雖然水是可以循環和再生的自然資源,但它並不是取之不盡、用之不竭的。隨著人口的增加、環境汙染的日趨嚴重、水質的惡化,全球性的水資源危機愈來愈嚴重。
水是一種無色、無味的液體。它的分子式是H2O,表示1個水分子中有2個氫原子和1個氧原子。
人們日常生活中所接觸的液體,一般不是水就是水的溶液。因為除去油類之外,各種各樣的飲料、調料,甚至汗水、血液都是水溶液,所以水是一種很不平常的物質。水能溶解許多東西,它有時也會把有害物質溶解並加以傳播,造成汙染。
液態水的最大密度是1(4℃時),而固態冰比水輕,所以漂浮在水麵上。
如果沒有這一性質,那麼水體在冬季時便會一凍到底,這對於水中的一切生物將是一場災難。漂移在海洋裏的冰山會撞沉過往的船隻,造成海難事故;順河而下的浮冰可以阻塞河道,造成河水泛濫。
在一個大氣壓下,水的冰點是0℃,沸點是100℃。在地表普通的熱力條件下,水以三態(氣態、液態、固態)並存,這些都是水的奇特之處。
水還具有驚人的熱學性質。水的熱容量,即水溫升高(或降低)所吸收(或釋放)的熱量,在所有天然化合物中屬最高之列。因此,水既難變熱,又不易變冷,這在一定程度上調節了大氣的溫度。當夏天烈日炎炎時,水體吸收熱量,從而使大氣溫度不會升太高;當冬季冰凍三尺之時,水體又會放出大量的熱量,從而使氣溫不會降得太低。常到海邊的人們就會體驗到,夏天海邊比內陸地區涼爽,冬天比內陸地區溫暖;生活在湖泊、水庫周圍的人們同樣會感到夏涼冬暖。這就是水的吸熱和放熱作用。
水的蒸發也需要巨大的熱量,蒸發每克水需要消耗2257焦耳熱量(水的氣化熱)。也就是說,當水在變為水蒸氣時,熱量潛入水蒸氣中;而當水蒸氣冷卻、凝結成水時,水蒸氣把氣化熱又釋放出來,這就是為什麼下雨前天氣悶熱的原因。蒸發——降水循環過程就是這樣將海洋的熱量帶向陸地的,這種熱傳遞現象對全球具有極大影響。
藍色的海洋
由於太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋彼此相通,所以,可以說在地球這個星球上隻有一個很大的大洋,歐亞大陸、美洲大陸、非洲大陸以及南極洲和大洋洲等,都可以看作是這個大洋的島嶼。
這個大洋的總麵積是3.6億平方千米,占地表總麵積的70%以上;它的容積,按平均深度3700米計算,約為13.4億立方千米。海水是鹹的,人類的食鹽大部分就來源於海洋。
海洋是地球上淡水供應的源泉。每年約有33萬立方千米的海水被蒸發,然後又凝結成雨或雪而降落下來。這樣,一部分降落在大陸上的淡水就被積存下來,約有82萬立方千米的淡水積存在大陸的地表下麵,還有約12萬立方千米的淡水積存在江、河、湖、沼之中。
海洋不僅在水循環,而且在傳輸熱量、緩和氣候變化方麵也起著關鍵的作用。
太陽能進入地球後,大部分先被地表吸收。被吸收的熱量的多少,與緯度有關,熱帶吸收的多,寒帶吸收的少。
那麼是不是熱帶的溫度要逐漸升高,寒帶的溫度要逐漸降低呢?實際情況並不是這樣的。
在這方麵,海洋發揮了巨大的作用,它通過海水的流動將熱量從熱帶輸送到寒帶,保持了地球能量的平衡。海洋輸送的熱量很大,比全人類一年內耗用的能量還多幾百倍。
海水和大氣的大規模的流動,使熱帶變涼、寒帶變暖,同時使熱量在南、北半球之間傳輸,減小兩個半球氣溫的差別,調節了氣溫。因而人們能很好地生活在地球上。
海洋就這樣,100年、1000年、1萬年,長年累月地進行著這種調節工作。地球異常熱的時候,將熱量儲藏起來;在地球異常冷的時候,向大氣放出熱量,抑製氣候的惡化。
海洋對於生命具有特別重要的意義。地球上的生命起源於海洋,沒有海洋,生命就不能形成。從絕對數量來看,地球上的生物絕大部分生活在海洋中。在陸地上,生物隻局限在地表上下幾米的範圍內;可是在海洋中,生物幾乎是占據著每一個角落,它們的活動範圍有時深達11千米以上。
海洋的生物資源大部分集中在近海的一條相對狹長的地帶,主要由大陸架、沿海邊緣地帶的河口區組成。這裏有適合絕大多數海生動物、植物生活的環境,例如紅樹林、鹽沼、泥灘、海草和海藻,以及珊瑚礁等。因此這裏是最主要的海產品基地,為人類提供了80%以上的海產品。