禁锢在地下的水正在升上天空,将对我们的生活造成严重的影响。
在太阳系的八大行星之中,地球是唯一被液态水覆盖了大部分表面的星球,浩瀚的大海和浩荡的江河为我们所熟悉,但是埋藏在我们脚下大地之中的地下水,却往往容易被人忽视。
“宅”在地下深处的水
除了地表的海洋和江河,地下水其实也是一个庞大的“组织”,它几乎占了地球总水量的百分之一,甚至更多,毕竟我们对地下的情况还不是很了解。
地下水是存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中的水,它以各种状态埋藏在地表以下。根据地下埋藏条件的不同,地下水可分为上层滞水、潜水和自流水三大类。在整个地球的水循环系统中,上层滞水和一部分潜水通过泉水外流、地表植物根系的吸收和地表土壤的蒸发等,和大量的海洋水、地表江河水、大气水蒸气之间发生循环和热量交换。
但是千万年来,处于地下很深位置的地下水,即一部分潜水和所谓的自流水,它们基本上不参与全球水循环。特别是自流水,往往具有较大的水体压力,只有当人工凿井或打钻孔穿过上层顶板时,强大的压力就会使水体喷涌而出,形成自流水。
可能自地球的地壳地质结构形成以来,这些水就存在着。它们在地下或动或静地存贮了至少几千万年,乃至若干亿年,经历了暗无天日的漫长年代,像一座巨大的地下水库,默默地为地球生态的维护做着自己的奉献:
深层地下水对浅层地下水有一种浮托作用,就像海洋深处的水对于海洋表层的水所起的作用一样,如果没有深层海水,则海洋平面就会大大下降;对于地壳表面来讲,整个地下水系统也有一种支撑和浮托作用,它使地壳表面维持稳定,一旦抽干地下水,则地壳就会出现到处塌陷。事实上,近年来我国和世界各国到处都有频繁的地面塌陷报道,也正是因为抽取地下水过多的缘故所致;除此之外,深层地下水可能还起到吸收、平衡和扩散地心热量的作用,等等。
可以说,地下水是大自然对人类的恩赐,是给人类预备的一种“备份”水。可是自人类进入工业革命以来,特别是近几十年来,人类大规模地开采地下水源,将其当做与矿产埋藏一样的地下资源来开发利用,以满足农业灌溉、工业用水、生活用水等需求,这一过程不仅使许多地方的浅层地下水几乎被抽干,同时深层地下水也被大量抽上地面,迫使其也不得不参与地球的水循环系统之中。
大气中的水蒸气变多了
深层地下水一搬家,就给地球生态带来了不可忽视的影响。
科学家们已经知道,大气中二氧化碳等温室效应气体的含量近年来大幅上升。但最近一项新的研究表明,在过去50年内,最重要的温室效应气体——水蒸气的含量也令人吃惊地大大增加了。地面、气球、空中和卫星有关水蒸气的测量数据显示:在过去45年中,全球平流层水蒸气体积增加了百万分之二。
地球大气平流层内水蒸气的增多,部分原因是人类活动导致甲烷含量的增加,这些甲烷能在高空转化为水蒸气,自20世纪50年代以来,甲烷在大气中含量持续增加,在平流层中发生了甲烷转变成水蒸气的化学变化。英国雷丁大学的研究表明,自1980年以来,平流层水蒸气含量增多造成了地表温度的上升,其上升值约为二氧化碳含量增加造成地表温度的上升值的一半。
但甲烷转化的水蒸气含量只是平流层中水蒸气增加量的一半,另外一半的水蒸气来自何方呢?这另一半水蒸气,应该来自于人类近50年来对地下水的无节制的开采。
千万年来,地球深层的地下水是不参与地表与空中的水循环的,当它们短期内被人类粗暴地开采出地面之后,就不得不再被蒸发到空中去,大气中的水蒸气当然也就增加了。
也许有人会问,这个量够大吗?我们知道,在地球总水量中,地下水占了0.9%,约1300万立方千米;而大气中的水蒸气只占了0.001%,约1.3万立方千米,前者约是后者的1000倍!也就是说,前者只要稍有变化,就足以影响到后者。
现实的情况如何呢?以我国为例,全国地下淡水理论可开采资源量大约为3527.79亿立方米/年,而1999年实际开采量1058.33亿立方米,近年来,我国地下水开采量正以每年25亿立方米的速度递增(三峡水库其最高库容为393亿立方米)。以此类推,全世界地下水可开采量和实际开采量也应当有一个大致的常量。如果长期如此,这种境况就足以影响大气中水蒸气的存量了。
离家容易回家难
也许还有人会问,地下水被我们开采利用之后,不是还会在循环中再次回到地表以下吗?
其实,地下水被人类利用现代化机械开采出来容易,但是若让它们再次回归到地下深处的“娘家”,就不那么容易了。因为地表水向地下水的渗漏,是一个相对缓慢的过程,这个过程还要受到地理、地质以及季节、土壤等因素的影响。我们可以想像,如果这个回归“娘家”的过程与开采过程在时间和水量上要是相等,那么我们所在的城镇地区也就不会出现地下水位的降落漏斗了。
我国地下水超采区主要分布在华北平原、关中平原、松嫩平原、长江三角洲、东南沿海平原等地区,其中华北平原最为严重。全国已形成大型地下水降落漏斗100多个,面积达15万平方千米,超采区面积62万平方千米,严重超采城市近60个,造成众多地区泉水断流,部分水源地枯竭。而目前这种地区地下水超采现象不仅没有遏制,却显得越来越严重。由于引起严重的地面沉降,天津市已不能继续超采地下水。
有研究表明,一定数量的地下水被开采出地面之后,需要十几、几十甚至上百年的时间,当地的地下水才能得到补充。所以,相对于人类的开采速度,地下水的补充速度相差太远。
这些本该沉默地呆在地下的水被人类开采出来,然后漫无边际地飘荡在大气中,会给大气环流和地球生态带来怎样的影响呢?我们至少可以预知,地下水不断“升天”,就会加剧全球变暖的趋势,并带来一系列其它的环境灾难。
深层地下水这个一度被我们忽视的家伙,正在给我们制造环境大麻烦。
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