軟。定時定量補水,會讓皮膚特別水潤、飽滿、有彈性。可以說,水是美膚的佳品。
⑻ 稀釋和排毒功能
不愛喝水的人往往容易長痘痘,這是因為人體排毒必須有水的參與。沒有足夠的水,毒素就難以有效排出,淤積在體內,就容易引發痘痘。
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