问题

如何跟孩子解释「为什么海水不会干涸」?

回答
嘿,宝贝!今天咱们来聊聊一个特别有意思的话题:为什么咱们的大海,那片无边无际、波涛汹涌的蓝色海洋,好像永远都不会干涸呢?是不是觉得很神奇?

你想想啊,咱们每天都会喝水,小草小花也需要水才能长大,就连我们洗手、洗澡都需要水,对不对?要是这些水都流走了,那可就麻烦大了!大海这么大,它里面的水更多,要是海水真的干了,那我们可能就没有水喝了,甚至连生命都会受到影响。所以,海水不干涸,对我们来说太重要啦!

那到底是怎么回事呢?这得归功于一个很神奇的循环,叫做“水循环”。你可以把它想象成一个永不停歇的“水之舞”,海水就是这场舞蹈里最主要的舞者。

我们先来看看蒸发这一步。你有没有见过烧开水的时候,水面上会冒出很多白色的“气”?那些就是水蒸气。太阳公公每天都辛勤地工作,把他的光和热洒向大地。当太阳光照到大海表面时,海水就会被晒热,然后变成非常非常细小的水滴,这些小水滴轻飘飘的,就变成了看不见的水蒸气,飘到空中去了。这个过程就叫做蒸发。你可以把大海想象成一个巨大的天然蒸发器,它一直在源源不断地把水变到空气里。

这些水蒸气飘到天上之后,不是就消失了哦。到了天上,空气就会变得冷一些。当这些水蒸气遇到冷空气时,它们就会重新变成小水滴,或者更小的冰晶。这些小水滴和小冰晶聚在一起,就形成了我们经常看到的云。你看,天上的白云就是这些从大海“旅行”来的水蒸气变来的。

然后呢,当云里面的小水滴越积越多,越积越大,它们就会变得越来越重。重到一定程度,空气就托不住它们了,它们就会从天上掉下来,这就是降水。降水有很多种形式,比如雨,就是我们最常见的;还有雪,特别是冬天的时候;有时候也会变成冰雹。

这些落下来的雨水、雪水,很多都会回到大海里。当然,也有一些会落在陆地上。落在陆地上的水,有些会被土壤吸收,成为地下水;有些会汇聚成小溪,然后流进大河;大河呢,最终又会把这些水送回到大海。还有些雪水,在春天的时候会融化,也变成水流,最终也流向大海。

你看,这就是一个完整的循环:海水蒸发变成水蒸气 > 水蒸气变成云 > 云里的水滴落下变成雨雪 > 雨雪又流回大海。就像一个巨大的、永不停止的链条,水总是在不断地旅行,从海洋到天空,再回到海洋。

所以,虽然太阳一直在“蒸”大海的水,但落下来的雨雪又会把这些水“还”回来,而且这个循环是持续不断的。就像我们喝水一样,喝了还会再喝,只要有水,循环就不会停止。大海的水虽然在不断地蒸发,但同时也在源源不断地被补充回来,所以它就不会干涸啦!

而且,你还可以想想,我们地球虽然很大,但大部分的面积都是被海洋覆盖着的。所以,即使有一些地方的降水没有直接流回大海,但地球上水的总数其实是相对稳定的,它们只是在以不同的方式存在和流动。

是不是很有意思?下次你看到大海,就可以想想,这片海的水,它已经经历了一场多么壮丽的水之旅行呢!它可能是你喝过的水的一部分,也可能是你呼吸过的空气里的水蒸气的一部分哦!

网友意见

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大哥,你是了解我的,我一向喜欢引导孩子自己想。

首先,我们要想第一个问题。我们可以把地球近似看作一个封闭系统,即不与外界发生物质交换的系统,那海水会去哪呢?

