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路边的积水很容易消失,为什么湖泊里的水却不蒸发或渗入地下?

下过雨的地面上经常会出现积水,但是过不了多久,积水就会消失,原来的地方只有轻微潮湿的迹象。

我们知道,积水之所以会消失是因为一部分水蒸发了,一部分则因为受到重力渗入了地面下方。

不过,这种情况搬到另一个场景中就完全不同了,湖泊可以被视作一潭巨大的积水,但它好像永远不会消失。

为什么湖泊中的水不会蒸发或渗入地下呢?

实际上,湖水还是会蒸发和渗入地下的,只是在前一种情况下,它有水源的补充;在后一种情况下,渗入的水是有限的。

蒸发

蒸发的概念大家都不陌生,它是指液体分子由于温度或压强的变化而变成气体分子逃逸到空气中的过程。

日常生活中蒸发的例子很多,除了积水的消失还有湿衣服在阳光下的变干、湿头发在阳光下失去水分等。

所有这些例子都证明,如果在阳光下放置太久,水会蒸发,那么为什么湖泊中的水不会蒸发呢?

为什么湖泊不蒸发?

太阳是地球上最自然、最容易获得、最稳定的热源,为什么它不会导致湖泊蒸发,或者至少降低水位呢?

就像把一个装满水的杯子放在阳光下,过段时间后,水要么全被晒干了,要么杯中的水大幅减少了。

主要有两个原因,首先,跟杯子中的水相比,湖泊或大型水体中的水量是相当巨大的,因此蒸发的速度非常缓慢,几乎不可能被肉眼观察到。

不过,从理论上讲,蒸发能使得水分损失,即使速度再慢只要时间够久湖水也终有干涸的一天,这个时间取决于水体的大小。

但是这种情况并没有发生,因为有水(文)循环,水循环是指水从湖泊、河流和海洋中蒸发并上升到大气中,然后作为降水(雨、雪)返回地表的过程。

水循环的存在意味着池塘或湖泊因蒸发而流失的水会通过雨水或其他形式的降水又回到池塘和湖泊中。

另外,河流、溪流的汇入也可以补充蒸发的湖水,总体而言,在自然界中,湖水的补给速率是大于蒸发速率的。

但是,当降水减少导致湖水的补给速率失调时,一段时间后,包括湖泊在内的许多淡水体依然会干涸。

为什么水不渗入地下?

一个湖泊的水位不会因为蒸发而急剧下降,那是什么阻止了它们向地下渗入呢?为什么它们不会全部渗入呢?

事实上,这种渗漏取决于湖水所在的地表。如果一个湖泊太深的话,那么它的底部通常会有天然的难以渗透的黏土或岩石,这使得水并不能穿透它们。

另外,即便是容易渗漏的土壤也会有饱和极限,当它吸收的水分过多时,就会达到饱和状态,此时水就无法继续渗入。

值得注意的是,不同类型的土壤还具有不同的“过滤率”,土壤颗粒越大,渗入的水就越多,比如沙子就比普通土壤的吸收的水多。

但不管哪种土壤的吸水能力有多强,汇入湖泊中的水总源源不断的,这就意味着它总会吸满水。

此外,由于许多天然湖泊形成于低海拔地区,所以它们的湖水补给中还有一部分来自地下水,这会让它们更难以干涸。

总之,水的确会渗入地下,但是在达到一定的限度后,地面就会变得饱和,从而阻止了水的进一步渗入。

然后,水就停留在原来的位置,慢慢地蒸发,被下一轮水循环的水替换,这就是湖泊与水杯的不同之处。

最后

我们也可以换种更简单的思路来理解,比如,让池塘中扔进一块石头会发生什么?显然,石头沉到了底部,池塘水位微微上涨。

也就是说,密度更大的石头将水“挤了上来”,同理,构成地球的岩石也会将地球上水挤出去。

地球具有重力,一切物体都在争相到达地心,密度更大的物质往往更领先,水则被落在了后面,即地表上。