为什么地球上有海洋呢?

为什么地球上有海洋呢?
为什么地球上有海洋呢?

为什么地球上有海洋呢?
地球上之所以有生命的产生和存在,是因为地球上有水,有大气,有组成生命物质必要的碳、氢、氧、氮等元素,有适中的地表气温.这些因素彼此关联,互相影响,持续长久地存在,使生命有一个相对稳定的发生、发展、进化的过程.而在这一过程中,适中的地表气温起到了决定性的作用.如果地球表面平均气温比现在高得多,则由于热扰动太强,原子根本不能结合在一起,碳、氢、氧、氮也就不可能形成分子,更不用说复杂的生命物质了；如果地球表面平均气温比现在低得多,则因气温过低分子将牢牢地聚集在一起,只能以固态和晶体存在,生命也无法形成和生存.那么,地球上为什么会有现在这样的适合于生命发生、发展和进化的温度条件呢? 1 日地距离适中 地球位于太阳系中,日地平均距离15108km.地球距离太阳远近适中,太阳辐射到达地球上的能量使地球表面南北纬60之间的广大地区温度在0～27（见表）,这样的温度条件适合生命的产生和发展.水星、金星、火星的组成和密度虽然和地球类似,但因为距离太阳太近或太远,表面温度和地球相差悬殊.如水星和金星距离太阳太近,它们距太阳分别为58107km和107108km,因此吸收太阳辐射能量要比地球分别多61%和28%,表面温度很高,像金星表面温度高达465～485；而火星距离太阳比地球远52%,表面温度又较低,大约在20～-140之间. 2 地球公转轨道的偏心率小 地球绕太阳公转轨道的偏心率处在变化中,最小时为0,最大时为0067,变更周期为102000年,现在为0017,因地球绕太阳公转轨道的偏心率较小,日地距离变化不大,所以当地球处在近日点时地球表面温度不会太高,处在远日点时温度不会太低.水星公转轨道的偏心率为0206；火星公转轨道的偏心率为0094,因偏心率大,距太阳远近距离变化大,所以其表面温度变化大. 3 地球自转速度较快 地球自转速度较快,昼夜交替周期为24h,昼夜平均各为12h.这样因白天时间短,日照时间短,而不至于使地表温度升的过高；因夜晚时间短,地表散热时间短,而不至于使地表温度降得过低.水星的自转速度很慢,在水星上看来,一个“水星日”大约相当地球上的176天.这样因白天时间长,太阳照射时间长,白天温度可达427；同样,因夜晚时间长,散热时间长,夜晚最低可达-173. 4 地球的体积和质量大小适中 地球总质量约为59741021t,表面积为51108km2,体积10831012km3,地球体积和质量大小适中.质量太大会吸引住太多的二氧化碳,而使“温室效应”加剧,气温增高.由于地表面积与质量比值很小,为0085m2/106t,即每百万吨地球质量所占的表面积只有850cm2,可见地球热量的散失很慢. 5 大气层的保护作用 地球外围有一层厚厚的大气层,当太阳辐射进入大气层后,太阳辐射中约有19%的能量被大气直接吸收,约有30%的能量被大气反射、散射到宇宙空间,这样到达地面的能量大大减少.如果没有大气层的吸收、反射、散射等保护作用,白天地表温度将比现在增高1倍,以至更高. 到达地面的太阳辐射能量,除少部分被地面反射外,大部分被地面吸收.地面吸收的太阳辐射能量,以长波的形式辐射出去被大气吸收.大气吸收太阳辐射、地面辐射及其他能量后,以长波的形式向周围辐射,其中大气辐射的64%的能量又以大气逆辐射的形式回到了地面,对地面起到了保温作用.如果没有大气层存在,就没有大气逆辐射存在,夜晚地表温度将比现在低33,以至更多.另外,大气的存在使地球上形成了大气环流.大气环流使高低纬之间、海陆之间的热量得以调整,使地区间得以平衡,不至于有些地方的温度过高,有些地方的温度过低. 6 水的调节作用 世界海洋面积辽阔,占地球表面积的71%,水深巨大,平均深度为3800m,体积137108km3.水的比热大,热容量大,1km3的海水温度降低1放出的热量,可使逾3000cm3的空气温度升高1.如果全球100m厚的表层海水降温1,它放出的热量就可以使全球大气增温60. 夏天,太阳辐射强,但因海水是透明的液体,太阳辐射可以传至较深的地方；再者通过潮汐和波浪也可把浅层吸收的能量传递到深层.因海水的比热大、热容量大,夏天吸收的太阳辐射能量大量地储存在海水中,而不是完全地辐射传递给大气,所以造成夏天气温不是太高.冬天时,太阳辐射较弱,海水得到的能量较少,但海水夏天储存的太阳辐射能量在冬天辐射出来,使冬天的气温不致过低.这样海洋像一个巨大的空调机,调节着地球表面的温度. 地球上的水可以进行气态、液态、固态三态的转换,可以在海陆间、海上、内陆进行循环,伴随着水循环和水的三态的转化,使能量产生转换和转移.当一种或多种原因使气温升高时,固态的水就会转变成液态的,液态的水也会转变成气态的水,这种转化过程中就会吸收大量的能量,使气温升得不至过高；当一种或多种原因使气温降低时,气态的、液态的水就会转变成固态的水,汽态的水也会转变成液态的水,这就会释放出大量的能量,使气温降得不至过低.伴随地球上水的三态转变和水循环的实现造成能量的转移和转换,使不同的时间、不同地域的能量得以交换. 世界大洋面积广大,彼此相通,在大气环流及其他因素作用下海水运动形成洋流.大气环流和洋流共同作用使高低纬之间的能量得以输送和平衡. 各纬度上辐射差额温度与实际温度的比较 温度（平均值） 纬度 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 辐射差额温度（对于不流动大气、海水的计算） 39 36 32 22 8 -6 -20 -32 -41 -44 实际观测温度 26 27 25 20 14 6 -1 -9 -18 -22 温度差数 -13 -9 -7 -2 +6 +12 +19 +23 +23 +22 由上表可见,由于大气环流和洋流输送热量的结果,热带温度降低了7～13以上,中纬度地区温度有所升高,纬度60以上地区升高了20以上.据最新的资料,赤道实测温度比辐射差额温度降低了14,而极地则提高了25.因此,因大气和水的存在而形成的大气环流和洋流在缓和赤道与极地间南北温差上确实起到了巨大的作用,扩大了生命生存的地域范围. 由于以上各种因素的共同作用,使地球表面温度白天不是太高,夜晚不是太低；夏天不是太高,冬天不是太低；间冰期时不是太高,冰期时不是太低；低纬度地区不是太高,高纬度地区不是太低.现在地球表面的平均温度为15,陆地表面平均温度为22,适合各类生命物质的生存和发展.