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水圈(粵拼:seoi2 hyun1;英文:hydrosphere)係指喺一粒行星、微型行星、或者衞星嗰度-包括表面上下-嘅水嘅總體。
根據估計,地球個水圈嘅總容量大約係喺 13.68 億立方公里左右[1]。地球嘅水圈包括嗮佢上面所有嘅水-即係佢表面嗰啲河、湖、同海等嘅水體,仲有地下水以及係喺極地呢啲凍嘅地方以冰嘅型態雪住咗嘅水呀噉。地球上面嘅水當中有 97.5% 左右都係鹹水,得嗰 2.5% 嘅係淡水,而喺呢啲淡水當中,有成 68.9% 嘅係以冰或者雪嘅型態存在嘅,呢啲雪住咗嘅水主要分佈喺極地同埋高山嘅冰川嗰度,又有 30.8% 嘅係以地下水嘅型式存在-即係話地球上面嘅淡水淨係得 0.3% 存在喺湖同河呢啲就手嘅地方[1]。
地球表面大約有 75% 嘅面積俾個海𢫏住咗,呢個面積大約係 3 億 6,100 萬平方公里噉大,而呢個海嘅平均鹽度大約係每公斤海水 35 克鹽(3.5%)左右[2]。地球上面有噉大份嘅面積俾水𢫏住,令到地球又有花名叫「藍色行星」或者「水行星」[註 1]。
水呢種物質對於生命嚟講係不可或缺嘅-多數生物需要飲水先至生存到,而且地球水圈仲幫到地球維持佢個大氣層。早期地球浸大氣層好稀薄,多數係氫同氦(而唔係現代生物唞氣要用嘅氧同二氧化碳等),就好似現時嘅水星個大氣層噉,而且早期地球有一個由岩漿組成嘅「海」-環境可以話係極之惡劣,冇已知嘅生物會頂得順呢種環境。打後地球冷卻,呢個過程釋放咗啲氣體同水蒸氣出嚟,而佢上面嗰啲火山活動亦都再釋放多啲氣體同水蒸氣。地球變凍咗,令到啲水蒸氣可以凝結變成雨,落返去地表,外加大氣入面嗰啲二氧化碳溶入去雨水入面,温室效應弱咗,令到大氣層再凍返少少,而地球變得冇噉熱令到水蒸氣再凝結,如是者形成咗一場超級大雨-呢場雨令到地球有咗個由水組成嘅海。呢啲嘢據估計大約發生喺 40 億年前[3]。
地球上第一條生命係喺海入面誕生嘅。呢啲生物唔使唞氧氣,而遲吓等到藍綠藻(Cyanobacteria)進化咗出嚟,呢種生物識得將二氧化碳轉化做嘢食同氧氣-地球個大氣嘅氧含量就噉開始咗升,令到需要靠唞氧氣嚟生存嘅現代生物能夠進化出嚟[4]。
水循環(Water cycle)指水係噉由一個狀態變成第個狀態嘅轉化過程[5]。喺地球嘅環境入面,水有得以好多種形態存在,好似係大氣入面嘅濕氣(雪、雨、同雲)、小溪、海、河、湖、地下水、地底嘅帶水層(Aquifers)、冰山、同埋潮濕泥土入面嘅水氣呀噉,而水會以由以鐘頭計至成世紀長嘅週期嚟喺呢啲形態之間循環變換。令到呢啲轉化過程進行嘅主要係太陽(例如太陽射落地球嘅熱力會令到地表嘅一啲水蒸發升上天,形成雲)同埋地心吸力(地心吸力令到水會向下流,由山上嘅小溪流去大河,再去海等等)。
據估計,地球每年循環嘅水有大約 577,000 立方公里噉多。呢啲水係由海嘅表面-502,800 立方公里-或者陸地-74,200 立方公里-蒸發走嘅,而同量嘅水會以降水嘅形式跌返落去地球嘅表面,當中大約 458,000 立方公里嘅跌返落海,119,000 公里嘅跌返落陸地-呢個差異表示陸地由降水嗰度攞到嘅水量多過佢蒸發嘅水量-119,000 - 74,200 = 每年 44,800 立方公里,但係陸地上面嗰啲河道-每年 42,700 立方公里-同地下水-每年 2,100 立方公里-會流失啲水落海。所以總括嚟講,地球水圈各部份嘅水量比例大致上係處於平穩狀態嘅[1]。
據估計,海水要完全換一次大約需要 2,500 年嘅時間,而冰入面嘅水完全換一次就要 10,000 年,深嘅地下水同山上面嘅冰川就要 1,500 年,而湖要 17 年,河就淨係使 16 日[1]。
南非裔科普作家 Marq de Villiers 形容水圈係由水組成嘅一個封閉系統,好複雜而且佢入面嘅各部份互相依賴,同埋「望落似係特登整出嚟支撐生命嘅噉」[6]。de Villiers 指出,冇證據說明水會蒸發走去太空,所以喺地球上嘅水嘅總量應該由好耐之前(至少幾百萬年前)經已冇乜點樣變過-水可以俾人污染或者濫用,但係唔會多咗或者少咗。
水有好多途徑可以蒸發上天,而蒸發咗嘅水跟手會以雨或者雪等嘅降水落返去地球表面。地球上嘅水蒸發多數都係發生喺海嗰度嘅,又有啲水份會直接噉由冰同雪嗰度蒸發(昇華),而發散(Transpiration)就係指水由啲樹上面嗰啲好細嘅窿蒸發走[6]。蒸發、昇華、同發散嘅過程喺水學(Hydrology;研究水嘅科學領域)入面俾人合稱做蒸發散(Evapotranspiration)。
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