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禁錮在地下的水正在升上天空,對我們的生活有什麼影響?

禁錮在地下的水正在升上天空,將對我們的生活造成嚴重的影響。

在太陽系的八大行星之中,地球是唯一被液態水覆蓋了大部分表面的星球,浩瀚的大海和浩蕩的江河為我們所熟悉,但是埋藏在我們腳下大地之中的地下水,卻往往容易被人忽視。

「宅」在地下深處的水

除了地表的海洋和江河,地下水其實也是一個龐大的「組織」,它幾乎佔了地球總水量的百分之一,甚至更多,畢竟我們對地下的情況還不是很了解。

地下水是存在於地殼岩石裂縫或土壤空隙中的水,它以各種狀態埋藏在地表以下。根據地下埋藏條件的不同,地下水可分為上層滯水、潛水和自流水三大類。在整個地球的水循環系統中,上層滯水和一部分潛水通過泉水外流、地表植物根系的吸收和地表土壤的蒸發等,和大量的海洋水、地表江河水、大氣水蒸氣之間發生循環和熱量交換。

但是千萬年來,處於地下很深位置的地下水,即一部分潛水和所謂的自流水,它們基本上不參與全球水循環。特別是自流水,往往具有較大的水體壓力,只有當人工鑿井或打鑽孔穿過上層頂板時,強大的壓力就會使水體噴涌而出,形成自流水。

可能自地球的地殼地質結構形成以來,這些水就存在著。它們在地下或動或靜地存貯了至少幾千萬年,乃至若干億年,經歷了暗無天日的漫長年代,像一座巨大的地下水庫,默默地為地球生態的維護做著自己的奉獻:

深層地下水對淺層地下水有一種浮托作用,就像海洋深處的水對於海洋表層的水所起的作用一樣,如果沒有深層海水,則海洋平面就會大大下降;對於地殼表面來講,整個地下水系統也有一種支撐和浮托作用,它使地殼表面維持穩定,一旦抽乾地下水,則地殼就會出現到處塌陷。事實上,近年來我國和世界各國到處都有頻繁的地面塌陷報道,也正是因為抽取地下水過多的緣故所致;除此之外,深層地下水可能還起到吸收、平衡和擴散地心熱量的作用,等等。

可以說,地下水是大自然對人類的恩賜,是給人類預備的一種「備份」水。可是自人類進入工業革命以來,特別是近幾十年來,人類大規模地開採地下水源,將其當做與礦產埋藏一樣的地下資源來開發利用,以滿足農業灌溉、工業用水、生活用水等需求,這一過程不僅使許多地方的淺層地下水幾乎被抽干,同時深層地下水也被大量抽上地面,迫使其也不得不參與地球的水循環系統之中。

大氣中的水蒸氣變多了

深層地下水一搬家,就給地球生態帶來了不可忽視的影響。

科學家們已經知道,大氣中二氧化碳等溫室效應氣體的含量近年來大幅上升。但最近一項新的研究表明,在過去50年內,最重要的溫室效應氣體——水蒸氣的含量也令人吃驚地大大增加了。地面、氣球、空中和衛星有關水蒸氣的測量數據顯示:在過去45年中,全球平流層水蒸氣體積增加了百萬分之二。

地球大氣平流層內水蒸氣的增多,部分原因是人類活動導致甲烷含量的增加,這些甲烷能在高空轉化為水蒸氣,自20世紀50年代以來,甲烷在大氣中含量持續增加,在平流層中發生了甲烷轉變成水蒸氣的化學變化。英國雷丁大學的研究表明,自1980年以來,平流層水蒸氣含量增多造成了地表溫度的上升,其上升值約為二氧化碳含量增加造成地表溫度的上升值的一半。

但甲烷轉化的水蒸氣含量只是平流層中水蒸氣增加量的一半,另外一半的水蒸氣來自何方呢?這另一半水蒸氣,應該來自於人類近50年來對地下水的無節制的開採。

千萬年來,地球深層的地下水是不參與地表與空中的水循環的,當它們短期內被人類粗暴地開採出地面之後,就不得不再被蒸發到空中去,大氣中的水蒸氣當然也就增加了。

也許有人會問,這個量夠大嗎?我們知道,在地球總水量中,地下水佔了0.9%,約1300萬立方千米;而大氣中的水蒸氣只佔了0.001%,約1.3萬立方千米,前者約是後者的1000倍!也就是說,前者只要稍有變化,就足以影響到後者。

現實的情況如何呢?以我國為例,全國地下淡水理論可開採資源量大約為3527.79億立方米/年,而1999年實際開採量1058.33億立方米,近年來,我國地下水開採量正以每年25億立方米的速度遞增(三峽水庫其最高庫容為393億立方米)。以此類推,全世界地下水可開採量和實際開採量也應當有一個大致的常量。如果長期如此,這種境況就足以影響大氣中水蒸氣的存量了。

離家容易回家難

也許還有人會問,地下水被我們開採利用之後,不是還會在循環中再次回到地表以下嗎?

其實,地下水被人類利用現代化機械開採出來容易,但是若讓它們再次回歸到地下深處的「娘家」,就不那麼容易了。因為地表水向地下水的滲漏,是一個相對緩慢的過程,這個過程還要受到地理、地質以及季節、土壤等因素的影響。我們可以想像,如果這個回歸「娘家」的過程與開採過程在時間和水量上要是相等,那麼我們所在的城鎮地區也就不會出現地下水位的降落漏鬥了。

我國地下水超採區主要分布在華北平原、關中平原、松嫩平原、長江三角洲、東南沿海平原等地區,其中華北平原最為嚴重。全國已形成大型地下水降落漏斗100多個,面積達15萬平方千米,超採區面積62萬平方千米,嚴重超采城市近60個,造成眾多地區泉水斷流,部分水源地枯竭。而目前這種地區地下水超采現象不僅沒有遏制,卻顯得越來越嚴重。由於引起嚴重的地面沉降,天津市已不能繼續超采地下水。

有研究表明,一定數量的地下水被開採出地面之後,需要十幾、幾十甚至上百年的時間,當地的地下水才能得到補充。所以,相對於人類的開採速度,地下水的補充速度相差太遠。

這些本該沉默地呆在地下的水被人類開採出來,然後漫無邊際地飄蕩在大氣中,會給大氣環流和地球生態帶來怎樣的影響呢?我們至少可以預知,地下水不斷「升天」,就會加劇全球變暖的趨勢,並帶來一系列其它的環境災難。

深層地下水這個一度被我們忽視的傢伙,正在給我們製造環境大麻煩。


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