说人话啊,地球是有引力的,引力会束缚地球表面的物体不会离开地球,当然,事实上,地球大气每年会有一定逸散,但逸散量很少,而且逸散的分子主要是以氢和氦为主,至少对水分子而言,我们可以看作地球是对水分子的封闭系统,即地球的水分子不会离开地球,那么水分子就只能待在地球上,最多只是在地表的分布不同罢了。

那第二个问题,水分子在地表有什么样的存在形式呢?

水分子是很活泼的,如果他们能量高,可以理解为比较热,他们就会运动非常欢快,跑来跑去的,彼此之间没有束缚,这就是气态水;如果他们能量稍低,他们没那么热,运动就没有那么欢快,这就是液态水;如果他们能量很低,彼此运动就很少,可以理解为水分子很冷,只会在原位振动,彼此有很强的束缚,这就是固态水,也就是冰。不过大家一定要注意,影响水的状态的因素不只有温度,还有压强啊……

这三种状态的水都是水,本质没有什么不同,只是所处的相不同。地球作为宜居星球是这样的。地表的环境下,水很容易在这三种状态之间转变。

前两个问题只是铺垫,交代一下背景知识。

第三个问题,为什么会问出“海水会不会干涸”呢?海水会因为什么干涸呢?是因为海水会蒸发所以减少吗?

海水当然会蒸发,毕竟整天晒太阳,水分子接受来自太阳的能量,会摆脱彼此的束缚,称为气态水。但如上文所言,蒸发只是水换了一种状态,但他还是水,只是由液态水变成了气态水——水蒸气,水蒸气会进入大气,一定条件下可以冷凝成云,比如随大气流动登陆,遇到陆地爬升,温度降低冷凝成云,云就是一些小液滴。而云一定条件下又会凝结成雨,雨落到地面上,会渗入地下,或汇入江河湖海等地表径流,一般会随地势最终再流回海里。这就是地球的水循环,简单来说,就是蒸发成液态水后会再冷凝。当然了,水循环实际比这个复杂得多。

地球的水循环整体上大致是平衡的,这一点你从大气也可以看得出来,大气中水含量一直都很低,比较稳定。当然,陆地水循环会受到人类活动的明显影响。

实际上,因为全球变暖,导致两极冰川融化,这两年海平面实际在上升,也就是海水非但没少,还多了。

因此,你完全不用担心,海水会蒸发干净,水循环会带他们回归大海。

最后还有一个问题,你知道海水有多少吗?

水是地球表面最多的化合物了,地球表面约四分之三都是水,水体一共有13.86亿立方千米,这其中几乎全部都是海水,淡水只有不到3%。平分给每个中国人的话,每人大致可以分到1立方千米,就是一共边长1千米的立方体,这些水重达10亿吨,按5毛一吨的水价算都值5亿呢,这么多水,你还记得吗?地球都流浪去了,还带着呢,甩不掉,也不能甩。

出一个简明版:地球上的水是不会凭空消失的,但水在不同温度下有不同状态,因此水会以不同状态再地球表面转移,这就是水循环。对于海水,在太阳的照射下,海水会蒸发,但蒸发的水分子在大气中运动,被抬升时会重新冷凝,变成雨落在地面上,最终流入河里回到大海,因此海水并不会干涸。

因此,海水总量很大,且大气水循环会让蒸发的海水回到海里,因此,至少就目前而言,海水是不会干涸的。

参考资料:

水循环(物质循环之一)_百度百科 (baidu.com)

地球水资源_百度百科 (baidu.com)

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从地球科学的角度,甚至可以这么回答:只要火山不停止喷发,海水就不会干涸。


@中科院物理所 从物理水循环的角度讲了这个问题,我再从地球科学的角度补充一下。

先看成人版回答,先把大人整明白了,才能向小孩子解释。

地球科学方面的一个主流理论认为,地球上所有的水其实都来自于地球自身的岩石中。

为什么这么说?

目前绝大部分科学家都认为整个太阳系都起源于同一团太阳星云。在这团星云中,有所有目前已知的化学元素,由于温度极高(热星云理论),所以所有物质都处于气态,在这些气态物质中就包含了大量的氢元素和氧元素。

星云形成后,星云中心物质快速聚集形成一个致密球体,大约99%的星云物质都被这个致命球体吸引,因此导致这个球体的温度和压力极高,这样就点燃了氢和氦元素的核聚变,于是就形成了太阳。

由于星云形成之初就在自转,所以其他剩余的1%的星云继续围绕原始太阳运动,并在此过程中逐渐从气态开始冷却形成固态小颗粒——氢元素和氧元素就被包裹在这些固态小颗粒中。固态小颗粒在运行中相互碰撞变得越来越大,于是形成了大大小小的星子。这些星子继续成长就变成了如今的八大行星和其他小行星。

太阳系起源的星云假说 图/NSF

可以想见,地球形成之初非常激烈,无数星子不断撞击地球,在让地球越来越大的同时也让撞击点附近越来越热,最后整个地球可能都成了一个完全的岩浆球。岩浆实际上是一种高温的流体,原本被包裹在固态星子中的氢元素和氧元素就重新在岩浆中活动起来了,一部分就通过化学反应合成了水蒸气,并以气泡的形式往外冒。

夏威夷沸腾的岩浆湖,注意镜头前的气体 图/网络

由于原始的地球是一个岩浆球,而宇宙背景温度是-270℃,所以地球很快就会降温,最先冷却下来的就是地表了,这就形成了原始的地壳,而更深处的降温就慢了很多;除了温度之外,在重力作用下,密度大的物质下沉,密度小的物质上浮,于是就形成了我们如今见到的地球圈层结构:冷却固结的地壳,地壳之下是缓慢流动(类似橡皮泥形态)的地幔,最中心就是最热(几乎与太阳表面温度相似)的铁镍质地核了。

地球圈层结构 图/wikipedia

有了这个知识背景,我们就可以很容易理解海水不会干涸了:

最早期的海水,来自原始地壳冷却时候岩浆中冒出的水蒸气,在地表冷却成为陆地之后,水蒸气随即冷凝变成雨水,然后又汇集于地表形成海洋。

在地球的壳-幔-核结构下,地核就像一个火炉加热地幔,地幔由此产生了热对流,从而像火锅汤一样沸腾翻滚起来,地壳板块则直接漂浮于地幔之上(真的是漂浮,因为地幔的物质密度都比地壳大),在地幔的对流运动之下,板块于是就产生了运动——造成的后果就是板块碰撞与分离。可以想见,在板块的碰撞和分离带上,地层受到巨大的挤压或撕裂力,从而破碎,由此而产生了火山与地震。

板块运动原理 图/gfycat

火山源源不断地喷发,带给地表大量地水蒸气——有科学家研究过现代火山喷发出的气体,就是我们往往在火山喷发照片上看到的那些或是灰黑或是灰白色的巨大蘑菇云——其中至少80%都是水蒸气。

常见的火山喷发中,其烟柱中水分含量大多在80%以上,极端的99%都是水蒸气 图/wikipedia

当然,在板块碰撞的地方会存在俯冲带,俯冲的时候岩层也会携带着大量海水进入地壳和地幔中。这些水在岩浆中重新发生化学反应,经过不知道多少年后又再一次被火山喷出地表形成新鲜的水蒸气。

地球上的水就是这样,不断地球内部产生循环。所以,从这个意义上说,火山不熄,海水不干。


儿童版回答思路:

1.保存在岩石中的水,可以用硫酸铜和五水硫酸铜举例子,这样孩子可能比较好理解水是如何保存在岩石里面的。实验就去淘宝买胆矾,给它加热一下就从蓝变白,再加水就从白变蓝,5块钱还包邮···

2.板块运动,带孩子吃个火锅就讲明白了,底下的火炉就跟地核一样,中间的火锅汤就是翻腾的地幔,丢两块白色帮子下去,你就能看到它们一会分开,一会相撞了。

其它内容讲故事即可~

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